計劃在新加坡建造的海洋工廠每天可捕獲10噸二氧化碳並生產300公斤氫氣
在成功進行試點計畫後,加州大學洛杉磯分校與新加坡國家水務局等機構合作,建立了世界上最大的海洋二氧化碳去除工廠,每年可去除3650 公噸(8046873 磅)溫室氣體,同時生產105 公噸(231,000 磅)負碳氫化合物(綠氫)。
根據世界銀行的數據,2020 年全球人均二氧化碳(CO2)排放量為4.3 公噸(9,500 磅)。考慮到這個數字,加州大學洛杉磯分校塞繆爾工程學院的研究人員一直致力於從海洋中捕捉大氣中的二氧化碳,以減少二氧化碳的排放。
繼2023 年在洛杉磯和新加坡成功推出兩套基於海水的二氧化碳去除試驗系統之後,加州大學洛杉磯分校及其新創公司Equatic 正著眼於該項目的下一階段:一個耗資2000 萬美元、名為Equatic- 1 的全規模示範工廠。他們得到了新加坡國家水務局、公用事業局(PUB)、新加坡國家研究基金會(NRF)和加州大學洛杉磯分校碳管理研究所(ICM)的支持。
加州大學洛杉磯分校Samueli 永續發展教授兼ICM 主任Gaurav Sant 表示:「推廣碳清除解決方案需要技術、大膽而堅定的合作夥伴,以及對及時和可衡量的成功的關注。我們非常幸運能與新加坡的合作夥伴一起創造這個共同願景,將Equatic 的解決方案推廣到商業規模和世界各地。”
Equatic 製程採用電解法,將電流通過鄰近海水淡化廠的海水。它引起化學反應,將水分解成氫氣和氧氣,同時將溶解的二氧化碳和大氣中的二氧化碳以固體鈣鎂材料的形式安全地儲存至少1 萬年。該過程通過去除溶解的二氧化碳,激活並擴大了海洋的天然二氧化碳儲存能力,同時使海洋能夠吸收更多的溫室氣體。
來自ICM 和Equatic 的研究人員和技術擴展專家團隊將前往PUB 位於新加坡西部大士的研發設施,在未來18 個月內開始建造世界上最大的海洋二氧化碳移除工廠。
Equatic-1 將分兩個階段建造。從3 月開始,第一階段的設計目標是到2024 年末,每天去除一公噸(約2,205 磅)二氧化碳。2025 年初,安裝另外九個模組將完成第二階段。10 個模組投入運作後,Equatic-1 預計每天可從海水和大氣中去除10 公噸二氧化碳。新加坡的試點工廠在每天去除0.1 公噸(220 磅)二氧化碳後被認為是成功的;Equatic-1 的去除率是它的100 倍。該技術還能同時每天生產近300 公斤(660 磅)負碳氫化合物。
“2023 年投入使用的試驗系統提供了重要的性能數據,證實了我們的二氧化碳去除效率、氫氣生產率和製程的能源需求,”Equatic 聯合創始人兼ICM 副主任Dante Simonetti 說。”這些發現有助於根據中試系統確認的放大性能,確定Equatic-1 的設計和工程路線。”
公共事業局製定了到2045 年實現淨零排放的目標,為此採取了三管齊下的方法:用可再生太陽能取代化石燃料;投資研發以減少水處理過程中所需的能源;捕捉並清除釋放到大氣中的碳。
“我們很高興能與加州大學洛杉磯分校和Equatic 進一步合作,開發出一種與PUB 海水淡化廠具有潛在協同效應的解決方案,”PUB 首席工程與技術官Chee Meng Pang 表示。”在PUB,我們堅信與學術界和私營部門合作實現的技術進步是應對氣候變遷帶來的複雜挑戰的關鍵。”
Equatic-1 的模組化設計降低了通常與擴大技術創新規模相關的風險。該系統還將使用在美國能源部高級研究計劃局-能源(ARPA-E)的支持下新開發的選擇性陽極來生產氧氣,同時消除海水電解過程中產生的無用氯副產品。這開闢了一條以千兆噸級去除二氧化碳並同時生產氫氣的新途徑,氫氣是一種清潔燃料,對交通和工業應用的脫碳至關重要。