直接空气捕获——从空气中吸收二氧化碳，使其储存在地质构造中或供工业使用的地球工程技术——作为一种气候解决方案被大肆宣传。
但是，在美国和其他地方的投资和政府资助的推动下，全球初创公司的直接空气捕获 （DAC） 试点项目数量不断增加，这种拟议的气候解决方案正变得越来越分裂。
批评者将 DAC 描绘成一种成本高昂、无效的分散注意力的方式，无法大幅削减化石燃料的开采和排放。化石燃料行业利用捕获的碳从井中榨取更多的石油，这受到了特别尖锐的批评。
尽管可能需要二氧化碳去除 （CDR） 来帮助限制全球变暖的最严重影响，但专家表示，押注直接空气捕获充满了成本和规模方面的挑战。两个障碍：采购足够的可再生能源为 DAC 设施供电，以及最大限度地减少碳密集型 DAC 基础设施。
使用巨大的真空装置直接从空气中提取二氧化碳是应对气候危机的一种诱人解决方案，政府和行业将数十亿美元投入到直接空气捕获 （DAC） 技术中。但这种潜在的重工业地球工程解决方案仍然深陷争议，因为它面临着成本、规模和可行性等现实问题。
从最基本的角度来看，直接空气捕获的工作原理是将大量空气通过一系列过滤器和膜来捕获大气中的二氧化碳。DAC 不同于其他旨在直接在源头捕获 CO2 的碳捕获方法。
一旦捕获，二氧化碳就可以被输送到地球中，在地质构造中储存数百年或数千年，或被其他行业用于生产从塑料到氢气再到合成航空燃料的各种产品。
DAC 只是许多专家表示，迫切希望实现巴黎气候协定下的碳减排目标的国家可能需要的众多二氧化碳去除技术（包括技术和基于自然的解决方案）之一。随着世界继续向天空释放创纪录的碳排放量，可能还需要去除二氧化碳 （CDR） 来减轻全球变暖的最严重影响。
支持者认为，DAC 可以帮助实现这些气候目标，尤其是解决难以减排的行业的排放问题，他们强调了它在工业规模上去除二氧化碳的潜力，甚至可能每年捕获数十亿吨二氧化碳。
“直接空气捕获之所以成为碳去除组合中如此独特和重要的一部分，是因为它提供了极高水平的持久性，”支持 DAC 作为气候解决方案的非政府组织 Carbon180 的政策主任 Kajsa Hendrickson 说。“我们可以将捕获的 CO2 储存在地下数千年。”
但这项技术存在争议，因为 DAC 的发展与石油和天然气利益密切相关。批评者对 DAC 的有效性持怀疑态度，同时寻找足够的可再生能源来运行高耗能的 DAC 设施也面临着巨大挑战。
“我认为 [DAC] 故意分散我们的注意力，让我们无法真正减少排放，”非政府组织 Project Drawdown 的执行董事乔纳森·弗利 （Jonathan Foley） 说。“在花费了数十亿美元之后，我们可能最多只消除了几秒钟的世界排放量，而这些钱本来可以更好地花在其他地方。”
DAC 势头强劲，但规模较小
今年早些时候，冰岛的一家工厂开业，目前声称是世界上最大的 DAC 工厂。该设施由总部位于瑞士的 Climeworks 运营，从技术上讲，每年能够从空气中去除约 36,000 公吨二氧化碳并将其储存在地下，但据 Climeworks 发言人 Kate Dmytrenko 称，这更有可能是大约 28,000 公吨的“二氧化碳净去除”。该工厂建立在冰岛一个名为 Orca 的小型试点工厂所做的工作之上，该工厂每年可去除约 3,000 公吨碳。作为参考，2023 年人类活动向大气中释放了 358 亿公吨二氧化碳。
“除了真正减少我们对化石燃料的依赖和提高我们获得可再生能源的能力之外，没有其他前进的道路，”Dmytrenko 说。“但做所有这些事情并不能解决大气中 [已经] 有太多碳的事实，而所有这些 [削减化石燃料] 并不能解决这个问题。”
Dmytrenko 说，Climeworks 以冰岛丰富的地热能可持续供电，提供了概念验证，表明 DAC 可以发挥作用。
该公司目前正在规划 Project Cypress，这是一个规模大得多的美国项目，旨在到 2030年每年捕获 100 万吨二氧化碳。该项目得到了行业合作伙伴的支持，并得到了数百万美元的政府资金的推动，是一项雄心勃勃的联邦计划的一部分，该计划旨在在美国建立四个 DAC 中心，以推动技术部署向前发展。这样一个代价高昂且雄心勃勃的气候目标是否会得到即将上任的特朗普政府的财政支持，谁也说不准。
许多其他初创公司正在进入 DAC 领域。一些公司，如法国的 RepAir，正在开发电化学碳捕获方法，试图回避能源强度问题，而另一些公司则旨在从捕获过程中生产有价值的副产品，例如氢气，这些产品可以出售获利。
化石燃料行业的遮羞布？
随着各种公司试图证明 DAC 的可行性，化石燃料行业对这项技术的兴趣引发了专家和环保组织的担忧。
去年，石油和天然气公司 Occidental 收购了 DAC 公司 Carbon Engineering，并计划在政府资金的支持下开发两个美国设施。Occidental 和全球最大的投资管理公司 BlackRock 正在合作开发位于德克萨斯州的 Stratos 工厂，该工厂的目标是每年捕获 500,000 公吨二氧化碳，计划于 2025 年完工。
Occidental 首席执行官 Vicki Hollub 公开表示，直接空气捕获是在未来几十年内保护石油和天然气行业的一条途径。埃克森美孚等其他石油行业参与者正在积极研究 DAC，将其视为潜在的未来投资。
这些由化石燃料公司支持的举措促使 Project Drawdown 的 Foley 和其他人将 DAC 描述为公关“遮羞布”，用作烟幕，让石油和天然气行业继续生产排放温室气体的燃料。
“直接空气捕获不仅浪费时间，而且会适得其反。它创造了一种化石燃料行业真正喜欢的叙事，“Foley 说。“如果你看看 [DAC 技术] 运作的更大宇宙，它会产生一种掠夺性延迟的形式……化石燃料公司将继续运营，向大气中排放数十亿吨二氧化碳，同时假装吸收了几千吨二氧化碳。
批评者指出，碳捕获和封存的历史及其代价高昂的失败冒险。事实上，碳捕获最初是由化石燃料行业创造的，目的是延长油田的寿命。事实上，今天通过点源排放捕获的碳中约有三分之二仍然通过称为提高石油采收率 （EOR） 的过程用于此目的。
包括 Climeworks 和 RepAir 在内的一些 DAC 公司表示，使用他们的设施进行 EOR 是他们不会跨越的“红线”。但至少一些 DAC 植物可用于此目的。
“我们认为 [DAC] 极大地分散了对逐步淘汰化石燃料的紧迫任务的注意力，它是行业扩张的掩饰，”国际环境法中心气候和能源项目副主任 Lili Fuhr 说。“尽可能迅速和彻底地淘汰化石燃料是我们真正限制全球变暖的唯一希望。”
Carbon180 的 Hendrickson 指出，对石油和天然气影响的担忧是真实的，但他也表示，DAC 作为一项由政府资金支持的公共服务，在应对气候变化方面发挥着关键作用。但她说，要做到这一点，需要遵循严格的指导方针。
“我们不希望看到直接空气捕获用于提高石油采收率，或以任何方式用于抵消或延续化石燃料行业的存在，”她说。“直接空中捕获需要负责任。它需要透明，社区需要参与。
清洁能源紧缩
目前，DAC 主要受到公关势头以及政府和投资者支出的提振。但除了炒作之外，实现规模化还面临着非常现实的挑战。对于行业参与者来说，这意味着要控制不断膨胀的研究和基础设施开发成本，尤其是需要寻找清洁能源。
由于 DAC 设施是能源密集型设施，因此其成功取决于可再生能源的可用性。例如，Climeworks 目前正在尝试为其路易斯安那州的工厂采购可再生能源。但该公司发言人 Dmytrenko 表示，该 DAC 设施最初可能需要使用“传统能源”（即化石燃料）运行，直到可再生能源可用。
这个难题引发了另一个危险信号：要取得成功，DAC 需要与其他行业在可再生能源方面展开竞争。在美国和其他地方，这种竞争部分来自大规模高能耗数据中心的建设，人工智能的目标是成为全球可再生能源的巨大猪。
美国 DAC 初创公司 Noya 的创始人 Josh Santos 说，对于直接空中捕获开发人员来说，数据中心困境“出乎意料”。报告发现，由于缺乏可用的清洁能源，至少有一个 DAC 项目已被取消。
“可再生能源的采购可能是直接捕获必须克服的最大项目相关障碍，”Santos 说。“随着时间的推移，寻找地下地质井将相对简单。获得安装直接捕获项目的许可证将相对简单。最困难的部分将是采购可再生能源。
但也有人质疑开发清洁能源以去除大气中的碳，而不是仅仅停止使用化石燃料的逻辑。英国萨塞克斯大学的气候科学家 Benjamin Sovacool 和他的团队为 DAC 的使用提出了基于专家的建议。虽然不提倡这项技术，但研究人员的目标是优化直接空气捕获项目。“最好的途径就是生产清洁、低碳的电力吗？或者我们最好的途径是一直使用低碳电力来运行这些 [DAC] 机器吗？Sovacool 问道。
提出这个问题的并不是唯一一个他。在他看来，投资风能、太阳能和储能可能是比直接空气捕获“更好的投资”。
“在最好的情况下，您使用可再生能源来运行直接空气碳捕获设备，从而从一开始就防止可再生能源取代化石能源，”斯坦福大学教授马克·雅各布森 （Mark Jacobson） 解释说。“碳捕获和直接空气捕获的另一个问题是它总是需要管道。”
牛津能源研究所 2023 年的一份报告估计，到 2050 年，要减少 10 亿公吨的碳，需要建设“与现有炼油行业相同数量级”的碳捕获基础设施。
据估计，仅在美国，大规模碳捕获行业所需的管道数量就需要 96,000 公里（近 60,000 英里）的巨大新管道。当您为工厂添加基础设施时，这种施工挑战会变得更加大。DAC 设施将需要大量碳排放密集型建筑材料，包括钢材和混凝土。
“这些是……在我看来，重大的基础设施限制表明 DAC 在短期内可能不会成为减排的重要来源，“Sovacool 说。
他还质疑当 DAC 工厂达到其使用寿命时会发生什么。“这是我们现在才刚刚开始回答风力涡轮机和太阳能的一个问题，但我还没有看到任何研究讨论 DAC 材料或 DAC 废物流的报废回收和再利用。”
押注月球？
随着越来越多的 DAC 项目正在筹备中，该技术的长期有效性仍令人怀疑，该行业雄心勃勃的增长预测也令人怀疑。
一些分析师表示，DAC带来的挑战充其量只是一个大胆创新计划的赌注，尽管这尚未阻止投资者。与该行业相关的人表示，他们仍然希望该行业将继续增长并最终产生重大的气候影响。
例如，RepAir 的 Jean-Philippe Hiegel 表示，包括 DAC 在内的技术碳修复可以提供“互补”的脱碳途径，并且“完全需要实现净零排放”。
但是，CIEL 的 Fuhr 表示，通过试点项目和初创公司实现概念验证距离扩大 DAC 还有很长的路要走，这带来了许多担忧。“这些技术的能源和资源投入问题立即变得极其相关，”她说。“我们在现实中看到的是，化石燃料行业确实将这项技术押注于此来扩展其业务。”
一些专家认为，DAC 项目的开发必须有严格的监管护栏——禁止使用其来提高石油采收率，并且只使用清洁能源运营。这种方法有助于确保 DAC 成为气候行动的有益组成部分。“我不想说我赞成将直接空气捕获作为最终解决方案，因为它不是，”英国提赛德大学净零工业创新中心工业集群脱碳教授 Dawid Hanak 说，“我相信它是我们需要部署的投资组合的一部分。
但围绕 DAC 与石油行业的联系、其可行性和可扩展性的争议似乎注定会继续。“[DAC] 有帮助的说法是没有道理的。这是一种漂绿技术，“雅各布森说。
“一些有限形式的碳去除在未来将非常有帮助，我们无疑需要其中的一些来平衡未来的碳预算，”Project Drawdown 的 Foley 说。“我个人认为，基于自然的碳去除是唯一可以想象的、可扩展的、十亿吨级的方法。在开放大气中直接捕获空气根本没有任何意义。
