直接空气捕集(DAC)可以成为从大气中去除二氧化碳的重要工具,是限制全球变暖努力的一部分。
然而,DAC的应用仍然有限,相关技术的高成本目前限制了其广泛部署。
政府必须提供资金支持,以证明DAC的可靠性能,并争取其获得更广泛的认可。
截至2050年,将地球气温升幅限制在1.5ºC以内,仅剩 380亿吨二氧化碳当量的碳预算 可用于 将地球气温升幅限制在1.5ºC以内 ——按照当前速度,这一预算将在短短九年内耗尽。
我们目前仍 每年排放约500亿吨二氧化碳,且二氧化碳减排并未以理想速度实现,因此极不可能实现1.5ºC的目标。
直接空气捕集(DAC)既是一项技术,也是一种流程,二者协同部署,是从大气中去除二氧化碳以限制全球变暖的最佳选择。与常规碳捕集不同,DAC直接从大气中提取二氧化碳,而常规碳捕集通常是在排放源处锁定碳分子。
然而,DAC的应用仍然有限。据国际能源署(IEA)报告,目前全球已投运27座DAC设施,其累计每年可捕集约1万吨二氧化碳。国际能源署(IEA)。
另有约130座DAC设施处于规划阶段,预计届时累计装机容量将达到每年7500万吨二氧化碳——但仍不到全球每年排放量的0.5%。
扩大DAC技术规模面临的挑战
DAC技术的高成本限制了其部署——目前DAC成本约为期望成本的两至六倍。 资本和能源成本约占DAC技术成本的95%。
DAC系统的资本成本在总成本中占主要部分,视技术类型不同,范围在每吨二氧化碳150美元至1000美元之间。
在运营成本方面,清洁能源成本范围为每吨二氧化碳360至620美元,而化石燃料成本范围为每吨二氧化碳88至228美元。因此,在高速率去除二氧化碳(使用DAC而不使用化石燃料)与去除成本之间存在权衡。关键挑战在于降低资本和能源成本。
扩大制造规模、提高关键子部件制造的能效,以及利用清洁能源,有助于降低DAC技术的成本。
借助DAC大规模制造中的边做边学规律,预计成本将迅速下降。若DAC设施被设计和制造为简单的模块化可拆装单元,由于标准化备件可以批量生产,成本也可随之降低。
在运营费用方面,具有高捕集率的基于自然的吸附剂、结合废热利用的高效热能再生,以及优化的空气接触器,被视为降低成本的快速见效途径。
此外,提高DAC设施运营中的能源效率也可以带来成本减免。未来的成本优化机会可能来自空气接触器、吸附剂以及DAC装置设计要素的进步。具体而言,被动式空气接触器是近期的研究方向之一。
为DAC技术的创新与规模化提供资金支持
DAC技术仍处于早期发展阶段。其商业运营的商业模式和规模经济尚未得到明确确立。因此,感知到的和实际存在的不确定性制约了大规模私人融资流入,而这又反过来制约了生产规模。
因此,若要吸引大规模资本,有必要设立一只专门的“DAC基金”。
这一拟议中的DAC基金若获得政府和多边机构的支持,可以加快DAC技术的融资进程。由于该技术尚属新兴,需要大量的赠款资本和早期高风险股权资本。
DAC基金可以注入公共资本,以扩大相关技术的运营规模,并有助于将投资引导至提高单位效率和经济性的新技术研发中。与私人投资者不同,该基金可在必要时以较低或零预期回报的方式提供高风险资本,或提供赠款。
该基金还可以进行战略性投资,以缓解私人投资者的顾虑。例如,公共融资可以作为DAC技术项目的次级股权,以降低私人投资者的风险。
对突破性技术进行战略性公共投资,往往能够及早介入,承担技术早期阶段所伴随的重大不确定性和长期风险。减少碳排放是全球所有政府的使命,需要以使命为导向的研发投资,而这只有公共投资者才能承担。
所有政府和多边机构必须携手合作,提供资金以加快DAC技术的部署,因为该技术正在创造全球公共产品。只有在利润显现之后,企业才可以接手该技术。
通过DAC分离出的二氧化碳分子有着多种用途。碳的多功能性使其成为具有高商业价值的工业化学品不可或缺的原料。
为了培育这一潜力,已经推出了诸如 X大奖(X-Prize) 和 Breakthrough Energy的Catalyst计划 等举措。Climeworks近期募资 6.5亿美元,表明私人投资已开始将DAC视为一项有吸引力的投资。
在此方面,公共融资机构可以通过混合融资机制(即融合公共资本与私人资本)来寻找解决方案,以发挥公共资本的杠杆作用。
活跃的碳市场可以塑造DAC技术
因此,从需求端来看,必须共同努力,建立市场机制和政策干预措施,以培育对碳去除服务(CRaaS)的需求。由审慎的气候行动政策支撑的活跃碳市场,可以塑造DAC技术。
在中长期内,市场可以使CRaaS成为一项可行的商业机会,届时CRaaS单位将像碳信用额一样在公开市场上出售。建立此类市场可以推动私人资本流向DAC技术。
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政府还需支持建设示范场地,以证明该技术的可靠性能,并争取该技术获得更广泛的认可。预计到2050年,DAC和封存的成本将降至每吨二氧化碳100至600美元之间。 然而,此类价格必须结合不作为所带来的社会和经济成本加以评估。
DAC的部署必须被视为全球公共产品,因为它可以用于从大气中去除碳,而这对于使地球免受灾难性风险至关重要。
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