白碳——从空气中直接捕集、封存或利用CO2的新型碳类型
范佳佳 陈钰什
DAC“白碳”——一种新的碳颜色
碳有很多种颜色，这种论调绝不是造词或者哗众取宠。事实上，将碳分为不同颜色有助于我们对碳循环的理解。例如，绿碳、蓝碳、和蓝绿碳强调的是碳捕获过程及其缓解气候变化的作用。而黑碳、棕碳和灰碳指的是需要被利用或减少的碳类型。绿碳通常反映的是陆地生态系统捕获的碳，例如森林生态系统。蓝碳与绿碳类似，描述的是被海洋捕集的碳。蓝碳的定义最初局限于红树林、盐沼和海草床的碳捕集，但现在广义上的蓝碳还包括海藻和海底沉积物对碳的捕集。蓝绿碳也是纳入碳光谱的一种全新的碳类型。美国肯尼恩学院的西沃恩•芬尼斯（Siobhan Fennessy）教授认为，“蓝绿碳指的是储藏在内陆淡水湿地中的碳”。此外，《自然评论地球与环境》的编辑劳拉•辛克（Laura Zinke）在《碳的颜色》这篇评论中从全光谱角度对有机碳进行了分类。联合利华将“碳彩虹”概念作为其未来清洁战略的一部分。该战略的核心是，用其他可再生和可回收的碳源替代不可再生的原始化石燃料（“黑碳”）。其中包括从空气或工业排放中捕获的“紫碳”、来自海洋的“蓝碳”、来自废料的“灰碳”以及来自植物和生物质的“绿碳”。
值得注意的是，该战略中的“紫碳”包含了从空气或工业排放中捕获的碳。但是事实上，从空气中直接捕集碳与在工业排放中捕获碳的机理并不相同。在工业排放过程中捕获碳更多属于“灰碳”的范畴，而空气直捕CO2则可以被称为“白碳”。我们认为，代表直接空气捕集与封存或利用的新型碳类型 - DAC+S，应该形成一种新的“碳彩虹”颜色，命名为“白碳”被单独强调。
所以，我们从碳捕集角度将碳颜色家族重新分类和定义：黒碳——无法捕集的碳、绿（蓝绿）碳——陆地生态系统捕集的碳、蓝碳——海洋生态系统捕集的碳、灰碳——在工业过程中捕集的碳、白碳——空气直接捕集的碳。而“白碳”就是依赖空气直捕CO2技术（DAC）实现的。
从空气中直接捕集CO2是碳移除的重要方式
原国家林业局气候办常务副主任，中国绿色碳汇基金会创会秘书长李怒云在近期召开的“2023中国上市公司碳达峰碳中和发展高峰论坛”上指出：碳汇指的是从大气中吸收二氧化碳的活动和机制，而非仅是森林吸收二氧化碳的活动和机制。由此，我们可以引申到碳移除、碳捕集，则对碳的捕获分为生态（自然）捕获和技术捕获，或者说，碳移除包括基于自然解决方案的植树造林和基于技术解决方案的碳捕集与封存等多种方式。
其实，全球碳排放有大概29%被陆地生态系统（主要是森林）捕获吸收，24%被海洋捕捉。而剩余的47%则直接被释放到大气中。森林、湿地、草原、海洋和农业等具有固碳作用的生态系统对捕捉和吸收CO2的作用十分有限。这就需要人类充分利用技术碳捕捉实现净零排放目标，从空气中人工捕集CO2,其代表性技术称为“二氧化碳直接空气捕集”（DAC）。
DAC技术对于我国实现碳中和目标具有战略意义，值得关注
空气直捕CO2技术（DAC）可以直接从大气中提取CO2，并将其永久封存，实现碳平衡。DAC是碳移除的关键技术之一，也是国际社会实现《巴黎协定》温控目标的必要技术。DAC技术在全球气候治理中的作用日益突出，受到国际社会的广泛关注。国际能源署（IEA）发布的《直接空气碳捕集2022》报告强调DAC技术在实现净零排放目标中的重要性。国家发展改革委国家能源局在《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》中表示中国鼓励低碳技术发展。其中，碳捕获被认为是中国实现气候目标的重要支柱。DAC技术对于我国实现碳中和目标具有战略意义。
DAC技术不是碳减排的替代方案，而是“净”零排放综合战略的一部分，旨在使碳排放量与减排量达到平衡。根据国际能源署（IEA）的2050年净零排放情景估计，到2030年，需要捕集超过8500万吨的CO2。到2050年，则需要捕集9.8亿吨CO2。与其他负排放技术相比，DAC技术占用水土空间较小，封存永久性和脱碳量更有保障。空气中捕集的CO2还可以作为一种气候中性原料，用于生产饮料、化学品和合成燃料等多种产品。据预测，到2050年，将有3.5亿吨从空气中捕集的CO2被用于生产合成燃料，其中包括难以实现电气化的航空业。DAC技术的未来发展趋势值得关注。
国际社会已经广泛部署DAC商业化项目，我国却刚刚起步
目前，全球已有18个DAC基础设施在加拿大、美国、欧洲等国家运行。其中，最大的DAC工厂于2021年9月在冰岛投产，该工厂每年能够捕集4000吨CO2，并通过矿化方式进行封存。另外，全球首个年碳捕集量达到100万吨的大型DAC工厂正在筹建中，预计将于2025年在美国投入运营。自2020年初以来，各国政府已发布相关DAC战略或承诺提供资金支持DAC技术的开发和部署。其中，英国的净零排放战略要求到2050年实现约8000万吨CO2/年的碳去除能力。美国计划投资35亿美元，用于建设4个DAC中心。加拿大2022年宣布到2030年直接空气捕捉设备的投资税收抵免为60%，到2040年为30%。同时，澳大利亚、日本、英国等国家和地区也将进行相应的资金投入。此外，私营部门的投资也在增长：自2020年初以来，全球领先的DAC公司已筹集了约1.25亿美元的资金，并且微软、联合航空公司等企业也已参与该领域的早期相关项目。
中国的能源结构以化石燃料为主，化石燃料作为中国重要的制造业基础，在今后一段时期内仍将是主要的能源来源，这使中国成为全球DAC开发和部署的最大潜在市场,生长出黑鲸能源等技术创新企业。同时，中国正在采取积极措施，探索适合本国的DAC商业化路线。其中，政府和行业领袖推动的国际合作将深化公众对DAC的理解，协调和加强公众对DAC的接受程度，并进一步加快DAC在全球最大市场的部署步伐。
我们也应该看到，DAC技术面临着高成本高能耗等严峻挑战，需要进一步提高其技术水平和经济效益。据估计，在已建成的大型电厂中使用该技术捕集CO2的成本为每吨125-335美元。但通过技术创新和项目部署示范，有望将未来的捕集成本降低到每吨100美元以下。中东、中国、欧洲、北美等地区将是部署该技术的最低成本区域。然而，要实现成本下降，还需要公共部门和社会各界对该技术创新和产业示范给予支持。为此，建议我国应密切关注DAC技术的最新进展，加强DAC技术的研发和示范工程，加强DAC关键技术的研发和创新，支持DAC技术的示范应用和推广，为达成碳中和目标，促进经济社会的可持续发展提供战略技术支撑。
作者分别为:上海社会科学院信息研究所智慧城市研究室主任、副研究员、上海市人民政府发展研究中心与上海交通大学国际与公共事务学院联合培养博士后；中国环境科学学会碳达峰碳中和专委会委员
本文部分内容转自“上观新闻”
声明：本篇相关文章于2023年8月30日首次发表于“上观新闻”，题名：“碳有很多种颜色？这绝不是哗众取宠，“白碳”正在兴起”。2023年9月4日首次在本号发表，原题名“观点 | 范佳佳、陈钰什：从空气中直接捕捉二氧化碳，“白碳”正在兴起”。之后陆续发现有公号转载但未注明原文作者和来源。请相关公号尊重著作权和版权，尽快补充转载信息。同时感谢业绩关注本篇文章，欢迎合法转载。
