Железнодорожные системы по всему миру могут помочь смягчить последствия изменений климата и очистить воздух от CO2, улавливая экологически чистую энергию, вырабатываемую при торможении и замедлении поездов. Железнодорожные вагоны DAC работают за счет больших воздухозаборников, которые проходят во встречный поток движущегося поезда и подают воздух в большую цилиндрическую камеру для сбора CO2, устраняя необходимость в энергоемких системах вентиляторов, которые необходимы при стационарных операциях DAC. Затем воздух проходит через химический процесс с отделением CO2 и возвращается в атмосферу из-под движущегося вагона.
После захвата определенного количества камера закрывается, а собранный CO2 концентрируется и хранится в резервуаре до тех пор, пока его не сливают из поезда в обычные железнодорожные цистерны для CO2 при смене экипажа или технической остановке. Затем он транспортируется в циклическую экономику в качестве сырья с добавленной стоимостью для утилизации или на близлежащие геологические свалки.
Сейчас эта энергия рассеивается в виде тепла и выбрасывается из верхней части локомотива при каждом торможении. Профессор Питер Стайринг, директор британского Центра утилизации углекислого газа при Шеффилдском университете и соавтор исследования, говорит, что «непосредственное улавливание углекислого газа из окружающей среды становится все более настоятельной необходимостью для смягчения наихудших последствий изменения климата».
«В настоящее время огромное количество устойчивой энергии, создаваемой при торможении или замедлении поезда, просто теряется. Эта инновационная технология будет не только использовать устойчивую энергию, создаваемую при торможении, для сбора значительного количества CO2, но также будет использовать преимущества многих синергий, что обеспечит интеграцию в глобальной железнодорожной сети».
«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 самое ближайшее время», — добавил он.
Потенциальное влияние технологии растет, поскольку европейские транспортные организации объявили ранее в этом месяце, что намерены утроить использование высокоскоростных железных дорог к 2050 году, чтобы ограничить авиаперевозки с высоким уровнем выбросов CO2.
В отличие от стационарных операций DAC, которые требуют больших участков земли для строительства и создания возобновляемых источников энергии для питания, CO2Rail будет временным и, как правило, незаметным
для публики.
Эрик Бахман из компании CO2Rail говорит, что «в среднем каждый полный маневр торможения генерирует достаточно энергии, чтобы питать 20
средних домов в течение всего дня, так что это не тривиально»:
«Умножьте это на каждую остановку или замедление каждого поезда в мире, и вы получите примерно в 105 раз больше энергии, чем дает плотина Гувера за тот же период, а это был проект гидроэлектростанции, который занял
шесть лет и стоил 760 миллионов долларов в текущих ценах». Он добавил: «Представьте, что вы садитесь в поезд каждое утро, видите прикрепленные вагоны CO2Rail и знаете, что ваши ежедневные поездки на работу на самом деле помогают смягчить последствия изменения климата».
«То же самое будет работать с грузоперевозками — если есть выбор между железнодорожным транспортом и другим видом транспорта, я думаю, что
технология повлияет на многих грузоотправителей».
Команда, в которую входят исследователи из Университета Шеффилда, Университета Торонто, Массачусетского технологического института, Принстона, бизнеса и промышленности, обнаружила, что каждая машина прямого улавливания воздуха может собирать около 6000 и более метрических тонн углекислого газа из воздуха в год, поскольку технология развивается. А поскольку поезда могут включать несколько вагонов CO2Rail, каждый поезд будет собирать соответствующий кратный тоннаж CO2.
С устойчивыми потребностями в энергии, обеспечиваемыми исключительно источниками, вырабатываемыми поездами, которые не требуют дополнительных затрат, экономия в размере 30–40% на тонну собранного CO2 может быть достигнута уже за счет экономии энергозатрат.
Профессор Джеффри Озин из Университета Торонто, соавтор исследования, говорит, что «при таких ценах и с огромными возможностями CO2Rail, скорее всего, вскоре станет первым мегатонным, первым гигатонным и в целом крупнейшим поставщиком систем прямого захвата воздуха в мире».
«Углерод-нейтральный при обычных перевозках, а затем значительно углерод-отрицательный при работе DAC в окружающем воздухе. Беспроигрышная во всех отношениях технология «спасения человечества», — шутит он.
С ростом систем электрификации железных дорог из устойчивых источников эта возможность получения дополонительного точечного источника на дизельных линиях сделает железную дорогу первым в мире углеродно-нейтральным видом крупномасштабных перевозок.
Исследование опубликовано в разделе «Энергия будущего» журнала Joule.