El concepto de tren de captura de dióxido de carbono podría limpiar el aire a medida que avanza a lo largo de las vías

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CO2 Rail, una nueva empresa de trenes con sede en EE. UU., tiene planes para capturar carbono directamente del aire a medida que sus vagones de tren modificados atraviesan el país, eliminando la necesidad de grandes instalaciones para eliminar el carbono del aire, dijo un comunicado de prensa.

La captura directa de carbono es un método sencillo para reducir la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. El carbono capturado se puede utilizar para otros fines, como fabricar ingredientes farmacéuticos o simplemente comprimirse y secuestrarse bajo la Tierra.

Actualmente, los métodos implementados para capturar carbono directamente de la atmósfera requieren grandes cantidades de tierra y energía para lograrlo. Por lo tanto, los investigadores de CO2 Rail, junto con la Universidad de Toronto, han ideado un nuevo método que puede aprovechar la red ferroviaria existente y capturar el carbono de la atmósfera mientras los trenes de pasajeros y de carga hacen sus rondas habituales.

Los investigadores planean utilizar vagones de tren especialmente diseñados y equipados con grandes respiraderos para tomar aire. Dado que esto se hará a medida que el tren se mueva a altas velocidades, eliminará la necesidad de ventiladores que normalmente se implementan mediante sistemas estacionarios de captura directa de carbono, ahorrando cantidades significativas de energía.

Los vagones del tren estarán equipados con cámaras para recoger el dióxido de carbono, que luego se concentrará y almacenará en un depósito líquido hasta el tren. El aire libre de dióxido de carbono se liberará a la atmósfera desde la parte trasera o inferior del vagón.

"Cada doce horas en el cambio de tripulación o paradas de repostaje, el depósito de CO2 a bordo se vacía en un vagón cisterna de CO2 normal ubicado en esa estación", dijo E.Bachman, fundador de CO2 Rail, en un intercambio de correo electrónico con Interesting Engineering. "Cuando se haya llenado un grupo lo suficientemente grande de estos vagones cisterna, se fabricará un tren y tal vez hasta 10.000 toneladas de CO2 capturado se enviarán a la economía circular del carbono como materia prima de valor agregado o directamente por ferrocarril al secuestro geológico. Esto no debería ser un desafío en absoluto, ya que los vagones CO2Rail se diseñaron para aproximadamente 24 horas de funcionamiento continuo antes de tener que descargarlos y los ingenieros deben rotar aproximadamente cada 8 horas".

En un sistema de frenado convencional, la fricción debida a la aplicación de los frenos genera calor que se libera a la atmósfera. "Cada maniobra de frenado completa genera suficiente energía para alimentar 20 hogares promedio por día", dijo Bachman, "Así que no estamos hablando de una cantidad trivial de energía".

Mediante el uso de un sistema de frenado regenerativo, los trenes pueden convertir esto en energía eléctrica, que luego se puede utilizar para impulsar el proceso de captura directa de carbono. Los investigadores estiman que un tren de carga promedio podría eliminar alrededor de 6.613 toneladas (6.000 toneladas) de dióxido de carbono cada año.

Con un suministro de energía a bordo que se ha generado de manera sostenible, el método no solo es más ecológico sino también económico. "El costo proyectado a escala es inferior a $ 50 por tonelada, lo que hace que la tecnología no solo sea comercialmente factible sino comercialmente atractiva", agregó Bachman.

Los investigadores están interesados ​​​​en utilizar la red ferroviaria, ya que es una infraestructura que ya existe y su implementación para capturar carbono directamente podría reducir aún más las emisiones de carbono, ya que los rieles son más eficientes que los vehículos de carretera como los camiones. "Al aumentar la utilización del ferrocarril, aumenta la eficiencia de todo el sistema de transporte".

El uso del sistema ferroviario también podría brindar beneficios adicionales, como la libertad de la zonificación y los permisos de construcción que se necesitan para los métodos de captura a gran escala. Con el tiempo, estos vagones especialmente diseñados se convertirán en una característica habitual de todos los sistemas de trenes y no serán vistos por el público en general.

Los investigadores han publicado su trabajo en la revista Joule.

Abstracto

La captura directa de dióxido de carbono del medio ambiente se está convirtiendo cada vez más en una necesidad urgente para mitigar los peores efectos del cambio climático. Sin embargo, las altas demandas de energía requieren estrategias de implementación creativas para minimizar el desvío de recursos convencionales ya estirados hacia esta causa. Para aliviar estos problemas, se deben diseñar estrategias de implementación creativas para reducir la barrera a la aplicabilidad económica de los sistemas DAC para que puedan implementarse ampliamente. Con este fin, el trabajo que se describe en este documento presenta una tecnología innovadora para desplegar vagones DAC autónomos y especialmente diseñados en líneas ferroviarias electrificadas y diésel equipadas con conjuntos de baterías, sistemas de captura de aire directo de CO2, equipos de compresión y equipos auxiliares que explotan de manera única la energía sostenible sustancial generado a bordo del tren a través del frenado regenerativo, así como de paneles solares montados en vagones compatibles. Las unidades están equipadas con grandes tomas que se extienden hasta la estela del tren en movimiento y recogen el aire de alimentación de CO2 mediante procesos fluídicos tipo estatorreactor, lo que elimina la necesidad de los ventiladores requeridos por los sistemas terrestres y no exige energía ni recursos terrestres. Descargada diariamente en el cambio de tripulación o en las paradas de abastecimiento de combustible en vagones cisterna de CO2 regulares, la red seleccionará la entrega del CO2 cosechado en los sitios de la ruta para el secuestro subterráneo permanente, o la entrega a los usuarios finales como materia prima para la economía circular del carbono. La tecnología recolectará cantidades significativas de CO2 a costos mucho más bajos y tiene el potencial conservador de alcanzar una productividad anual de 0,45 gigatoneladas para 2030, 2,9 gigatoneladas para 2050 y 7,8 gigatoneladas para 2075, con cada automóvil con una capacidad anual de 3.000 toneladas de CO2 a corto plazo y más a medida que se avanza. la tecnología avanza.