مركز أبحاث يوليش الألماني: نحو 97% من المناطق التي تعاني من شح المياه يمكنها إنتاج الميثانول الأخضر عبر الرطوبة بحلول عام 2050

أخبار ar.wedoany.com، عرض مركز أبحاث يوليش الألماني (Forschungszentrum Jülich) كيفية إنتاج الميثانول المتجدد حتى في المناطق التي تعاني من شح المياه، وذلك من خلال الاعتماد على الاحتجاز المباشر للهواء (Direct Air Capture، DAC) للحصول على ثاني أكسيد الكربون ومياه المعالجة من الهواء في الوقت نفسه، دون الحاجة إلى استهلاك موارد المياه العذبة المحلية. وأظهرت حسابات نمذجة أُجريت على أكثر من 20,000 منطقة في 78 دولة يُتوقع أن تواجه ضغطًا مائيًا لا يقل عن مستوى متوسط بحلول عام 2050، أن نحو 97% من هذه المناطق تتمتع برطوبة هواء كافية على مدار العام لتلبية احتياجات الإنتاج من المياه.

أبرزت الظروف المناخية القصوى في ربيع وصيف عام 2026 التحديات المائية التي تواجه إنتاج الوقود الأخضر. فقد أدى استمرار درجات الحرارة المرتفعة وهطول أمطار أقل من متوسط المعدلات إلى جفاف واضح في ألمانيا ومناطق عديدة من أوروبا، مع انخفاض منسوب المياه الجوفية وهبوط مناسيب الأنهار مثل نهر الراين. يتطلب إنتاج الهيدروجين والميثانول الأخضر كميات كبيرة من المياه، غير أن المناطق الغنية بأشعة الشمس والرياح غالبًا ما تعاني من شح المياه، مما يجعل مصدر مياه الإنتاج قضية واقعية ملحّة.

أوضح هنريك فينزل (Henrik Wenzel)، المؤلف الرئيسي للدراسة من معهد التحليل النظمي في يوليش (Jülicher Systemanalyse)، أن المناطق التي تتمتع بوفرة أشعة الشمس والرياح توفر أفضل الظروف لإنتاج الوقود الأخضر، لكنها غالبًا ما تعاني من نقص المياه. أُجريت هذه الدراسة في إطار مشروع DryHy، الذي يموله الوزارة الاتحادية الألمانية للبحث والتكنولوجيا والفضاء (Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt)، وينسقه معهد تقنيات الطاقة في مركز أبحاث يوليش (Institute of Energy Technologies)، حيث يدرس المشروع إنتاج الميثانول المتجدد في المناطق التي تعاني من شح المياه من منظور شامل. وقد تضمنت الدراسة المنشورة تقييمًا تقنيًا واقتصاديًا لسلسلة العمليات ذات الصلة.

تقوم العملية على الاحتجاز المباشر للهواء. إذ تقوم مادة ترشيح بربط ثاني أكسيد الكربون مع امتصاص الرطوبة من الهواء في الوقت نفسه، وتدخل المياه المفصولة مع ثاني أكسيد الكربون معًا في مرحلة إنتاج الميثانول. وقد قام الباحثون بنمذجة سلسلة العمليات بأكملها، بما في ذلك إنتاج الكهرباء المتجددة، والتحليل الكهربائي، وتخزين الطاقة، واستخدام الحرارة، وعمليات التبريد دون استهلاك مياه إضافية. وحتى في المواقع الجافة جدًا، يظل الإنتاج ممكنًا إلى حد كبير، شريطة أن يعمل المصنع بأولوية خلال الفترات التي ترتفع فيها الرطوبة مع تخزين المياه مؤقتًا.

أوضح يان فايناند (Jann Weinand)، رئيس قسم السيناريوهات المتكاملة في معهد التحليل النظمي في يوليش، أن توفر إمدادات كهرباء متجددة كافية ومستقرة قدر الإمكان عادة ما يكون أكثر أهمية من ارتفاع الرطوبة، وتتميز المواقع التي تجمع بشكل جيد بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية بميزة خاصة. وتُظهر النمذجة أنه في المواقع المثالية الغنية بطاقة الرياح والطاقة الشمسية، يُتوقع أن تبلغ تكلفة الإنتاج بحلول عام 2050 عدة مئات من اليورو للطن الواحد، وقد تقترب من أسعار السوق الحالية؛ بينما قد تصل التكلفة في المواقع الأقل ملاءمة إلى عدة أضعاف. ويبلغ سعر عقد الميثانول الأخضر الحالي في أوروبا نحو 1000 يورو للطن. وينبه الباحثون إلى أن أسعار السوق تشهد تقلبات حادة، وأن هذه المقارنة تمثل لقطة لحظية فقط، كما أن انخفاض التكاليف التقنية وارتفاع أسعار ثاني أكسيد الكربون قد يسهمان تدريجيًا في تضييق الفجوة بين تكاليف الإنتاج المستقبلية وأسعار السوق الحالية.

لا يزال التأثير المحتمل لاستخراج بخار الماء على نطاق واسع على المناخ المحلي قضية مفتوحة، ويعكف مشروع DryHy على دراسة هذه التأثيرات. وتحلل النمذجة الحالية كيفية تأثير درجات الحرارة والرطوبة على المصنع، كما يمكن في المستقبل تقييم التأثيرات العكسية المحتملة على رطوبة الهواء أو الغطاء السحابي أو هطول الأمطار. وأشار توماس شوب (Thomas Schöb)، رئيس فريق تحول أنظمة الطاقة، إلى أن عدم استخدام موارد المياه العذبة المحلية لا يعني أن سحب المياه من الغلاف الجوي لا يترتب عليه أي عواقب على أي نطاق، وأنه ينبغي إجراء دراسات خاصة بكل موقع قبل بناء المصانع الكبيرة.

أوضح الباحثون أيضًا أن هذه الدراسة تمثل حسابًا تقنيًا واقتصاديًا قائمًا على النمذجة، وأن الفروق الإقليمية في التمويل وتكاليف العمالة والبنية التحتية، فضلًا عن النقص المحتمل في المواد، لم تُدرج بالكامل في الحسابات؛ كما أن نمط التشغيل المرن للتحليل الكهربائي بدرجات الحرارة المرتفعة الذي تفترضه النمذجة يحتاج إلى التحقق منه في التشغيل الصناعي المستمر. وأكد هنريك فينزل أن الدراسة لا تقدم مخططًا جاهزًا لكل موقع، لكنها تُظهر الظروف التي يكون فيها هذا المفهوم أكثر جدوى، وتحدد الأسئلة التقنية والبيئية التي تحتاج إلى إجابة في الخطوات التالية.