怀俄明大学科学家的新研究调查了将生物能源生产与碳捕获和封存相结合时的耗水量，并呼吁在向净零碳能源过渡的过程中密切协调技术、资源和政策未来。
工程、环境与自然资源学教授、副教授翟海波和博士生吴子涛。土木与建筑工程与施工管理系的学生在一篇题为“具有碳捕获和封存的生物质发电厂的消耗性生命周期用水”的论文中详细介绍了他们的研究。它定于 12 月在Applied Energy 上发表，这是一份备受推崇的期刊，为有关能源创新、研究、开发和示范的信息提供了一个论坛。
具有碳捕获和封存的生物能源是一种碳去除技术，其中有机材料转化为热、电或液体或气体燃料，这种生物能源转化产生的碳排放被捕获并储存在地质构造中或嵌入到长效产品中。
该技术已被政府间气候变化专门委员会视为本世纪限制全球变暖可能需要的主要负排放技术之一。美国国家科学院、工程院和医学院概述的一项战略研究议程也解决了该技术在向净零碳未来过渡中的潜在作用。然而，大规模部署可能会面临挑战，例如对水和土地可持续性的担忧。
Zhai 和 Wu 的研究揭示了碳捕获和封存的生物能源生产对水的潜在重大影响。
“我们以自下而上的方式开发了一个生命周期水资源评估框架，以解决当前知识中的关键差距：缺乏对(技术)用水量的系统表征，以及缺乏对可变性和不确定性的定量理解在生命周期耗水量方面，”吴说。“该框架可用于系统地表征生物质发电厂在基于燃料的生命周期中具有碳捕获和封存的耗水量，并证明其对生物质的类型、生产地点和功率转换方法的依赖性原料。”
生物质可以通过与煤一起燃烧或仅燃烧生物质来转化为电力。
“虽然在具有碳捕获和封存的发电厂混烧生物质和煤炭可以实现生命周期的净零碳排放，但它可以增加整体淡水使用量，主要是因为大量的水被消耗用于生物质生产，”翟说。“与具有碳捕获和封存的完全燃煤相比，具有碳捕获的专用生物质燃烧可以实现负排放，但生命周期淡水消耗量显着增加了 55 倍或更多。”
由于该技术的大规模部署可能对水资源的可持续性构成挑战，因此根据地点的不同，研究人员看到了碳减排和水资源利用之间的明显权衡。鉴于对水资源的潜在重大影响，应在可持续性的背景下规划该技术的使用。
“在计划大规模部署具有碳捕获和封存功能的生物能源时，强烈需要进行严格的多标准决策分析，这应该考虑到区域限制下气候和非气候指标的权衡，”翟说。
研究人员说，位置对于该技术的大规模部署确实很重要，生物能源规划应该抓住自然资源的潜在当地限制。他们计划开发一个区域评估框架，在当地资源限制下整合能源规划、碳减排和水资源管理，以支持可持续发展背景下深度脱碳的技术战略和能源政策的发展、协调和整合。
在 2020 年秋季来到华盛顿大学之前，翟是卡内基梅隆大学的工程和公共政策副研究教授，现在是该大学的兼职副教授。在华盛顿大学，他开发了低碳能源和环境可持续性计算实验室，促进了技术和政策在应对复杂能源、环境和自然资源挑战方面的作用的长期愿景。
