麻萨诸塞州和纽约海岸,开发人员正准备构建美国的第一个联邦政府批准可使用的离岸风力发电场——74个涡轮机可以为470000个家庭提供电力。十多个其他海上风电项目等待批准在东部沿海地区。

拜登政府的目标是到2030年30兆瓦海上风力能源流动,足以为1000万个家庭提供电力。

用清洁能源代替化石燃料能源如风能必须持有不断恶化的气候变化的影响。但是这种转变不够快阻止全球变暖。人类活动导致二氧化碳进入大气层,我们还必须除去空气中的二氧化碳呢永久和锁了。

海上风力发电场是独特的定位,和省钱。

作为一个海洋地球物理学家,我一直在探索的可能性风力涡轮机搭配捕获二氧化碳的技术直接从空气中并将其存储在天然水库下的海洋。建在一起,这些技术减少能源成本碳捕获和最小化需要陆上管道,减少对环境的影响。

捕捉空气中的二氧化碳

几个研究小组和科技创业公司测试直接空气捕捉设备可以直接把二氧化碳从大气中。的技术工作,但早期的项目到目前为止成本昂贵且耗费能源。

系统使用液体过滤器或捕获二氧化碳的解决方案从空气吹跨。过滤器是完整,需要电和热释放二氧化碳和重新启动捕获循环。

过程实现净负排放,必须无碳能源。

的世界上最大的活动直接空气捕捉植物今天操作通过使用废热和可再生能源。植物,在冰岛,然后将其捕获二氧化碳泵进入底层玄武岩的岩石,在二氧化碳与玄武岩和钙化,反应转向固体矿产。

类似的过程与海上风力涡轮机可以创建。

如果直接空气捕捉系统与海上风力涡轮机建造的,他们会立即从风能过剩和清洁能源的来源可能管捕获二氧化碳直接存储在海底下面,减少需要广泛的管道系统。

研究人员目前正在研究如何将这些系统功能在海洋环境下。直接空气捕捉才刚刚开始部署在陆地上,和技术可能会修改为严酷的海洋环境。但现在应该开始计划了风力发电项目是利用碳储存网站和设计平台,海底可以共享基础设施和电缆连接的网络。

不需要使用过量时风力发电

天性,风能是断断续续的。对能源的需求也各不相同。当风可以产生更多的权力比是必要的,生产减少和电力,可以使用。

未使用的权力可用于消除空气中的二氧化碳,锁了。

例如,纽约州的目标是在2035年9兆瓦海上风力发电。那些9兆瓦将提供每年27.5千瓦时的电力。

基于历史的风在美国削减利率,每年825兆瓦时的电能过剩可能会随着离岸风力发电场扩张达到这个目标。假设直接空气捕捉效率持续改善和达到商业目标,这种过剩能量可以用来捕获和储存高达每年050万吨的二氧化碳。

如果系统只使用的剩余能量,会去浪费。如果使用更多的风力发电,其碳捕获和存储可能会增加。

政府间气候变化专门委员会预测,100 - 1000吨的大气中的二氧化碳将被删除在世纪全球变暖保持在1.5摄氏度(2.7华氏度)相对于工业化前的水平。

研究人员估计,sub-seafloor地质结构附近的海上风电发展计划在美国东海岸有能力存储超过500吨二氧化碳。玄武岩岩石可能存在在一连串的盆地在这个区域,添加更多的存储容量,使二氧化碳与玄武岩和固化反应随着时间的推移,尽管岩土调查还没有测试这些存款。

规划同时节省时间和成本

新风力发电场建立直接空气捕捉可以提供可再生能源并网发电和碳捕获和存储提供剩余能量,优化这个巨大的投资气候直接受益。

但它需要提前计划,开始施工。开展海洋地球物理调查、环境监测需求审批流程对风力发电和储存在一起节省时间,避免冲突和改善环境管理。

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大卫·戈德堡拉蒙特研究教授,哥伦比亚大学

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