直接空气碳捕集技术生命周期评价的研究进展及挑战

摘要：

直接空气碳捕集技术(DAC)能够从空气中直接移除二氧化碳,在全球净零排放路径中具有重要作用.但该技术的可行性始终受高能耗及其伴生环境影响的质疑,其实际碳移除效率需通过生命周期评价(LCA)方法评估.概述了现有代表性直接空气碳捕集技术,其中基于高温再生的溶液吸收法(L-DAC)和固体吸附的变温吸附法(S-DAC)DAC系统技术成熟度较高,目前在商业化推广阶段.依据生命周期评价框架,从目标和范围、清单分析、影响评价结果及解释3个方面对DAC生命周期评价研究现状进行分析和评述.L-DAC和S-DAC技术均能够实现净碳移除,但DAC系统的生命周期碳移除效率区间较大,为10％～95％,且极大程度上取决于系统的能耗及能量来源.在DAC生命周期碳排放过程中,系统的热力和电力消耗所造成的温室气体排放占比超过80％,DAC运行过程中所需吸附剂、吸收剂消耗以及工厂建设产生的温室气体排放占比均小于10％.此外,DAC系统的生命周期水耗、材料消耗及土地利用等伴生环境影响也受到关注,初步估算DAC技术的水耗范围在0～50Gt/GtCO2,利用光伏、风电等可再生能源驱动DAC系统会导致其生命周期土地利用面积大幅增加.最后,对DAC生命周期评价发展趋势与挑战进行了梳理并展望了未来研究方向.目前,针对DAC系统的生命周期环境影响评估研究仍处于起步阶段,缺乏标准化的分析框架及实际项目数据支撑,且亟需扩展针对新型DAC技术的生命周期评价,DAC动态生命周期评价以及DAC与其他负排放技术的对比分析研究.

关键词：空气碳捕集、生命周期评价、碳移除、负排放、环境影响

所属期刊栏目：48

分类号：X701(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金72104257

在线出版日期：2023-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2748-2759