当淡水流向海水——没有落差的水如何发电
北欧主要的电力公司之一Statkraft决定在挪威建立”世界上第一座渗透压发电站”，预计2008年底竣工。对于可再生能源，人们对于太阳能、风能、潮汐能、地热、水电等耳熟能详，这个”渗透压发电”又是个什么东西？没有落差的水，如何发出电来呢？
让我们先来看看”渗透压”是什么东西吧：
假设有两杯水，一杯淡水，一杯盐水，底部用一根管字连通起来。淡水一边没有盐，对于盐水里的的盐离子来说，淡水那边是无人居住的旷野，所以纷纷跑到那边去抢滩。而对于水分子，虽然两边都很多，但是盐水那边的密密集程度还是要小一些（被盐占据的空间水分子是视而不见的），所以还是倾向于从淡水一侧向盐水一侧游弋。于是，不需要任何外部压力，水分子和盐离子就产生了大规模迁徙，一直到两杯水实现”种族融合”，”两杯共荣”为止。
有一种东西叫做”半透膜”，类似于门卫或者关卡，能够选择性地拦截住一些物质而让另一些通过–”半透膜”这个名字有点误导，望文生义是”透过一半留下另一半”。其实不然，它是让一些种类通过而另一些种类留下。就像一道写着”男士莫入”的门，女士们可以自由进出而男士们就被截下了。
有一种半透膜作用是拦住所有的盐离子，而允许水分子自由来去。如果我们把这样的一层膜装在盐水和淡水之间，那么盐离子就将无法跑到淡水那边，但是水分子依然可以从淡水那边溜到盐水里。宏观上看，就仿佛有一个压力推动淡水往盐水那边跑一样。这样的一个压力，就被称为”渗透压”。由于盐水这边只进不出，淡水那边只出不进，盐水一边的水位逐渐升高而淡水那边逐渐降低，结果产生了水位差来抵抗渗透压的作用。到最后这个水位差足够大，完全抵消了渗透压的时候，通过半透膜来来往往的水分子一样多，宏观上看这个世界就清静了。这时候的水压差也就可以用来计算盐水的渗透压。如果在盐水的一侧外加一个高于其渗透压的压力，不难想象，盐水一侧的水分子就纷纷逃难到纯水一侧，而盐离子逃不掉，只好心不甘情不愿地留下。宏观上看，盐水就变成了淡水。这被称为”反渗透”，已经大量应用于海水淡化和废水处理了。这是题外话，按下不表。
有个叫范德霍夫（Van’t Hoff）的荷兰人推导出了一个公式来计算任何溶液的渗透压。他的公式计算结果与实验测量高度一致。海水通常含有百分之三点几的盐，这个浓度的渗透压大致相当于二百几十米的水位差。换句话说，如果在淡水和海水之间放置半透膜，那么其间的水压相当于二百几十米的大坝！
地球上有无数的海滨，多数江河里的淡水最终也流向大海。如果我们在二者交汇的地方装上半透膜，那么海水的渗透压蕴含的能量就可能用来发电。这样的能源清洁无污染，可再生，也不用修大坝而被许多”环保人士”痛骂。
这就是”渗透压发电”的原理。这样的原理早在1973年就被提出来了，但是其后的二十多年中一直没有大的进展。主要原因就是成本实在太高，而且实际建造中也面临一些工程技术上的困难。1997年，Statkraft开始进军这一领域。经过十余年的研究，伴随着膜技术的发展，他们认为实际建造渗透压发电站的时机已经来临，于是在2007年宣布将建造一座容量为2~4千瓦的渗透压模型电站，预计在2008年底完成，算是开始了”渗透压发电”的商业化进程。
Statkraft开发的渗透压发电站采取的是被称为”压力延迟渗透（Pressure Retarded Osmosis，PRO）”的方式。简单来说，就是经过预处理的淡水进入半透膜区域，半透膜另一侧是海水。绝大部分的淡水在渗透压的作用下渗过半透膜，小部分相当于废液被排掉。透过半透膜后水压大增，目前能够获得的压力可以达到理论值的一半，相当于一百多米的水位差。这些水一部分去冲动涡轮发电，另一部分作为循环水把海水”压”进半透膜区域。正常运行条件下，半透膜装置能够使用7~10年。PRO还有另一种设计是把膜装置和发电装置修到海面下一百多米处，这样可以利用海水的自然压力来压入海水，从而大大提高整个体系的运行效率。当然，这种方式需要的修建成本大大增加了。
已发表于《百科知识》
一个不错的主意，但是半透膜的造价太高，维护起来也很昂贵。据我所知，现在的半透膜只有十年的寿命，这还是在比较纯净的环境下的。海水和河流会携带有大量的泥沙，不知道这个问题怎么解决
你和HOOH显然看出了这种能源商业化的最大问题。水经过预处理的话，对数保护膜有利，但是预处理也要花钱。最终怎样弄省钱正式他们要解决的问题。确实如你所说，他们宣称的膜寿命是7-10年。
这些新能源能否使用，取决于两方面：相关技术的进步（比如这里的膜）是成本降低；传统能源的短缺是人们不得不接受高价的能源。
他们估计在短期内能做到与潮汐能相当的成本。
六月二十三号 新加坡会有一个水环境和资源周 我到时候会参加。其中有个活动就是颁发李光耀水源奖 给一个加拿大的教授。该教授改进了反渗透技术（也包括半渗透膜的技术）大大降低了成本，促进了反渗透的民用发展。我准备到时候看看有没有新的这方面技术，及时为大家报告。
期待中。
我还有个反其道而行之的想法：
在一个U形管底端设立一个阀门。先让阀门关闭，U形管一端注入淡水，一端注入盐水。然后开启阀门，两端的水会对流，在对流的地方设置一个涡轮机，利用水的动能就可以发电了。
而盐水不用特别制备。我现在的毕业论文就是观察一个海水淡化厂排放废水的环境问题。海水淡化的时候，一部分水被稀释了，被提取出来的盐分去哪了呢？剩下的一部分水实际上被浓缩了。这样浓缩的废水其实可以在上述的发电方案中被利用。既解决了海水淡化的废水问题，也发了电。一举两得
这个过程半透膜装在哪里啊？
不用半透膜 或者说半透膜在海水淡化的时候用过了 所以省钱哈 不过问题是海水淡化的目的就是 制造淡水 现在淡水又被消耗了
所以上面应该采用废水和海水混合 如果渗透压不够大的话 可以利用潮汐能 增加两边页面的高度差
两边的水是对流？还是盐离子扩散？这个过程可以形成稳定的水流吗？水的流向是？
这个想法，即使其他的问题都暂时不考虑，假设能够实现。但用这种方式发电水轮机叶轮转动是间歇性的，水轮机带动发电机就无法连续工作。把电并入电网，需要调压调频调相位，这种方式发出来的电，时断时续，难以调压调频调相位。
这个问题不论的话，如果U型管中没有半透膜，则底部阀门两侧的水位差都是由海水河水总水头转化而来。这样的话，根本不用U型管啊，直接用这个水头冲击水轮机的叶轮就可以了啊？
水进行对流。如果对流空间很宽的话，密度大的水会插到淡水下面。再通过掺混作用，两种密度的也体混合。
只是一个初步的想法。基本思路就是用密度差产生的水头差来发电。同时解决高盐度废水排放问题。
你提到的电压问题，水力发电问题，我不熟悉。可能可行性比较低。水电站发电都是连续，稳定的流动吗？我看也不见得吧？一定有协调的办法。呼唤强人解答。
还有，U形管只是个原型。我担心密度造成的水头差不够大。引入U形管以后，我们还可以利用潮汐，增加高度落差，双管齐下，也许效率更高。
这东西几千瓦的试验机可以，如果大规模使用的话，一定要做严格的环评，感觉会影响到水体含盐量，导致生态环境变化。
人类最有前途最实际的新能源还是核电。
实际上在这种入海口附近，盐度变化的很厉害。生物对盐度的适应应该不成太大问题。如果在入海口附近没有很值得保护的生态环境的话，例如特别珍贵的湿地（人类其实已经破坏了很多湿地的生态环境了），这种方法还是值得一试的。
河流淡水一直在流入大海，海水蒸发又形成淡水（雨水），所以千百年来，海水含盐量并无显著变化，因此本贴的发电方法不会“影响到水体含盐量，导致生态环境变化”。
真正的问题如 waterOrO 所说“海水和河流会携带有大量的泥沙”，导致半透膜污染而寿命、流量下降。
人类利用太阳能的方法又多了一样呢
靠，这可是我老早老早就想到的方法吖。。。。
可惜我人轻言微，没人肯听。。。
郁闷吖郁闷。。。。
我是做电力方面工作的，水电虽然不是本行，但略有所知。
并不是有水流就能冲动水轮机叶片的，水的流速太低，其动能就难以冲动水轮机的叶片。河流是自然流速都是无法满足工业发电的需要的。所以现在水利发电大部分都是采用拦河筑坝，抬高水位差来实现的。考虑水库的容量，以及正常发电放水的流量，上游来水量等因素，水电站在正常情况下，是可以在丰水期持续发电的，部分水电站可以在枯水期减负荷发电。这里的稳定程度我不好形容，用通俗的话说就是，续维持水轮机不间断转动，而不是转上几个小时就停下来，等待蓄水，再冲转。在我国，大型水电站最初设计是按照带基本负荷来做的，后来增加了调峰机组。个人猜想，水电发电的稳定性，是居于火电和核电之后排在第三位的。
如果这个发电需要水头差设计为50m，（这个数字很小很了，动辄几百米落差的水电站也不少了）全部由密度差来实现，那么需要多长的U型管才能实现呢？不论U型管设计成水平方向，还是垂直方向，都需要在河边进行底下挖掘，而且深度相当大。在工程可行性上就大打折扣了。