كشفت أبحاث حديثة من جامعة LUT الفنلندية أن انخفاض تكلفة الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية يجعل نقل ثاني أكسيد الكربون لمسافات طويلة خيارًا اقتصاديًا مجديًا لإنتاج الوقود الإلكتروني، بدلًا من نقل الهيدروجين أو الكهرباء.
مقارنة خيارات النقل والإنتاج
ركزت ثلاث دراسات على تقييم خيارات البنية التحتية، ونقل ثاني أكسيد الكربون، وبديل نقل الكتلة الحيوية. وفي فنلندا، حيث تبعد مصادر الكربون الحيوي والصناعي عن أفضل مواقع طاقة الرياح 370-590 كيلومترًا، أظهر النمذجة أن نقل ثاني أكسيد الكربون عبر خطوط الأنابيب يحقق أقل تكلفة لإنتاج الميثانول الإلكتروني، بينما يزيد نقل الهيدروجين أو الكهرباء من التكلفة بنسبة 5-15%.
إسبانيا تتفوق على فنلندا في تكلفة الإنتاج
قارن الباحثون إنتاج الميثانول محليًا في فنلندا مقابل إنتاجه في إسبانيا الغنية بالطاقة الشمسية، باستخدام 2.24 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا من صناعة اللب والورق الفنلندية. وبحلول 2050، تصل تكلفة الميثانول المنتج في إسبانيا إلى نحو 63 يورو/ميجاواط ساعة، مقابل 75 يورو/ميجاواط ساعة في فنلندا، مع احتساب تكاليف الالتقاط والتكييف والنقل والكهرباء والإنتاج.
تمثل ميزة التكلفة الإسبانية، المدفوعة بالكامل بالطاقة الشمسية منخفضة التكلفة، نموًا من 7% في 2030 إلى 16% في 2050. ويعد النقل البحري الخيار الأرخص للمسافات الطويلة، متجنبًا الاستثمارات الرأسمالية العالية لخطوط الأنابيب، بينما يمكن للسكك الحديدية الحالية منافسة الأنابيب إذا توفرت البنية التحتية.
التقاط الكربون وتخزينه كبديل
يمكن لمصادر ثاني أكسيد الكربون الصناعية نفسها تزويد مشاريع التقاط الكربون وتخزينه (CCS) في النرويج أو آيسلندا. وتوفر النرويج مسافات نقل أقصر تعوض تكاليف الحقن الأعلى. ويؤدي تخزين الكربون من مصادر حيوية إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) إذا تجاوزت الكميات المخزنة انبعاثات سلسلة التوريد، بينما يُصنف إنتاج الميثانول ضمن التقاط الكربون واستخدامه (CCU) حيث يعود الكربون للغلاف الجوي عند احتراق الوقود.
نقل الكتلة الحيوية بدلًا من ثاني أكسيد الكربون
اختبرت دراسة بديل استيراد كريات الخشب من فنلندا إلى ألمانيا أو إسبانيا، والتقاط ثاني أكسيد الكربون في الوجهة. ورغم أن نقل الكريات يكلف نحو 18 يورو/طن ثاني أكسيد الكربون الملتقط في 2050، مقارنة بـ 73 يورو/طن لسلسلة نقل ثاني أكسيد الكربون الجزيئي، إلا أن تكاليف الميثانول النهائية تعكس هذه الميزة.
في سيناريو إسبانيا 2050، يصل الميثانول من الكريات المستوردة المحروقة في محطات طاقة أو حرارة وطاقة مشتركة إلى 88-93 يورو/ميجاواط ساعة، مقابل 65 يورو/ميجاواط ساعة باستخدام ثاني أكسيد الكربون المنقول. وتوفر مصانع الأسمنت ميزة تكلفة فريدة حيث تزود الكريات المستوردة كلًا من حرارة الفرن والكربون للميثانول، مما يخفض التكلفة إلى 55 يورو/ميجاواط ساعة في 2050، بشرط تحميل تكاليف الكريات والفرن على جانب الأسمنت.
الالتقاط المباشر من الهواء كمنافس
يقدم الالتقاط المباشر من الهواء (DAC) خيارًا مستقلًا جغرافيًا. وبافتراض التحسينات التكنولوجية المتوقعة، يصل الميثانول المنتج باستخدام ثاني أكسيد الكربون الملتقط محليًا من الغلاف الجوي في إسبانيا إلى نحو 63 يورو/ميجاواط ساعة في 2050، منافسًا تكلفة 65 يورو/ميجاواط ساعة للميثانول من ثاني أكسيد الكربون الصناعي الفنلندي المستورد.
الخلاصة لقطاع الطاقة الشمسية
تؤكد الأبحاث أن الطاقة الشمسية منخفضة التكلفة تبرر نقل الكربون الجزيئي أو المضمن في الكتلة الحيوية عبر مسافات طويلة. ويتطلب تحديد المسار الأمثل تقييم تكلفة إنتاج الوقود كاملة، مع مراعاة إمدادات ثاني أكسيد الكربون الصناعي الموثوقة، والكتلة الحيوية المستدامة، والطلب المحلي على الحرارة المفيدة، مما يتيح للمناطق ذات الملفات الطاقية المختلفة تقاسم الفرص الاقتصادية لإنتاج الوقود المتجدد.