直接空气捕获

直接空气捕获净零的关键技术 国际能源署IEA 全面审查能源问题，包括石油、天然气和煤炭供需、可再生能源技术、电力市场、能源效率、能源获取、需求侧管理等等。通过其工作，IEA 倡导将提高其能源可靠性、可负担性和可持续性的政策。31成员国、8 个协会国家及其他国家。请注意，本出版物受到限制其使用和分发的特定限制。条款和条件可在 www.iea.org/t&c/ 上在线获取本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权，不影响国际边界和边界的划定以及任何领土、城市或地区的名称。资料来源：国际能源署。版权所有。国际能源署网站：www.iea.org国际能源署成员国：澳大利亚 奥地利 比利时 加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰 法国 德国 希腊 匈牙利 爱尔兰 意大利 日本 韩国立陶宛卢森堡墨西哥 荷兰 新西兰 挪威 波兰 葡萄牙斯洛伐克共和国 西班牙瑞典 瑞士 土耳其英国 美国欧盟委员会也参与了 IEA 的工作IEA 协会国家：巴西 中国 印度 印度尼西亚 摩洛哥 新加坡南非 泰国 直接空气捕获净零的关键技术抽象的磷年龄|页3抽象的直接空气捕获在净零路径中发挥着重要且日益重要的作用。捕获 CO2直接从空气中取出并永久储存可去除 CO2来自大气，提供了一种平衡难以避免的排放的方法，包括来自长途运输和重工业的排放，以及为遗留排放提供解决方案。空气捕获的 CO2 也可用作需要碳源的一系列产品的气候中和原料。在 IEA 到 2050 年实现净零排放情景中，直接空气捕集技术可捕集超过 85 公吨的二氧化碳22030 年和大约 980 MtCO2到 2050 年，需要从近 0.01 MtCO 大规模加速扩大规模2今天。目前有 18 个直接空气捕获设施在加拿大、欧洲和美国运行。首个高达 1 MtCO 的大型直接空气捕集装置2/year 处于高级开发阶段，预计到 2020 年代中期将在美国运营。本报告探讨了直接空气捕获背后的增长势头，以及扩大直接空气捕获技术部署与净零目标一致的机遇和挑战。它考虑了这些技术的现状、降低成本的潜力、未来的能源需求以及直接空气捕获设施的最佳位置。最后，报告确定了直接空气捕获投资的关键驱动因素和政策行动的优先事项。国际能源署。版权所有。 直接空气捕获净零的关键技术致谢磷年龄|页4致谢、贡献者和致谢本报告由国际能源署 (IEA) 可持续发展、技术和展望局的能源技术政策司编写，该司由 Timur Guel 领导。主要作者是 Sara Budinis。 Samantha McCulloch（碳捕集、利用和封存技术部门负责人）提供了重要的意见和指导。该报告受益于 IEA 内其他专家的宝贵意见和评论，包括 Praveen Bains、Simon Bennet、Francois Briens、Mathilde Fajardy、Araceli Fernandez Pales、Carl Greenfield、Ilkka Hannula、Karan Kochhar、Luca Lo Re、Sara Moarif、Rachael Moore 、麦克斯韦·皮肖塔和 Uwe Remme。 Caroline Abettan 和 Marina Dos Santos 提供了必要的支持。IEA 通信和数字办公室还协助并促成了最终报告和网站材料的制作，特别是 Astrid Dumond、Allison Leacu、Taline Shahinian、Therese Walsh 和 Wonjik Yang。该报告由 Justin French-Brooks 编辑。在数据和信息收集过程中咨询了来自 IEA 以外的几位专家并审查了该报告。他们的贡献非常有价值。这些专家包括：Adam Baylin-Stern 碳工程 Lee Beck 清洁空气工作组 Christoph Beuttler ClimeworksChris Bolesta 能源总监，欧盟委员会Merrit Dailey Carbon DirectTim Dixon 温室气体研发技术合作计划 (GHG TCP/ IEAGHG)Ryan Edwards 西方石油公司 Claude Gauvin 自然资源 加拿大 Dan Hancu 美国能源部Geoff Holmes Carbon Engineering Anhar Karimjee 美国能源部Hiroshi Kawakami 经济产业省日本工业国际能源署。版权所有。 直接空气捕获净零的关键技术致谢磷年龄|页5Jasmin Kemper 技术合作计划关于温室气体研发 (GHG TCP/ IEAGHG)阿努汗 Carbon180Hélène Pilorgé 宾夕法尼亚大学 Miles Sakwa-Novak 全球恒温器Vivian Scott 气候变化委员会，联合王国Louis Uzor ClimeworksJeffrey Weir 全球恒温器国际能源署。版权所有。 直接空气捕获净零的关键技术目录磷年龄|页6目录摘要3执行摘要 8第 1 章. 对净零的直接空气捕获越来越感兴趣 13简介 13直接空气捕获在实现净零目标中的作用 14今天部署直接空中捕获 18第 2 章 CO 捕集技术2从空中 21固体和液体直接空气捕获 21新兴的直接空气捕获技术 24捕获 CO 的成本2直接从空中 27第 3 章直接空中捕获部署的关键考虑因素 34扩大直接空气捕获价值链 34直接空气捕获能量需求 35碳足迹和碳去除成本 36水和土地足迹 39第 4 章. 直接空气捕获的最佳位置 41按位置捕获成本 41能源 43空气捕获的二氧化碳的使用和储存2 ....................................................................................................................................................................................46第 5 章作为二氧化碳去除组合的一部分的直接空气捕获 49什么是二氧化碳去除？ 49主要的二氧化碳去除方案有哪些？ 50第 6 章扩大直接空中捕获的部署 54支持直接空气捕获 54直接空气捕获的商业模式 63直接空中捕获部署的六个优先事项 68附件 73缩写词和首字母缩略词 73计量单位 74图表列表可再生能源潜力和二氧化碳地图2地质储存 10全球二氧化碳2在净零情景 15 中从生物质和 DAC 中捕获全球二氧化碳2在净零场景 16 中使用从 DACS 和 DAC 捕获国际能源署。版权所有。 直接空气捕获净零的关键技术目录磷年龄|页7全球能源消耗（左）和二氧化碳2从 DAC 中捕获（右）净零情景 16DAC全球运营能力，2010-2021 18全球运营的 DAC 工厂 19S-DAC（顶部）和 L-DAC（底部）配置 22S-DAC 和 L-DAC 技术的主要特点 23一氧化碳2不同 CO 的捕获成本2浓度，2020 27不同热量、电力和二氧化碳的捕集成本平准化2价格，DACS（上）和 DAC 与 CO2使用（下），2020 292020 年按支出类型对 DAC 平准化成本的贡献 30高层驱动对 DAC 成本下降的贡献 31边做边学可能会降低 DAC 的 CAPEX 32DACS 和含 CO 的 DAC 的能源需求2技术和二氧化碳的使用2目的地 35各种发热技术的工作温度 36按能源划分的 DACS 碳去除效率 372020 年 DACS 热电能源除碳成本 382030 年选定地区通过 DACS 技术捕获碳的平准化成本和 2050 42选定的 DACS 技术和能源捕获碳的平准化成本（包括 250 美元/吨碳价格）地区，2050 .................................43可再生能源和核能源潜力和二氧化碳地图2地质储存 45主要 CDR 方法和技术的主要特点 51开发中的 DAC 项目 54按地区划分的主要公共资助的 DAC 倡议 552020 年和 2030 年对 DACS 的政策支持和平准化成本，美国 57在欧洲获得公共资助的选定 DAC 项目 59评估 DACS 作为高质量 CDR 642020 年用于长途运输的低碳燃料简化平准化成本 68DAC 开发和部署的主要政策工具 69箱子清单IPCC 和 IEA 情景中的 CDR 17引领 DAC 技术发展的公司 19TRL 量表 25DAC 40 的公众接受度CO矿化2永久存储 47主要 CDR 选项 52DAC 公司的潜在资金来源 62CDR 组合中的 DAC 认证和会计 66国际能源署。版权所有。 直接空气捕获净零的关键技术执行摘要磷年龄|页8执行摘要捕获 CO2从空中可以支持净零目标直接空气捕获 (DAC) 在净零路径中发挥着重要且不断增长的作用。捕获 CO2直接从空气中取出并永久储存可去除 CO2来自大气，提供了一种平衡难以避免的排放的方法，包括来自长途运输和重工业的排放，以及为遗留排放提供解决方案。在 IEA 到 2050 年实现净零排放情景中，DAC 技术捕获超过 85 公吨的二氧化碳2 2030 年和大约 980 MtCO2到 2050 年，需要从几乎0.01 MtCO2今天。DAC 是碳去除产品组合的关键部分。二氧化碳清除 (CDR) 不是减少排放的替代方法，也不是延迟行动的借口，而是“净”零综合战略的一部分——排放最终与消除的排放相平衡。 CDR 方法的范围从基于自然的解决方案（如植树造林）到以碳捕获和储存为基础的基于技术的方法。含地质 CO 的 DAC2作为 CDR 方法，储存具有几个优点，包括相对较小的土地和水足迹，以及对储存的持久性和 CO 量化的高度保证2删除。DAC 的贡献不仅仅是碳去除。空气捕获的 CO2 可用作一系列需要碳源的产品的气候中和原料，从饮料到化学品和合成航空燃料。在 2050 年净零排放情景中，大约 350 公吨空气捕获的二氧化碳2 用于在 2050 年生产合成燃料，包括用于航空，支持该行业为数不多的减少排放的选择之一。直接空气捕获的势头正在增长DAC 工厂目前规模较小，但有增长计划。目前有 18 个 DAC 设施在加拿大、欧洲和美国运营。除两个设施外，所有设施都出售其 CO2 供使用，最大的此类工厂（于 2021 年 9 月在冰岛投入使用）正在捕获 4 000 吨二氧化碳2/年储存（通过矿化）。第一个高达 1 MtCO 的大型 DAC 工厂2/year 处于高级开发阶段，预计到 2020 年代中期将在美国运营。政府和行业正在支持 DAC。自 2020 年初以来，各国政府已承诺为 DAC 提供近 40 亿美元的资金国际能源署。版权所有。 直接空气捕获净零的关键技术执行摘要磷年龄|页9开发和部署。这包括 35 亿美元用于在美国开发四个 DAC 中心和 1.15 亿美元的 DAC 奖计划。澳大利亚、加拿大、日本、英国和其他地方即将获得新的研发资金。美国还在 COP26 期间启动了 Carbon Negative Shot，将 DAC 确定为具有去除 CO 潜力的 CDR 方法组合2 并以低于 100 美元/吨二氧化碳的价格大规模持久储存2.私人和慈善投资也在增长：自 2020 年初以来，领先的 DAC 公司已筹集了约 1.25 亿美元的资金，从微软到联合航空公司的公司都在投资早期项目。 DAC 是 Breakthrough Energy Catalyst 计划投资高达 15 亿美元的四项技术之一，也是 2021 年宣布的 1 亿美元碳去除 XPRIZE 的合格技术。今天的成本很高，但预计会下降捕获 CO2从空气中捕获碳是最昂贵的应用。一氧化碳2大气中的浓度比发电站或水泥厂的烟气稀释得多。相对于这些应用，这导致 DAC 更高的能源需求和成本。但 DAC 在净零路径中也扮演着不同的角色，包括作为 CDR 解决方案。 DAC 的未来捕集成本估算范围广