直接空气碳捕获和储存(Direct air capture and storage),简称 DACS,是少数可以从大气中直接清除二氧化碳的技术。DACS 技术可以形象地理解为工业「光合作用」,就像植物通过光合作用将阳光和二氧化碳转化为糖一样,DACS 系统通过风扇和过滤器从大气中去除二氧化碳。
这个系统有液态和固态之分。用工业级风扇将空气吸入 DACS 系统,液体 DACS 系统使空气通过化学溶液,该溶液去除二氧化碳并将其余空气返回到大气中;固体 DACS 系统在覆盖有化学试剂的过滤器表面捕获二氧化碳,然后在那里形成化合物。新化合物被加热,释放出被捕获的二氧化碳并将其与化学试剂分离,然后可以回收利用。
使用氢氧化钠作为吸收剂的直接空气捕获工艺流程图
捕获的二氧化碳可以在非常高的压力下压缩,并通过管道泵入深地质层。这种永久存储过程称为「隔离」。或者,可以在低压下泵送二氧化碳以立即用于商业过程,例如碳酸饮料或水泥制造。
世界各地空气中的二氧化碳浓度都相同,因此 DACS 工厂可以建在任何地方。目前全球有 15 家 DACS 工厂在运营——其中 Climeworks 在瑞士、冰岛和意大利运营着 3 家。这些小型工厂每年总共可捕获约 9,000 吨二氧化碳。
大气中二氧化碳的浓度仅为 0.04%,非常稀,所以清除或储存二氧化碳是很难的,所以 DACS 的成本远高于其他一些二氧化碳捕集技术,每公吨约 200 至 600 美元。工作过程中还需要大量能源,这都是这种技术不可忽视的缺点。但相对的,灵活、可拓展也是这种技术存活的理由。
根据美国一家风投公司 Piva Capital 贡献的视角,他们会以商业模式为维度去看待碳清除技术,一般有集中式与分布式两种。基础设施投资者更擅长建设集中的资本密集型项目,而风险投资者可以帮忙扩展产品和技术支持的解决方案。
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集中式和分布式碳清除项目(From Piva Capital)
以 DACS 技术为例,石油巨头正在利用加拿大的清洁能源公司 Carbon Engineering 和美国的 Global Thermostat 公司的技术来构建集中式项目。而风险投资者正在探索更多模块化、分布式的方法,如 Mission Zero 和 Noya。这些分布式商业模式降低了基础设施项目固有的技术放大风险,并且可以通过灵活选址降低运输成本。