在冰岛的一片荒凉郊外，数排巨型风扇同时启动，发出流水般的响声。

这些不是普通的风扇。当扇叶在户外搅动着空气，整套装置可以直接从空气中捕集二氧化碳——空气会被吸入到特制的收集箱，其中的二氧化碳与固体吸附剂反应后留存下来，剩余气体将被再次送回到空气中。

碳捕集公司Climeworks位于冰岛的捕碳工厂。图源：Climeworks官网

这项技术，被直观命名为“二氧化碳直接空气捕集”（Direct Air Capture，DAC）。位于冰岛的这座捕碳工厂，是世界上第一座大型DAC工厂，每年最多能够捕集4000吨二氧化碳。

所谓CCUS，是通过捕集、利用或封存二氧化碳，减缓大气中的二氧化碳浓度升高。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的研究显示：人类活动已造成全球温度比工业化前升高约1.0℃。到本世纪末，如果要将温度增幅控制在2℃，必须在2070年前实现碳中和，即在一定时间和范围内，排放的二氧化碳被固定、移除或抵消，最终实现二氧化碳净零增加；如果要将温度增幅控制在1.5℃，必须在2050年左右实现碳中和。

根据二氧化碳来源不同，主要分为两种路径：碳捕集与封存（CCS）和直接空气捕集（DAC）。前者也被称为“烟气捕集”，即从工业废气中捕碳，目前技术成熟度更高；后者顾名思义，二氧化碳源于自然空气，是新一代碳捕集技术。

大量热钱正涌向DAC。当地时间8月11日，美国能源部宣布投入12亿美元，用于补贴两个本土DAC项目。随后不到一周时间，巴菲特投资的西方石油公司对外宣布，以11亿美元的价格收购加拿大DAC公司Carbon Engineering。

两笔大额资本加持，一下子将DAC技术从幕后带到聚光灯下。直接从空气里捕碳，听上去充满科幻色彩，极具颠覆性和话题性——更多人关注到DAC的价值，争议也相伴而来。

01

 

政企加码买单，DAC魅力何在？

碳中和好比一座天平，两端分别是碳源（碳排放）和碳汇（碳去除），寻求正负抵消。人们大多在碳源一端下功夫，通过清洁能源转型和节能技术等途径，减少碳排放。

但这远远不够。按照IPCC的说法，如果没有碳去除，将难以达成《巴黎协定》1.5摄氏度温控的气候目标。

解决气候问题，不能将鸡蛋都放在同一个篮子里。根据国际能源署去年发布的《直接空气碳捕集2022》报告，全球要实现2050年净零排放，到2030年需从空气中捕集超过8500万吨二氧化碳，到2050年需捕集近10亿吨二氧化碳。

也就是说，在无法完全放弃化石能源、一时做不到零碳排的客观现实下，DAC在碳中和技术的组合方案中不可或缺——尽管谈不上是主角，但也有不少关键戏份。这推动了DAC负碳技术在全球范围热度走高。

美国政府斥资12亿美元投向DAC，正是看中了项目带来的碳去除收益。按照美国官方说法，一旦这两个项目投入运行，预计每年可以从空气中清除超过200万吨二氧化碳，相当于减少道路上近50万辆燃油车的碳排放量。

美国政府押注DAC的力度不止如此。他们计划未来再投建两个DAC中心，四个项目总投资35亿美元。官方称这些项目建成后，可以帮助美国实现到2050年温室气体净零排放的目标。

据国际能源署统计，2020年到2022年，各国政府承诺提供近40亿美元资金，专门用于DAC项目开发和部署。目前，全球已有超过20个DAC项目已经建成或在建中，加拿大、美国、欧洲都是DAC项目商业化部署发达的国家和地区。

资本市场和大企业们也看中了DAC的减碳潜力。冰岛这座DAC工厂背后的企业，名为Climeworks，是碳捕集赛道上的明星公司，曾在去年一举拿下6.5亿美元的融资。

尽管Climeworks还只是一家初创公司，但它拥有一份“巨星云集”的客户名单。微软、施华洛世奇、Shopify、普华永道……不同行业的知名企业，都与Climeworks签订了碳去除购买协议，希望借此抵消自己的碳排放，兑现气候承诺。

DAC赛道上的另一家代表性公司是Carbon Engineering，过去几年一直与西方石油公司合作，为其石油项目提供捕碳技术支持。另外，包括空客、法航荷航在内的航空业，是Carbon Engineering的主要客户群体，航空公司们希望购买DAC项目的碳信用来实现脱碳目标。

Carbon Engineering的DAC项目工厂。图源：Carbon Engineering官网

从CCUS的“U”，即碳利用的视角来看，DAC的应用价值则更有想象空间。

从空气中捕集到的二氧化碳，除了应用在石油行业驱油场景，还可以用于制造生产合成燃料、塑料、甲醇、混凝土等各类产品，提高产品的“含绿量”，帮助企业实现绿色目标。例如保时捷近日宣布，将DAC看作是能源提取的重要新兴技术，考虑将DAC设施整合到其位于智利的eFuels试点工厂中，未来使用的合成燃料来自空气中捕集的二氧化碳。

将视角转向国内，DAC在中国目前处于起步阶段，国内正加速推进DAC技术创新和工程化落地。

在8月22日举办的“第一届DAC技术研讨会”上，浙江大学教授王涛介绍，浙江、上海、山西等地方“双碳”实施方案中，明确提出加强DAC技术研发。此外，中石油、中国能源建设股份有限公司、华能集团等能源企业已经纷纷部署DAC技术与样机开发。

02

应用成果不断突破

中国21世纪议程管理中心、全球碳捕集与封存研究院、清华大学近期联合牵头发布的《中国碳捕集利用与封存年度报告（2023）》（以下简称《报告》）数据显示，截至2022年底，我国相关部门已发布70余项CCUS相关政策文件，涉及规划、标准、路线图、技术目录等。同期，中国投运和规划建设中的CCUS示范项目已接近百个，其中已投运项目超过半数，具备二氧化碳捕集能力约400万吨/年，注入能力约200万吨/年，较2021年分别提升33%和65%左右。

政策不断完善的同时，技术不断进步，《报告》指出，目前我国CCUS技术体系正在逐步完善和丰富，各环节技术都取得显著进展，已经具备二氧化碳大规模捕集、管道输送、利用与封存系统设计能力和近期实现规模化应用的基础。

同时，CCUS技术项目的落地场景也愈加丰富，当前我国规划和运行CCUS示范项目涵盖电力、油气、化工、水泥、钢铁等多个行业，CCUS技术成为高碳排放行业青睐的降碳“利器”。

清华大学碳中和研究院院长助理、环境学院教授鲁玺在接受《中国能源报》记者采访时指出，与行业内其它减碳手段相比，CCUS存在诸多特定优势。“一是在可再生能源占比相对较小的时期，CCUS可帮助高碳行业向低碳化平稳过渡，降低绿色转型带来的资产搁浅风险；二是可帮助航空、石化、钢铁等难减排的工业行业实现绿色转型，抵消不可避免的排放；三是CCUS技术能够将捕集的碳元素提供给各行业，实现绿色循环利用，增强实现碳中和目标的经济性。”

03

因地制宜实践

面向现存的成本挑战，徐冬建议：“企业应本着‘以销定产’的原则，最大限度开展可以实现‘不亏钱’规模和模式的CCUS项目。同时，应广泛开展合作，如可以进行二氧化碳驱油的油气行业，积极与作为碳排放大户的火电、钢铁、水泥行业开展合作，打通整个CCUS产业链。还可以开展企业CCUS发展路线图研究和顶层设计，通过开展百万吨级/年以上的大规模CCUS一体化集成示范项目，进一步降低CCUS产业链的成本。

有业内人士认为，企业在投建CCUS项目时，还应全方面考虑经济、技术、效果等多方面因素，对症下药选择合适的技术应用方式。

中国21世纪议程管理中心社会事业处处长张贤指出：目前各行业的CCUS技术路线主要由企业自身排放特点、CCUS相关技术成熟度、能耗成本等因素决定。

建议高碳排放企业在选择技术路线时要兼顾以下三方面：

一是应充分结合企业、行业和周边环境的特点和需求，综合考虑CCUS全链条成本和收益。以二氧化碳消纳为例，技术路线的选择需要结合周边地质条件和市场需求，例如在风光资源好或化工市场需求高的地区，可考虑开展二氧化碳合成化学品；

二是要考虑未来技术创新和进步的可能性，目前CCUS技术发展迅速，建议在部署CCUS技术时为未来技术进步和设备更新改造留有余地；

三是大型企业从长期、整体的角度统筹规划技术路线，统筹不同排放源的二氧化碳运输与消纳，企业内部可互为源汇，或形成规模经济进一步降低成本，发挥自身优势，促进CCUS示范与商业化发展。