什么是直接空气捕捉?有用吗?

直接空气捕获是从大气中吸入空气，然后利用化学反应分离出二氧化碳气体的过程。捕获的二氧化碳可以储存在地下或用于制造水泥和塑料等持久材料。直接捕获空气的目标是使用一种技术来降低大气中二氧化碳的总体浓度。通过这样做，直接捕获空气可以与其他举措一起帮助减轻气候危机的破坏性影响。

根据能源建模组织国际能源机构(International Energy Agency)的数据，在美国、欧洲和加拿大有15家直接空气捕捉工厂在运行。这些工厂每年捕获超过9000吨的二氧化碳。美国还在开发一个直接空气捕捉工厂，每年将有能力从空气中去除100万吨二氧化碳。

联合国的政府间气候变化专门委员会联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)警告称，到2050年，全球二氧化碳排放量需要减少30%至85%，才能将大气中的二氧化碳浓度控制在440ppm以下，全球气温上升不超过2摄氏度(3.6华氏度)。直接捕获空气是否有助于减排?

为了减缓气候变化的进程，政府间气候变化专门委员会的科学家和经济学家一致认为，需要采取长期措施来减少人为温室气体的排放量。直接的空气捕获被广泛批评为本身不足以降低大气中有害二氧化碳的数量。它每捕获一吨二氧化碳的成本也高于其他缓解气候危机的策略。

直接空气捕捉是如何工作的?

直接空气捕获使用两种不同的方法直接从大气中去除二氧化碳。第一个过程使用所谓的固体吸附剂来吸收二氧化碳。一个固体吸附剂的例子它是一种基本的化学物质，存在于固体材料的表面。当空气流过固体吸附剂时，会发生化学反应，并将酸性CO2气体结合到基本固体上。当固体吸附剂充满二氧化碳时，它要么被加热到80摄氏度到120摄氏度(176华氏度和248华氏度)，要么用真空从固体吸附剂中吸收气体。固体吸附剂可以冷却并再次使用。

另一种类型的直接空气捕捉系统使用液体溶剂，它是一个更复杂的过程。首先是一个大容器，其中氢氧化钾(KOH)的基本液体溶液流过塑料表面。空气被大型风扇吸入容器，当含有二氧化碳的空气与液体接触时，两种化学物质发生反应，形成一种富含碳的盐。

盐流入另一个腔室，在那里发生另一种反应，产生固体碳酸钙(CaCO3)颗粒和水(H2O)的混合物。然后将碳酸钙和水的混合物过滤，使两者分离。该过程的最后一步是使用天然气将固体碳酸钙颗粒加热到900摄氏度(1652华氏度)，这将释放出高纯度的二氧化碳气体，然后收集和压缩。

剩余的材料被回收回系统中再次使用。一旦二氧化碳被捕获，它可以被永久地注入地下的岩层中帮助老化的油井恢复生机或者用于塑料和建筑材料等耐用产品。

直接空气捕获vs.碳捕获和储存

许多专家认为，直接空气捕获和碳捕获和储存系统是缓解气候危机难题的重要组成部分。在基本层面上，这两种技术都减少了可能混入大气中的二氧化碳量。然而，与直接捕获空气不同的是，CCS使用一种化学物质直接在排放源捕获二氧化碳。这就阻止了二氧化碳进入大气层。例如，CCS可以用于捕获和压缩燃煤发电厂排放的所有二氧化碳。另一方面，直接空气捕捉技术将收集燃煤发电厂或其他化石燃料燃烧作业已经释放到空气中的二氧化碳。

直接空气捕获和CCS都使用氢氧化钾和胺溶剂等基本化合物将二氧化碳从其他气体中分离出来。一旦二氧化碳被捕获，这两个过程都必须压缩、移动和储存气体。虽然CCS技术比直接空气捕捉技术稍老一些，但它们都是相对较新的技术，可以从进一步的发展中受益。

因为CCS从源头上去除二氧化碳，所以只能在有化石燃料燃烧的地方使用，比如工业设施和发电厂。从理论上讲，直接空气捕捉技术可以在任何地方使用，尽管将其放置在电源附近或可以储存二氧化碳的地方会提高其效率。

目前DAC的举措和成果

根据世界资源研究所的数据，世界上有三家领先的直接空气捕捉公司:Climeworks、Global Thermostat和Carbon Engineering。其中两家公司利用固体吸附剂技术去除二氧化碳，而第三家公司则使用液体溶剂碳工程。运营和试点工厂的数量每年都在变化，但世界上第一个商业级DAC设施目前每年可以去除900吨二氧化碳，还有几个商业设施正在建设中。

在过去的15年里，一个直接的空中捕获位于加拿大不列颠哥伦比亚省斯夸米什的试验工厂使用可再生电力和天然气为液体溶剂过程提供燃料，每天可以去除一吨二氧化碳。这家公司目前正在建造另一个直接空气捕捉设施，每年将能够捕捉100万吨二氧化碳。

另一个直接的空气捕捉冰岛正在建造一个工厂每年能够捕获4000吨二氧化碳，然后将压缩气体永久储存在地下。建造这家工厂的公司目前在世界各地有15个更小的直接空气捕捉工厂。

利与弊

直接捕获空气最明显的优势是它能够降低大气中的二氧化碳浓度。它不仅可以比CCS更广泛地使用，而且与其他碳封存技术相比，它占用更少的空间来捕获相同数量的碳。此外，直接空气捕获也可用于制造合成碳氢化合物燃料。但为了有效，这项技术必须是可持续的、廉价的和可扩展的。到目前为止，直接空气捕捉技术还不够先进，无法满足这些要求。

优点

专门从事直接空气捕获技术的公司目前正在开发新的、更大的直接空气捕获装置，每年可捕获多达100万吨二氧化碳。如果生产足够小的直接空气捕捉装置，它们可以捕获多达10%的人类产生的二氧化碳。通过注入二氧化碳并将其储存在地下，碳将从循环中永久去除。

因为它依赖于从大气中捕获二氧化碳，而不是直接从化石燃料排放中捕获，所以直接空气捕获可以独立于发电厂和其他化石燃料燃烧工厂发挥作用。这允许更灵活和广泛的直接空气捕捉装置的放置。

与其他碳捕获技术相比，直接空气捕获每移除一吨二氧化碳不需要那么多土地。

此外，直接捕获空气可以减少提取化石燃料的需求，并且通过将捕获的二氧化碳与氢气结合，生产合成燃料，如甲醇，可以进一步减少我们释放到大气中的二氧化碳量。

缺点

直接空气捕获比其他碳捕获技术更昂贵植树造林而且植树造林．一些直接空气捕获工厂目前每吨二氧化碳的成本在250美元到600美元之间，估计在每吨100美元到1000美元之间。RFF-CMCC欧洲经济与环境研究所的研究人员表示，直接捕获空气的未来成本是不确定的，因为它们将取决于技术进步的速度。beplay体育官网电脑相反，重新造林的成本每吨仅为50美元。

直接空气捕获的高昂价格来自于去除二氧化碳所需的大量能源。液体溶剂和固体吸附剂直接空气捕获的加热过程都是非常耗能的，因为它分别需要化学加热到900摄氏度(1652华氏度)和80摄氏度到120摄氏度(176华氏度到248华氏度)。除非直接空气捕捉装置完全依赖于可再生能源为了产生热量，它仍然使用一些化石燃料，即使这个过程最终是负碳的。