在埃及西北地中海沿岸为太阳能驱动的绿色氢气生产厂进行多准则场址适宜性研究

为何这项沿海研究重要

随着全球寻找更清洁燃料，绿色氢气——通过可再生电力电解水制取——已成为主要候选之一。但这些工厂需要土地、阳光，最关键的是水，同时不能破坏脆弱的环境。本文聚焦埃及西北部的地中海沿岸，提出一个看似简单的问题：我们能在哪里建设太阳能供电的氢气厂，使其高效、经济且对稀缺的地下水温和？

阳光充足却暗藏挑战的海岸

埃及西北海岸拥有充足的日照、大面积未开发土地以及通往重要地中海航线的通道。这些条件使其成为既可满足国内需求又能向欧洲及更远地区出口氢气的有吸引力中心。然而，该地区也面临严重的环境压力。地下水资源有限且常带咸味，沿海生态系统脆弱，建设大规模工业设施有扰动平衡的风险。作者认为，仅追求最佳日照已不足以为策；规划者还必须了解地下水状况。

用水的“指纹”探测地下

为此，研究团队将卫星制图与来自三大含水层的地下水化学和同位素详细分析相结合。他们测定溶解盐分，并利用“环境同位素”——水中氢与氧的天然变体——追踪水源及其演变。这些同位素“指纹”揭示水是现代降雨、古老深层地下水，还是向内陆侵入的海水。结果表明，沿海许多水井受海水入侵和蒸发影响显著，导致水体非常咸、硬度高，不经处理不适合饮用，也不宜作为大型氢气项目的可靠水源。

分层制图以寻找合适位置

在该水文地质图像之上，作者构建了一个地理信息系统（GIS）模型，权衡八个关键准则：高程、坡度、地面倾向方向、土地利用与覆盖、距道路距离、距海岸线距离、地下水位（水力头）及基于水样分析得出的海水入侵指数。采用称为模糊层次分析法的决策方法，一组专家比较了各因素的重要性。沿海可达性和海水入侵风险成为主要驱动因素，其次是地下水位和道路通达性，而在这片相对平缓的地形中，纯粹的地形因素影响较小。每个因素都被转换为连续的“适宜性”尺度并融合为一张综合地图。

氢气适合的地区与不适合的地区

生成的适宜性地图将海岸分为从很低到很高潜力的五类。最有前景的地带主要集中在中部与东北部：这些地区日照良好、地势平缓、道路可达性合理，最关键的是地下水受海水威胁较小。那些靠近海岸、地下水位低且海水入侵严重的区域被标为环境受限区，即便在这些地方建厂成本可能更低。通过逐一移除准则的敏感性分析证实，海岸线距离和海水入侵风险对适宜性判断影响最大。

对清洁能源规划的意义

对非专业读者而言，主要信息是：为绿色氢气选址并非只是把太阳能电板放在最阳光充足的地方。此项研究展示了如何将详尽的“水资源取证”与分层空间分析相结合，引导开发进入那些在能源产出与有限淡水长期保护之间取得平衡的地点。在埃及西北海岸，这意味着应优先选择某些近海内陆地带，避免那些地下水已因海水入侵而承压的地段。该框架可复制到其他地区，为全球干旱沿海地区以不牺牲未来社区依赖的水资源为代价发展绿色氢经济提供一种务实路径。

引用: El-Aassar, Ah.M., Hagagg, K.H. & Hussien, R.A. Multicriteria site suitability for solar-powered green hydrogen production plants along the Northwestern coast of Egypt. Sci Rep 16, 12345 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44081-8

关键词: 绿色氢气, 场址适宜性, 地下水, 埃及地中海海岸, GIS 分析