Η δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα απευθείας από την ατμόσφαιρα μπορεί να είναι δαπανηρή και απαιτεί εγκαταστάσεις με μεγάλες απαιτήσεις σε γη και ενέργεια. Η νεοφυής επιχείρηση CO2Rail προτείνει μια φορητή, πρακτική λύση, η οποία βασίζεται σε μετασκευασμένα βαγόνια τρένων που δεσμεύουν και αποθηκεύουν διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διάρκεια των δρομολογίων τους.
Η ιδέα, που περιγράφεται σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Joule, αφορά δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα με κόστος λιγότερο από 50 δολάρια ΗΠΑ / μετρικό τόνο CO2. Συγκριτικά, το κόστος των συστημάτων άμεσης δέσμεσης από τον αέρα (Direct Air Capture, DAC) κυμαίνεται σήμερα μεταξύ $250 και $600 ανά τόνο CO2, ανάλογα με την τεχνολογία που χρησιμοποιείται, την επιλογή μορφής ενέργειας και την κλίμακα, σύμφωνα με το World Resources Institute.
Περίπου 20 έργα DAC βρίσκονται σε λειτουργία σε όλο τον κόσμο αυτή τη στιγμή. Τα περισσότερα χρησιμοποιούν μεγάλους ανεμιστήρες για να ωθήσουν αέρα πάνω από στερεά ή υγρά υλικά που δεσμεύουν το διοξείδιο του άνθρακα. Τα ίδια τα υλικά δέσμευσης είναι ακριβά και πρέπει να θερμανθούν για να απελευθερωθεί το διοξείδιο του άνθρακα. Και συνήθως, αυτή η θερμότητα προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.
Η προτεινόμενη μέθοδος DAC που βασίζεται σε υπάρχουσες σιδηροδρομικές υποδομές, εξαλείφει το μεγαλύτερο μέρος αυτού του ενεργειακού κόστους, τοποθετώντας ολόκληρο το σύστημα δέσμευσης σε ένα βαγόνι τρένου. Οι μεγάλοι αεραγωγοί στα μετασκευασμένα βαγόνια θα επέτρεπαν στον αέρα να διέρχεται πάνω από ένα υλικό δέσμευσης, το οποίο θα ήταν μέσα σε έναν θάλαμο, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για ενεργοβόρα συστήματα ανεμιστήρων.
Η ενέργεια για τη μέθοδο DAC θα προερχόταν από το σύστημα πέδησης του τρένου. «Κάθε τρένο στον κόσμο έχει ένα δυναμικό σύστημα πέδησης που χρησιμοποιείται σε κάθε στάση ή επιβράδυνση», λέει ο Eric Bachman, ιδρυτής της startup CO2Rail, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης μαζί με τον Geoffrey Ozin, καθηγητή χημείας στο Πανεπιστήμιο του Toronto. «Τις τελευταίες επτά δεκαετίες, η ενέργεια που παράγεται κατά την πέδηση αποστέλλεται σε ένα πλέγμα αντιστάσεων, μετατρέπεται σε θερμότητα και απορρίπτεται από το πάνω μέρος της ατμομηχανής. Είναι μια τεράστια ποσότητα ενέργειας που σπαταλιέται και αυτό πάντα με ενοχλούσε».
Αντίθετα, τα τρένα θα μπορούσαν να εξοπλιστούν με αναγεννητικά συστήματα πέδησης όπως αυτά που υπάρχουν στα ηλεκτρικά οχήματα, τα οποία μετατρέπουν την κινητική ενέργεια από την πέδηση σε ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται σε μια μπαταρία. Αυτή η μπαταρία θα τροφοδοτούσε στη συνέχεια ένα ηλεκτρικό σύστημα DAC. Η τεχνολογία, που αναπτύσσεται από εταιρείες όπως π.χ η Verdox χρησιμοποιεί ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο για να δεσμεύσει το διοξείδιο του άνθρακα σε ένα μέσο δέσμευσης κατά τη φόρτιση της μπαταρίας και στη συνέχεια να το απελευθερώσει κατά την εκφόρτιση.
Μόλις το μέσο δεσμεύσει αρκετό διοξείδιο του άνθρακα, ο θάλαμος θα σφραγιστεί και ένας συμπιεστής θα συλλέξει και θα ψύξει το αέριο, μετατρέποντας το σε υγρό προς αποθήκευση. Μία φορά την ημέρα, κατά τη διάρκεια των στάσεων των τρένων ή της έλευσης στον τελικό προορισμό, το υγροποιημένο διοξείδιο του άνθρακα θα μπορούσε να μεταφερθεί σε ένα βυτίο, το οποίο όταν γεμίσει θα μπορούσε να μεταφερθεί μαζί με άλλα γεμάτα βυτία σε ένα χώρο προς αποθήκευση ή βιομηχανική χρήση.
Εκτός από το ελάχιστο κόστος ενέργειας, το σύστημα DAC που βασίζεται σε σιδηροδρομικές υποδομές έχει επίσης ελάχιστα άλλα κόστη σε σύγκριση με το συνήθη συστήματα DAC. «Δεν έχουμε πρόσθετη συντήρηση», λέει ο Bachman. «Δεν έχουμε επίσης το κόστος γης, χωροθέτησης και περιβαλλοντικής μελέτης». Επιπλέον, δεν υπάρχει ανάγκη για ολοκαίνουργια υποδομή. Η ιδέα του Bachman είναι να συνδέσει βαγόνια σχεδιασμένα από την CO2Rail σε υπάρχοντα επιβατικά ή εμπορευματικά τρένα. «Τα τρένα πηγαίνουν ήδη από το σημείο Α στο σημείο Β στο πλαίσιο του δρομολογίου τους και θα το έκαναν ακόμη και χωρίς το σύστημα DAC», εξηγεί.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ένα μέσο φορτηγό τρένο θα μπορούσε να αφαιρέσει περίπου 6.000 μετρικούς τόνους διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο. Η CO2Rail βρίσκεται τώρα σε διαπραγματεύσεις με έναν επενδυτή και εφόσον υπάρχει θετική κατάληξη, σχεδιάζουν να ξεκινήσουν την κατασκευή του βαγονιού τους με τεχνολογία DAC στις αρχές του 2023.
«Η τεχνολογία και τα οικονομικά της τεχνολογίας DAC που βασίζεται σε σιδηροδρομικές υποδομές είναι εξαιρετικά ενδιαφέροντα και ρεαλιστικά και η ιδέα τραβάει την προσοχή των επενδυτών και του κλάδου», αναφέρει ο Bachman.
Με πληροφορίες από IEEE.org
