位于瑞士欣维尔的Climeworks DAC工厂。信用:Climeworks。许多环境干预措施的最终目标是大幅减少二氧化碳的排放，并尽量减少其在空气中的存在。有助于实现这一目标的一个工具是直接空气捕获技术，该技术通常通过吸附-解吸过程直接过滤空气中的二氧化碳。虽然发援会技术相当有前途，但其高能源和材料需求可能导致间接温室气体排放和其他不良影响。亚琛工业大学技术热力学研究所的研究人员最近进行了一项研究，旨在评估两家由专门从事二氧化碳捕获技术的瑞士公司Climeworks运营的商业发电厂的生命周期。他们发表在《自然能源》杂志上的论文表明，虽然空气捕获系统可能非常有利，但它们的好处通常取决于为它们提供动力的能源。
“在2017年的戈登碳捕获、利用和存储会议(CCUS)上，我们开始与Climeworks和其他致力于DAC的公司进行讨论，”进行这项研究的研究人员之一André Bardow告诉TechXplore。“虽然发展援助委员会的动机是实现气候惠益，但在生命周期中与其他二氧化碳排放和其他环境影响的权衡是未知的。我们的研究现在基于第一批工厂来确定这些权衡。”
由巴多和他的同事萨拉·多伊兹分析的数据由Climeworks和它的一些合作伙伴提供，是在欣维尔(瑞士)和海利舍伊(冰岛)的两个发援会工厂测量的。研究人员利用这些数据模拟了这两个工厂的整个生命周期，以及数模转换器技术用于捕获二氧化碳的各种吸附材料。随后，他们进行了生命周期评估，以确定工业发援会技术的好处及其潜在的环境影响。
位于冰岛海利希迪的Climeworks DAC工厂。信用:Climeworks。巴多说:“我们的研究表明，欣维尔和海利希迪的第一批数模转换器装置已经可以分别实现85.4%和93.1%的极高碳捕获效率。“他们的关键要求是低碳足迹的能源。此外，虽然发援会导致其他环境影响，但增长并不过度。”
研究人员发现，当发援会技术使用低碳能源时，就像在Hellishei的发援会工厂一样，吸收剂材料的选择和工厂的建造方式变得至关重要，以确保它们的优点和缺点之间的最小权衡。例如，由于它们是如何设计的，并且基于它们用来捕获二氧化碳的材料，Hinwil和Hellisheið的工厂导致每捕获一公斤二氧化碳，分别排放高达45克和15克的二氧化碳。
总体而言，巴多和多伊茨开展的研究展示了大规模实施数模转换器技术的可能好处，同时也强调了其对低碳能源的依赖。此外，它表明，使用该技术来捕获全球每年产生的1%的二氧化碳不会受到材料需求或能源可用性的阻碍或影响。尽管如此，研究人员发现，为了在如此大的规模上成功实施该技术，公司首先需要大幅扩大其使用的吸附剂的生产规模。此外，如果发援会电厂由风能供电，到2050年，使用电网电力的其他环境影响将增加不到0.057%，不超过0.3%。
“在我们接下来的研究中，我们希望阐明发展援助委员会作为减缓气候变化技术组合的一部分的潜在作用和步骤，”巴多总结道。
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