新技术可以将二氧化碳转化为燃料，但它们会对水资源产生什么影响？
在应对气候变化的竞赛中，科学家们正在开发将二氧化碳 (CO 2 ) 转化为有价值的燃料和化学品的技术。这些创新有助于抑制温室气体排放，同时为我们的未来提供低碳燃料。随着美国转向低碳经济，我们需要环保燃料来为难以电气化的交通工具（如飞机、轮船和火车）提供动力。科学家们正在开发将二氧化碳转化为燃料的技术。然而，这种转化需要大量的能源和水。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如何将二氧化碳转化为有价值的燃料和化学品，同时保护水资源。他们最近发布了一种名为 WATER 的新工具，用于CO 2 Rue WATER 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。它是美国能源部二氧化碳减排和电子燃料升级联盟 (CO 2 Rue) 的产物，该联盟专注于推进将二氧化碳转化为电子燃料和化学品的技术，并评估其环境、经济和社会影响。
作为这项工作的一部分，阿贡研究人员利用他们的水建模专业知识开发了 CO 2 Rue 模块，该模块现已成为 WATER（能源资源水分析工具）模型的一部分。该决策支持工具可测量美国生物燃料的水足迹
“水是一种越来越宝贵的自然资源。随着气候变化加剧干旱，我们的淡水供应面临前所未有的风险，”阿贡国家实验室 WATER 模型负责人 May Wu 说道。“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碳经济的技术。”
CO 2 Rue WATER 模块评估了在将 CO 2转化为可持续航空燃料 (SAF) 的技术中使用再生水代替淡水的潜在好处。该模块使用两个主要指数——水资源可用性指数 (WAI) 和水资源压力足迹 (WSFP)——来衡量局部水资源影响。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把该工具的覆盖范围扩大到 28 个州，反映美国各地不同的水资源状况。
利用 CO 2 Rue WATER 模块，阿贡研究人员能够评估生产 SAF 对区域淡水资源的影响。他们的三年研究发表在最近的一份报告中，确定了改善 CO 2减排和利用技术中水可持续性的关键驱动因素、挑战和机遇。该报告还探讨了利用非传统水资源（如回收的城市废水）缓解水资源压力的潜力。由于美国引领这些创新，这种分析提供了机会，可以帮助我们满足未来的能源需求，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 生产对爱荷华州和路易斯安那州的当地水资源影响很小，但对德克萨斯州西部和加利福尼亚州部分地区的供水压力更大。一般来说，东部和玉米带各州更适合根据水资源可用性生产 SAF。
研究人员还发现，利用再生水生产 SAF 或氢燃料可以显著减少淡水需求，缓解当地水资源紧张，增加淡水供应。这些发现旨在指导行业利益相关者做出明智的决策，制定降低风险的战略，同时提高二氧化碳利用技术的可持续性。
美国能源部国家可再生能源实验室 (NREL) 工程师、联盟成员 Ling Tao 表示： “通过利用再生水，我们可以使这些技术更具可持续性，在扩大规模以满足国家气候目标的同时减少淡水足迹。”Tao 提供了碳转化技术的模拟结果作为模块的输入。
CO 2 Rue WATER 模块的发布只是一个开始。阿贡国家实验室和 NREL 将继续合作，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 2 Rue 联盟的持续合作将有助于确保 CO 2转化为燃料的技术在环境和经济上都是可持续的。
CO2Rue项目负责人、国家可再生能源实验室首席研究员迈克尔·雷施 (Michael Resch) 表示： “该联盟的目标是通过推进技术创造高能源密度、低碳且经济可行的燃料和产品，帮助美国实现深度脱碳。”
雷施强调了该项目对燃料未来的影响：“来自CO2RueWATER模块的见解将推动关键战略决策，加速可行性研究，并提高二氧化碳转化为燃料技术的经济和环境性能。”
此次合作彰显了阿贡国家实验室致力于开拓创新解决方案以应对关键能源挑战的承诺。随着 CO 2 Rue 继续开展工作，CO 2 Rue WATER 模块等工具对于指导负责任地开发和部署 CO 2转化为燃料的技术至关重要，确保这些技术能够扩大规模而不会对我们的水资源造成过重负担。
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