新型反应堆系统将二氧化碳转化为可用燃料

新型反应堆系统将二氧化碳转化为可用燃料 锅炉的效率通常很高。因此，仅靠提高燃烧效率很难减少二氧化碳排放。因此，研究人员正在探索其他方法，以减轻锅炉排放的二氧化碳对环境的影响。为此，一个很有前景的策略是捕获这些系统排放的二氧化碳，并将其转化为有用的产品，如甲烷。要实施这一战略，需要一种特殊类型的膜反应器，即分配器型膜反应器（DMR），它既能促进化学反应，又能分离气体。虽然 DMR 已在某些行业中使用，但其在将二氧化碳转化为甲烷方面的应用，尤其是在锅炉等小型系统中的应用，仍相对较少。由日本芝浦工业大学的野村干弘教授和波兰 AGH 科技大学的 Grzegorz Brus 教授领导的一组日本和波兰研究人员填补了这一研究空白。他们的研究成果最近发表在《二氧化碳利用期刊》上。来自日本和波兰的研究人员开发出一种反应堆设计，可有效捕捉二氧化碳排放并将其转化为可用的甲烷燃料。这一突破可大幅减少温室气体排放，为实现碳中和的未来铺平道路。资料来源：日本 SIT 的野村干弘教授研究小组双管齐下，通过数值模拟和实验研究来优化反应器设计，以便将小型锅炉中的二氧化碳高效转化为甲烷。在模拟过程中，研究小组模拟了气体在不同条件下的流动和反应。这反过来又使他们能够最大限度地减少温度变化，确保在甲烷生产保持可靠的同时优化能源消耗。研究小组还发现，与将气体导入单一位置的传统方法不同，分布式进料设计可以将气体分散到反应器中，而不是从一个地方送入。这反过来又能使二氧化碳更好地分布在整个膜中，防止任何位置过热。野村教授解释说："与传统的填料床反应器相比，这种 DMR 设计帮助我们将温度增量降低了约 300 度。"除了分布式进料设计，研究人员还探索了影响反应器效率的其他因素，并发现一个关键变量是混合物中的二氧化碳浓度。改变混合物中的二氧化碳含量会影响反应的效果。"当二氧化碳浓度为 15%左右（与锅炉中的二氧化碳浓度相似）时，反应器生产甲烷的效果要好得多。事实上，与只有纯二氧化碳的普通反应器相比，它能多产生约 1.5 倍的甲烷，"野村教授强调说。此外，研究小组还研究了反应器尺寸的影响，发现增大反应器尺寸有助于为反应提供氢气。不过，需要考虑一个折衷的问题，因为提高氢气可用性的好处需要谨慎的温度管理，以避免过热。因此，这项研究为解决温室气体排放的主要来源问题提供了一个前景广阔的解决方案。通过利用 DMR，可以成功地将低浓度二氧化碳排放转化为可用的甲烷燃料。由此获得的益处不仅限于甲烷化，还可应用于其他反应，从而使这种方法成为高效利用二氧化碳的多功能工具，甚至适用于家庭和小型工厂。这项研究得到了波兰国家机构、克拉科夫 AGH 大学和日本科学促进会的资助。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

革命性反应器利用粉煤灰将二氧化碳转化为有价值的矿物质

革命性反应器利用粉煤灰将二氧化碳转化为有价值的矿物质 可持续废物管理和二氧化碳封存方面取得了重大进展，研究人员开发出了利用粉煤灰颗粒使二氧化碳矿化的反应器。这种创新方法有望在重新利用工业副产品的同时，为温室气体排放这一关键问题提供可持续的持久解决方案。随着工业化进程的不断推进，二氧化碳排放量也随之激增，而二氧化碳是全球变暖的主要驱动因素。现有的碳捕集、利用和封存（CCUS）技术正努力解决效率和成本问题。粉煤灰作为煤炭燃烧的副产品，为二氧化碳矿化提供了一条前景广阔的途径，既能变废为宝，又能减少排放。然而，现有的反应器设计很难在气体-颗粒相互作用和运行效率之间实现理想的协同效应。这些障碍凸显了对创新反应器配置和运行微调进行深入研究的必要性。反应堆创新研究上海交通大学关于粉煤灰矿化反应器的前沿研究成果于 2024 年 5 月 7 日发表在《储能与节能》杂志上。该研究经过缜密的计算优化，揭示了一种开创性的反应器设计，有望提高二氧化碳捕集和矿化的效率。该研究引入了两种反应器设计，每种设计都经过精心设计，通过粉煤灰实现二氧化碳矿化，并利用计算流体动力学进行优化。撞击式入口设计因其能够放大界面相互作用、延长颗粒停留时间并显著提高矿化率而脱颖而出。图表摘要。图片来源：Duoyong Zhang 等人反之，四边形旋转式进气口可提供流线型气流，实现全面混合并提高反应效率。对操作参数烟气速度、载气速度和颗粒速度的严格研究得出了最佳范围，有望将反应器的性能推向新的高度，确保高效的二氧化碳矿化和反应后的相分离。该研究的首席研究员王立伟博士说："我们的发现标志着碳捕集与利用技术的重大飞跃。通过改进反应器设计和运行参数，我们实现了二氧化碳矿化效率的大幅飞跃。这项工作不仅对可持续废物管理大有裨益，而且还提出了一项减少工业碳排放的务实战略，与全球气候行动倡议相一致。这项研究对燃煤发电厂有着深远的影响，它为发电厂产生的粉煤灰提供了一种变革性的用途。通过将这种副产品转化为二氧化碳矿化物，这项研究为减少碳排放和减轻粉煤灰处理对环境造成的负担铺平了道路。这项研究的应用范围非常广泛，为废物管理和二氧化碳封存提供了一个和谐的解决方案，很有可能重新定义 CCUS 技术方法。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

特斯拉希望实现净零排放 但其污染在2023年不减反增

特斯拉希望实现净零排放 但其污染在2023年不减反增 根据特斯拉公司最新影响报告，去年该公司的温室气体排放量增加了近1000万吨二氧化碳。2023年，特斯拉的二氧化碳排放量超过5000万公吨，而前一年仅为4200万公吨，污染增加了约20%。大部分新增污染来自特斯拉的供应链。特斯拉购买的商品和服务占公司总体碳足迹的近80%。报告称，特斯拉正在努力“尽快”实现温室气体净零排放，并概述了公司为实现这一目标而计划采取的措施。报告还列举了公司因气候变化而面临的一些最大风险。然而，报告显示，公司的供应链在过去一年中变得更加肮脏。

欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则

欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则 净零排放意味着欧盟将通过利用植物吸收二氧化碳的自然能力，或通过建立从空气或海水中过滤二氧化碳的技术，来捕捉其未能阻止的剩余二氧化碳排放。净零战略存在固有风险，这也是为什么像今天制定的这些规则如此重要的原因。它们将规定什么算作碳清除，希望能筛选出那些不能有意义地应对气候变化的低劣项目。宽松的规则或者根本没有规则可能会给公司提供继续污染的途径，同时误导性地承诺以后会减少这些排放。如果这些承诺落空，或者它们所依赖的技术失败，那么就会留下所有的污染，而这些污染本来是可以通过选择清洁能源而不是碳清除来避免的。该框架"表明了欧盟对'正确进行碳清除'的承诺"，Climeworks 公司的首席气候政策官 Christoph Beuttler 说。他在一份新闻稿中说："我们鼓励其他国家和地区效仿欧盟的做法，对碳清除量进行严格评估。"迄今为止，该行业的相关行动都是以自律的方式进行。例如，Climeworks 公司去年宣布，其客户微软、Stripe 和 Shopify 已成为世界上首批付费过滤空气中二氧化碳排放、将这些排放物储存在地下并由第三方验证该服务的公司，审计公司 DNV 与 Climeworks 合作，共同制定标准并对碳清除进行认证。在另一项行动中，Stripe、Alphabet、Meta、Shopify 和麦肯锡于 2022 年发起了一项名为"前沿"（Frontier）的倡议，为有意购买碳减排信用额度的公司审查碳减排供应商。碳信用额市场已经有了一段不光彩的历史。在碳减排成为潮流之前，很多品牌购买了与林业项目相关的碳抵消信用额度。当时的想法是，公司可以通过付费保护自然吸收二氧化碳的森林来抵消部分污染。一个信用额度相当于避免或螯合了一公吨的二氧化碳污染。然而，碳抵消市场充斥着质量低劣的信用额度，这些信用额度并不代表现实世界中二氧化碳排放量的减少。为了避免新兴碳清除技术的类似命运，欧盟的新认证为四种不同类型的碳清除设定了参数。其中包括因二氧化碳被封存（通常在地下）"几个世纪"而被认为是永久性的碳清除，以及"临时性"碳封存（在植物或土壤中至少持续 5 年，在木材等产品中至少持续 35 年）。它既评估了工业碳清除策略（如 Climeworks 所做的），也评估了基于自然的策略，如恢复森林和其他栖息地，或使土壤能够容纳更多二氧化碳的耕作方法。该框架还纳入了欧盟委员会在 2022 年提出的措施，包括要求碳清除是可量化和长期的。此外，项目应能"额外"减少二氧化碳排放量，也就是说，如果没有干预措施，这些碳就不会被封存。项目还需避免对环境造成其他负面影响。值得注意的是，欧盟的新认证计划不会将所谓的提高石油采收率（EOR）作为永久性的碳清除战略。在强化采油法中，化石燃料公司向地下喷射二氧化碳，以逼出难以开采的石油储量。西方石油公司（Occidental Petroleum）正在得克萨斯州开发大型碳清除项目，该公司利用 EOR销售其所谓的"净零石油"。一些环保组织警告说，欧盟的建议仍然过于宽松。他们担心该框架会激励临时碳储存，并让公司和国家都能申报二氧化碳清除量，他们说这可能会导致重复计算。非营利组织"碳市场观察"（Carbon Market Watch）的碳清除政策负责人 Wijnand Stoefs 在一份声明中说，这项协议"问题重重"，即使是清除量必须补充而不是替代减排量这一基本原则也被违反了。今天达成的临时协议仍需欧洲理事会和欧洲议会正式通过。如果获得通过，碳清除公司将自愿参与认证过程。但只有经过认证的项目才能计入一个国家在实现欧盟气候目标方面的进展。本月早些时候，欧盟委员会发布了一份捕集二氧化碳排放的战略文件，同时还发布了一项计划，即到 2040 年将欧盟的温室气体排放量减少90%。该战略设想，到 2040 年，欧盟每年有能力储存 2.8 亿吨捕集的二氧化碳，大约相当于700 多座燃气发电厂的年排放量。 ... PC版： 手机版：

2023年全球二氧化碳排放量飙升至创纪录水平

2023年全球二氧化碳排放量飙升至创纪录水平 根据一个国际科学家小组的估计，化石燃料产生的二氧化碳排放量在2023年再次上升，达到创纪录的水平。科学家们说，石油、煤炭和天然气燃烧产生的排放量持续上升，阻碍了限制全球变暖的进程。全球碳预算评估这一发现是一项名为"全球碳预算"的地球碳循环年度检查的一部分。在这项年度评估中，科学家们量化了燃烧化石燃料和土地利用变化给大气增加了多少碳，以及从大气中清除并储存在陆地和海洋中的碳有多少。科学家对2023 年数据的早期分析表明，2023 年化石燃料的排放量比 2022 年增加了 1.1%，使 2023 年化石燃料的二氧化碳总排放量达到了 368 亿吨。如果将其他来源（如加拿大的森林砍伐和极端野火季节）包括在内，2023 年的总排放量估计为 409 亿吨。分析显示，2023 年和 2022 年化石燃料产生的二氧化碳排放量都创下了历史新高。气候影响和研究成果报告合著者、美国宇航局戈达德太空飞行中心科学家本-保尔特说："排放的方向是错误的，我们需要限制全球变暖。大气中的二氧化碳浓度已从工业时代开始的 1750 年的约百万分之 278 上升到 2023 年的百万分之 420。"导致地球气温飙升的主要原因是二氧化碳和其他温室气体的增加。2023 年的全球地表温度比美国国家航空航天局基准期（1951-1980 年）的平均温度高出 1.2摄氏度（2.1华氏度），成为有记录以来最热的一年。上面的可视化图像显示了 2021 年（可获得数据的最近一整年）二氧化碳进入、围绕和流出地球大气层的情况。它们依靠的是美国宇航局的戈达德地球观测系统（GEOS），这是一个用于研究地球天气和气候的建模和数据同化系统。为了描绘碳排放或吸收的位置，研究人员使用了植被、人口密度以及野火、发电厂、公路、铁路和其他基础设施位置的数据。可视化显示的二氧化碳主要来自四个方面：化石燃料（黄色）、生物质燃烧（红色）、陆地生态系统（绿色）和海洋（蓝色）。虽然陆地和海洋都是碳汇这意味着它们通过从大气中清除二氧化碳而储存的碳多于排放的碳但在某些时间和地点，它们也可能是碳源。绿点和蓝点代表被陆地和海洋吸收的碳。海洋和陆地吸收"令人惊讶的是，海洋和陆地继续吸收我们排放的碳的一半左右，"保尔特说。"每年只有约 44% 的排放量留在大气中，减缓了气候变化的速度，但却造成海洋酸化，改变了陆地生态系统的功能。"在过去的 60 年中，即使人类造成的排放量持续增加，停留在大气中的二氧化碳比例（即空气中的部分）仍然保持着惊人的稳定。但是，科学家们对这种稳定是否会持续以及会持续多久提出了质疑。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）领导的一项研究发表于 2023 年，该研究分析了二十年来海洋中的碳储存情况，发现有证据表明这种碳汇可能正在失去部分储存能力。他们推测，由于海洋已经积累了大量的二氧化碳，因此海洋的吸收速度已经放缓。全球海洋环流的变化可能会减少从表层水转移到海底的碳量，而碳可以在海底储存数百年。上图显示了从 1960 年到 2023 年全球碳循环的综合组成。它显示了化石燃料（黄色）和土地利用变化（橙色）排放了多少碳，以及大气（紫色）、海洋（蓝色）或陆地（绿色）吸收了多少碳。全球碳循环与排放趋势全球碳预算依靠多种数据来源来绘制地球碳循环的完整图景。主要数据来源是各国政府和能源机构收集的排放清单。美国国家航空航天局（NASA）的 OCO-2（轨道碳观测站-2）仪器提供的卫星数据也被用来估算陆地和大气之间的碳通量。报告显示，包括欧洲和美国在内的一些地区的二氧化碳排放量略有下降，但全球排放量仍在上升。2023 年排放量增幅最大的国家是印度和中国。2015年12月，来自196个国家的代表通过谈判达成了《巴黎协定》，呼吁将全球平均气温控制在"远低于工业化前水平2摄氏度"，同时"努力将气温升幅限制在1.5摄氏度以内"。全球碳预算小组还分析了在排放将地球温度推高到 1.5 度之前的剩余碳预算。他们估计，按照目前的排放水平，"全球变暖有50%的可能会在大约7年内持续超过1.5℃"。美国国家航空航天局（NASA）和其他美国联邦机构定期收集温室气体浓度和排放数据，如上图中的可视化数据。这些数据现在可在最近启动的美国温室气体中心获取，该中心由多个机构组成，整合了来自观测和模型的信息，目的是为决策者提供一个数据和分析地点。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

【砸 1 亿美元奖励，这次马斯克要和碳「干到底」】本次里程碑奖的 15 支获奖团队都需要有实现年均去除二氧化碳 1000 吨的实

【砸 1 亿美元奖励，这次马斯克要和碳「干到底」】本次里程碑奖的 15 支获奖团队都需要有实现年均去除二氧化碳 1000 吨的实力，并且要具备扩展至年均十亿吨规模除碳能力的潜力。三年后，有资格争夺 XPRIZE 碳捕集大赛 5000 万美元大奖的团队，也同样最少要具有年均去除二氧化碳 1000 吨的能力。 #抽屉IT