在马萨诸塞州和纽约海岸,开发商正在准备建造美国首先获得联邦批准公用事业尺度海上风电场- 74台涡轮机可以为470,000套房屋供电。其他十几个离岸风项目是等待批准沿着东部沿海。
到2030年,拜登政府的目标是30吉瓦的海上风能流动,足以为超过1000万户主提供动力。
用清洁能源(例如风能)代替化石燃料的能源对于阻止气候变化的恶化影响至关重要。但是那个过渡不够快停止全球变暖。人类的活动将如此多的二氧化碳泵入大气中,以至于我们还必须从空中清除二氧化碳并永久锁定它。
离岸风电场的独特位置可以同时做到这两者 - 并省钱。
大西洋海岸附近的大多数可再生能源租赁区域都在大西洋中部和马萨诸塞州附近。本月,约有480,000英亩的纽约野战区计划为风电场拍卖。布姆
作为一个海洋地球物理学家,我一直在探索潜力将风力涡轮机与捕获二氧化碳的技术配对直接从空气中,将其存储在海洋下的天然水库中。这些技术一起建造了降低能源成本碳捕获并最大程度地减少对陆上管道的需求,从而减少对环境的影响。
从空中捕获二氧化碳
几个研究小组和技术初创公司是测试直接空气捕获设备可以直接从大气中拉出二氧化碳。该技术有效,但是早期项目到目前为止,昂贵且能源密集。
系统使用捕获CO2的过滤器或液体溶液从他们吹过的空气中。一旦过滤器充满,需要电力和热量才能释放二氧化碳并重新启动捕获周期。
为了实现净负排放的过程,必须无碳。
这世界上最大的活跃直接空气捕获厂今天操作通过使用废热和可再生能源来做到这一点。然后,在冰岛的植物将其捕获的二氧化碳泵送到基础玄武岩中,二氧化碳与玄武岩反应并钙化。转向固体矿物。
可以使用离岸风力涡轮机创建类似的过程。
如果与海上风力涡轮机一起建造了直接的空气捕获系统,它们将立即从多余的风能中提供清洁能源的来源,并可以将捕获的二氧化碳直接捕获到下方海底下方的存储空间,从而减少了广泛的管道系统的需求。
瑞士公司Climeworks拥有15个直接捕获工厂,从空中清除二氧化碳。图像通过Climeworks。
研究人员正在研究这些系统如何运作在海洋条件下。直接空气捕获才刚刚开始在陆地上部署,并且可能必须为严酷的海洋环境修改该技术。但是计划应该开始,以便将风力电力项目定位为利用碳存储站点并设计,以便可以共享平台,海上基础架构和电缆网络。
不需要时使用过多的风力
从本质上讲,风能是间歇性的。对能源的需求也有所不同。当风能产生比需要更多的动力时,生产是削减了可以使用的电力丢失。
那些未使用的力量而是可以习惯将碳从空气中取出并锁定。
例如,纽约州的目标到2035年,将拥有9吉瓦的海上风力发电。预计这9吉瓦每年将发射27.5吨电力。
根据美国的历史降低速度,随着海上风电场扩大以实现这一目标,每年可能每年每年有825兆瓦小时的电能。假设Direct Air Capture的效率继续提高并达到商业目标,则该盈余能源每年可用于捕获和存储50万吨二氧化碳。
那就是该系统仅使用浪费的盈余能量。如果它使用了更多的风力,其碳捕获和储能将增加。
几个大西洋中部地区被租用用于海上风电场,也有可能在海底下方的碳存储空间。该容量以数百万吨二氧化碳 /平方公里的速度测量。美国每年产生约45亿吨的二氧化碳。图像由美国能源部和巴特尔
政府间气候变化的面板预计,必须从本世纪的大气中清除100至1,000千吨二氧化碳的二氧化碳,以使全球变暖在1.5摄氏度以下摄氏1.5摄氏度与前工业水平相比。
研究人员估计下层地质地层在美国东海岸计划的海上风开发项目附近,有能力存储超过500千兆二氧化碳。玄武岩是可能存在在该区域的一连串埋水盆中,增加了更多的存储能力,并使二氧化碳能够与玄武岩反应并随着时间的推移凝固,尽管岩土技术调查尚未测试这些沉积物。
立即计划两者都节省了时间和成本
用直接空气捕获建造的新风电场可以为电网提供可再生能源,并为碳捕获和存储提供盈余功率,从而优化这项大规模投资,以获得直接的气候利益。
但是,这将需要在施工之前开始良好的计划。启动海洋地球物理调查,环境监测要求以及风能和存储的批准过程节省时间,避免冲突并改善环境管理。
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