瑞典学者直言直接空气捕碳成本高,可再生能源更划算

瑞典学者直言直接空气捕碳成本高,可再生能源更划算

想象一下,当你走进浴室,发现孩子们忘记关掉浴缸水龙头,满地积水。你的反应是什么?当然是先关掉水源,否则无论怎么擦拭地板都是徒劳。这一生活常识恰恰揭示了当前全球应对气候变化战略中的一个关键误区:在未能有效遏制温室气体排放源头之前,试图通过技术手段从大气中移除二氧化碳(CO2),无异于边放水边拖地。

直接空气捕碳面临规模化与成本双重瓶颈

在法国科莫举行的C30气候大会首日,一位瑞典科学家公布了一组令人深思的数据:若要避免气候灾难,必须从大气中移除巨量的二氧化碳。然而,目前备受瞩目的“直接空气捕集”(Direct Air Capture,简称DAC)技术,正面临严峻的现实挑战。DAC技术利用大型风扇吸入空气,通过化学或物理过滤器捕获CO2,随后将过滤后的空气释放,并对过滤器进行处理以提取并封存或转化被捕获的二氧化碳。

问题在于,尽管大气中CO2含量足以导致气候变暖,但其浓度极低(仅约0.04%),这意味着捕获过程极其耗能且成本高昂。美国斯坦福大学“PSE Healthy Energy”研究团队通过建模分析指出,全球每年CO2排放量约为360亿吨。若要完全通过DAC技术抵消这些排放,需要建设3万个大型DAC工厂。每座工厂的建设成本高达5亿美元,总投入将达15万亿美元。即便在极其乐观的技术假设下,其能效和经济效益仍难以与可再生能源竞争。

可再生能源的投资回报率显著优于碳捕集

Zui新发表在《Communications Sustainability》期刊上的研究首次系统比较了部署风能与太阳能同DAC技术的效益差异。以往的研究多聚焦于DAC能否以可接受的成本每吨移除一定量碳,或评估其净碳排放是否为负。而本次研究则从“机会成本”角度出发,探讨在同等资金约束下,哪种选择能带来更大的气候与健康收益。

数据显示,在美国几乎每个电网区域,到2050年为止,每年投入1亿美元用于公用事业规模的风能或太阳能开发,其产生的气候和健康效益均远超用于DAC技术。即使假设DAC技术取得突破性进展——能耗降低三分之二至约1500千瓦时(低于法国人均年用电量),且成本减半至每吨500美元,可再生能源的相对优势依然明显。

研究人员甚至测试了极端理想场景:若DAC能耗降至800千瓦时/吨,成本仅为100美元/吨,该技术才可能在整体层面具备一定吸引力,但即便如此,风能和太阳能仍将在美国大部分地区保持更优的投资回报。这一结论有力地反驳了“碳捕集技术将单独拯救气候”的乐观论调。

警惕“道德风险”与潜在的环境副作用

需要明确的是,直接空气捕集不应与工业烟囱端的碳捕集混淆。后者因气体浓度高、处理简单、成本低且效率高,通常被视为更可行的减排补充手段,主要用于抵消难以消除的残余排放。而DAC作为地球工程的一种前沿尝试,其大规模部署可能引发“道德风险”,即让决策者和公众误以为未来技术可以弥补当前的排放过失,从而削弱当下立即减排的动力。

此外,若DAC设施接入仍部分依赖化石燃料的电网,将产生新的环境负担。研究计算表明,这种电力结构会导致二氧化硫、氮氧化物和细颗粒物(PM2.5)等污染物在发电厂附近的社区集中排放,造成严重的健康危害。相反,可再生能源的部署能在所有模拟区域和情景下带来普遍的健康收益。若DAC技术性能无法实现根本性突破,到2050年,其在美国造成的温室气体新增排放和空气污染总量,可能超过其自身抵消的量。

国际能源署(IEA)数据显示,2023年全球CO2排放量升至374亿吨。面对这一严峻形势,法国及欧洲学界正重新审视气候政策的优先级。正如法国地质研究局(BRGM)前科学主管Pierre Toulhoat所言:“碳封存是好的,但节约与减排更好。”DAC技术或许能在特定领域作为补充方案,但绝不能成为延缓源头减排的借口。

对于中国而言,这一研究提供了重要的战略参考。中国在光伏和风能领域已具备的制造能力与应用规模,形成了完整的产业链优势。面对国际舆论中可能出现的“碳捕集替代减排”论调,中国应继续坚持“双碳”目标中的源头治理逻辑,避免陷入高成本、低效率的技术路径依赖。同时,可关注DAC技术在工业尾气处理等特定场景的应用潜力,但核心仍在于通过能源结构转型和能效提升,实现经济增长与碳排放的彻底脱钩。

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