Производство зелёного метанола требует много воды. В условиях растущей засухи это создаёт серьёзное ограничение: регионы с хорошим потенциалом солнечной и ветровой энергии часто страдают от нехватки пресной воды. Исследователи из Forschungszentrum Jülich предложили способ обойти эту проблему — извлекать и воду, и углекислый газ прямо из атмосферы.
Новое исследование показывает, что в 97% из более чем 20 тысяч регионов, которым к 2050 году грозит как минимум средний уровень водного стресса, можно собрать достаточно атмосферной влаги для производства зелёного метанола.
Как это работает
Технология опирается на прямое улавливание из воздуха (Direct Air Capture, DAC). Специальные фильтры захватывают не только CO₂, но и влагу. Полученные углекислый газ и вода становятся сырьём для синтеза метанола, а потребность в местной пресной воде резко снижается или исчезает совсем.
В рамках проекта DryHy учёные смоделировали всю производственную цепочку: генерацию возобновляемой электроэнергии, электролиз, хранение энергии, использование тепла и охлаждение. Система рассчитана так, чтобы не требовать дополнительного водозабора из местных источников.
Влажность важна, но электричество важнее
Модель показала, что даже в очень сухих местах производство возможно: достаточно работать в более влажные часы суток и накапливать собранную воду. Главным фактором экономики оказалась не влажность воздуха, а стабильность и объём возобновляемой электроэнергии.
«Регионы, богатые солнцем и ветром, идеально подходят для производства зелёных топлив, но часто страдают от нехватки воды, — отметил ведущий автор исследования Хенрик Венцель (Henrik Wenzel). — Наши результаты показывают, что водный дефицит не обязательно исключает производство зелёного метанола. Для низких затрат важнее надёжное и по возможности равномерное снабжение возобновляемой электроэнергией».
Стоимость и ограничения
В благоприятных локациях к 2050 году себестоимость может приблизиться к нескольким сотням евро за тонну и даже сравняться с текущими рыночными ценами (около 1000 евро за тонну в Европе). В менее подходящих местах затраты будут заметно выше.
Учёные предупреждают: масштабный забор водяного пара из атмосферы может влиять на местную влажность, облачность и осадки. Эти эффекты ещё предстоит детально изучить для конкретных площадок.
Исследование остаётся техно-экономической моделью, а не испытанием работающего завода. Вопросы финансирования, инфраструктуры, кадров и промышленных масштабов высокотемпературного электролиза требуют дальнейшей проработки.
Тем не менее работа, опубликованная в Nature Communications, демонстрирует важный принцип: нехватка пресной воды больше не должна автоматически вычёркивать засушливые, но богатые возобновляемой энергией регионы из карты производства зелёного топлива.
