Sådan suger du kuldioxid fra himlen til brændstof og mere

En skønne dag, den benzin, du køber, kan spore sin arv til kuldioxid, der er trukket direkte ud af himlen i stedet for fra olie, der er pumpet ud af jorden. Ved at fjerne udledt kuldioxid fra atmosfæren og omdanne det til friske brændstoffer, ingeniører hos et canadisk firma har demonstreret en skalerbar og omkostningseffektiv måde at foretage dybe nedskæringer i transportens CO2-fodaftryk med minimal forstyrrelse af eksisterende køretøjer. Deres arbejde vises den 7. juni i tidsskriftet Joule.

"Kuldioxiden, der genereres via direkte luftopsamling, kan kombineres med sekvestrering til kulstoffjernelse, eller det kan muliggøre produktion af kulstofneutrale kulbrinter, som er en måde at tage billige kulstoffrie energikilder som sol eller vind og kanalisere dem til brændstoffer, der kan bruges til at dekarbonisere transportsektoren, " siger hovedforfatter David Keith, grundlægger og chefforsker af Carbon Engineering, en canadisk virksomhed med CO2-opsamling og rene brændstoffer, og professor i anvendt fysik og offentlig politik ved Harvard University.

Direkte luftindfangningsteknologi fungerer næsten præcis, som det lyder. Kæmpeventilatorer trækker den omgivende luft i kontakt med en vandig opløsning, der opfanger og fanger kuldioxid. Gennem opvarmning og en håndfuld velkendte kemiske reaktioner, den samme kuldioxid genudvindes og klar til videre brug - som en kulstofkilde til fremstilling af værdifulde kemikalier som brændstoffer, eller til opbevaring via en valgfri sekvestreringsstrategi. Det er ikke kun teori – Carbon Engineerings anlæg i British Columbia opnår allerede både CO2-opsamling og brændstofproduktion.

Ideen om direkte luftindfangning er næppe ny, men den succesfulde implementering af et skalerbart og omkostningseffektivt fungerende pilotanlæg er. Efter at have gennemført en komplet procesanalyse og knaset tallene, Keith og hans kolleger hævder, at realisering af direkte luftindfangning i en virkningsfuld skala vil koste omkring $94-$232 pr. ton opfanget kuldioxid, som er i den lave ende af estimater, der har varieret op til $1, 000 pr. ton i teoretiske analyser.

Dette prispunkt er lavt nok til at bruge direkte luftindfangning til at begynde at tackle de omkring 20 % af de globale kulstofemissioner, der skyldes kørsel, flyvende, lastbilkørsel, og andre måder at få folk og varer rundt på. "Elektricitet fra sol og vind er intermitterende; vi kan tage denne energi direkte fra store sol- eller vindinstallationer på fantastiske steder, hvor det er billigt, og anvende det til at genvinde og genbruge kuldioxid til nyt brændstof, " siger Keith, tilføjer, at "at lave brændstoffer, der er nemme at opbevare og transportere, letter udfordringen med at integrere vedvarende energi i energisystemet."

De resulterende brændstoffer, inklusive benzin, diesel, og flybrændstof, er kompatible med eksisterende brændstofdistributions- og transportinfrastruktur. Takket være ultra-lave kulstofintensiteter i livscyklussen, de er en lovende vej til at reducere kulstofemissioner i tung transport og andre sektorer af energisystemet, som er krævende og svære at elektrificere.

Århundreders ukontrollerede menneskelige kulstofemissioner betyder også, at atmosfærisk kuldioxid er et praktisk talt ubegrænset råmateriale til omdannelse til nye brændstoffer. "Vi kommer ikke til at løbe tør for luft snart, " tilføjer Steve Oldham, CEO for Carbon Engineering. "Vi kan blive ved med at indsamle kuldioxid med direkte luftopsamling, fortsæt med at tilføje brintgenerering og brændstofsyntese, og fortsæt med at reducere emissionerne gennem denne AIR TO FUELSTM-vej."

Keith og Oldham er optimistiske med hensyn til, at de har reduceret opskaleringsrisici ved at implementere direkte luftindfangning til rimelige omkostninger ved brug af standard industrielt udstyr. Det betyder, at alle brikkerne er på plads for at gå videre til fabrikker i fuld størrelse, der er i stand til at fremstille 2, 000 tønder brændstof om dagen - i alt over 30 millioner gallons om året på tværs af fabrikker. Kommercialisering af sådanne anlæg ville tillade direkte luftindfangning at gøre et indhug i transportemissioner ved at forbinde billig vedvarende energi til lav-carbon transportbrændstoffer ved hjælp af Carbon Engineerings AIR TO FUELSTM-vej.

"Efter 100 årsværk med praktisk ingeniørarbejde og omkostningsanalyse, vi kan trygt sige, at selvom luftfangst ikke er en magisk billig løsning, det er en levedygtig og opbyggelig teknologi til at producere kulstofneutrale brændstoffer i den umiddelbare fremtid og til at fjerne kulstof på lang sigt, " siger Keith.