跳到主要内容

一次捕获一个冷却塔中的碳

烟囱

整个美国大约有200万个冷却塔。诺亚计划利用现有的冷却塔来捕获大气中的二氧化碳。

WhoWhatWhy
一个颜色渐变的圆圈,显示“覆盖气候”

这个故事最初出现在WhoWhatWhy并作为全球新闻合作组织“立即报道气候”的一部分在此再版,该组织旨在加强对气候事件的报道。

8月中旬,加州圣莱安德罗的一座冷却塔承担了一个新的不同寻常的角色。它最初的职责是去除亚历山大家庭农场经营的一家乳品厂巴氏杀菌过程中多余的热量。现在,经过旧金山科技创业公司Noya的改造,这座塔还能捕获空气中的二氧化碳。

随着美国各地200多万个冷却塔隐匿在视线之外,Noya正着手将其技术提升到可以严重降低大气碳含量的水平。根据该公司的估计,美国的塔楼每年总共可以捕获70亿到100亿吨二氧化碳。通过改变现有塔楼的用途而不是建造新的塔楼,Noya可以降低阻碍其他公司参与直接空气捕获的巨大前期费用。

冷却塔循环水,以排出工业过程或商业建筑中的热量,并将其排放到环境空气中。它们有不同的形状和设置:想象一下,作为暖通空调系统的一部分,一排排装在超大盒子里的风扇在城市建筑物的屋顶上嗡嗡作响,或者是核电站标志性的沙漏形混凝土柱。它们循环的水可以通过简单的液-气接触从大气中吸收二氧化碳,但只有在被气体饱和后才会这样做。

Noya的诀窍在直接空气捕捉的剧本中很常见,那就是在水中加入一种化学混合物,将二氧化碳与水结合,并将其从系统中去除,从而一次又一次地拧干海绵。Noya联合创始人兼首席执行官Josh Santos说:“我们只是将溶解的二氧化碳进行反应,以便更多的二氧化碳被吸收到水流中。”。在Noya的系统中,一个管道三通将塔底部浴缸的主水管线转移到一个外部处理装置中,该装置将二氧化碳转移,储存在加压的钢瓶中,并将水原封不动地返回。Noya预计奶油厂的改造全年每天可捕获0.55-1.1吨二氧化碳。

桑托斯指出,诺亚侵入了冷却塔的内部,没有留下任何痕迹。“我们对实际的冷却塔过程几乎没有什么改变,”他说。“对我们来说,在冷却塔上安装这种装置是非侵入性的,而且可以用螺栓固定在一起。”

烟囱

冷却塔,包括核电站上的冷却塔,可以使水循环,从工业过程或商业建筑中除去热量,并将其输送到周围的空气中。如果对这些塔进行改造,使其能够直接捕捉空气,这些塔还可以去除二氧化碳,而二氧化碳是造成气候变化的主要因素。然后,二氧化碳将被出售或储存起来。

WhoWhatWhy

在发现现有冷却塔的第二种用途后,Noya避开了通常用于新建直接空气捕捉装置的大部分成本。由于大气中的二氧化碳相对较稀——在空气-液体直接空气捕获装置中,含有440 ppm二氧化碳的空气样本每3600个分子中只含有1个二氧化碳分子——因此需要通过管道泵送大量水和空气。这需要大量的设备、大量的资金和建设时间。

桑托斯说:“在某些情况下,你可以花费大约7亿到11亿美元来建造一个完整的直接空气捕获过程,而实际建造过程可能需要长达四年的时间。”。

冷却塔已经提供了许多直接空气捕捉所需的基础设施,它们在正常运行期间泵送大量的空气和水。桑托斯说:“我们可以利用它们利用已消耗的能量来相互输送空气和水。”“他们这样做是为了冷却,我们这样做是为了碳捕获,这两者可以相互结合。”

Noya免费为Alexandre Family Farms安装了这项改造工程,并从向食品和饮料行业的小企业出售瓶装二氧化碳的收入中分享一小部分收入。在那里,这种气体有很多用途,从碳酸饮料和脱咖啡因的咖啡豆,到干燥水果和使用干冰(二氧化碳的固体形式)冷却运输中的食物。2019冠状病毒病(COVID-19)去年关闭了将二氧化碳作为副产品收集的乙醇工厂,危及了食物的二氧化碳供应。6至12个月后,该公司希望进军更大的市场。

将空气中捕获的二氧化碳注入饮料中是一种碳中性但不是碳负端的用途,因为气体最终逃逸到大气中,因此Noya正在致力于永久地封存气体的方法。到目前为止,它对细节保密。

截止到2020年,全世界有15座电厂投入运行,每年共捕获约9900吨二氧化碳。

Noya储存二氧化碳的计划在商业上有意义,但在气候上也有意义。要想将全球变暖控制在《巴黎协定》设定的上限(到2100年,相对于工业化前的温度,1.5摄氏度)以下,世界需要将其剩余的碳预算控制在5100亿吨二氧化碳之内。目前的温室气体排放速度将在不到12年的时间里超出预算。

政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)最近发布的第六次评估报告指出,在1.5摄氏度的情况下,除减排外,通常还假设使用二氧化碳去除和封存。联合国环境规划署(UN Environment Program)在2017年表示,“到2100年,如果不通过负排放技术消除大气中的碳,就无法将气温保持在1.5摄氏度以下。”

除了Noya之外,还有几家公司正在努力实现这一目标,他们在直接空气捕捉方面也有自己的改进。截至2020年,全球已经有15座电厂投入运行,每年共捕获约9900吨二氧化碳,而且更多的电厂还在建设中。9月8日,由两名瑞士企业家于2009年创立的Climeworks将在冰岛启动Orca工厂,该工厂旨在每年清除4000吨二氧化碳,并完成现场存储。Carbon Engineering公司成立11年,总部位于不列颠哥伦比亚省,已经开始在美国二叠纪盆地和苏格兰东北部设计两个大型设施,每个设施的二氧化碳捕获率高达每年100万吨。它们将在本十年的后五年完成。

目前,随着Alexandre家族农场的数据滚滚而来,Noya继续完善其捕获过程。与此同时,该公司正在寻找更多的冷却塔。已有100多家企业在其候补名单上签字,其中大多数是负责安装暖通空调系统的商业房地产公司。桑托斯说:“我们从这个行业开始,是因为人们愿意冒险,加上有可能产生大量二氧化碳。”。

“我们需要减排,而且必须立即行动。我们还需要在未来将二氧化碳从天空中清除出去,这正是我们建设的未来。”

正如Noya的最新新闻稿所说的:一次失败,1999999年就要结束了。

关于这个话题的更多信息

更多作者

Baidu