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从大气中吸收碳的“直接空气捕集”,它是如何工作的?

时间:2022-05-07 浏览:

直接空气捕集包括从空气中去除CO2,并将其封存或再利用。

世界上第一座大型工厂正在美国建造。

微软(Microsoft)、电子商务公司Shopify和瑞士Swiss Re等公司正在购买直接空气捕集技术,以抵消它们的排放。

但国际能源署(IEA)表示,要帮助世界在2050年实现净零排放,需要大规模增加设施。


在技术方面,世界走向净零排放的征程正在带领我们走许多新的道路。电动汽车和可再生能源是帮助我们停止排放碳的工具之一,但直接空气捕集采用了另一种方法——将我们排放到大气的CO2吸收回来。


直接空气捕集可能是对抗难以避免的碳排放比如水泥等行业的碳排放的解决方案也可以去除过去几十年来排放的碳。

这里有一个快速的解释。

1. 什么是直接空气捕集?

直接空气捕集(Direct Air Capture,简称DAC)涉及直接从空气中捕集CO2,然后将CO2永久封存于地下,这意味着它不再导致全球变暖。

冰岛的一家直接空气捕集厂每年捕集4000吨CO2(注:利用零排放的地热发电捕集CO2),并将其封存在火山附近高温的玄武岩(一种火山岩)中。然后,CO2在大约20年的时间里矿化,在与岩石的自然反应中变成石头。

捕集的CO2也可以在其他行业中重复使用。在食品加工中,它可用于碳酸饮料。在航空领域,可以与氢结合,以制造合成低碳燃料。

2010-2021年直接空气捕集全球运营能力图表如图1:

图1. 世界上直接空气捕集能力的数量正在快速增长,但它需要更快地增长,以帮助世界实现净零排放图片:国际能源署IEA

直接空气捕集采用两种技术-液体和固体DAC。液体DAC包括通过一种化学溶液来去除任何CO2。在固体DAC中,CO2在过滤系统中被捕集。

2. 今天直接空气捕集设施在哪里?

国际能源署(IEA)表示,全球有19个直接空气捕集设施正在运行。根据IEA的报告《直接空气捕集:净零排放的关键技术》,其中18个在加拿大、欧洲和美国。

新工厂也在建设中。世界上第一座大型工厂正在美国开发。它每年将能够捕集多达100万吨的CO2,预计将在20世纪20年代中期投入运行。

科技公司微软(Microsoft)、电子商务公司Shopify和瑞士再保险公司(Swiss Re)等大公司开始投资DAC,以抵消碳排放。

3. DAC的潜力是什么?

国际能源署估计,为了帮助世界在2050年实现净零排放,直接空气捕集技术需要在2030年捕集8500多万吨CO2,在2050年捕集9.8亿吨CO2

图2. DAC碳利用和DACS碳封存在净零排放情况下的全球CO2集量(图片来自国际能源署)

然而,国际能源署表示,这意味着需要“大规模加速扩大”,因为DAC工厂目前每年仅捕集约10000吨CO2

好消息是势头正在增强。据国际能源署称,自2020年初以来,各国政府已承诺投入近40亿美元开发和部署DAC工厂。澳大利亚、加拿大、日本和英国是投资于DAC研发的国家之一。

4. 直接空气捕集技术先驱

已经从空气中捕集CO2的两家公司是Climeworks和Carbon Engineering。

他们都是世界经济论坛的科技先锋企业,在新技术和创新方面处于领先地位。

总部位于瑞士的Climeworks于2017年开设了第一家DAC工厂,目前有15台机器在运行。它运营着上述冰岛工厂——目前是世界上最大的工厂——并采用了一种使用过滤器的固体直接空气捕集形式。

Climeworks正在帮助珠宝品牌施华洛世奇(Swarovski)和在线杂货商Ocado等公司减少、抵消和消除CO2排放。

总部位于加拿大的Carbon Engineering使用一种液体直接空气捕捉技术,正在与合作伙伴合作开发世界上第一个大规模的DAC设施。该项目位于美国的二叠纪盆地,位于德克萨斯州和新墨西哥州之间的页岩油气产区。该项目旨在将每年50万至100万吨的CO2永久封存在地下深处的岩石中。

Carbon Engineering计划在苏格兰建造的同样规模的DAC工厂也已开工。

5. 净零技术

为了加快发展新兴技术,帮助世界在2050年前将排放量降至净零,世界经济论坛(World Economic Forum)和美国政府的合作伙伴成立了先行者联盟(First Movers Coalition)。

这是一种跨部门、跨公司的公私合作关系。该联盟表示,世界上实现净零排放所需的大约一半技术仍在开发或处于原型阶段。

译自《世界经济论坛World Economic Forum》
原文日期:2022年4月21日
原文作者:Victoria Masterson
原文链接:
https://www.weforum.org/agenda/2022/04/direct-air-capture-explainer/

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