直接空气捕获二氧化碳技术的发展与应用探讨

# 直接空气捕获二氧化碳技术的发展与应用探讨
## 1. 定义与原理
### 1.1 定义
- 从大气中直接捕获CO₂的技术
- 属于负排放技术（NETs）
### 1.2 技术原理
- 吸附材料选择性吸附CO₂
  - 固体材料
  - 液体材料
- 释放浓缩CO₂的方法
  - 温度变化
  - 压力变化
- 吸附剂再生
  - 化学反应

## 2. 关键技术
### 2.1 吸附剂开发
- 胺基液体吸附剂
  - KOH溶液
- 金属有机框架（MOFs）
- 固态碱性材料
  - CaO
### 2.2 工艺设计
- 接触器结构优化
  - 蜂巢结构
  - 纤维结构
- 能量回收系统
- 自动化控制技术
### 2.3 能源供给
- 可再生能源耦合
  - 风电
  - 光伏
- 低品位热能利用

## 3. 应用场景
### 3.1 碳中和路径
- 工业难减排领域
  - 航空
  - 钢铁
- 碳移除信用（CDR）交易
### 3.2 资源化利用
- 合成燃料
  - e_Fuel
- 食品级CO₂生产
- 增强石油采收（EOR）

## 4. 优势与挑战
### 4.1 优势
- 地理限制少
- 精确量化碳移除
- 与碳封存技术兼容
### 4.2 挑战
- 高能耗
  - 约1500-2000 kWh/tCO₂
- 吸附剂降解问题
- 基础设施投资大
- 公众接受度与政策风险

## 5. 代表项目
### 5.1 Climeworks（瑞士）
- Orca工厂
  - 处理能力：4000吨/年
  - 技术：地热驱动与地下矿化封存
### 5.2 Carbon Engineering（加拿大）
- 空气制油（Air to Fuel）
- 模块化集装箱设计
### 5.3 Project Bison（美国）
- 计划处理规模：500万吨/年
- 移动式模块化部署

## 6. 发展趋势
### 6.1 技术创新
- 仿生吸附材料开发
- 机器学习优化工艺
- 直接空气矿化技术
### 6.2 成本降低路径
- 规模效应
  - 目标：<$100/吨
- 政策补贴
  - 45Q税收抵免
- 碳市场联动机制