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，以及建造支持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，“基于鐵路的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，一般不會被公眾關注。”
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，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，每噸的價格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，而且在商業上具有吸引力。”
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。”
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