直接从空气中捕获二氧化碳，并将其压缩，进而封存或利用，有望帮助人们实现净零碳排放目标。然而，直接从空气中捕获二氧化碳的过程是能源和空间密集的，且成本高昂。

为设计一种使用更少能源和空间的直接碳捕获技术，一个跨学科团队概述了一项计划，即改造火车车厢，以远低于目前平均成本的方式去除空气中的碳。相关研究近日发表于《焦耳》杂志。

直接空气碳捕获设施需要大面积的土地放置设备，以及建造支持其所需的可再生能源设施。通常，获得运营许可就很困难，因为许多居民反对在其居住地建设这些大型设施。“这是一个大问题，大多数人都想解决气候危机，但没有人想在自己的‘后院’解决问题。”论文合作者、加拿大多伦多大学化学家Geoffrey Ozin说，“基于铁路的直接空气碳捕获列车则不需要占据固定区域或申请建筑许可，它是移动的，一般不会被公众关注。”

这些专门制造的车厢使用大型通风口吸入空气，不需要传统碳捕获设备使用的能源密集型风扇系统。当收集到足够数量的二氧化碳后，车门就会关闭，收集到的二氧化碳会被聚集、浓缩，并储存在一个液体池中，直到可以在车站卸下来，直接被运输到循环碳回收站或地质封存地点。不含二氧化碳的空气则从火车后部或底部排出，回到大气中。

当火车刹车时，它的能量制动系统将前进的动量转化为电能。当制动系统被启用时，能量会以热量的形式耗散并从列车顶部排出。“这会浪费能源。”论文通讯作者、CO2Rail公司创始人E. Bachman说，“每个完整的制动过程产生的能量都足以为平均20个家庭提供一天的电力，所以我们讨论的不是微不足道的能量。”作者建议，这些能源应该用于帮助减缓气候变化。

作者认为，直接从空气中捕获二氧化碳是一种可行的气候解决方案，因为铁路系统已经到位。“基础设施是存在的。”Ozin说，“你所要做的就是利用现有的资源。”

研究人员表示，一列装有这种直接空气碳捕获设备的货运列车每年可以去除多达6000吨的二氧化碳。由于它的可持续能源需求是由车载资源提供的，每吨的价格明显低于其他类似系统。Bachman说：“预计大规模普及后成本低于每吨50美元，这使得这项技术不仅在商业上可行，而且在商业上具有吸引力。”

作者希望这项技术能够产生积极的影响，而不仅仅局限于消除大气中的碳。“我们可以得到一个正反馈循环，鼓励铁路广泛部署这类轨道车，甚至这本身就可以进一步减少碳排放，因为铁路的效率大约比卡车高5到6倍。”Bachman说，“通过提高铁路利用率，可以提高整个运输系统的效率。”

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.06.025