科技日報記者 張佳欣

2015年，包括195個國家和歐盟在內的各方共同簽署了《巴黎協定》，承諾將制定并實施一系列計劃，旨在將全球平均氣溫升幅嚴格限制在1.5℃以內。然而，到了2023年，全球氣溫在全年大部分時間甚至整個年度都突破了這一臨界值，這不禁讓人對實現該宏偉目標的長期可行性提出質疑。

為了扭轉這一趨勢，全球必須致力于削減大氣中的溫室氣體含量。為此，人們已經提出并采納了多種旨在“穩定氣候”的應對策略。其中，許多策略都聚焦于大幅削減二氧化碳（CO₂）排放，并輔之以直接空氣捕獲（DAC）技術，該技術能從人們周圍的空氣中，高效去除CO₂。

高效降低大氣中碳濃度

想象一下，一個堵塞的浴缸水滿為患，眼看就要淹沒浴室。這時，人們有兩個選擇：要么關掉水龍頭，要么舀出水來，爭取時間疏通排水管。大氣中的CO₂排放就像浴缸溢出的水。CO₂的點源捕集技術就像是關掉水龍頭，在排放源（如煙囪）處捕獲CO₂，防止其進入大氣層引發變暖；而CO₂移除則像是從浴缸中舀水，移除已排放到大氣中的CO₂。點源捕集技術旨在從源頭防止排放導致變暖，而CO₂移除則是逆轉已導致變暖的排放。盡管這兩個概念經常被相提并論，但它們在應對氣候變化過程中是兩種截然不同的手段。

《麻省理工技術評論》和《福布斯》周刊網站介紹，CO₂去除是通過物理方式從大氣或海洋中去除CO₂以減緩全球變暖的過程。其中，DAC可從空氣中去除CO₂，而直接海洋捕獲（DOC）可從海洋中去除CO₂。

DAC技術具有兩個顯著優勢：它能直接檢測量和驗證移除的碳量，效果立竿見影；當與地質儲存結合時，能永久隔離CO₂，避免其重新釋放至大氣中。

業界爭相押注DAC技術

據投資銀行杰富瑞集團稱，自2018年以來，致力于從空氣中捕集CO₂的公司已籌集了超過50億美元。在此之前，這類投資幾乎為零。

例如，加拿大深空公司已籌集了5000多萬美元用于開發CO₂去除項目。該公司成立于2022年，總部位于蒙特利爾，是一家技術中立的碳去除項目開發商，其在加拿大開展的“深空阿爾法”項目采用了從DAC到DOC的方法，目標是從大氣中去除數十億噸的碳并將其永久封存在地下。該項目完全由太陽能發電場提供動力，將使用類似于巨型抽風機的直接空氣捕獲系統，每年從大氣中清除3000噸CO₂，并將其注入地下2公里處進行永久封存。預計該設施將于今年春季投入運營。

另一家值得關注的公司是瑞士的Climeworks。該公司已在冰島建成了世界最大的DAC工廠Mammoth，并從投資者那里籌集了超過8億美元資金。2023年8月，美國能源部與Climeworks合作，于路易斯安那州西部共建“柏樹計劃”DAC中心，目標是年捕獲百萬噸CO₂并封存。

市場普遍認為，該領域即將迎來爆發式增長，掀起新的一輪“氣候淘金熱”。

然而，《紐約時報》刊文稱，盡管巨額資金涌入，現有數十個運營中的DAC設施的處理能力，仍僅占人類排放量的極小部分。即便擴建數百座工廠，去除量也遠不足以抵消年度排放量的1%。

仍面臨四大現實考量

麻省理工學院能源倡議團隊認為，DAC技術目前仍面臨四大核心挑戰，這些挑戰直接關乎該技術的可行性與效率。

第一個挑戰在于規模。大氣中CO₂濃度極低，約為0.04%，相比之下，工業排放源中的濃度高達3%—20%。因此，從大氣中去除一噸CO₂需處理約720個奧運會標準游泳池體積的空氣，這要求有巨型設備，如4層樓高、近5米長的空氣接觸器。盡管預測顯示DAC技術每年可去除5億—40億噸CO₂，但實現億噸級部署的可能性高度不確定。

其次，能源需求是另一大障礙。由于大氣中CO2濃度低，DAC技術需捕獲大量空氣，能耗巨大，每去除1噸CO₂至少需要1.2兆瓦時電力。若使用高碳電力，將違背減碳初衷。大規模部署DAC技術需超過全球總發電量40%的電力，且隨著電氣化進程加速，清潔電力將面臨更多競爭性需求，引發資源分配爭議。

此外，選址也是需要考慮的一大因素。盡管空氣無處不在，但DAC工廠需靠近低碳能源和CO₂儲存設施，這要求昂貴且復雜的基礎設施建設。而適宜的氣象條件和專用土地也是必要條件，單元間距需確保性能最大化，避免相互干擾。

最后，成本問題不容忽視。基于前述挑戰，DAC技術的成本高昂，每去除一噸CO₂的成本遠超當前模型預測的100—200美元。與從工業排放源中捕獲CO₂相比，大氣中CO₂的低濃度導致成本顯著增加。