Das Konzept eines Zuges zur CO2-Abscheidung könnte die Luft reinigen, während er über die Gleise rast

Mit der Anmeldung stimmen Sie unseren Nutzungsbedingungen und Richtlinien zu. Sie können sich jederzeit abmelden.

CO2 Rail, ein in den USA ansässiges Eisenbahn-Startup, plant, Kohlenstoff direkt aus der Luft zu entfernen, während seine modifizierten Waggons kreuz und quer durch das Land fahren, wodurch die Notwendigkeit großer Anlagen zur Entfernung von Kohlenstoff aus der Luft entfällt, heißt es in einer Pressemitteilung.

Die direkte Kohlenstoffabscheidung ist eine einfache Methode, um die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre zu reduzieren. Der eingefangene Kohlenstoff kann dann für andere Zwecke genutzt werden, beispielsweise zur Herstellung pharmazeutischer Inhaltsstoffe, oder einfach komprimiert und unter der Erde gespeichert werden.

Derzeit erfordern die Methoden zur direkten Kohlenstoffabscheidung aus der Atmosphäre große Mengen an Land und Energie, um dies zu erreichen. Forscher von CO2 Rail haben daher zusammen mit der University of Toronto eine neue Methode entwickelt, die das bestehende Schienennetz nutzen und Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden kann, während Personen- und Güterzüge ihre gewohnten Runden drehen.

Die Forscher planen, speziell angefertigte Waggons zu verwenden, die mit großen Lüftungsschlitzen ausgestattet sind, um die Luft anzusaugen. Da dies geschieht, während der Zug mit hoher Geschwindigkeit fährt, entfällt die Notwendigkeit von Ventilatoren, die normalerweise bei stationären Systemen zur direkten CO2-Abscheidung eingesetzt werden, wodurch erhebliche Energiemengen eingespart werden.

Die Waggons werden mit Kammern zum Sammeln von Kohlendioxid ausgestattet, das dann konzentriert und in einem Flüssigkeitsreservoir bis zum Zug gespeichert wird. Die kohlendioxidfreie Luft wird über die Rückseite oder Unterseite des Waggons wieder in die Atmosphäre abgegeben.

„Alle zwölf Stunden wird bei Besatzungswechseln oder Tankstopps der CO2-Reservoir an Bord in einen normalen CO2-Tankwagen an dieser Station entleert“, sagte E. Bachman, der Gründer von CO2 Rail, in einem E-Mail-Austausch mit Interesting Engineering. „Wenn eine ausreichend große Gruppe dieser Kesselwagen gefüllt ist, wird ein Zug gebaut und vielleicht bis zu 10.000 Tonnen abgeschiedenes CO2 werden als wertschöpfender Rohstoff in die Kohlenstoffkreislaufwirtschaft oder direkt per Bahn zur geologischen Sequestrierung verschifft.“ Dies sollte überhaupt keine Herausforderung darstellen, da die CO2Rail-Wagen für einen Dauerbetrieb von etwa 24 Stunden ausgelegt sind, bevor sie entladen werden müssen, und die Ingenieure etwa alle 8 Stunden wechseln müssen.“

In einem herkömmlichen Bremssystem erzeugt die Reibung beim Betätigen der Bremsen Wärme, die an die Atmosphäre abgegeben wird. „Jedes vollständige Bremsmanöver erzeugt genug Energie, um 20 durchschnittliche Haushalte einen Tag lang mit Strom zu versorgen“, sagte Bachman. „Wir sprechen also nicht von einer trivialen Energiemenge.“

Durch den Einsatz eines regenerativen Bremssystems können Züge diese in elektrische Energie umwandeln, die dann für den direkten CO2-Abscheidungsprozess genutzt werden kann. Die Forscher schätzen, dass ein durchschnittlicher Güterzug jedes Jahr etwa 6.613 Tonnen (6.000 Tonnen) Kohlendioxid entfernen könnte.

Mit einer nachhaltig erzeugten Bordstromversorgung ist die Methode nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch budgetschonender. „Die prognostizierten Kosten im Maßstab betragen weniger als 50 US-Dollar pro Tonne, was die Technologie nicht nur kommerziell machbar, sondern auch kommerziell attraktiv macht“, fügte Bachman hinzu.

Die Forscher möchten unbedingt das Schienennetz nutzen, da es sich um eine bereits vorhandene Infrastruktur handelt und ihr Einsatz zur direkten Kohlenstoffabscheidung die CO2-Emissionen weiter reduzieren könnte, da die Schiene effizienter ist als Straßenfahrzeuge wie Lastkraftwagen. „Durch die Steigerung der Schienenauslastung steigern Sie die Effizienz des gesamten Verkehrssystems.“

Die Verwendung des Schienensystems könnte auch zusätzliche Vorteile mit sich bringen, etwa die Freiheit von Zoneneinteilung und Baugenehmigungen, die für großflächige Fangmethoden erforderlich sind. Mit der Zeit werden diese speziell angefertigten Waggons zu einem festen Bestandteil aller Zugsysteme werden und für die breite Öffentlichkeit unsichtbar bleiben.

Die Forscher haben ihre Arbeit in der Fachzeitschrift Joule veröffentlicht.

Abstrakt

Die direkte Abscheidung von Kohlendioxid aus der Umwelt wird zunehmend zu einer dringenden Notwendigkeit, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels abzumildern. Der hohe Energiebedarf erfordert jedoch kreative Umsetzungsstrategien, um die Umleitung bereits erschöpfter konventioneller Ressourcen für diesen Zweck zu minimieren. Um diese Probleme zu lindern, müssen kreative Implementierungsstrategien entwickelt werden, um die Hürde für die wirtschaftliche Anwendbarkeit von DAC-Systemen zu senken, damit sie umfassend eingesetzt werden können. Zu diesem Zweck stellt die hierin beschriebene Arbeit innovative Technologie für den Einsatz speziell entwickelter, eigenständiger DAC-Triebwagen auf Diesel- und Elektrobahnstrecken vor, die mit Batterieanordnungen, CO2-Direktlufterfassungssystemen, Kompressionsgeräten und Zusatzgeräten ausgestattet sind und die erhebliche Menge an nachhaltiger Energie auf einzigartige Weise nutzen wird im Zug durch regeneratives Bremsen sowie durch auf kompatiblen Waggons montierte Solarpaneele erzeugt. Die Einheiten sind mit großen Einlässen ausgestattet, die sich bis in den Windschatten des fahrenden Zuges erstrecken und die CO2-Ausgangsluft durch strömungstechnische Prozesse im Staustrahlverfahren sammeln. Dadurch entfällt der Bedarf an Ventilatoren, die bei landgestützten Systemen erforderlich sind, und es werden keine Energie- oder Landressourcen beansprucht. Das Netzwerk wird täglich bei Besatzungswechseln oder Tankstopps in normale CO2-Tankwagen entladen und kuratiert die Lieferung des abgeernteten CO2 an Standorte zur dauerhaften unterirdischen Sequestrierung oder die Lieferung an Endverbraucher als Ausgangsmaterial für die Kohlenstoffkreislaufwirtschaft. Die Technologie wird bedeutende Mengen an CO2 zu weitaus geringeren Kosten ernten und hat das konservative Potenzial, bis 2030 eine jährliche Produktivität von 0,45 Gigatonnen, bis 2050 von 2,9 Gigatonnen und bis 2075 von 7,8 Gigatonnen zu erreichen, wobei jedes Auto in naher Zukunft eine jährliche Kapazität von 3.000 Tonnen CO2 und mehr haben wird Die Technologie schreitet voran.