歐洲乾旱加劇綠色甲醇生產用水壓力 研究指從空氣取水可成解方

重點
  • 歐洲乾旱加劇,綠色甲醇生產面臨水資源壓力。
  • 研究指出可從空氣中收集水分與二氧化碳製造甲醇。
  • 97% 受研究地區可全年自大氣取得足夠水分。
  • 穩定的再生能源供應對降低生產成本更為重要。

歐洲於 2026 年春季及夏季持續出現高溫與降雨偏少的情況,旱情進一步惡化,多個地區的地下水位與河流水位均告下降。隨著各國擴大再生燃料產能,缺水問題可能更形嚴峻,因為生產綠色甲醇等燃料需要消耗大量用水。德國於利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)一項新研究指出,即使身處乾旱地區,亦可透過從空氣中收集水分與二氧化碳,製造再生甲醇。該研究探討在再生能源豐富但淡水匱乏的地點,此方法是否有助燃料生產。

這項技術採用直接空氣捕獲(DAC)系統。裝置中的濾料自空氣吸收二氧化碳,同時亦會吸附水氣。於利希的研究人員利用此特性,從同一來源取得製造甲醇所需的兩種主要原料。收集所得的水分可與二氧化碳一同投入生產程序,減少使用當地淡水的需要。名為 DryHy 的研究項目對整條生產鏈進行建模,評估範圍涵蓋再生能源發電、電解、儲熱、餘熱利用及冷卻等環節。系統在設計上無需額外取用淡水。

從空氣中收集水分的技術

研究團隊共審視 78 個國家、合共逾 20,000 個預期於 2050 年前面臨中等程度以上水資源壓力的地區。

模型結果顯示,約 97% 的受研究地區全年均可自大氣中取得足夠水分,滿足程序所需。即使身處極為乾旱的地點,亦可於濕度較高的時段集中運作,並將收集所得的水儲存備用。首席研究員、Jülich 系統分析部門的 Henrik Wenzel 表示,「日照與風力資源豐富的地區,具備生產綠色燃料的理想條件,但往往面臨水資源短缺的困境。」研究亦發現,再生能源供電的穩定性對生產成本影響更為深遠,超出濕度的作用。

換言之,風電與太陽能資源穩定的區域更具競爭優勢。

水資源不足不再是障礙

Jülich 系統分析部門整合情境組組長 Jann Weinand 指出,「研究結果顯示,水資源不足並非必然成為生產綠色甲醇的障礙。對降低成本而言,豐富且盡可能穩定的再生能源供應,普遍比高濕度更為重要。」在條件理想的地點,2050 年預計每噸生產成本可低至數百歐羅;條件較遜的選址,成本可能高出數倍。研究估算,在再生能源格外充裕的地區生產綠色甲醇,成本有望逼近現時市價。

歐洲現行合約價格略低於每噸 €1,000 (約 HK$9,360,低於每公噸 US$1,170 (約 HK$9,126))。不過研究人員強調,市價波動幅度大,上述比較有其侷限;技術改進及二氧化碳價格上調,亦可能進一步收窄成本差距。

研究同時揭示一項尚未解答的問題:當大型設施從大氣抽取大量水氣,將會產生甚麼後果?DryHy 項目正研究抽取大氣水分對局部濕度、雲層及降雨的潛在影響,而現行模型聚焦於溫度與濕度對廠房運作的影響。能源系統轉型組組長 Thomas Schöb 闡釋,「不動用當地淡水資源,並不等於從大氣取水在任何規模下皆不會帶來影響。在建設極大規模廠房之前,應就個別選址進行專門評估。」

該研究屬於技術經濟模型,並非運作中工業設施的實測。融資、人力、基礎設施及可能的物料短缺等因素未盡納入;此外,高溫彈性電解技術仍需在工業規模下加以驗證。

Wenzel 強調,「研究並非提供適用於每個地點的現成藍圖,但確實展示了該概念在哪些條件下尤具前景,以及尚須解答哪些技術與環境方面的問題。」該研究已於學術期刊 Nature Communications 上發表。

項目內容
研究機構Forschungszentrum Jülich (於利希研究中心)
研究項目DryHy
核心技術直接空氣捕獲(DAC),自空氣收集水分與二氧化碳
目標產物綠色甲醇(再生甲醇)
研究範圍78 個國家、合共 20,000 個以上地區
評估年期2050 年
可達標地區比例約 97% 可自大氣取得足夠水分
理想地點 2050 年預計生產成本每噸數百歐羅
歐洲現行綠色甲醇合約價略低於每噸 €1,000 (約 HK$9,360,低於每公噸 US$1,170 (約 HK$9,126))
發表期刊Nature Communications

空氣捕獲技術的潛力與挑戰

隨著氣候變化導致的乾旱加劇,傳統水資源供應面臨挑戰,這使得從空氣中提取水分的技術顯得尤為重要。該研究展示了在水資源有限的地區,利用直接空氣捕獲技術生產綠色甲醇的可行性,為再生能源的發展提供了新思路。然而,這項技術仍需進一步驗證其在大規模運用下的環境影響,特別是對當地氣候的潛在影響。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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