Grâce à l’aide de chercheurs de plusieurs universités, une start-up américaine a mis au point une méthode permettant d’extraire le dioxyde de carbone de l’air et de le stocker dans des wagons de trains de marchandises.
Fahrend CO₂ reduzieren: Ein Start-up hat mithilfe von Forschenden eine Methode entwickelt, um der Luft mit Hilfe von Güterzugwaggons Kohlendioxid zu entziehen und es zu speichern.
Certaines technologies destinées à lutter contre le changement climatique semblent tellement futuristes qu’elles font inévitablement penser à des films de science-fiction. On se souvient par exemple du projet «Solar Foods», déjà présenté ici, qui produit des aliments par le biais du CO₂ filtré dans l’air.
Aux États-Unis, une autre idée visionnaire repose sur l’extraction du CO₂ présent dans l’atmosphère. Dans ce projet, nommé CO₂Rail, le dioxyde de carbone est capté par des trains de marchandises en mouvement grâce à des wagons spécialement construits à cet effet qui sont intégrés dans les rames habituelles.
De l’électricité provenant du toit et du freinage
Ces wagons sont équipés d’une entrée et d’une sortie par lesquelles passe le vent. À l’intérieur du wagon, le carbone est séparé de l’air qui le traverse via des processus chimiques et stocké dans des réservoirs. Il est ensuite utilisé pour la production de méthanol ou de carburants synthétiques, voire stocké dans le sol.
Cette technique est également utilisée par l’entreprise suisse Climeworks. Appelée DAC (Direct Air Capturing), elle nécessite toutefois de l’électricité pour aspirer l’air. En revanche, si l’on recourt à un train de marchandises en mouvement, l’air s’écoule automatiquement dans l’installation, ce qui évite le problème du filtrage du CO₂.
Quid du processus chimique et du stockage, qui nécessitent aussi de l’électricité? Cette dernière est d’une part produite par des modules solaires installés sur les wagons, d’autre part par l’énergie de freinage des trains, transformée par récupération en électricité. «Chaque freinage équivaut à l’énergie nécessaire pour alimenter 20 foyers en électricité pendant toute une journée», explique Erich Bachman, CEO de la start-up CO₂Rail, basée au Texas.
3000 tonnes de CO₂ par an
Filtrer le CO₂ de l’air à l’aide de trains de marchandises présente d’autres avantages, comme l’explique Geoffrey Ozin, professeur à l’Université de Toronto. La technologie DAC nécessite des terrains, tant pour les installations elles-mêmes que pour les centrales de production d’énergie, alors qu’en optant pour le rail, tout repose sur des structures existantes, ce qui augmente en outre l’acceptation par la population.
Le projet CO₂Rail est soutenu par toute une série de chercheurs et d’experts. Outre l’Université de Toronto, on trouve, entre autres, le Massachusetts Institute of Technology (MIT), l’Université de Princeton ou encore celle de Sheffield, en Angleterre.
Ceux-ci ont récemment publié leurs premiers résultats dans la revue scientifique Joule: chaque wagon pourrait filtrer chaque année jusqu’à 3000 tonnes de CO₂ présent dans l’air. D’ici 2030, les chercheurs évoquent ainsi une réduction de CO₂ de 0,45 gigatonne par an et, d’ici 2050, de 2,9 gigatonnes annuellement. À titre comparatif, l’empreinte carbone mondiale était de 36,7 gigatonnes en 2019.
Manche Technologien zur Bekämpfung des Klimawandels muten so futuristisch an, dass man unweigerlich an Science-Fiction-Filme denkt. Erinnert sei an das bereits vorgestellte Projekt «Solar Foods», das mit Hilfe von aus der Luft gefiltertem CO₂ Nahrungsmittel herstellt.
Aus den USA kommt nun eine weitere visionäre Idee, wie sich CO₂ der Atmosphäre entziehen liesse. Das Projekt nennt sich CO₂ Rail, eingefangen wird das Kohlendioxid von fahrenden Güterzügen – respektive speziell dafür gebauten und in die Zugformation integrierten Waggons.
Strom vom Dach und vom Bremsen
Die Wagen sind mit je einem Ein- und einem Auslass ausgestattet, durch die der Fahrtwind strömt. Im Inneren des Wagens wird der Kohlenstoff durch chemische Prozesse von der durchströmenden Luft abgesondert und in Tanks gelagert, um anschliessend für die Produktion von Methanol oder synthetischen Treibstoffen genutzt oder im Boden gespeichert zu werden.
Damit liesse sich ein Problem der CO₂-Filterung vermeiden: Die sogenannte DAC-Technologie (Direct Air Capturing), wie sie auch das Schweizer Unternehmen Climeworks anwendet, benötigt nämlich Strom, um die Luft anzusaugen. Beim fahrenden Güterzug strömt die Luft hingegen automatisch in die Anlage.
Für den chemischen Prozess und die Speicherung wird ebenfalls Strom benötigt. Diesen erzeugen einerseits auf Wagen angebrachte Solarmodule. Andererseits wird die Bremsenergie der Züge durch Rekuperation in Strom verwandelt. «Jedes Bremsmanöver enthält die Energie, um 20 Haushalte einen ganzen Tag lang mit Strom zu versorgen», sagt Erich Bachmann, CEO des Startups CO₂-Rail mit Sitz in Texas.
3000 Tonnen CO₂ pro Jahr
Mittels Güterzügen CO₂ aus der Luft zu filtern habe weitere Vorteile, sagt Geoffry Ozin, Professor an der Universität von Toronto. DAC-Anlagen würden Land beanspruchen, sowohl von den Einrichtungen selbst, wie auch von den Kraftwerken zur Energieerzeugung. Die Lösung auf Schienen baue hingegen auf existierende Strukturen, was zusätzlich die Akzeptanz in der Bevölkerung erhöhe.
CO₂-Rail stehen eine ganze Reihe von Forscherinnen und Experten zur Seite: neben der Universität von Toronto unter anderem auch vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), der Princeton Universität oder der Universität Sheffield in England.
In der Wissenschaftspublikation «Joule» wurden kürzlich erste Resultate veröffentlicht: So soll jeder Wagen pro Jahr bis zu 3000 Tonnen CO₂ aus der Luft filtern. Bis 2030 rechnen die Forscher mit einer CO₂-Reduktion von 0,45 Gigatonnen pro Jahr, bis 2050 sollen es jährlich 2,9 Gigatonnen sein. Zum Vergleich: Im Jahr 2019 betrug der weltweite CO₂-Fussabdruck 36,7 Gigatonnen.
