Doğrudan Hava Yakalama (Direct Air Capture /DAC) teknolojisi tasarlamak için bir araya gelen araştırmacılar çalışmalarını “Ray Tabanlı Doğrudan Hava Karbon” makalede kaleme aldı. Çalışma, dünyanın dört bir yanındaki raylı sistemlerin iklim değişikliğini azaltmaya ve havayı karbondioksitten (CO2) arındırmaya yardımcı olmak için kullanılabileceğini ortaya koydu.
İklim değişikliğini azaltmak ve havamızı CO2‘den temizlemek için dünyanın dört bir yanındaki raylı sistemler kullanılabilirse ne olur? Bu soru üzerinde birkaç yıldır düşünen CO2Rail ve Toronto Üniversitesi, MIT, Princeton, Sheffield Üniversitesi, iş dünyası ve endüstriden oluşan ekip; daha az enerji, daha az arazi ve dünyanın karşılayabileceği bir maliyetle Doğrudan Hava Yakalama teknolojisi tasarlamak için bir araya geldi. Planları basitti! DAC ekipmanını, düzenli serviste çalışan trenlerle yerleştirilmiş özel vagonlarda çalıştırmak ve küresel demiryolu ağı içindeki entegrasyonun sağlayacağı birçok sinerjiden yararlanmaktı.
Ekip, çalışmalarının sonucunu Joule Dergisinde yayımlanan “Ray Tabanlı Doğrudan Hava Karbon Yakalama” başlıklı makale ile paylaştılar.
Makaleye göre DAC vagonları, ortam havasını büyük silindirik CO2 toplama odasına taşımak ve sabit DAC operasyonlarında gerekli olan enerji yoğun fan sistemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmak için hareketli trenin kızak akımına kadar uzanan büyük girişler kullanarak çalışır. Hava daha sonra CO2‘yi havadan ayıran kimyasal bir süreçten geçer.
Karbondioksit içermeyen hava daha sonra arabanın arkasından veya altından dışarı çıkar ve atmosfere geri döner. Yeterli miktarda tutulduktan sonra, oda kapatılır ve hasat edilen CO2 toplanır, konsantre edilir ve bir mürettebat değişiminde veya yakıt ikmal durağında trenden normal CO2 vagonlarına boşaltılıncaya kadar bir sıvı rezervuarında depolanır. Daha sonra, CO2 kullanımı için katma değerli ham madde olarak veya yakındaki jeolojik depolama sahalarına dairesel karbon ekonomisine taşınır.
Yazarlara göre özellikle, bu süreçlerin her biri, harici enerji girişi veya görev dışı şarj döngüleri gerektirmeyen, yalnızca yerleşik olarak üretilen, sürdürülebilir enerji kaynakları tarafından destekleniyor. Bir tren frenleri pompaladığında, enerji frenleme sistemi, bir elektrikli araçta olduğu gibi trenin tüm ileri momentumunu elektrik enerjisine dönüştürüyor. Halihazırda bu enerji trenlerde ısı şeklinde dağıtılıyor ve her frenleme manevrası sırasında lokomotifin tepesinden dışarı atılıyor.
CO2Rail’den E. Bachman‘a göre enerji, yakalanmalı, depolanmalı ve üretken amaçlar için kullanılmalıdır. Bachman, “Uzun yıllar boyunca, bu muazzam miktardaki sürdürülebilir enerji tamamen boşa harcandı.” diyor. “Ortalama olarak, her tam frenleme manevrası, tüm gün boyunca ortalama 20 eve güç sağlamak için yeterli enerji üretir. Bu nedenle önemsiz bir enerji miktarı değildir. Bunu dünyadaki hemen hemen her tren için her duraklama veya yavaşlama ile çarpın ve yaklaşık 105 kat daha fazlasına sahip olursunuz.”
Çalışmaya göre enerjinin yanı sıra geniş çaplı DAC dağıtımını çevreleyen arazi sorunları da var. Herhangi bir anlamlı ölçekte sabit DAC operasyonları, ekipmanlarını inşa etmek için geniş araziler ve hatta onlara güç sağlamak için yenilenebilir enerji kaynakları inşa etmek için daha fazlasını gerektirecek. Bununla beraber yazarlar, gerekli altyapının büyük bir kısmının hâlihazırda mevcut olması ve enerjinin sadece kullanılmayı beklediği için demiryolu tabanlı doğrudan hava yakalamanın daha da çekici bir iklim çözümü haline geldiğini savunuyorlar.
Araştırmanın yazarlarından Prof. Peter Styring iseşu bilgileri aktardı: “Şu anda bir tren fren yaptığında veya yavaşladığında yaratılan muazzam miktarda sürdürülebilir enerji, basitçe kayboldu. Bu yenilikçi teknoloji, yalnızca önemli miktarlarda CO2 hasat etmek için frenleme manevrası tarafından yaratılan sürdürülebilir enerjiyi kullanmakla kalmayacak, aynı zamanda küresel demiryolu ağı içindeki entegrasyonun sağlayacağı birçok sinerjiden de faydalanacaktır. Teknoloji, anlamlı miktarda CO2‘yi çok daha düşük maliyetlerle hasat edecek ve her arabanın yıllık 3.000 ton CO2 kapasitesine sahip olmasıyla 2030’a kadar 0,45 gigaton, 2050’ye kadar 2,9 gigaton ve 2075’e kadar 7,8 gigaton yıllık üretkenliğe ulaşma konusunda potansiyele sahip.”
Diğer yandan ekip, her doğrudan hava yakalama aracının, teknoloji geliştikçe havadan yılda yaklaşık 6.000 metrik ton karbondioksit ve daha fazlasını toplayabileceğini söylüyor. Ayrıca, trenler birden fazla CO2Rail vagonuna ev sahipliği yapma kapasitesine sahip olduğundan, her tren karşılık gelen CO2 tonajının katlarını hasat edecek. Artan maliyet olmaksızın özel olarak tren tarafından üretilen kaynakların sağladığı sürdürülebilir güç gereksinimleri ile yalnızca enerji girdilerinden elde edilen ton CO2 başına %30-40 oranında tasarruf gerçekleştirilebilir.
Ekip ayrıca, Kuzey Amerika ve dünyanın diğer bölgelerinde evrensel olarak yaygın olan dizel motorlu lokomotiflerin egzozundan çıkan CO2 emisyonlarını ortadan kaldırabilecek benzer bir sistem üzerinde çalışıyor.