Železnice po celém světě by mohly pomoci zmírnit změnu klimatu a vyčistit ovzduší od oxidu uhličitého – nejrozšířenějšího skleníkového plynu. Americký start-up by chtěl využít vlaky jako obří mobilní lapače. Vědci systém popsali v odborném časopise Joule.
Vlaky by mohly zachytávat obrovské množství oxidu uhličitého. Zcela ekologicky, ukazuje výzkum
Americký start-up CO2Rail Company spolupracuje s týmem výzkumníků na návrhu technologie přímého zachycování vzduchu (Direct Air Capture – DAC), která odstraňuje oxid uhličitý ze vzduchu a kterou lze využít ve speciálních železničních vozech – ty by se ale daly bez problémů zapojit do dnes provozovaných vlaků v pravidelném provozu.
Technologie zachytávání oxidu uhličitého mají obecně jeden společný problém: musí nasávat vzduch, ze kterého pak odstraňují tento skleníkový plyn. Jenže k tomu je zapotřebí spousta energie – a tedy peněz. Americký start-up ale využil myšlenky, že když vlaky jedou, tak mohou vzduch nasávat už jen samotným pohybem.
Vozy DAC jsou vybavené jakýmisi lapači, které svádějí okolní vzduch proudící proti vlaku; přivádějí ho do velké válcové sběrné komory, kde se zachycuje oxid uhličitý. Eliminují tak úplně potřebu energeticky náročných ventilátorových systémů, které jsou nezbytné u jiných zařízení na zachytávání CO2.
Vzduch pak ve voze prochází chemickým procesem, který odděluje CO2, a očistěný vzduch pak putuje ven ze zadní části nebo spodní části vozu a vrací se do atmosféry.
Po zachycení dostatečného množství se komora uzavře a zachycený CO2 se shromáždí, zkoncentruje a uloží do zásobníku kapaliny, dokud ho nebude možné vypustit z do běžných železničních cisteren. V této podobě se dá využít buď v průmyslu, anebo se uloží do země.
Volná energie
Výhodné je, že všechny tyto procesy využívají energii získávanou z obnovitelných zdrojů energie – nemůže se tedy stát, že na zachycení CO2 se uvolní ještě víc CO2.
Když vlak začne brzdit, jeho systém energetického brzdění přemění hybnost vlaku na elektrickou energii – podobně jako rekuperační elektromobil. V současné době se tato energie ve starších vlacích nejčastěji rozptyluje ve formě tepla a při každém brzdném manévru se vypouští z horní části lokomotivy. DAC vozy by tuto energii mohly využívat. Modernější vlaky už za jistých okolností rekuperaci využívají.
Eric Bachman ze společnosti CO2Rail Company dodává, že „v průměru každý kompletní brzdný manévr vyprodukuje tolik energie, že by stačila na napájení dvaceti průměrných domácností po celý den, takže nejde o zanedbatelné množství“.
V řadě zemí světa je dnes už vlaková doprava navíc zcela poháněná jen obnovitelnými zdroji, jako jsou větrné nebo solární elektrárny, takže i samotný provoz železnice je bezemisní.
Plány se zachytáváním CO2 počítají
Profesor Peter Styring, ředitel britského Centra pro využití oxidu uhličitého na Sheffieldské univerzitě a spoluautor výzkumu, tvrdí, že přímé zachycování oxidu uhličitého z prostředí se stává stále naléhavější nutností pro zmírnění nejhorších dopadů klimatických změn.
„V současné době se obrovské množství udržitelné energie, které vzniká při brzdění nebo zpomalování vlaku, jednoduše ztrácí. Tato inovativní technologie nejenže využije udržitelnou energii vzniklou při brzdném manévru k zachycení značného množství CO2, ale také využije mnoha synergií, které by poskytla integrace v rámci celosvětové železniční sítě.“
Technologie podle něj umožňuje zachytávat významné množství oxidu uhličitého s mnohem nižšími náklady. „Má potenciál dosáhnout roční produktivity 0,45 gigatun do roku 2030, 2,9 gigatun do roku 2050 a 7,8 gigatun do roku 2075, přičemž každý vůz bude mít v blízké budoucnosti roční kapacitu 3000 tun CO2,“ uvádí kalkulace, se kterými jeho tým pracuje.
Na rozdíl od stacionárních provozů, které vyžadují rozsáhlé plochy půdy pro vybudování zařízení a výstavbu obnovitelných zdrojů energie pro jejich napájení, by CO2Rail byl mobilní a veřejnost by ho zpravidla neviděla. Potenciální dopad této technologie byl nedávno oživen, když evropské dopravní organizace začátkem tohoto měsíce oznámily, že se zavázaly ztrojnásobit využívání vysokorychlostní železnice do roku 2050, aby omezily leteckou dopravu produkující obrovské množství CO2.