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这个团队有个计划:用火车从空气中捕获碳

2022-08-03 09:07:46 中国科学报   作者: 冯丽妃  

图片来源:pixabay

直接从空气中捕获二氧化碳,并将其压缩,进而封存或利用,有望帮助人们实现净零碳排放目标。然而,直接从空气中捕获二氧化碳的过程是能源和空间密集的,且成本高昂。

为设计一种使用更少能源和空间的直接碳捕获技术,一个跨学科团队概述了一项计划,即改造火车车厢,以远低于目前平均成本的方式去除空气中的碳。相关研究近日发表于《焦耳》杂志。

直接空气碳捕获设施需要大面积的土地放置设备,以及建造其所需的可再生能源设施。通常,获得运营许可就很困难,因为许多居民反对在其居住地建设这些大型设施。

“这是一个大问题,大多数人都想解决气候危机,但没有人想在自己的‘后院’解决问题。”论文合作者、加拿大多伦多大学化学家Geoffrey Ozin说,“直接空气碳捕获列车则不需要占据固定区域或申请建筑许可,它是移动的,一般不会对公众造成影响。”

这些专门制造的车厢使用大型通风口吸入空气,不需要传统碳捕获设备使用的能源密集型风扇系统。当收集到足够数量的二氧化碳后,车门就会关闭,而收集到的二氧化碳会被聚集、浓缩,并储存在一个液体池中,直到可以在车站卸下来,直接被运输到循环碳回收站或地质封存地点。不含二氧化碳的空气则从火车后部或底部排出,回到大气中。

当火车刹车时,它的能量制动系统将前进的动量转化为电能。当制动系统被启用时,能量会以热量的形式耗散并从列车顶部排出。“这会浪费能源。”论文通讯作者、CO2Rail公司创始人E. Bachman说,“每个完整的制动过程产生的能量都足以为平均20个家庭提供一天的电力,所以我们讨论的不是微不足道的能量。”作者建议,这些能源应该用于帮助减缓气候变化。

作者认为,直接从空气中捕获二氧化碳是一种可行的气候解决方案,因为铁路系统已经到位。“基础设施是存在的。”Ozin说,“你所要做的就是利用现有的资源。”

研究人员表示,一列装有这种直接空气碳捕获设备的货运列车每年可以去除多达6000吨的二氧化碳。由于它的可持续能源需求是由车载资源提供的,每吨的成本明显低于其他类似系统。

Bachman说:“预计大规模普及后成本低于每吨50美元,这使得这项技术不仅在商业上可行,而且具有吸引力。”

作者希望这项技术能够产生积极的影响,而不仅仅局限于消除大气中的碳。

“我们可以得到一个正反馈循环,鼓励铁路广泛部署这类轨道车,甚至这本身就可以进一步减少碳排放,因为铁路的效率大约比卡车高5到6倍。”Bachman说,“通过提高铁路利用率,可以提高整个运输系统的效率。”

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.06.025




责任编辑: 李颖

标签: 捕获二氧化碳 净零碳排放目标

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