揭秘沙特阿美的移动碳捕获技术


  • 2010 年,沙特阿美一组研究人员首次提出移动碳捕获的创新想法
  • 经过一年的发展,团队成功将碳捕获系统集成到一辆福特F-250皮卡上
  • 当前,我们正在重型卡车和海洋运输领域开展移动碳捕获技术的早期研发试验

公路货运、 航运 、海洋运输是全球二氧化碳的排放“大户”。

然而,推动行业脱碳的可选路径,仍然处于早期示范发展阶段。这些行业对能源的大量需求更增加了脱碳挑战的复杂性。

在沙特阿美研发中心,研究人员和科学家们致力于寻找更可持续的解决方案,来应对目前我们所面临的一些最紧迫的挑战。有时候,最具前景、最有创意的想法其实来自于最简单的概念。

移动碳捕获技术就是这样一个例子。

Unravelling the riddle

移动碳捕获技术背后的原理很简单:在汽车尾气排入大气前,直接从中捕获尽可能多的二氧化碳。

只要实施和管理得当,这一技术不但能有效减少碳排放,对交通部门来说,更是一个令人向往的碳排放解决方案。

想法很绝妙,可究竟能否实现?

移动碳捕获这一想法,最初由沙特阿美高级研究科学顾问Esam Hamad博士在十多年前提出。

当时,他向经理提交了一幅草图,阐述了移动碳捕获的概念。

“我觉得他喜欢这个想法,”Esam说道,“他说:'太棒了,你能在一年内做到吗?'”

由此,Esam就带着这个目标,与团队投身于实验室的研发工作。

Mobile carbon capture explained

移动碳捕获技术直接安装于汽车上,汽车使用重新设计的排气系统,从源头捕获二氧化碳。

这一技术由发动机在燃烧过程中产生的热量提供动力,捕获的二氧化碳储存在车辆上,并在车辆加油时得以卸载取出。

更具体地来看,

1.将汽车尾气中的二氧化碳暴露于二氧化碳捕获介质(例如一种由水和碱性氮化合物制成的溶剂)

2. 废气与溶剂一经接触,二氧化碳就会与之结合,随即被介质吸收

3. 一部分二氧化碳从废气中分离并去除,废气的二氧化碳含量降低后得以释放;同时,已捕获的二氧化碳从介质中分离、压缩并储存于车上,直到在加油站卸载。

 


Future developments

关于移动碳捕获技术在陆路和海洋运输行业的应用潜能,就技术和价值链层面而言,仍有几个方面的问题亟待改善。

当前,沙特阿美研究团队正采取持续的技术优化措施,以应对这些关键挑战:

1. 最小化技术系统的尺寸和重量,以求将其对车辆或船舶承载能力的影响降到最低。

2. 降低成本使其更经济可行,以便进一步向市场推广。

3. 捕获并储存于车辆上的二氧化碳,卸载时务求安全与可持续,为此,我们需要创建一个全新的价值链。

针对该技术在海洋运输领域的应用,团队目前已确定27个港口位置,这些港口的附近设有碳捕获、利用和封存(CCUS)基础设施。

Rethinking CO2

无论是采用移动碳捕获技术还是其他捕获方式,捕获二氧化碳后,下一步工作是将其运送至储存地点,此时可使用管道运输的方式。

阿美运输研究专家 Tamour Javed 博士说:“将二氧化碳储存于地下固然是一种可行办法,但我们还有另一种解决之道,就是将它转化为有用的产品。”

二氧化碳可转化为各种各样的有用材料、化学品和燃料。

随着产品开发和监管支持日趋完善,世界各地的制造商不妨重新认识二氧化碳——它可以是富有吸引力的原材料。


新应用,新发展

我们的早期试验已彰显出移动碳捕获的技术实力——它能捕集内燃机产生的一半二氧化碳。

我们的科学家和全球运输行业的利益相关方,现正携手协作,探寻移动碳捕获技术的整合解决方案——充分发挥潜力,早日实现该技术在海陆基础设施的大规模应用。

沙特阿美已成功将移动碳捕获技术集成到一辆8级重卡上,标志着团队的开发工作迈入全新阶段,通过移动碳捕获技术与其他提升效率的技术强强结合,我们的目标在于:将这辆卡车的二氧化碳排放量至少降低50%。



 

众多参与者,共寻一个突破

沙特阿美的精英团队汇聚了市场分析师、化学工程师、数据科学家和物流专家,他们不遗余力,正将移动碳捕获技术的研发成果从实验室内带到实验室外,创造成功实践。

虽然科学创新和全价值链优化工作仍在持续进行,但毋庸置疑的是,移动碳捕获技术在商业运输领域的应用具有很大潜力。只要得到有效实施,数量可观的车辆和船舶将能够以更低的二氧化碳排放量运行。

仅仅用了十数年的时间,专家们已将移动碳捕获从一个灵光一闪的想法,转变为一种切实可行的解决方案,为运输业的二氧化碳减排贡献良多。随着我们持续不懈的努力,这种革命性的回收技术将有望在不久的将来覆盖到你身边的高速公路。