在应对气候变化的竞赛中，科学家们正在开发将二氧化碳 (CO₂）转化为有价值的燃料和化学品。这些创新有助于遏制温室气体排放，同时提供低碳燃料来为我们的未来提供动力。随着美国转向低碳经济，我们需要环保燃料来为飞机、轮船和火车等难以电气化的车辆提供动力。科学家正在开发转化二氧化碳的技术₂燃料。然而，这种转化需要大量的能量和水。

为了应对这一挑战，美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的科学家正在探索将二氧化碳转化为二氧化碳的方法₂转化为有价值的燃料和化学品，同时保存水资源。他们最近发布了一个名为 WATER 的新工具，用于一氧化碳₂Rue 水模块，它可以评估并帮助减少不同碳转化技术对当地水的影响。

该工具是国家实验室为确保我们可持续地迈向低碳未来而做出的更大努力的一部分。它是 DOE CO 的产品₂电子燃料联盟（CO₂Rue），专注于推进二氧化碳转化技术₂电子燃料和化学品并评估其环境、经济和社会影响。

作为这项工作的一部分，阿贡国家实验室的研究人员利用他们的水模拟专业知识开发了 CO₂Rue 模块，现在是 WATER（能源资源水分析工具）模型的一部分。该决策支持工具测量美国生物燃料的水足迹

“水是一种日益宝贵的自然资源。随着气候变化阿贡国家实验室水模型负责人 May Wu 表示：“由于干旱更加频繁，我们的淡水供应面临着比以往更大的风险。我们的工作重点是确保所有部门都能获得水，同时推进支持可持续、低能耗的技术。”碳经济”。

二氧化碳₂Rue WATER 模块评估潜在的好处在二氧化碳转化技术中使用再生水代替淡水₂转化为可持续航空燃料（SAF）。该模块使用两个主要指数——水可用性指数（WAI）和水压力足迹（WSFP）——来衡量局部水影响。该模型的第一个版本在四个试点州运行：加利福尼亚州、德克萨斯州、路易斯安那州和爱荷华州。该模型的未来版本将将该工具的覆盖范围扩大到 28 个州，反映美国各地不同的水状况。

使用二氧化碳₂通过 Rue WATER 模块，阿贡国家实验室的研究人员能够评估生产 SAF 对区域淡水资源的影响。他们为期三年的研究发表在最近的报告，确定了改善二氧化碳水可持续性的关键驱动因素、挑战和机遇₂减量化和利用技术。该报告还探讨了利用非传统水资源（例如再生城市废水）缓解水资源压力的潜力。随着美国在这些创新方面处于领先地位，此类分析提供了机会，可以帮助满足我们未来的能源需求，同时保护当今国家重要的淡水资源。

研究发现，精炼 SAF 对淡水的影响因地区和生产方法而异。例如，SAF 的生产对爱荷华州和路易斯安那州当地水资源的影响很小，但对西德克萨斯州和加利福尼亚州部分地区的供水造成了更大的压力。一般来说，根据水资源的可用性，东部和玉米带州更适合 SAF 生产。

研究人员还发现，使用再生水生产SAF或氢燃料可以显着减少淡水需求，缓解当地水资源压力并增加淡水可用性。这些发现旨在指导行业利益相关者做出明智的决策并制定降低风险的策略，同时增强二氧化碳的可持续性₂利用技术。

“通过利用再生水美国能源部国家可再生能源实验室（NREL）工程师、该联盟成员凌涛表示：“我们可以使这些技术更具可持续性，在扩大规模以满足我们国家的气候目标时减少它们的淡水足迹。”陶提供了模拟碳转化技术的结果作为模块的输入。

CO的释放₂Rue WATER 模块只是一个开始。阿贡国家实验室和 NREL 继续合作，结合他们在建模和经济分析方面的专业知识，以增强新兴能源技术的可持续性。他们与 CO 的持续合作₂Rue Consortium 将帮助确保 CO₂燃料技术在环境和经济上都是可持续的。

“该联盟的目标是通过推进技术进步帮助美国实现深度脱碳技术创造能源密集、低碳且经济上可行的燃料和产品，”CO 负责人迈克尔·雷施 (Michael Resch) 说道₂Rue 是 NREL 的首席研究员。

雷施强调了该项目对燃料未来的影响：“来自二氧化碳的见解₂Rue WATER 模块将推动关键战略决策、加速可行性研究并提高二氧化碳的经济和环境绩效₂-燃料技术。”

这协作努力强调了阿贡致力于开创解决关键能源挑战的创新解决方案。作为CO₂Rue 继续其工作，使用 CO 等工具₂Rue WATER 模块对于指导负责任的 CO 开发和部署至关重要₂- 燃料技术，确保这些技术能够在不给我们的水资源造成过重负担的情况下扩大规模。

更多信息：May Wu 等人，评估二氧化碳的影响₂区域淡水资源减量化与利用技术，（2024）。DOI：10.2172/2396748