CO2Rail хочет превратить поезда в движущиеся установки по улавливанию углерода

Мы наблюдаем растущий акцент на технологии прямого захвата воздуха в наших усилиях по борьбе с изменением климата, и интересный новый взгляд на эту технологию может создать условия для ее использования на железных дорогах по всему миру. Американская компания CO2Rail разрабатывает специализированные железнодорожные вагоны, которые можно прикреплять к существующим поездам и использовать энергию рекуперативного торможения для обеспечения сбора углекислого газа непосредственно на поезде, предотвращая его утечку в атмосферу.

Системы прямого улавливания углекислого газа из воздуха становятся все более популярными в качестве потенциального инструмента в борьбе против изменения климата, собирая CO₂ из окружающего воздуха, чтобы свести на нет его способность нагревать планету. США недавно объявили о новом миллиардном финансировании исследований в области этой технологии, а в июле началось строительство потенциально крупнейшей в мире установки прямого улавливания воздуха, которая будет поглощать 36 000 тонн CO₂ каждый год.

Такие объекты требуют много пространства и, как правило, опираются на возобновляемые источники энергии, такие как солнечная или гидротермальная, для питания огромных вентиляторов и систем фильтрации, улавливающих углерод. Идея CO2Rail состоит в том, чтобы существующие поезда выполняли тяжелую работу. Cпециально разработанные компанией железнодорожные вагоны предназначены для улавливания энергии, вырабатываемой за счет рекуперативного торможения, для поддержания заряда бортовых аккумуляторов, а также использования встречного потока воздуха движущимся поездом в процессе, похожем на работу «безкомпрессорного воздушно-реактивного двигателя», чтобы не использовать вентиляторы.

Встречный воздух направляется в большую цилиндрическую камеру для сбора CO₂, где химический процесс отделяет CO₂ и сохраняет его в жидкостном резервуаре, который позже опорожняется. Затем чистый, не содержащий углерода воздух безвредно выходит из задней части автомобиля в атмосферу. CO2Rail теперь объединилась с учеными, чтобы оценить потенциал своей технологии, который изложен в недавно опубликованном исследовании.

По словам исследователей, каждый полный маневр торможения поезда генерирует достаточно энергии для питания 20 домов в течение дня (в настоящее время эта энергия просто рассеивается в виде тепла). Если бы эту энергию можно было захватить с почти каждой остановки каждого поезда во всем мире, ее количество было бы в 105 раз больше энергии, производимой за тот же период времени плотиной Гувера. Цифры, выдвинутые командой по улавливанию углерода, также вызывают интерес.

«Эта инновационная технология будет не только использовать устойчивую энергию, создаваемую при торможении, для сбора значительного количества CO₂, но также будет использовать преимущества многих синергий, которые может обеспечить интеграция в глобальную железнодорожную сеть», — пояснил автор исследования профессор Питер Стайринг из Университета Шеффилда. «Эта технология позволит собирать значительное количество CO₂ при гораздо меньших затратах и может достичь годовой производительности 0,45 гигатонн к 2030 году, 2,9 гигатонн к 2050 году и 7,8 гигатонн к 2075 году, при этом годовая производительность каждого вагона составит 3000 тонн CO₂ в год в ближайшее время».   

Достижение гигатонного удаления двуокиси углерода является одной из ключевых целей Climeworks, компании, стоящей за крупнейшей в мире установкой прямого улавливания углекислого газа из воздуха, упомянутой выше. Но также нужно учитывать сопутствующие затраты. Climeworks стремится снизить свои затраты до 100 долларов США за тонну удаленного углерода, в то время как австралийское подразделение Southern Green Gas стремится к 72 долларам за тонну за счет использования достаточных запасов солнечной энергии в стране. Согласно новому исследованию, стоимость технологии CO2Rail может достигать 50 долларов за тонну.

«При такой цене и с огромными возможностями CO2Rail, скорее всего, вскоре станет первым в мире поставщиком оборудования для прямого захвата воздуха мегатонного масштаба, первым проектом с гигатонным масштабом и в целом крупнейшим поставщиком систем прямого захвата углекислого газа из воздуха», — сказал автор исследования профессор Джеффри Озин из Университет Торонто.

Исследование было опубликовано в журнале Joule.