如果我们在一个容器内，将浓度很高的盐水，与纯净水或者酒精相混合，过一会，我们用手就能感觉到，容器有点发热。这种物理现象，其实就是溶液的渗透作用所引发的效果。

最为直观的例子，我们在中学生物课上都做过实验，将植物的细胞浸润在淡水中，细胞的液泡体积会变大，而放到盐水中则会变小。那么，陆地上许许多多入海的河流，注入的河水盐分的浓度，要远小于海水的盐度，势必也会发生持续性的、大规模的渗透作用，能不能利用这种渗透作用所释放的能量进行发电呢？

溶液渗透作用

无论是固体溶解于液体中，或者是液体与液体混合，都有一定的溶解度，即形成作为溶解现象“母体”载体的溶剂，以及被溶解的溶质，通常情况下，溶剂分子都比溶质分子要大，所以理论上可以创造一种半透膜，能够使溶剂分子通过，而阻挡溶质分子通过。

当两种浓度不同的溶液混合，中间势必会产生半透膜，水分子或者其它溶剂分子可以从低浓度的溶液，通过半透膜进入高浓度溶液中，或者从水（溶剂）势高的一方透过半透膜向势低的一方移动，这种现象就是溶液的渗透作用。

海水中含有大量的矿物质盐类，其中每升海水中超过1毫克的元素主要包括：氯、钠、镁、硫、钙、钾等，特别是氯和钠的含量最多，这也是我们能够从海水中提取制造海盐的最主要原因。许许多多的这些元素，在海水中都以带电离子的形式存在。

当然，地表的径流中，也或多或少地含有这些元素，因为在地表径流的流动过程中，每时每刻都在与河床、河岸上的岩石和土壤发生相互作用，一些矿物质逐渐被溶解到河水中，所以，在地球的自然环境中，是不存在绝对的淡水的。

为了区分地球水体的含盐量，我们人为地划定一个标准，将含盐量低于0.5克/升的水视为淡水，高于这个数值的则称为咸水。海洋之所以含盐量高于陆地上的地表水，主要因为它们是承接地球河水包括其中矿物质的最终“容器”，在海水不断蒸发以及不断接纳新流入河水的过程中，含盐量不断提升，最终达到了目前的状态。

当入海的河水接触到海水的过程中，在渗透作用的影响下，河水中的淡水会向海水渗透，而且海水中的带电离子，也会试图进入淡水中，最终达到浓度相互均匀的状态。如果我们能够在河水与海水中间设置一种特殊的膜，那么就能够利用水分子与溶质分子的定向移动，从中提取到能量。

先前做过的努力

当然，这种自然界的渗透能，不仅仅体现在河水汇入海水的交界区域，只要是能够出现淡水与咸水交界的地方，并且能够将它们相互隔离、并排“放置”的区域都可以出现。比如，在上世纪70年代，有科学家受约旦河进入死海的启发，提出并完善了有关反渗透的理论和技术，为后来中东干旱地区开展海水淡化奠定了基础。

进入新世纪以后，科学家们在较小的范围内，开展了利用淡水与咸水混合来产生清洁、可再生电力的一些尝试，比较著名的是2009年，在挪威奥斯陆以南40公里的胡鲁姆，诞生了世界上第一座这样的“蓝色能源工厂”，通过设置特殊的半透膜，利用不同盐度的水，通过渗透作用输出了功率为4千瓦的能量。在试验几年之后，该公司准备建造更大的工厂，使输出的能量能够为几个村庄供电。

可惜的是，在2014年时，这家工厂运行不下去被迫关闭。制约工厂发展的最主要原因，就是工厂的运营成本，远远大于输出的效益。实验归实验，如果纳入商业运营的版图，性价比和经济效益当然是公司首要衡量指标。就像现在我国和其他一些国家大力开展的“人造太阳”可控核聚变实验一样，即使连续突破高温环境下的运行时长纪录，但只要是投入还大于产出，便不可能投入商用。

未来的发展趋势

地球上拥有着像亚马逊河、尼罗河、长江、黄河、密西西比河等等这些径流量非常巨大的河流，这些河流不但在流经途中会在地势降低的条件下，为我们提供清洁高效的清洁水力能源，而且也会在汇入海洋的过程中，产生巨量的渗透能量。

如果我们能够拥有成熟的技术体系，在地球上的所有河流中设置和安装特殊的渗透膜，我们理论上就可以产生足够的电力，来为整个社会供电，供电的规模，理论上也不比地热能、风能差，而且这种能量的获取方式，也避免了风力发电的不稳定性和太阳能发电的不可持续性等问题。正是看到这一前沿领域的发展前景，世界上多家公司，都在开展着相关尝试性的试验和小规模的应用。

从目前来看，这种发电模式的最大问题，就是技术方面的成熟性和规模化效应。短期内，我们自然不能依靠这种方式为所有城市和乡村供电，但是科学家们正在通过一点一滴的实验，来进行尝试和努力，特别是在研究高性价比的渗透膜、更加快速的堵塞清理、更加高效的渗透过程等方面，正在积极地加以完善和改进。

当然，这种发电模式也具有很多其它方面的挑战，比如：一方面在将淡水和咸水混合时，势必会影响自然条件下的融合过程，在淡水和咸水之间会形成一种大范围、长期存在的过渡型水体，这对于一些近海生存的海洋生物，洄游的部分淡水生物的生存，以及近海生态环境系统将造成巨大影响。

第二，随着全球变暖的加剧，沿海地区受到海水上升、海水倒灌的影响最为显著，这些发电厂的建造，无疑会面临着海水上涨的冲击以及海水酸化的侵蚀，增加了建造、运行和维护的成本。

第三，随着清洁能源利用的水平以及技术的进步，无论是风能、水能、太阳能，还是地热能等等，其发电的规模越来越高，而价格都在持续下降，而依靠渗透能发电还处在实验研究和小规模应用阶段，无论是成本还是影响力，与其它清洁能源利用方式相比，都不具备竞争力。

因此，从目前来看，利用淡水与咸水混合方式进行发电，在理论上可行的，而且也已经实现了小规模的应用，但是距离大规模发电，特别是在不影响海岸生态环境稳定的基础上，如何快速地降低成本、提升规模，提高竞争力，还有很长的路要走。