在應對氣候變遷的競賽中，科學家正在開發將二氧化碳 (CO₂）轉化為有價值的燃料和化學品。這些創新有助於遏制溫室氣體排放，同時提供低碳燃料來為我們的未來提供動力。隨著美國轉向低碳經濟，我們需要環保燃料來為飛機、船和火車等難以電氣化的車輛提供動力。科學家正在開發轉化二氧化碳的技術₂燃料。然而，這種轉化需要大量的能量和水。

為了應對這項挑戰，美國能源部 (DOE) 阿貢國家實驗室的科學家正在探索將二氧化碳轉化為二氧化碳的方法₂轉化為有價值的燃料和化學品，同時保存水資源。他們最近發布了一個名為 WATER 的新工具，用於一氧化碳₂Rue 水模組，它可以評估並幫助減少不同碳轉化技術對當地水的影響。

該工具是國家實驗室為確保我們可持續邁向低碳未來所做的更大努力的一部分。它是 DOE CO 的產品₂電子燃料聯盟（CO₂Rue），專注於推廣二氧化碳轉化技術₂電子燃料和化學品並評估其環境、經濟和社會影響。

作為這項工作的一部分，阿貢國家實驗室的研究人員利用他們的水模擬專業知識開發了 CO₂Rue 模組，現在是 WATER（能源資源水分析工具）模型的一部分。此決策支援工具測量美國生物燃料的水足跡

「水是一種日益寶貴的自然資源。隨著氣候變遷阿貢國家實驗室水模型負責人May Wu 表示：「由於乾旱更加頻繁，我們的淡水供應面臨比以往更大的風險。我們的工作重點是確保所有部門都能獲得水，同時推進支持可持續、低能耗的技術。

二氧化碳₂Rue WATER 模組評估潛在的好處在二氧化碳轉化技術中使用再生水代替淡水₂轉化為永續航空燃料（SAF）。本模組使用兩個主要指數——水可用性指數（WAI）和水壓力足跡（WSFP）——來衡量局部水影響。該模型的第一個版本在四個試點州運行：加利福尼亞州、德克薩斯州、路易斯安那州和愛荷華州。該模型的未來版本將將該工具的覆蓋範圍擴大到 28 個州，反映美國各地不同的水狀況。

使用二氧化碳₂透過 Rue WATER 模組，阿貢國家實驗室的研究人員能夠評估生產 SAF 對區域淡水資源的影響。他們為期三年的研究發表在最近的報告，確定了改善二氧化碳水可持續性的關鍵驅動因素、挑戰和機遇₂減量化和利用技術。該報告也探討了利用非傳統水資源（例如再生城市廢水）來緩解水資源壓力的潛力。隨著美國在這些創新方面處於領先地位，此類分析提供了機會，可以幫助滿足我們未來的能源需求，同時保護當今國家重要的淡水資源。

研究發現，精煉 SAF 對淡水的影響因地區和生產方法而異。例如，SAF 的生產對愛荷華州和路易斯安那州當地水資源的影響很小，但對西德克薩斯州和加利福尼亞州部分地區的供水造成了更大的壓力。一般來說，根據水資源的可用性，東部和玉米帶州更適合 SAF 生產。

研究人員還發現，使用再生水生產SAF或氫燃料可以顯著減少淡水需求，緩解當地水資源壓力並增加淡水可用性。這些發現旨在指導行業利益相關者做出明智的決策並制定降低風險的策略，同時增強二氧化碳的可持續性₂利用技術。

「透過利用再生水美國能源部國家再生能源實驗室（NREL）工程師、該聯盟成員凌濤表示：「我們可以使這些技術更具可持續性，在擴大規模以滿足我們國家的氣候目標時減少它們的淡水足跡。 「陶提供了模擬碳轉化技術的結果作為模組的輸入。

CO的釋放₂Rue WATER 模組只是一個開始。阿貢國家實驗室和 NREL 繼續合作，結合他們在建模和經濟分析方面的專業知識，以增強新興能源技術的可持續性。他們與 CO 的持續合作₂Rue Consortium 將有助於確保 CO₂燃料技術在環境和經濟上都是永續的。

「該聯盟的目標是透過推進技術進步幫助美國實現深度脫碳科技創造能源密集、低碳且經濟上可行的燃料和產品，」CO 負責人 Michael Resch 說道₂Rue 是 NREL 的首席研究員。

雷施強調了該計畫對燃料未來的影響：「來自二氧化碳的見解₂Rue WATER 模組將推動關鍵策略決策、加速可行性研究並提高二氧化碳的經濟和環境績效₂-燃料技術。

這協作努力強調了阿貢致力於開創解決關鍵能源挑戰的創新解決方案。作為CO₂Rue 繼續其工作，使用 CO 等工具₂Rue WATER 模組對於指導負責任的 CO 開發和部署至關重要₂- 燃料技術，確保這些技術能夠在不給我們的水資源造成過重負擔的情況下擴大規模。

更多資訊：May Wu 等人，評估二氧化碳的影響₂區域淡水資源減量化與利用技術，（2024）。DOI：10.2172/2396748