تعمل شركة ناشئة مقرها الولايات المتحدة تسمى CO2Rail Company، مع مهندسين في جامعة شيفيلد وجامعة تورنتو لتطوير فتحات تهوية ضخمة تستوعب الهواء أثناء تحرك القطار، ويمكن بعد ذلك فصل ثاني أكسيد الكربون عن الهواء وتحويله إلى سائل وتخزينه داخل العربة حيث يمكن التخلص منه.
ويعتقد الباحثون أن هذا أكثر فعالية من حيث التكلفة من حلول عملية التقاط الهواء المباشر الأخرى (DAC)، حيث يمكن إعادة تجهيز العربات للقطارات التي تعمل بالفعل، وتتطلب التكنولوجيا مساحة أرض أقل من مرافق DAC الثابتة، وستساعد البلدان على الوصول إلى أهداف الانبعاثات الصفرية الصافية.
وقال البروفيسور بيتر سترينغ، مدير مركز المملكة المتحدة لاستخدام ثاني أكسيد الكربون في جامعة شيفيلد والمعد المشارك للبحث: "أصبح الاستيعاب المباشر لثاني أكسيد الكربون من البيئة ضرورة ملحة بشكل متزايد للتخفيف من أسوأ آثار تغير المناخ، وستستفيد هذه التقنية قدر المستطاع من 0.45 طن بحلول عام 2003، و2.9 غيغا طن بحلول عام 2050، و7.8 غيغا طن بحلول عام 2075".
وفي ورقة بحثية نُشرت في Joule، حدد الباحثون تصميم عربات CO2Rail. إنها مثال على تقنية DAC التي تزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتضغطه لأغراض التخزين أو الاستخدام، وعندما يتحرك قطار مزود بعربة سكة ثاني أكسيد الكربون، فإن الهواء الذي يمتد لأعلى في تيار الانزلاق يدفع الهواء المحيط إلى غرفة تجميع ثاني أكسيد الكربون أسطوانية.
ثم يتم نقل الهواء من خلال عملية كيميائية تفصل ثاني أكسيد الكربون، قبل أن ينتقل الهواء الخالي من ثاني أكسيد الكربون إلى الجزء الخلفي أو السفلي من السيارة إلى الغلاف الجوي، وبعد التقاط كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون في غرفة التجميع، يتم تركيزها وتخزينها في خزان سائل.
ويمكن إفراغ السائل من القطار عند تغيير الطاقم أو توقف الوقود ليتم نقله إلى اقتصاد الكربون الدائري أو إلى مواقع دفن النفايات الجيولوجية القريبة، ويتم تشغيل كل عملية من العمليات داخل عربة CO2Rail حصريا بواسطة الألواح الشمسية الموجودة، أو عن طريق الطاقة المتولدة من نظام الكبح المتجدد.
وعند استخدام الفرامل المتجددة، ينعكس التيار في المحركات الكهربائية ويبدأ في تحويل الزخم الأمامي للعربة إلى طاقة كهربائية، وفي القطارات الكهربائية الحالية، تتبدد هذه الطاقة على شكل حرارة ويتم تفريغها من أعلى القاطرة أثناء كل مناورة كبح.
وتولد كل مناورة كبح كاملة طاقة كافية لتشغيل 20 منزلا متوسطا في اليوم، لذلك نحن لا نتحدث عن قدر ضئيل من الطاقة، ويقول الباحثون إن قطار الشحن المتوسط مع عربات CO2Rail يمكن أن يزيل ما يصل إلى 6000 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا.
وتستخدم تقنيات DAC الثابتة أيضا مراوح كبيرة كثيفة الاستهلاك للطاقة لنقل الهواء إليها لعزل الكربون، وتلغي عربات القطار المصممة لهذا الغرض الحاجة إليها لأنها تستخدم فتحات تهوية كبيرة لاستيعاب الهواء أثناء تحركها، ويمكن أيضا تعديل كل عربة على أنظمة السكك الحديدية الحالية، ما يقلل بشكل كبير من أي تكلفة إعداد محتملة.
ونظرا لأن احتياجات الطاقة المستدامة يتم توفيرها من خلال مصادر داخلية، فإن سعر الطن أقل أيضا بشكل كبير من سعر أنظمة DAC الأخرى، ويأمل الباحثون أن تشجع التكنولوجيا المزيد من الركاب على استخدام السكك الحديدية، وبالتالي إنشاء حلقة ردود فعل إيجابية لإزالة الكربون.
ويعمل الفريق، الذي يضم أيضا باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وبرينستون، على نظام مماثل يمكنه إزالة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من عوادم القاطرات التي تعمل بالديزل بدلا من الكهرباء، ومع نمو أنظمة كهربة السكك الحديدية ذات المصادر المستدامة، فإن قدرة المصدر النقطي على خطوط الديزل ستجعل السكك الحديدية أول وضع محايد للكربون في العالم للنقل على نطاق واسع.
