如今，越来越多的人清楚地认识到，大气中二氧化碳（CO₂）含量上升正在加剧气候变化和全球变暖。然而，食品制造商已发出严峻警告：他们使用的这种气体几乎告罄，它被用于从啤酒到英式烤饼等许多产品中。显而易见的问题是：我们为什么不能直接捕获大气中过量的 CO₂ 并加以利用？
事实上，通过一种称为直接空气捕集的工艺，确实可以从大气中获取 CO₂。世界各地已有多家公司能够做到这一点，其中包括瑞士的一家公司和加拿大的另一家公司，它们已经能够实施这一工艺。理论上，这可以将一个问题转化为宝贵资源，尤其是在其他自然资源较少的发展中国家。
问题在于成本。空气中的 CO₂ 含量虽然足以损害气候，但相对而言，空气中的 CO₂ 分子非常稀少，因此将其抽取出来成本高昂。不过，或许还有其他解决方案，既能帮助减少碳排放，也能为工业提供新的 CO₂ 来源。
关键在于浓度和能耗。空气中的 CO₂ 含量约为（空气主要由氮气和氧气组成）百万分之400，即0.04%。如果把空气中的分子样本比作一袋5000颗球，其中只有两颗是 CO₂。要把它们从袋子里取出来会非常困难。
我们可以使用一种称为吸附剂的材料捕获 CO₂，这种材料能在分子层面与气体发生物理作用或结合。要从空气中捕获足量的 CO₂，就需要压缩大量空气，使其通过吸附剂，这会消耗大量能源。
发电站的废气是 CO₂ 浓度更高的来源（而发电站也是我们总碳排放的重要来源）。旨在推动碳捕集与利用技术发展的竞赛 Carbon XPRIZE 已选出10家决赛入围者，它们专注于从发电厂而非大气中捕获 CO₂。
然而，尽管发电站废气中的 CO₂ 典型浓度约为10%（5000颗球中有600颗），远高于空气中的浓度，但按照当前技术，捕获 CO₂ 仍是净化这种气体的一种昂贵方式。还需要去除废气中的水蒸气，这将需要更多能源。
更好的来源
随着降低大气中 CO₂ 浓度变得愈发重要，或者在需要利用充足可再生能源于偏远地区生产这种气体时，直接空气捕集可能成为一种可行技术。但目前存在浓度更高、因而更容易以较低成本获取的 CO₂ 来源。
例如，蒸馏厂和啤酒厂会产生这种气体作为副产品，去除水分后纯度很高（超过99.5%）。水泥厂、钢铁厂和其他流程工业的CO₂浓度也相对较高。为单个工厂和设施建造规模较小、专门用于捕获 CO₂ 的装置，将是创造这种气体新来源的一种更廉价方式。对于需要自行供应 CO₂ 来开展生产流程的工厂而言，这些装置也可能是一项不错的投资。
当前 CO₂ 短缺主要影响食品和饮料行业。但我们也开始看到，越来越多行业推动使用 CO₂，以便为这种原本属于废弃物、并会加剧危险气候变化的物质创造市场。例如，如今可以买到以 CO₂ 分子而非化石燃料为原料生产的化学品和建筑材料，其中包括矿物骨料，其捕获的碳实际上比生产它们所使用的碳还多。
随着更多此类 CO₂ 利用技术涌现，对这种气体的需求将会增加，对本地化生产的需求也将随之增长。未来的关键是把废弃物转化为商品。
