國際能源署（IEA）近日發布了《直接空氣捕獲》報告，報告指出，直接空氣捕獲（Direct air capture ，DAC）技術在凈零路徑中的重要意義與日俱增。直接從空氣中捕獲二氧化碳并永久封存，不僅可以直接減少大氣中二氧化碳，為大氣遺留排放提供解決方案，同時也是平衡難以避免的碳排放的負排放技術。此外，從空氣中捕獲的二氧化碳也可以作為生產產品的“氣候中和”原材料。

一、DAC基本技術原理

IEA報告顯示，目前DAC技術包括固體DAC和液體DAC。

固體DAC技術利用固體吸附劑過濾器與二氧化碳進行化學結合。具體方式是將空氣吸入收集器，二氧化碳會附著于有固體吸附劑的過濾器表面。當過濾器飽和時，關閉收集器并加熱，再將其釋放的二氧化碳捕獲后進行儲存或使用。液體系統則使空氣與化學溶液（例如氫氧化物溶液）接觸，以溶液特性去除空氣中的二氧化碳，再將剩余的空氣排回入大氣中。

二、DAC發展勢頭增長

報告指出，近年來，DAC設施的數量一直在增長，目前全球有18個DAC項目正在運行，分別位于加拿大、歐洲和美國，其中16個項目將其捕獲的二氧化碳進行出售。目前世界上規模最大的DAC項目于2021年9月在冰島投產運營，每年可捕獲4000噸二氧化碳并進行儲存。該項目通過礦化作用儲存二氧化碳，即將空氣中捕獲的二氧化碳與從地熱流體中捕獲的二氧化碳混合后，將其注入玄武巖巖層并儲存在地下，通過礦化作用將二氧化碳轉化為礦物質。此外，收集能力可達年產100萬噸的大型DAC項目正在建設中，預計將于2025年在美建成投產。

根據IEA的統計，自2020年初以來，各國政府已承諾提供近40億美元，專門用于DAC的開發和部署。2021年，美國承諾投入35億美元建立四個DAC中心，并推出了一個為商業規模的項目提供1億美元、為商業化前項目提供1500萬美元的DAC獎勵計劃。英國已安排1億英鎊（約1.37億美元）用于二氧化碳去除(CDR)開發，包括DAC項目。同時澳大利亞、加拿大、歐洲和其他地區也相繼出臺了支持DAC開發和部署的資助方案。

私營部門投資也在增長。2020年初以來，領先的DAC公司已籌集了約1.25億美元的資金，微軟、Stripe公司、聯合航空 (United Airlines)等均在投資DAC設施，并購買基于DAC的碳去除技術。此外，DAC是突破能源催化項目(Breakthrough Energy Catalyst，由比爾-蓋茨和私人投資者聯盟設立)中四項重點技術之一，將獲15億美元的投資。同時DAC也符合2021年宣布的XPRIZE Carbon Removal項目的技術方向，該項目由XPRIZE基金會管理，由埃隆·馬斯克通過馬斯克基金會資助，獎勵總額為1億美元。

三、成本仍較高，但呈下降趨勢

由于大氣中的二氧化碳含量比發電站或水泥廠所排放的濃度低，因此從空氣中捕獲二氧化碳的成本顯然更高。DAC成本取決于捕獲技術(基于固體或液體的技術)、能源成本(熱電價格)、財務假設、特定工廠配置、以及捕獲的二氧化碳是被儲存或是利用。IEA估算，目前DAC進行大規模應用(每年捕獲100萬噸二氧化碳)時，每噸二氧化碳的捕獲成本在125-335美元之間。通過部署和創新，捕獲成本可能會降至每噸100美元以下。中東和中國以及歐洲、北非和美國可能會成為DAC部署成本最低的地區。然而，成本下降在很大程度上也取決于公共和私營部門對創新和部署的支持。

四、制定國際認可的DAC認證和核算方法

報告指出，為DAC以及其他CDR方法制定基于生命周期評估（LCA）的商定方法和核算框架，對于支持將其納入受監管的碳市場和國家清單至關重要。值得注意的是，最新的政府間氣候變化專門委員會（IPCC）國家溫室氣體清單指南中并未包括DAC的核算方法，這意味著與DAC相關的減排將不能計入《聯合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）的國際減排目標。目前各有關方正在努力為DAC和其他CDR方法制定強有力的核算和認證方法，包括通過在COP26會議上發起的創新使命CDR使命（Mission Innovation CDR Mission）倡議。

五、加速擴大DAC項目部署

在IEA到2050年實現凈零排放情景中，DAC技術在2030年需捕獲超過8500萬噸二氧化碳，到2050年共需捕獲約9.8億噸二氧化碳。因此IEA報告指出，為實現凈零目標，需要加速擴大捕獲規模，從目前近1萬噸的捕獲能力，到2050年平均每年需新建32座規模為100萬噸CO2/年的大型項目。這將需要公共和私營部門共同加大支持力度以降低成本、改進技術和建立DAC技術市場。

針對DAC部署，報告提出了6項優先事項：

一是將大規模DAC示范作為優先事項。短期示范和部署需要有針對性的政策和方案。各國政府應確保計劃中的項目能夠順利投入運營，并為DAC技術和供應鏈提供必要的經驗。

二是促進整個DAC價值鏈的創新。創新對于降低制造和運營成本，以及DAC工廠的能源需求十分重要。同時，為高溫加熱提供清潔能源、開發和降低包括合成航空燃料在內的二氧化碳使用應用成本方面至關重要。

三是加大二氧化碳封存技術研發。DAC從大氣中大量去除二氧化碳的潛力取決于開發合適的地質封存技術。盡管封存潛力巨大，但開發這些資源的時間可能長達十年，開發時間過長可能會成為阻礙DAC規模的擴大的原因之一。

四是制定國際認可的DAC核證和會計方法。需要為DAC提供穩健、透明和標準化的國際核證和會計方法，以促進其在碳市場和IPCC溫室氣體清單報告的認可。

五是評估DAC和其他二氧化碳去除方法在凈零目標中的作用。提高對DAC和其他二氧化碳去除方法在凈零戰略中的預期作用的理解和交流力度，這將有助于確定國家和區域內的技術、政策和市場需求。

六是加強國際合作。通過IEA、清潔能源部長級會議、創新使命和溫室氣體研發技術合作計劃(GHG TCP/IEAGHG) 等國際組織和項目倡議開展合作，可以在促進知識共享、減少研究工作重復、協調生命周期評估方法和DAC技術會計方法方面發揮重要作用。

編譯：中國清潔發展機制基金管理中心 樊怡彤 馮超

原文鏈接：

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