圖片來源：pixabay

直接從空氣中捕獲二氧化碳，并將其壓縮，進而封存或利用，有望幫助人們實現凈零碳排放目標。然而，直接從空氣中捕獲二氧化碳的過程是能源和空間密集的，且成本高昂。

為設計一種使用更少能源和空間的直接碳捕獲技術，一個跨學科團隊概述了一項計劃，即改造火車車廂，以遠低于目前平均成本的方式去除空氣中的碳。相關研究近日發表于《焦耳》雜志。

直接空氣碳捕獲設施需要大面積的土地放置設備，以及建造其所需的可再生能源設施。通常，獲得運營許可就很困難，因為許多居民反對在其居住地建設這些大型設施。

“這是一個大問題，大多數人都想解決氣候危機，但沒有人想在自己的‘后院’解決問題。”論文合作者、加拿大多倫多大學化學家Geoffrey Ozin說，“直接空氣碳捕獲列車則不需要占據固定區域或申請建筑許可，它是移動的，一般不會對公眾造成影響。”

這些專門制造的車廂使用大型通風口吸入空氣，不需要傳統碳捕獲設備使用的能源密集型風扇系統。當收集到足夠數量的二氧化碳后，車門就會關閉，而收集到的二氧化碳會被聚集、濃縮，并儲存在一個液體池中，直到可以在車站卸下來，直接被運輸到循環碳回收站或地質封存地點。不含二氧化碳的空氣則從火車后部或底部排出，回到大氣中。

當火車剎車時，它的能量制動系統將前進的動量轉化為電能。當制動系統被啟用時，能量會以熱量的形式耗散并從列車頂部排出。“這會浪費能源。”論文通訊作者、CO2Rail公司創始人E. Bachman說，“每個完整的制動過程產生的能量都足以為平均20個家庭提供一天的電力，所以我們討論的不是微不足道的能量。”作者建議，這些能源應該用于幫助減緩氣候變化。

作者認為，直接從空氣中捕獲二氧化碳是一種可行的氣候解決方案，因為鐵路系統已經到位。“基礎設施是存在的。”Ozin說，“你所要做的就是利用現有的資源。”

研究人員表示，一列裝有這種直接空氣碳捕獲設備的貨運列車每年可以去除多達6000噸的二氧化碳。由于它的可持續能源需求是由車載資源提供的，每噸的成本明顯低于其他類似系統。

Bachman說：“預計大規模普及后成本低于每噸50美元，這使得這項技術不僅在商業上可行，而且具有吸引力。”

作者希望這項技術能夠產生積極的影響，而不僅僅局限于消除大氣中的碳。

“我們可以得到一個正反饋循環，鼓勵鐵路廣泛部署這類軌道車，甚至這本身就可以進一步減少碳排放，因為鐵路的效率大約比卡車高5到6倍。”Bachman說，“通過提高鐵路利用率，可以提高整個運輸系統的效率。”

相關論文信息：

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