為了緩和氣候變遷的步調,許多研究團隊及科技新創皆在研發直接空氣捕獲設備,然而該技術雖然有效,迄今為止的項目卻都花費高且相當耗能。
直接空氣捕獲是使用過濾器或液體從通過的空氣中捕捉二氧化碳,一旦過濾器裝滿,便需要使用電力和熱能來釋放二氧化碳並重新進行捕捉,若該過程要達到淨負排放就必須使用不會造成碳排的能源。
當今世界上最大的直接空氣捕獲設施位於冰島,是使用廢熱和綠能將其捕獲的二氧化碳注入設施下方的玄武岩中,使二氧化碳與玄武岩發生反應並且鈣化變成固體礦物。
而新的研究發現,離岸風機也可複製這樣的過程。
如果將直接空氣捕獲系統與離岸風機一起建造,便可立即從多餘的風力中獲得清潔能源,將捕獲的二氧化碳直接通過管道輸送到海底下儲存,如此一來便不需要另外建造管道系統。
研究人員目前正在探討如何使該系統在海底下運作,由於目前才剛剛開始在陸地上部署直接空氣捕獲設備,因此仍需要針對較惡劣的海底環境修改該技術。
風力本質上是間歇性的,當風能產生的電力多於需求時,輸出減少,可使用的電力就會丟失,而這種未使用的電力正可以用來捕捉及儲存空氣中的碳。
隨著離岸風電逐漸拓展版圖,以美國歷來的棄風率(wind curtailment rates)為基準進行計算,預計每年將有825兆瓦時的剩餘電力。假設直接空氣捕獲的效率持續提高並且達到商業目標,這些剩餘電力每年將可捕獲並儲存逾50萬噸的二氧化碳。
政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change)預測,若要將全球暖化的溫度控制在攝氏1.5度之下,本世紀將必須從大氣中清除一千億至一兆噸的二氧化碳。
而根據研究人員估計,美國東岸離岸風電開發計畫附近的海底地質構造能夠儲存逾五千億噸的二氧化碳,且該地區的淺藏盆地中也可能存在玄武岩,有望增加更多的儲存容量,並使二氧化碳能夠與玄武岩發生反應,隨著時間的推移逐漸轉為固態。
採用直接空氣捕獲技術建造的新風電場除了可向電網輸送綠能外,也可以為碳捕捉與儲存提供剩餘電力,使這項鉅額投資對氣候保護做出貢獻。