乘火车,“拯救世界”

“碳中和”是时下最热门的话题之一 , 仅仅“减排”已不足以满足我们应对全球气候变化的需要 , 必须主动清除工业化以来已释放到环境中的过量二氧化碳 。
直接空气碳捕获(DAC)是为数不多的、能从大气中去除二氧化碳的技术之一 。 这种方法通常很昂贵 , 并且需要具备大量的土地和能源足迹(energyfootprint) 。 最近 , 有研究人员提出了一种便携且实用的解决方案:改装火车车厢后 , 只需使其在正常路线上行驶 , 即可捕获和储存二氧化碳 。
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火车经过|giphy.com
这一研究成果发表在《焦耳》杂志上 , 可以每吨不到50美元的价格捕获二氧化碳 。 相较而言 , 根据世界资源研究所的数据 , 目前DAC系统的成本从250美元到600美元不等 , 具体取决于所使用的技术、能源选择(energychoice)和规模 。
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目前 , 全世界约有20个DAC项目在运作 , 大多使用工业级风扇将空气吸入过滤器 , 并用特定的固体或液体材料吸附其中的二氧化碳 , 再将其余空气送回大气中 。 这种材料本身就很昂贵 , 而且必须加热才能释放二氧化碳从而加以回收 , 所需热量又通常来自燃烧化石燃料 , 可以称得上是“拆东补西”了 。
相对于传统的基于土地的(land-based)DAC理念 , 新的基于火车轨道的(rail-based)DAC理念 , 将整个捕获系统放在火车车厢上来消除大部分能源成本 。 改装后的火车车厢中 , 空气从大通风口进入 , 穿过填充在腔室中的吸附剂材料 , 从而替代了对耗能大型风扇的需求 。
DAC的能量则将来自列车的制动系统 。 “世界上每列火车都有一个动态制动系统 , 在每次停止或减速期间都会用到 。 ”初创公司CO2Rail的创始人EricBachman与多伦多大学化学教授GeoffreyOzin一起领导了这项研究 , 他表示 , “在过去的七十年里 , 制动过程中产生的能量都被发送到电阻网格 , 转化为热量 , 从火车顶部被吹走 。 大量能量就这样被浪费了 , 这一直让我很困扰 。 ”
而在这项研究中 , 改装的火车可以配备再生制动系统 , 就像电动汽车中的系统一样 , 它将制动的动能转换为电能存储在电池中 。 然后 , 该电池将为电摆幅DAC系统(electro-swingDACsystem)供电 。 该技术由Verdox等公司开发 , 利用电化学电池 , 在充电时借助吸附材料捕获二氧化碳 , 然后在放电时释放出来 。
一旦材料吸收了足量的二氧化碳 , 腔室将被密封 , 压缩机将收集的二氧化碳冷却成液体进行储存 。 每天在换班或加油停车期间 , 液化的二氧化碳就可以转移到油罐车上 , 运输到封存地点进行储存或用于其他工业 。
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基于轨道的DAC不仅具有更低的能源成本 , 在其他方面也更为经济|见水印
与基于土地的DAC相比 , 基于轨道的DAC不仅具有更低的能源成本 , 在其他方面也更为经济 。 “我们不需要额外的维护 。 ”Bachman说 , “也没有土地成本、分区成本和环境研究成本 。 ”
此外 , 也不需要全新的基础设施——Bachman的想法是将CO2Rail车厢连接到现有的客运或货运列车上 。 “火车本身就在从A站到B站进行正常服务 , 即使没有DAC系统也是如此 。 ”Bachman说 。
研究人员估计 , 一列普通的货运列车每年可以去除约6000吨的二氧化碳 。 CO2Rail目前正在与一个融资合作伙伴进行谈判 , 如果进展顺利 , 他们计划在2023年初开始建造DAC火车车厢 。