直接空气捕获对适应气候变化比减缓更有用吗?

直接空气捕获对减缓气候变化的作用大于适应,但它可以通过抵消难以避免的排放来支持适应工作。

直接答案

直接空气捕获(DAC)主要是一种减缓气候变化的工具——它通过从空气中去除二氧化碳来减缓气候变化——而非适应工具(适应工具旨在帮助社会应对已经发生的气候影响)。在所回顾的研究中,DAC的主要价值在于抵消航空、混凝土和钢铁等难以消除的行业的排放[1][3]。然而,DAC可以通过减轻未来气候影响的严重程度间接支持适应,其在寒冷气候地区(如加拿大、阿拉斯加)的部署可能成为包括适应规划在内的更广泛战略的一部分[5][7]。证据一致表明,DAC的角色以减缓为首要任务,其适应效益是次要的,并且依赖于大规模、低碳能源的整合[2][4]

7篇文献引用

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DAC 主要是一种减缓技术还是适应技术?

直接空气捕获的核心功能是从大气中去除二氧化碳,这直接针对气候变化的根源——因此它属于减缓技术。2022年一项关于商业化DAC工厂的评估指出,按照目前的捕获速率(约0.01 Mt CO₂/年),仅靠DAC无法实现《巴黎协定》的目标,但它可以部分抵消混凝土(约8%)、交通运输(约24%)、钢铁(约11%)以及野火(约0.8%)等难以避免的年度排放[1]。这是减缓措施,而非适应措施。

一项2025年的航空研究发现,直接空气捕获(DAC)既可用于碳移除(封存),也可用于生产合成燃料。与“先排放再移除”的策略相比,利用DAC生产的合成燃料能以更低成本实现气候中和,尤其是在廉价可再生能源充足的情况下[3]。需要再次强调的是,这关乎减少未来排放,而非适应当前影响。

唯一明确将直接空气捕获(DAC)与适应气候变化联系起来的文献,是一篇2025年关于加拿大DAC部署的综述。该综述将适应路径视为更广泛战略的一部分,但主要将DAC视为一种减缓策略[5]。这进一步印证了适应只是次要考量。

DAC 能否为适应气候变化发挥实际作用?

是的,但只是间接作用。通过降低大气中的二氧化碳浓度,直接空气捕获(DAC)可以减缓气候变化的速度,从而减少对适应措施的需求。2022年一项关于DAC技术的生命周期评估发现,其环境表现很大程度上取决于所运行的能源系统——如果由可再生能源驱动,DAC可以避免将环境负担转移到其他领域[2]。这意味着选址合理、使用清洁能源的DAC能够支持长期气候目标,这本身就是一种适应性的益处。

2022年一项关于海上风电驱动直接空气捕获(DAC)的研究表明,利用风能可消除为DAC供能所产生的间接排放,且此类系统能以模块化方式部署于偏远地区,从而可能避免与电网脱碳进程产生竞争[4]。这种地理灵活性有助于各地区适应能源系统的变化,但其首要目标仍是减缓气候变化。

2022年一项针对寒冷气候下直接空气捕获(DAC)技术的研究报告指出,沸石吸附剂(Na-X)在低温条件下实现了迄今最低的DAC运行能耗,即1.1兆瓦时/吨二氧化碳,这使得加拿大、阿拉斯加和格陵兰等寒冷地区成为部署DAC的理想地点[7]。这属于选址优势,而非适应功能,但可纳入区域适应规划中。

限制直接空气捕获适应价值的权衡因素有哪些?

DAC成本高昂且能耗巨大,这限制了其作为适应措施的规模化应用。目前DAC的成本是理想值每吨二氧化碳100美元的2至6倍,且成本在很大程度上取决于能源来源[1]。正如2022年一项前瞻性生命周期评估所示,如果DAC依赖化石燃料供电,可能会产生环境权衡问题,例如增加陆地生态毒性和金属消耗[2]

一项2024年对50余家DAC初创企业的综述指出,该技术仍处于商业化初期,虽已涌现出多种技术路径(如固体吸附剂、电化学方法等),但尚未形成明确的主导方案[6]。这种不成熟性意味着,DAC短期内尚无法作为可靠的适应性工具投入使用。

2022年的海上风电研究指出,大规模直接空气捕集(DAC)需要巨大的能源投入——例如,每年捕集33亿吨二氧化碳(占当前排放量的10%)将消耗全球风能产能的相当大一部分[4]。这种规模的部署将与其他减缓与适应气候变化的优先事项形成竞争。

关于这些来源

该回答基于7篇经同行评审的研究——发表于2022年至2025年间,其中3篇为2024年或之后发表,6篇发表于Q1期刊,总计被引用520次——这些研究是从8篇通过质量筛选的研究中选出的最相关成果,而后者又源自从超过5亿篇论文数据库中检索到的35篇文献。

本文引用的文献

1

直接空气捕获技术的现状与支柱

综述了19座DAC工厂,每年捕集约0.01兆吨二氧化碳;当前成本比每吨100美元的目标高出2至6倍;DAC可部分抵消混凝土(8%)、交通运输(24%)、钢铁(11%)及野火(0.8%)等难以避免的排放。

2

直接空气捕获技术在减缓气候变化至2100年过程中的环境权衡

前瞻性生命周期评估显示,直接空气捕获的环境绩效取决于电力行业的脱碳进程;若无清洁能源,每封存一吨二氧化碳,直接空气捕获可能加剧陆地生态毒性和金属资源消耗。

3

直接空气捕获技术在实现航空业气候中和中的作用

对航空领域直接空气捕获(DAC)的技术经济评估表明,利用DAC生产的合成燃料能够以低于“排放后移除”策略的成本实现气候中和,尤其是在可再生能源成本低廉(0.02欧元/千瓦时)的情况下。

4

离岸风能在直接空气捕获中的潜力

概念设计表明,海上风电可为直接空气捕集(DAC)提供动力,每年捕集33亿吨二氧化碳(占当前排放量的10%)或110亿吨二氧化碳(占33.3%),从而消除DAC能源使用产生的间接排放。

5

加拿大直接空气捕获部署的适应路径

回顾了加拿大在直接空气捕获(DAC)技术部署方面的实践,指出其将适应性路径作为更广泛战略的一部分,但主要将DAC视为一种减排策略。

6

回顾直接空气捕获初创企业与新兴技术

综述了50余家直接空气捕集初创企业,涵盖固态碱金属碳酸盐、胺功能化吸附剂、物理吸附剂、离子交换树脂及电化学方法;并指出人工智能有望加速其商业化进程。

7

在寒冷气候下利用吸附剂进行直接空气捕获的潜力

报告指出,在寒冷气候条件下,Na-X型沸石实现了已知最高的空气中CO₂吸附容量(2.54 mmol/g),并达到了文献报道中最低的直接空气捕集运行能耗(1.1 MWh/吨CO₂)。