賽迪：直接空氣捕獲：實現凈零排放的關鍵技術（2022）（22頁）.pdf

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1、-1-2022!74#$27%&$&$546%直接空氣直接空氣捕獲捕獲：實現凈零：實現凈零排放排放的關鍵技術的關鍵技術 !#$%!#$%2022 年 4 月 1 日，國際能源署首次發布直接空氣捕獲：實現凈零排放的關鍵技術。報告指出，直接空氣捕獲技術日益受到關注，未來將在實現凈零排放過程中發揮重要作用，但目前成本較高，不過具有極大下降空間。擴大直接空氣捕獲技術部署需重點考慮拓展價值鏈、能源需求、碳足跡、水和土地足跡等因素，并選擇最佳場址。報告提出，可以采取規?；痉?、創新整體價值鏈、確定和開發碳封存技術、制定國際認證和核算方法、開展評估和加強國際合作等重點行動擴大技術部署。賽迪智庫材料工業研究所

2、對該報告進行了編譯，期望對我國相關部門有所幫助。!&(%!&(%)*+,)*+,-./0-./01212&34&34 5 55 5-1-直接空氣捕獲（DAC）技術在實現凈零排放過程中發揮著日益重要的作用。直接從空氣中捕獲二氧化碳并將其永久封存，可清除大氣中的二氧化碳，為清除歷史遺留排放提供解決方案，同時也為平衡難以避免的排放提供解決方法。從空氣中捕獲的二氧化碳還可用作原料，生產從合成燃料到食品和飲料等各種產品。在國際能源署對 2050 年凈零排放進行的展望中，2030 年，直接空氣捕獲技術將捕獲超過 8500 萬噸二氧化碳，2050 年這一數字將達到約 9.8 億噸，遠超目前僅 1 萬噸的捕獲

3、規模。本報告探討了直接空氣捕獲技術發展現狀及其面臨的機遇和挑戰，分析了其降低成本的潛力、未來的能源需求，以及建設直接空氣捕獲設施的最佳選址。最后，報告還提出了直接空氣捕獲投資的關鍵驅動因素以及相關重點政策行動。()*+,()*+,-.-./0/0#1234#123455（一一）直接空氣）直接空氣捕獲捕獲技術技術在實現凈零目標方面的作用在實現凈零目標方面的作用 為引導全球能源體系在 2050 年實現凈零排放，不能僅依賴基于自然的解決方案，還要結合基于技術的脫碳方法1，即，直接空氣捕獲與封存（DACS）2、碳捕獲與封存型生物能源（BECCS）。1 脫碳方法是指直接或間接從大氣中吸收二氧化碳并將其永

4、久封存的方法。2 直接空氣捕獲與封存是一種脫碳方法，包括基于自然的解決方案（例如，植樹造林和再造林）、增強型自然過程（例如，生物炭）以及基于碳捕獲與封存（CCS）技術的解決方案。-2-在凈零展望中，這兩項技術預計會發揮越來越大的作用（見圖 1）。6 17)*89:;?-./012ABCDE12F5到 2030 年，直接空氣捕獲的二氧化碳可達 9000 萬噸/年，目前為 7700 噸/年。到 2040 年，這一數字將顯著增加到 6.2 億噸。到 2050 年，該數字將達到 9.8 億噸。20202050 年，通過直接空氣捕獲將累計捕獲約 120 億噸二氧化碳，占該時期所有碳捕獲增量的 11%。到

5、 2050 年，通過直接空氣捕獲的二氧化碳將占碳排放量的 13%左右，其中 64%的二氧化碳將被封存，并與碳捕獲與封存型生物能源技術共同作用，以平衡交通、工業和建筑領域剩余排放量，打造凈零排放的能源體系。到 2050 年，在直接空氣捕獲的二氧化碳中，約有 3.5 億噸（占總量的 36%）二氧化碳，將與氫氣結合，用于生產合成碳氫燃料，特別是航空業用合成燃料，這將滿足當年三分之一左右的航空燃料需求。航空運輸業仍是脫碳面臨的最具挑戰性的行業之一，而生物質直接空氣捕集單位：百萬噸直接空氣捕獲 生物質 -3-直接空氣捕獲技術將為航空運輸業提供為數不多的減排方案。在凈零展望中加大對直接空氣捕獲技術的部署，

6、意味著20202050 年，平均每年需增加 30 多個年捕獲 100 萬噸的直接空氣捕獲工廠。該部署將取決于其成本競爭力，以及低碳能源和關鍵消耗品的可用性。到 2050 年，直接空氣捕獲 10 億噸二氧化碳，需要消耗約 6 艾焦耳低碳能源（見圖 2），其中所需熱能約占能源總需求量的 90%。6 27)*89:-./012A;GHIJFKLMBCDE12FKNM5（二二）直接空氣）直接空氣捕獲捕獲技術技術部署現狀部署現狀 目前全球已有 18 座直接空氣捕獲工廠投入運營，它們分別位于加拿大、歐洲和美國（見圖 3）。這些工廠大部分規模很小，并熱力電力單位：艾焦耳單位：十億噸二氧化碳二氧化碳捕集二氧化

7、碳捕獲 電力 熱力 -4-且主要將捕獲的二氧化碳出售，包括用于電力多元化轉換3、碳酸飲料生產以及大棚種植。瑞士碳捕獲公司 Climeworks 和冰島初創企業Carbfix在冰島建立的工廠Orca，從大氣中捕獲二氧化碳后，將其與從地熱流體中捕獲的二氧化碳混合，一同注入并封存在玄武巖地層，通過若干年的礦化過程，將二氧化碳轉化為巖石。這是一種前所未有的方法。2021 年 10 月擴建后，該工廠每年可捕獲 4000 噸二氧化碳，成為全球最大的直接空氣捕獲工廠。6 3772010-2021 OP;-./012GQ566()*)*+,+,-.-./0/07878（一）固體和液體直接空氣（一）固體和液體直

8、接空氣捕獲捕獲技術技術 固體直接空氣捕獲（S-DAC）是利用固體吸附劑的吸附/解吸循環過程。吸附發生在常溫和常壓下，解吸則是借助變溫真空過 3 電力多元化轉換指的是一組將電力轉化為其他形式能源（例如，氨氣、氫氣甚至熱能）的技術。單位：噸二氧化碳-5-程發生，二氧化碳就在低壓和中溫（80 至 100）下被釋放。單個吸附/解吸裝置每年可捕獲數十噸二氧化碳，在當地條件允許的情況下，可用于從大氣中提取水分。早期的工廠清除 1 噸二氧化碳需要脫水約 1 噸，而固體直接空氣捕獲工廠采用模塊化設計，可根據需要添加任意數量的單元。液體直接空氣捕獲（L-DAC）利用兩條封閉的化學回路。第一條回路出現在一個被稱為

9、接觸器的單元中，旨在讓大氣與堿性水溶液接觸，從而捕獲二氧化碳。第二條回路在一連串 300900的高溫單元中運行，旨在從溶液中釋放捕獲的二氧化碳。大型液體直接空氣捕獲工廠每年可以從大氣中捕獲約 100 萬噸二氧化碳。根據當地氣象條件，還可能需要加水。固體直接空氣捕獲和液體直接空氣捕獲具有不同的特征，這使得兩種方法在不同的運行環境下，具有特定的優勢。從相同點來看：兩者都能夠對大氣進行脫碳，或作為產品生產過程中需要的氣候中性二氧化碳來源；均不需要占用寶貴的農業土地資源；能夠在不同的溫度下工作；適合大規模運行，也可以以模塊化形式可擴展地小規模運行；其資本和運營成本取決于工廠的規模、能源需求以及運營需求

10、。從不同點來看，理論上，液體直接空氣捕獲在穩定狀態下可連續不間斷地運行，固體直接空氣捕獲可批量運行，需將多個單元并聯，其中一部分在運行過程中主動捕獲-6-二氧化碳，其余的則在再生過程中將捕獲的二氧化碳從過濾器中釋放出來。直接空氣捕獲的運行還受需水量的影響：固體直接空氣捕獲可通過從空氣中提取水分來產生水，而液體直接空氣捕獲則需要供水才能持續運行。（二）新興（二）新興4的直接空氣的直接空氣捕獲捕獲技術技術 變電吸附技術需利用電化學電池，其中固體電極帶負電荷時吸附二氧化碳，帶正電荷時釋放二氧化碳，即變電荷，而不是其他物理分離技術中的變溫或變壓。該方法能夠將二氧化碳從高濃度源和空氣中分離出來，鑒于電池

11、理論上是可以堆疊的，因此需要的空間有限，并且與液體直接空氣捕獲不同，無需額外的調節或泵送設備即可運行。膜基直接空氣捕獲技術是直接空氣捕獲技術另一個具有可行性的方向。不過，該技術仍處于起步階段，有許多重大挑戰尚待克服。一般而言，該技術面臨空氣中二氧化碳濃度過低的難題，以及二氧化碳在常壓下表現出的低選擇性，需要非常奢侈地大量壓縮周圍空氣，才能有效分離出二氧化碳。在較為傳統的碳捕獲、碳利用與碳封存應用中，膜基直接空氣捕獲技術目前在水泥產業的技術成熟度是 4 級，在天然氣加工方面的技術成熟度是 6 級。（三）直接空氣（三）直接空氣捕獲捕獲技術技術的的成本成本 4 技術成熟度低于 6 級的直接空氣捕獲技

12、術，包括變電吸附（ESA）技術和膜基直接空氣捕獲（m-DAC）技術。-7-1 1、成本、成本偏偏高且高且具具有有不不確確定定性性 從空氣中捕獲二氧化碳比從其他地方捕獲二氧化碳需要更高的費用，因為大氣中的二氧化碳比發電廠或水泥廠煙道氣中的要稀薄得多。因此，與其他二氧化碳捕獲技術和應用相比，直接空氣捕獲的能源需求和成本更高。某研究指出，如大規模應用直接空氣捕獲技術，即每年捕獲100 萬噸二氧化碳，則捕獲成本為 125335 美元/噸二氧化碳，具體成本取決于捕獲技術、能源成本、財務狀況、工廠設備，以及捕獲的二氧化碳的用途（作為封存還是加以利用）。如通過某種形式的碳定價體系將捕獲的排放量貨幣化，則直接

13、空氣捕獲的平均捕獲成本可能會遠低于 100 美元/噸二氧化碳。此外，在碳價高于 160 美元/噸二氧化碳的情況，直接空氣捕獲也具備一定的經濟效益。定期保養直接空氣捕獲設備對其良好運轉至關重要，包括更換吸附劑（目前只能手動操作）。由于系統布局的原因，該操作對于固體直接空氣捕獲而言尤為繁重。頻繁更換直接空氣捕獲吸附劑（每噸二氧化碳需 0.25 至 38 公斤的吸附劑）會影響運營成本。如因特定地理條件（例如，空氣較濕或空氣污染）而不得不進行頻繁更換，相關成本可能會進一步增加。2 2、成本成本具具有有極極大的大的下下降空降空間間 -8-某研究指出，如直接空氣捕獲在全球范圍內大量部署，捕獲成本將在未來五

14、到十年內大幅下降，主要是因為特定組件會降價、施工能力會提升，以及供應鏈也會日趨完善。就液體直接空氣捕獲而言，從建設第一個工廠到第 n 個工廠，預期成本會下降 27%，其中 42%的成本下降來自一種關鍵設備：空氣接觸器。就固體直接空氣捕獲而言，其成本有望在中短期內降低六分之一至三分之一。另外，加大部署和實現規模經濟也可以進一步降低成本。99()*+,()*+,-.-./0/0:;:;=?AB?AB（一）拓展直接空氣（一）拓展直接空氣捕獲捕獲技術技術價值鏈價值鏈 到 2050 年達到凈零排放展望中所設想的直接空氣捕獲技術部署水平非常困難，但并非不能做到。這就需要在接下來的十年間平均每年建造 8 座

15、產能為 100 萬噸二氧化碳/年的大型直接空氣捕獲工廠，在 20302040 年每年建造 50 座大型直接空氣捕獲工廠，在 20402050 年每年建造約 40 座大型直接空氣捕獲工廠。這些工廠共需 17003600 萬噸鋼、混凝土、銅和鋁，以及300700 萬噸液體溶劑和固體吸附劑用化學品。直接空氣捕獲的研發工作主要集中在二氧化碳溶劑和吸附劑方面，目的是找到能耗更低的替代品。液體直接空氣捕獲的大量部署可能會對氫氧化物溶液市場形成壓力，而用于固體直接空氣捕獲的胺吸附劑可由-9-氨和環氧乙烷生產。根據凈零展望，到 2050 年，如每年要從大氣中捕獲近 10 億噸二氧化碳，可能需消耗高達 500

16、億噸水和約 6 艾焦耳能源。這相當于 2019 年荷蘭全年的能源出口總量。假如能源全部來自太陽能光伏，則需要有 2.3 萬平方公里的區域，主要用于放置太陽能電池板。（二）直接空氣（二）直接空氣捕獲捕獲技術技術的能源需求的能源需求 直接空氣捕獲工廠的能源需求受工作溫度的影響巨大。從環境層面看，僅靠可再生電力運行將非常具有吸引力?；谀壳暗纳逃眉夹g，電力僅能為鋼鐵行業和鋁行業提供 500多度的工作溫度。電煅燒雖然正在興起，但是目前仍處于 3 級技術成熟度的水平，因此尚需一段時間才能投入大規模的商業運行。此外，許多可再生技術都能夠提供低溫（低于 150），但適用于中高溫工藝的技術依然較少。固體直接空

17、氣捕獲技術可使用熱泵、地熱、太陽能、生物質燃料等多種可再生能源供電。而對于液體直接空氣捕獲技術，目前的高溫要求尚不允許同樣的靈活性，充其量僅能使用低碳燃料，例如，生物甲烷或可再生電解氫。大型液體直接空氣捕獲工廠在設計時均考慮了使用天然氣進行供熱，無需借助額外設備便可捕獲天然氣燃燒過程中產生的二氧化碳。這種集成方式在保障脫碳-10-的同時，也大幅降低了工廠的整體排放量。然而，未來任何一種提供高溫能力的可再生能源都可能將該過程中的排放降至接近于零，從而最大限度地提升脫碳潛力和增加相關的收入來源。促進大規模電煅燒技術的商業化，對實現液體直接空氣捕獲工廠完全依靠可再生能源進行運營而言，非常重要。（三）

18、（三）脫脫碳的碳足跡和成本碳的碳足跡和成本 作為一項減緩氣候變化的解決方案，降低直接空氣捕獲在建設、調試、運營和退役期間給環境造成的影響，對于提升該項技術的價值至關重要。正是基于這一原因，除低碳能源外，利用任何其他能源為直接空氣捕獲供電均毫無意義。因此，需要以生命周期評估來量化直接空氣捕獲技術的脫碳量。但其結果取決于許多因素，如參照系及其邊界的選擇、土地管理和利用的變量，以及排放和脫碳的時機。目前，關于脫碳技術的大多數生命周期評估研究都集中在碳捕獲與封存型生物能源或生物炭生產過程中的碳利用上。僅有少數生命周期評估可用于直接空氣捕獲。其中大多數研究均發現，直接空氣捕獲與封存屬于負碳型技術，當利用

19、低碳能源為直接空氣捕獲供電時，便可以實現減碳。對于依賴天然氣和電網電力的直接空氣捕獲與封存，脫碳效率將高于 60%；對于利用天然氣燃燒加熱捕獲二氧化碳，且在樂觀情況下，脫碳效率可達 90%。對于依靠低碳熱源的直接-11-空氣捕獲與封存，其生命周期排放量在很大程度上取決于當地電網的碳排放強度。如采用低碳或離網電力，脫碳效率將高達97%。脫碳成本會隨著脫碳效率的提高而降低。當電力通過電網提供時，其碳排放強度對最終脫碳成本的影響最大，尤其是當通過熱泵等電熱技術產生熱量時，其性能系數將取決于當地氣候，就技術成熟度 6 至 11 級的技術而言，性能系數范圍是 2.4 至 5.8。降低直接空氣捕獲與封存所

20、用能源的碳排放強度，帶來的益處可傳導到分布式和集中式能源的脫碳。（四）水和土地足跡（四）水和土地足跡 與其他脫碳方法相比，直接空氣捕獲工廠的水和土地足跡相對有限。不過，它們可以影響直接空氣捕獲技術及其能源的選擇。根據迄今為止所獲得的信息，液體直接空氣捕獲技術從大氣中捕獲每噸二氧化碳需 50 噸水；固體直接空氣捕獲可以從空氣中提取水分及二氧化碳，從大氣中捕獲每噸二氧化碳需脫去 0.82 噸水。上述需水范圍在較大程度上取決于直接空氣捕獲技術、周圍溫度和濕度，以及液體直接空氣捕獲所使用的溶液濃度。直接空氣捕獲的土地足跡要少于其他脫碳方法的土地足跡，尤其是那些依靠生物質脫碳的方法。據最新估計，如每年從

21、大氣中捕獲 100 萬噸二氧化碳，液體直接空氣捕獲工廠需要大約 0.4平方公里的土地，固體直接空氣捕獲工廠需要 1.2 至 1.7 平方公-12-里的土地。相比之下，新興的變電吸附（ESA-DAC）技術需要的土地足跡可能會更少，每百萬噸二氧化碳的捕獲僅需 0.02 平方公里的土地。這將成為變電吸附直接空氣捕獲的一項顯著優勢。但由于當前的技術成熟度太低，無法量化對其進行大規模部署的潛力。對能源的選擇也會大幅增加直接空氣捕獲的土地足跡，地熱每年捕獲每百萬噸二氧化碳需要增加 1.5 平方公里的土地，太陽能光伏每年捕獲每百萬噸二氧化碳需要增加 23 平方公里的土地。CC()*+,()*+,-.-./0

22、/0DEDEFGFG（一）不同地區的（一）不同地區的捕獲捕獲成本成本 直接空氣捕獲已在歐洲和北美進行了示范?？紤]與現有工業中心、現有和規劃中二氧化碳輸送和封存基礎設施共址的可能性，這兩個地區非常適合容納更多的直接空氣捕獲設施。其他具有成本競爭力的地區還包括：北非、中東等具有高可再生能源潛力的地區，中東、俄羅斯等天然氣價格低的地區，以及日本等對二氧化碳利用和碳循環經濟有強烈興趣的地區。在這些地區，直接空氣捕獲的成本根據資本支出（CAPEX）以及能源和二氧化碳的價格而有所不同。要達到凈零展望中的全球直接空氣捕獲部署率，資本支出要大幅下降，與 2020 年相比，2030 年下降 49%65%，205

23、0 年下降 65%80%。在地區方面，-13-由于原材料和制造成本較低，中國、中東、俄羅斯和北非的資本支出預計將低于歐洲和美國。天然氣資源豐富地區的天然氣價格預計會低于歐洲和美國，而歐洲、美國和日本的二氧化碳價格預計會高于其他地區。所有這些因素都將導致，20202030 年通過直接空氣捕獲進行碳捕獲的地區成本下降 31%43%，20302050 年下降 10%24%。在不包含碳價的情況下，所有選定地區都有可能以低于 100美元/噸的價格直接從空氣中捕獲二氧化碳，而中東地區的直接空氣捕獲成本將低于 50 美元/噸，這要歸功于低資本支出、低天然氣和電力價格等因素。巨大的可再生能源潛力以及最佳的發電

24、和供熱實用技術，可大幅降低直接空氣捕獲成本。到 2050 年，在碳價居于 250 美元/噸二氧化碳的情況下，直接空氣捕獲在所有由太陽能光伏提供熱力、或由陸地和海上風電提供可再生電力的地區將實現盈利。（二）能源（二）能源需求需求 具有較高可再生能源潛力的地方最適合建設直接空氣捕獲工廠，尤其是以脫碳為目標且具有大量二氧化碳封存潛力的地方?？稍偕茉匆簿哂幸欢ǔ潭鹊倪x址靈活性，然而，可再生能源發電和供熱能力不能連貫，若完全依靠可再生能源，將導致直接空氣捕獲工廠的利用率降低。儲能可以確保直接空氣捕獲工廠的持-14-續運營，但會增加系統的資本成本。也可以考慮使用其他可再生能源為直接空氣捕獲供電，包括：地

25、熱和水力發電、生物甲烷和聚光太陽能?？稍偕鸁崃碗娏Φ纳a機會因地區而異。假如某一地區有較高的可再生能源潛力時，可結合土地利用及其變量等諸多因素來評估是否適合對直接空氣捕獲進行大規模部署，例如，該地區的城市化程度如何，以及是否存在自然棲息地、生態系統和海洋保護區等。國際能源署在近期一項分析報告中指出，風力資源在大多數沿海地區較為豐富，包括美國中部、南美洲南部地區、英國和愛爾蘭，太陽能資源在全球的分布較為分散，例如，美國西南部、墨西哥、南美洲東部、中東和澳大利亞東部地區。將直接空氣捕獲設施與能夠利用廢熱的現有資產和基礎設施選址在一起，可以為直接空氣捕獲工廠提供另一個供電方案。廢熱的來源包括發電廠

26、、工業廠房、熱電聯產廠、合成燃料生產和焚化過程以及冷卻塔。核電站、地熱電站和水電站等也可為直接空氣捕獲供電。大多數地熱發電廠位于美國和墨西哥的西海岸以及日本和菲律賓，許多水力發電廠位于南美洲、東歐/歐亞大陸和中國南部。核電站主要位于美國東部、歐洲、中國東海岸和日本。（三）二氧化碳的利用與封存（三）二氧化碳的利用與封存 -15-從空氣中捕獲到二氧化碳后，可以將其封存在地下予以永久清除，也可以進行直接或間接利用。目前全球運營中的 18 座直接空氣捕獲工廠中，只有兩座將二氧化碳封存在了專門的場所，其余 16 座都是收集二氧化碳供附近的工業設施利用。脫碳需要實現對二氧化碳的永久封存。大多數規?；趸?/p>

27、碳應用都會導致二氧化碳最終重新釋放到大氣中。但對二氧化碳的利用仍將帶來顯著的氣候效益，尤其是當應用途徑具有可擴展性、使用了低碳能源或取代了生命周期排放量更高的產品時。在實現凈零排放的脫碳路徑中，大氣中的二氧化碳最終需要取代對化石碳的使用。雖然在上述情況下，利用二氧化碳可以帶來氣候效益，但這無法取代二氧化碳封存，而是只能作為補充。為實現全球氣候目標，預計還需要在更大范圍內進行技術部署。根據國際能源署的凈零排放展望，在捕獲的所有二氧化碳中，大約 95%的二氧化碳都將被封存，而不是被利用。直接空氣捕獲的二氧化碳可被封存在深部咸水含水層、枯竭的油氣田以及包括玄武巖在內的其他巖層中。在 2050 年，通

28、過直接空氣捕獲可獲得 9.8 億噸二氧化碳，其中 6.3 億噸二氧化碳將被永久封存，剩余的 3.5 億噸二氧化碳將被利用。HH(IJIJ)*+,)*+,-.-./0/0:;:;-16-（一）（一）大力大力支持支持直接空氣直接空氣捕獲捕獲技術技術 直接空氣捕獲技術在實現凈零目標方面的重要作用被越來越多的國家認可，且獲得政策扶持和投資。自 2020 年初以來，宣布為直接空氣捕獲研發和部署提供的專項資金已有近 40 億美元，直接空氣捕獲頭部企業已籌集約 1.25 億美元的資金。目前規劃中的直接空氣捕獲設施共有9座。如果這些項目均正常運營，到2030年，直接空氣捕獲能力有望達到 300 萬噸二氧化碳左

29、右，這一數字是目前捕獲率的 380 多倍，但僅為凈零展望所需部署水平的3.4%。支持支持直接空氣直接空氣捕獲捕獲的的國家國家日益增多日益增多。率先支持直接空氣捕獲研究、開發、示范和部署的國家和地區包括加拿大、歐盟、英國和美國。澳大利亞、日本、挪威等國也在積極支持直接空氣捕獲的發展。直接空氣直接空氣捕獲捕獲的私人投資的私人投資日漸高漲日漸高漲。包括清潔技術風險投資基金（Breakthrough Energy Ventures）、Prelude 風險投資公司和低碳資本新基金（Lower Carbon Capital）在內的各大風投機構紛紛投資初創型企業和已實現空氣捕獲二氧化碳的成熟型企業。這些私人

30、投資可促進大規模的技術應用，降低新興技術的風險，并可在沒有其他脫碳與封存激勵措施的情況下依然推動直接空氣捕獲技術的發展。與此同時，開發和部署直接空氣捕獲技術的新型-17-商業合作伙伴關系和協議也大量增多。（二）直接空氣（二）直接空氣捕獲捕獲的的經營經營模式模式 通過高質量通過高質量脫脫碳平衡排放碳平衡排放。越來越多的政府和企業宣布了凈零目標，成熟的低碳產品市場對脫碳解決方案的興趣和需求也日益增大。對于許多企業而言，要實現其氣候目標，就需要采取某種形式的減排，以平衡碳排放。目前基于技術的脫碳方法都較為昂貴，但是經評估后，高質量的技術仍能吸引企業進行使用。直接空氣捕獲企業正在向愿意支付定期服務費用

31、的個人和企業提供商業服務，替他們將二氧化碳從大氣中清除并封存于地下。服務的價格根據購買的清除量，從 600 到 1000 美元/噸二氧化碳不等，但并未有較大金額商業交易的價格詳情。出售用于工業用途的二氧化碳出售用于工業用途的二氧化碳。大多數目前運營中的直接空氣捕獲設施都通過銷售捕獲的二氧化碳獲得收入，包括用于碳酸飲料生產和大棚種植。目前二氧化碳最主要的工業應用是化肥生產和提高石油采收率，未來的二氧化碳大規模應用機會則是化學品、燃料和建筑材料的生產。盡管其中有些用途可使二氧化碳被封存，但其余大多數都會導致二氧化碳在短期內被釋放到大氣中。鑒于該原因，為實現凈零目標，逐漸開始要求這些應用中所利用的二

32、氧化碳必須是生物炭或是從空氣中捕獲的。目前，挪威合成燃料（Norsk e-fuels）等眾多公司正在開發利用直接空氣捕獲二-18-氧化碳制成合成燃料的技術，但其工藝非常昂貴，成本是化石燃料的五倍以上。要讓這些燃料成功實現商業化，需要進一步的創新和政策扶持來降低成本。（三）（三）部署部署直接空氣直接空氣捕獲捕獲技術技術的六的六大大重點重點 1 1、開開展規?；挂幠；痉妒痉?必須盡早開展直接空氣捕獲技術規?；痉?，以減少未來部署和成本的不確定性。要讓目前規劃中的大型項目投入運營，這至關重要，因為其將為直接空氣捕獲技術和供應鏈提供基礎知識，并為未來的項目鋪平道路。制定稅收抵免等有針對性的政策來支

33、持對直接空氣捕獲設施的早期投資，包括提供建設補助金和運營補貼。還可以通過排放交易框架或自愿碳交易市場等市場機制進行補充。2 2、促促進進整整體體價值鏈價值鏈創創新新 創新對降低直接空氣捕獲技術成本并加快其商業化應用極為重要。直接空氣捕獲技術的優先創新需求包括：借助新興的分離技術以及能夠在中低溫下再生溶劑的創新，降低分離二氧化碳所需的能耗。在液體直接空氣捕獲技術方面，推進工程成熟度和市場條件以實現可再生高溫熱能，最大限度地提高脫碳潛力，并為當前從天然氣中捕獲二氧化碳的設計提供替代方案。降低大規模利用空氣捕獲二氧化碳的成本，特別是利用合成燃料實現成本降-19-低。短期內，增加研發和部署支出，推動國

34、家和全球層面直接空氣捕獲技術創新至關重要。因此，盡管未必是專門針對直接空氣捕獲，但很多舉措都具備支持直接空氣捕獲技術和推動降低成本的巨大潛力。3 3、確確定定和和開開發碳封存發碳封存技術技術 直接空氣捕獲從大氣中進行大規模脫碳的潛力取決于地質封存的開發和可用性。盡管全球封存的二氧化碳資源遠遠供大于求，但確定、規劃和開發特定二氧化碳封存場地可能就需要 510 年，具體取決于地理位置和現有數據的可用性。如不能大幅增加對二氧化碳封存資源開發的投資，封存能力可能會妨礙直接空氣捕獲以及其他碳捕獲、碳利用與碳封存應用在凈零路徑中的貢獻。在許多地區，特別是地質資源尚未被充分開發的地區，各國政府應在確定和開發

35、二氧化碳封存技術方面發揮主導作用。政策重點將包括：在數據有限的條件下開發和發布二氧化碳封存地圖集。美國地質調查局和能源部與其他機構和政府合作提供技術專業知識，對二氧化碳封存資源進行評估。為二氧化碳封存及相關基礎設施的商業性開發提供激勵措施，包括通過直接資金支持或運營支持。建立健全的法律法規框架，確保對二氧化碳封存場地進行妥善選址和運營，同時保障安全性會和二氧化碳的長期封存。4 4、制制定定國際國際認認證證和和核核算算方法方法 -20-為直接空氣捕獲制定穩健且透明的國際認證和核算方法至關重要，這將推動直接空氣捕獲被納入受監管的碳市場，并為與之相關的減排和脫碳增強信心。其中應包括對直接空氣捕獲設施

36、進行生命周期評估的通行方法，最好能夠有效地與其他脫碳選項進行比較。包括歐盟、英國和美國在內的許多國家和地區都已經通過新的國際倡議開始著手制定直接空氣捕獲技術認證和核算標準。協調所有這些工作對于促進各國和各地區達成一致至關重要。但政府間氣候變化專門委員會最近提出的國家溫室氣體清單指南并未包含核算方法，因此由直接空氣捕獲帶來的碳緩解或碳消除目前都無法計入國家報告中。這是擴大直接空氣捕獲技術投資面臨的一個主要障礙。5 5、評估評估在凈零戰在凈零戰略略中的作用中的作用 隨著越來越多的國家和企業開始承諾實現凈零目標，決策者轉而關注如何將這些承諾轉化為明確和可靠的政策行動和戰略。迄今為止，僅有少數國家和企

37、業制定了實現凈零目標的詳細戰略或路徑，但所有人都面臨著一個共同的關鍵問題，就是這些戰略在多大程度上需要依賴脫碳方法以及直接減排。從全球范圍內來看，脫碳顯然將在實現凈零目標上發揮重要且不可或缺的作用。在國家或地區層面，脫碳的作用將截然不同，因為各國會采取不同的路徑來實現凈零排放，剩余排放量與脫碳-21-量的最終平衡將取決于多種因素，包括從重點行業直接減排面臨的機遇和挑戰，到基于自然或技術脫碳方法的成本和可用性。6、開展國際合作 6、開展國際合作 對于直接空氣捕獲技術方面的國際合作，可通過共享知識和減少重復研究工作來推動快速部署并降低成本。國際合作還可以促進直接空氣捕獲技術生命周期評估方法的開發與

38、協調。國際能源署等國際組織，以及“創新使命”（Mission Innovation）組織提出的脫碳使命、清潔能源部長級會議碳捕獲、碳利用與碳封存倡議、溫室氣體研發技術合作計劃等倡議，可為知識共享和協作提供重要平臺。世界銀行、歐洲復興開發銀行和亞洲開發銀行等國際金融組織，可根據各國的貢獻和氣候目標對新興市場和發展中經濟體直接空氣捕獲設施的投資予以支持。譯自：Direct Air Capture:A key technology for net zero,April 2022 by the International Energy Agency(IEA)譯文作者：工業和信息化部賽迪研究院李丹聯系方式：13911410362 電子郵件：