​直接空气碳捕集技术限制商业化发展根源在哪，未来市场潜力如何？

2022-06-27 14:42:01

作为负碳排放的重要技术，DAC的大规模应用对于气候调控具有重要意义。

那么，直接空气捕集（DAC）技术行业现状以及未来市场潜力到底如何？当前还存在哪些技术痛点？

1、”直接空气捕获“二氧化碳为何如此引人注目？

工业革命以来，人类已经排放了大约 2000 亿吨二氧化碳。

根据 IPCC（政府间气候变化专门委员会）最新的《关于全球升温高于工业化前水平1.5°C的影响以及相关的全球温室气体排放路径》特别报告，相比于工业革命前，人类活动造成了全球升温约1.0°C，如果继续以目前的速率升温，全球升温可能会在2030年至2050年达到 1.5°C，而这会导致更频繁的极端天气、生态灾害等一系列影响。

报告指出，二氧化碳的去除对于将全球变暖限制在 1.5°C 至关重要。

除了大幅减少排放外，还需要大规模部署碳清除解决方案，以消除历史和残留的二氧化碳排放，到 2050 年实现净零排放，并最终实现净负排放。

为了恢复空气中二氧化碳的平衡，大量科学研究表明，到本世纪中叶，每年需要从空气中长久去除 100 亿吨二氧化碳。

对此，减少/避免排放和消除排放两方面缺一不可。

直接碳捕捉（DAC）

直接碳捕捉指从空气中直接吸收或吸附二氧化碳。

其原理是通过吸附剂对二氧化碳进行捕捉，完成捕捉后的吸附剂通过改变热量、压力或温度来恢复原状并用于再次捕集，而纯二氧化碳则被提取并储存起来。

直接碳捕捉的优势是可以对数以百万的小型化石燃料燃烧装置以及交通工具等分布源所排放二氧化碳进行捕捉和处理，方式和布置地点更为灵活。

2、知名公司纷纷布局，DAC具备商业价值

4月5日，瑞士碳捕获初创公司Climeworks筹集了6.5亿美元，以扩大其直接空气捕集二氧化碳技术的发展布局。

加上这一轮，Climeworks已经筹集了超过8亿美元的资金。

Climeworks获得的6.5亿美元也是是国际上二氧化碳移除公司有史以来筹集的最大资金。

投资者名单包括私募股权集团Partners Group，以及长期资本的管理者，如Baillie Gifford和Swiss Re。

在过去的一年里，Climeworks与一些国际金融集团签署了为期10年的碳捕获购买协议，包括瑞士再保险公司、波士顿咨询公司BCG、世界上最大的家族式私人银行和资产管理集团LGT以及英国养老保险公司Rothesay。

同时，比尔及梅林达-盖茨基金会投资的Carbfix公司也与Climeworks有着紧密的合作，Carbfix从Climeworks采购碳捕集设备为地热发电厂进行二氧化碳的捕集。

Climeworks是为数不多的提供DAC技术的初创公司之一，它目前在冰岛经营着世界上最大的直接空气捕集厂。

Climeworks技术的工作原理是将大量的空气移到能够过滤掉二氧化碳的特殊化学品上，类似于磁铁吸引铁质填料。

然后，新的化合物被加热到高温，释放出纯净的二氧化碳流，可以被注入地下。

Climeworks 致力于研发 DAC+S。

公司创立以来共获得将近8亿美元融资，而最近的这笔融资将开启公司下一阶段的增长，将 DAC 的产能扩大到数百万吨。

到目前为止，该工厂每年能捕获约4000吨，大致相当于欧洲600人的年排放量。

如果要为到2050年实现全球气候目标所需的数十亿吨负排放做出有意义的贡献，这家初创公司需要迅速成长。

3、Orca---最大的 DAC+S 工厂

2021 年 9 月，该公司在冰岛推出了世界上首个，也是最大的 DAC+S 工厂，名为 Orca，每年能从大气中去除 4000 吨二氧化碳，使大规模去除二氧化碳成为现实。

Orca 由模块化的二氧化碳收集器组成，目前有八个收集容器，每个容器的年捕获能力为 500 吨。

收集器通过两个步骤捕获二氧化碳：1）用风扇将空气吸入收集器，二氧化碳附着于高选择性过滤材料表面；2）过滤材料充满二氧化碳后，收集器关闭，升温到 80-100 °C，从而释放二氧化碳，获得高纯度、高浓度的二氧化碳。

这套直接空气捕获装置仅由可再生能源或废物能源提供动力。

效率方面，它每捕获 100 吨二氧化碳，至少有 90 吨最终可以被长久清除。

4、成本居高不下一直以来是限制DAC技术商业化发展的根源

目前而言，DAC在工业领域的发展还处于初步阶段，这一技术所面临的主要挑战之一就是成本过高。

 DAC设备一般由空气捕捉模块、吸收剂或吸附剂再生模块、二氧化碳储存模块三部分组成。

要想降低成本，可以从吸附吸收材料和捕捉装置两个角度进行技术研发。

在材料方面，需要开发兼具高吸附容量和高选择性的吸附材料。

与此同时，从吸附剂中释放吸收到的二氧化碳的过程也必须简单、高效、耗能少，使得吸收吸附材料能够多次循环使用；在吸收装置方面，主要有捕集装置、吸附或吸收装置、脱附或再生装置。

一般来说，对吸附装置以及脱附装置的改进和研究是降低成本的关键。

一个应用DAC思路是将DAC设施建立在具有低成本可再生能源或核电电力设施周边，以及具备二氧化碳封存资源的地区。

目前看来，中国的四川盆地同时拥有水电和二氧化碳封存资源，东北的松辽盆地兼具二氧化碳封存资源和风能、太阳能资源，是DAC的高潜力发展地区。

5、未来潜力

在短期内，DAC技术的大规模示范将需要有针对性的政府支持，而长期的部署机会将与强大的二氧化碳市场机制和核算框架密切相关。

增加投资和政策支持对于在这十年中扩大DAC的部署是至关重要的。

这种支持将以降低成本、完善技术和提高全球对DAC支持净零碳排放目标的技术和经济潜力的理解为目标。

虽然这项技术具有巨大的潜力，但它现在有很多复杂性。

现在有直接的空气捕获设施启动并运行，但当前的模型需要大量的能量才能运行。

如果未来能降低能量水平，DAC 可能被证明是未来环境的最佳技术进步之一。