直接空气碳捕集技术生命周期评价的研究进展及挑战

作者：王珺瑶; 何松; 严家辉; 曾雪兰; 邓帅; 雷励斌; 田志鹏

来源：煤炭学报, 2023, 48(07): 2748-2759.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.cn22.1878

• 空气碳捕集
• 生命周期评价
• 碳移除
• 负排放
• 环境影响

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0～50 Gt/Gt CO2，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。

• 单位
  天津大学; 广东工业大学