在全球變暖日益嚴重的當下,科學家和工程師們正致力於開發創新的解決方案來應對這一挑戰。其中,直接空氣碳捕集(DAC)技術已成為一個備受矚目的領域,藉由從空氣中提取二氧化碳,DAC被視為應對氣候變化的關鍵技術之一。據2019年的報告,全球的二氧化碳濃度已達到前所未有的數值,而DAC技術正是試圖逆轉這一趨勢的潛力所在。
直接空氣碳捕集(DAC)是將二氧化碳(CO2)直接從周圍空氣中提取的化學或物理過程。
DAC的基本原理是通過一系列的捕集和分離過程來提取二氧化碳。首先,在接觸階段,DAC系統利用大型風扇將大氣中的空氣輸送到設備內。接下來,在CO2捕獲階段,二氧化碳會快速有效地與液體溶劑或固體吸附劑結合。最後,分離階段則需要外部能量來從溶劑或吸附劑中分離出二氧化碳,並產生高純度的二氧化碳流。
在此過程結束後,分離出的純淨CO2可以用於多種用途或者安全儲存,而恢復的溶劑或吸附劑則可回收再利用。
目前,DAC技術主要有兩種成熟的工業技術,分別是使用固體吸附劑的低溫DAC和使用液體溶劑的高溫DAC。此外,還有如電動振蕩吸附、濕度振蕩吸附和基於膜的DAC等新興技術正在開發中。
儘管DAC技術具備了顯著的減碳潛力,但目前的成本仍然是推廣其商業應用的一大障礙。至2023年,DAC的每噸二氧化碳捕獲成本已超過1000美元,遠高於許多碳市場的碳價格,這使得其尚未能有效納入排放交易系統中。
按目前的發展趨勢,預計到2024年底,全球將有53座DAC工廠投入運行,而到2030年這一數字有望增至93座,年捕獲能力可達6.4-11.4百萬噸二氧化碳。
此外,DAC技術的潛在環境影響也引起了廣泛的討論。一方面,推動DAC的人士認為其對於減緩氣候變化至關重要,可能有助於實現巴黎協定對於全球氣溫上升的控制目標。另一方面,批評者則指出,對DAC技術的依賴可能會導致減少排放的努力被推遲,因為人們可能會認為未來可以透過這項技術來解決問題。
針對DAC技術的不同應用場景,從增強油氣回收到生產碳中性合成燃料與塑料,DAC的潛力不容小覷。隨著技術的成熟和成本的降低,DAC可能會成為未來應對氣候變化的重要工具。
在這些應用中,有效地管理不同濃度的二氧化碳產品至關重要,這直接影響DAC技術的效率及商業可行性。
科學界對DAC的探索仍在持續,隨著多個國家的政策支持與科研投入的增加,DAC技術有望在不久的將來得到廣泛應用。例如,冰島的Orca工廠便是首個大規模運行的DAC設施,它每年可捕獲約4000噸二氧化碳,並通過地熱能驅動其運行。
隨著全球對減少溫室氣體排放的重視,DAC技術的未來充滿希望。然而,在推動這項技術的同時,如何兼顧成本效益與環境影響,將成為決策者們必須深思的問題?