DAC 实际能去除多少二氧化碳？
简而言之：每年潜在规模可达数十亿吨，但目前实际部署量微乎其微。2023年一项全球评估显示，所有非土地管理的二氧化碳移除（CDR）项目——包括直接空气捕获（DAC）、生物能源碳捕集与封存（BECCS）以及生物炭——每年合计仅能移除约200万吨二氧化碳[2]。这一数字不到大多数气候情景所要求的2050年目标的0.1%。这些情景预测，2020年至2030年间，总CDR（主要依赖DAC及其他工程方法）需以每年75%至100%的速度增长，新增约3亿至25亿吨的移除能力[2]。
在技术层面，一项2026年以美国为重点的研究估算，在可用的土地、可再生电力及地质封存条件下，基于低温吸附剂的直接空气捕集技术每年可去除多达90亿吨二氧化碳[4]。这大约相当于当前全球年排放量的四分之一。然而，要实现这一潜力，成本需降至每吨300美元以下——同一研究指出，到2050年许多地区有望达到这一水平，但并非必然[4]。
核心结论：直接空气捕集（DAC）理论上能够移除足够多的二氧化碳以产生实质影响，但当前规模远未达到这一水平。现有部署与所需部署之间的差距极为巨大——相差数千倍。
扩大直接空气捕获（DAC）规模的最大障碍是什么？
两大主要障碍在于能耗与成本。2024年的一项综述指出，直接空气捕集系统每捕集一吨二氧化碳需要消耗2000至3000千瓦时的能量，主要用于驱动风机和加热吸附剂以释放二氧化碳[6]。这一能耗相当惊人——仅捕集一吨二氧化碳所耗电量，就相当于一个典型美国家庭年用电量的10%至15%。若这些能源来自化石燃料，其气候效益将大幅缩水。2026年的一项研究发现，电网碳排放核算方法的不同，会导致净减排量计算结果在-1049%至+108%之间波动，这意味着若直接空气捕集设施选址不当且依赖高碳电网运行，反而可能增加碳排放[3]。
成本是另一大障碍。同一项2026年的研究发现，即便在乐观假设下，许多直接空气捕获项目的成本仍将超过每吨二氧化碳300美元[4]。作为对比，许多碳信用额度的交易价格低于每吨50美元。2021年的一项综述指出，边做边学以及材料改进有望降低成本，但这首先需要大规模部署——这便成了一个先有鸡还是先有蛋的问题[8]。
从环境空气中捕集二氧化碳（浓度仅为百万分之420）还面临特有的技术挑战。共价有机框架（COFs）等新型材料展现出潜力——2022年一项研究报告称，其二氧化碳吸收量比基础材料提升了1360倍[5]——但这些仍停留在实验室规模。湿气摆动吸附剂在接触潮湿空气时会释放二氧化碳，提供了一种低能耗替代方案，但其性能高度依赖于孔隙结构与化学性质[7]。
DAC在哪些地方、为谁而适用？
DAC并非一种放之四海而皆准的解决方案。其可行性在很大程度上取决于地理位置、能源来源以及封存方式。2023年一项针对爱尔兰某百万吨级DAC工厂的生命周期评估发现，最佳选址应靠近枯竭气田（用于CO₂封存），并能获得稳定的低碳热力和电力供应[1]。该研究强调，通往封存地的管道距离是主要成本驱动因素，因此靠近金塞尔和科里布气田的沿海郡县更具优势[1]。
在美国，一项2026年的研究模拟了加利福尼亚、路易斯安那、得克萨斯和怀俄明州的直接空气捕获（DAC）性能，发现决定净气候效益的最关键因素是所购电力的排放强度[3]。在电网清洁的州（如加利福尼亚部分地区），DAC能够实现真正的净去除；而在以煤电为主的州，则可能无法实现。该研究还指出，没有一种单一的核算方法是普遍准确的，亟需更好的数据和标准[3]。
对于自愿碳市场而言，直接空气捕获（DAC）颇具吸引力，因为它能提供永久性碳储存（不同于森林碳抵消，后者可能因火灾或砍伐而失效）。2026年的一项研究发现，将可逆的碳移除方法（如土壤碳汇）作为过渡手段，最终转向持久性DAC储存，可能具有成本效益——每实现百万分之一度的降温需花费2亿至8.1亿美元——但如果机构承诺未能持续，则存在风险[9]。因此，对于希望获得有保障、永久性碳移除（即便价格更高）的买家而言，DAC最具价值。
本文引用的文献
爱尔兰直接空气捕获与储存工厂的生命周期评估
对爱尔兰一座百万吨级直接空气捕获（DAC）设施的全生命周期评估表明，其可行性高度依赖于通往封存地的管道距离以及低碳能源的可及性，因此更倾向于靠近气田的沿海郡县。
量化全球二氧化碳清除部署
全球CDR部署规模约为每年19.85亿吨二氧化碳，但其中几乎全部（19.83亿吨）来自土地利用变化；工程化CDR（如直接空气捕获）每年仅能去除约200万吨二氧化碳，远低于气候情景中2030年所需的每年3亿至25亿吨。
能源排放核算方法可决定直接空气捕获与封存能否实现净去除。
电网电力排放的核算方法可使净清除量变化-1049%至+108%，因此成为决定DAC工厂能否实现净清除的主导因素。
利用陆上风能和公用事业规模光伏进行直接空气捕获的二氧化碳去除潜力与成本
美国基于低温吸附剂的直接空气捕集技术，其技术潜力约为每年90亿吨二氧化碳，到2050年，其中相当一部分有望以低于每吨300美元的成本实现，不过成本会因地点和规模的不同而差异显著。
用于从空气中捕获二氧化碳的共价有机框架
一种含胺基的共价有机框架（COF-609）对二氧化碳的吸附量相比原始框架提升了1360倍，且在潮湿条件下进一步增强了29%。
大气炼金术：直接空气碳捕获的能量与成本动态
DAC工艺每捕获一吨二氧化碳需要消耗2000至3000千瓦时的电能，主要用于风机运行和吸附剂再生，这凸显了提高能效和整合可再生能源的必要性。
水分摆动直接空气捕集的结构-性质关系。
离子交换树脂上的变湿直接空气捕获（DAC）研究表明，具有中等孔径的大孔树脂性能优于凝胶型树脂；其性能同时取决于铵官能团和抗衡阴离子的选择。
直接空气捕获（DAC）技术综述：扩大商业规模与面向未来的创新
对商业直接空气捕集（DAC）工艺（包括固体吸附剂和液体溶剂）的回顾强调，边做边学与材料改进是降低成本及实现规模化应用的关键。
零排放世界中可逆碳储存的价值。
以可逆性CDR（如土壤碳）作为桥梁，过渡到持久性DAC储存，其成本效益（每避免1μ°C升温需0.20–0.81亿美元）高于直接采用持久性CDR，但若机构承诺中断则存在风险。