国际能源署（IEA）近日发布了《直接空气捕获》报告，报告指出，直接空气捕获（Direct air capture ，DAC）技术在净零路径中的重要意义与日俱增。直接从空气中捕获二氧化碳并永久封存，不仅可以直接减少大气中二氧化碳，为大气遗留排放提供解决方案，同时也是平衡难以避免的碳排放的负排放技术。此外，从空气中捕获的二氧化碳也可以作为生产产品的“气候中和”原材料。

一、DAC基本技术原理

IEA报告显示，目前DAC技术包括固体DAC和液体DAC。

固体DAC技术利用固体吸附剂过滤器与二氧化碳进行化学结合。具体方式是将空气吸入收集器，二氧化碳会附着于有固体吸附剂的过滤器表面。当过滤器饱和时，关闭收集器并加热，再将其释放的二氧化碳捕获后进行储存或使用。液体系统则使空气与化学溶液（例如氢氧化物溶液）接触，以溶液特性去除空气中的二氧化碳，再将剩余的空气排回入大气中。

二、DAC发展势头增长

报告指出，近年来，DAC设施的数量一直在增长，目前全球有18个DAC项目正在运行，分别位于加拿大、欧洲和美国，其中16个项目将其捕获的二氧化碳进行出售。目前世界上规模最大的DAC项目于2021年9月在冰岛投产运营，每年可捕获4000吨二氧化碳并进行储存。该项目通过矿化作用储存二氧化碳，即将空气中捕获的二氧化碳与从地热流体中捕获的二氧化碳混合后，将其注入玄武岩岩层并储存在地下，通过矿化作用将二氧化碳转化为矿物质。此外，收集能力可达年产100万吨的大型DAC项目正在建设中，预计将于2025年在美建成投产。

根据IEA的统计，自2020年初以来，各国政府已承诺提供近40亿美元，专门用于DAC的开发和部署。2021年，美国承诺投入35亿美元建立四个DAC中心，并推出了一个为商业规模的项目提供1亿美元、为商业化前项目提供1500万美元的DAC奖励计划。英国已安排1亿英镑（约1.37亿美元）用于二氧化碳去除(CDR)开发，包括DAC项目。同时澳大利亚、加拿大、欧洲和其他地区也相继出台了支持DAC开发和部署的资助方案。

私营部门投资也在增长。2020年初以来，领先的DAC公司已筹集了约1.25亿美元的资金，微软、Stripe公司、联合航空 (United Airlines)等均在投资DAC设施，并购买基于DAC的碳去除技术。此外，DAC是突破能源催化项目(Breakthrough Energy Catalyst，由比尔-盖茨和私人投资者联盟设立)中四项重点技术之一，将获15亿美元的投资。同时DAC也符合2021年宣布的XPRIZE Carbon Removal项目的技术方向，该项目由XPRIZE基金会管理，由埃隆·马斯克通过马斯克基金会资助，奖励总额为1亿美元。

三、成本仍较高，但呈下降趋势

由于大气中的二氧化碳含量比发电站或水泥厂所排放的浓度低，因此从空气中捕获二氧化碳的成本显然更高。DAC成本取决于捕获技术(基于固体或液体的技术)、能源成本(热电价格)、财务假设、特定工厂配置、以及捕获的二氧化碳是被储存或是利用。IEA估算，目前DAC进行大规模应用(每年捕获100万吨二氧化碳)时，每吨二氧化碳的捕获成本在125-335美元之间。通过部署和创新，捕获成本可能会降至每吨100美元以下。中东和中国以及欧洲、北非和美国可能会成为DAC部署成本最低的地区。然而，成本下降在很大程度上也取决于公共和私营部门对创新和部署的支持。

四、制定国际认可的DAC认证和核算方法

报告指出，为DAC以及其他CDR方法制定基于生命周期评估（LCA）的商定方法和核算框架，对于支持将其纳入受监管的碳市场和国家清单至关重要。值得注意的是，最新的政府间气候变化专门委员会（IPCC）国家温室气体清单指南中并未包括DAC的核算方法，这意味着与DAC相关的减排将不能计入《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）的国际减排目标。目前各有关方正在努力为DAC和其他CDR方法制定强有力的核算和认证方法，包括通过在COP26会议上发起的创新使命CDR使命（Mission Innovation CDR Mission）倡议。

五、加速扩大DAC项目部署

在IEA到2050年实现净零排放情景中，DAC技术在2030年需捕获超过8500万吨二氧化碳，到2050年共需捕获约9.8亿吨二氧化碳。因此IEA报告指出，为实现净零目标，需要加速扩大捕获规模，从目前近1万吨的捕获能力，到2050年平均每年需新建32座规模为100万吨CO2/年的大型项目。这将需要公共和私营部门共同加大支持力度以降低成本、改进技术和建立DAC技术市场。

针对DAC部署，报告提出了6项优先事项：

一是将大规模DAC示范作为优先事项。短期示范和部署需要有针对性的政策和方案。各国政府应确保计划中的项目能够顺利投入运营，并为DAC技术和供应链提供必要的经验。

二是促进整个DAC价值链的创新。创新对于降低制造和运营成本，以及DAC工厂的能源需求十分重要。同时，为高温加热提供清洁能源、开发和降低包括合成航空燃料在内的二氧化碳使用应用成本方面至关重要。

三是加大二氧化碳封存技术研发。DAC从大气中大量去除二氧化碳的潜力取决于开发合适的地质封存技术。尽管封存潜力巨大，但开发这些资源的时间可能长达十年，开发时间过长可能会成为阻碍DAC规模的扩大的原因之一。

四是制定国际认可的DAC核证和会计方法。需要为DAC提供稳健、透明和标准化的国际核证和会计方法，以促进其在碳市场和IPCC温室气体清单报告的认可。

五是评估DAC和其他二氧化碳去除方法在净零目标中的作用。提高对DAC和其他二氧化碳去除方法在净零战略中的预期作用的理解和交流力度，这将有助于确定国家和区域内的技术、政策和市场需求。

六是加强国际合作。通过IEA、清洁能源部长级会议、创新使命和温室气体研发技术合作计划(GHG TCP/IEAGHG) 等国际组织和项目倡议开展合作，可以在促进知识共享、减少研究工作重复、协调生命周期评估方法和DAC技术会计方法方面发挥重要作用。

编译：中国清洁发展机制基金管理中心 樊怡彤 冯超

原文链接：

https://iea.blob.core.windows.net/assets/78633715-15c0-44e1-81df-41123c556d57/DirectAirCapture_Akeytechnologyfornetzero.pdf