陳　曦 嶺南大學跨學科學院院長

碳中和可以比喻為一個天平：天平左端是碳排放量，天平右端是一個國家或地區可以吸納碳的匯總量；天平達到平衡為碳中和。加強碳天平右端的比重，特別是二氧化碳捕集、利用、封存（CCUS）和負排放，既可以直接降低空氣中的二氧化碳濃度，也有望成為實現碳中和「兜底」的有效路徑，還可以催生出新的產業鏈和機遇。

高效捕集二氧化碳

二氧化碳的捕集，無論是第一代技術，如胺基吸收劑、整體煤氣化聯合循環（IGCC）燃燒前捕集、常壓富氧燃燒等，還是第二代技術，如化學鏈燃燒、新型膜分離、增壓富氧燃燒等，都是針對集中排放源捕集（PSC）。但由於大多數PSC技術都聚焦於捕集煙氣後獲取100%濃度的二氧化碳，後續需要建設大規模專用管路系統，用作運輸集中捕集的二氧化碳，其運輸過程成本往往也很高昂。同時，100%濃度的二氧化碳未必為下游的二氧化碳使用所青睞。例如，富碳農業中植物的光合作用僅需極低濃度的二氧化碳，按照傳統捕集方法，從電廠集中捕集後，氣體需要淨化、從專用管路花費巨大運輸成本到達農業設施，並且稀釋為合適濃度之後再使用，顯然得不償失。因此，傳統的PSC與很多下游的二氧化碳使用脫節或不兼容，沒有做到面向對象的按需捕集，也沒有形成產業鏈並發揮各級的經濟效益。

從碳循環的角度講，化石燃料的「開採—加工—儲存—利用—排放—回收—再生—再利用」的循環過程，本質上是使碳元素在其不同形式的化合物之間進行轉換，並產出有附加值的產品。在整個碳循環中，幾乎每一步的碳化合物及其衍生產品等，都有着鮮明的國籍和商標，比如澳洲的煤、沙特的油、中電的電、中石化的汽油等，唯獨空氣中的二氧化碳既沒有國籍也沒有商標，是完全免費的碳元素資源。因此，如果能夠從空氣中直接捕集二氧化碳（DAC），並且能夠將捕集的二氧化碳就地實現低成本和高效的利用，除了轉變為有附加經濟效益的產品及助力碳中和之外，從全球戰略角度來說，哪一個國家和地區先行布局DAC及相關碳的轉化和再利用，就有可能實現對全球碳資源的重新調配，為國家能源戰略安全保駕護航。

以DAC為代表的分布式碳捕集不但是PSC的重要補充，而且其擁有的諸多優勢是傳統的PSC無法比擬的。

催生新型產業鏈

首先，分布式捕集的二氧化碳體量巨大。空氣捕集二氧化碳可應對全球任何國家任何企業的排放，在全球任何地點由第三方企業開展分布式捕集。 

其次，分布式捕集可以在任意地點隨時捕集並就地應用，幾乎零運輸成本，可以完美地銜接任何二氧化碳的再利用方式，把CCUS當中的捕集（C）和利用（U）無縫銜接在一起形成全碳循環。

第三，可以根據下游客戶需求，實現按需的任意濃度捕集，特別是獲取的二氧化碳相對濃度較低時候（如農業、生物等應用），DAC捕集的成本極低。例如筆者所領導的課題組（從哥倫比亞大學到嶺南大學）開發的全世界領先的特有乾濕法空氣捕集材料，相比傳統方式，投資和運營成本均明顯降低，是捕集技術的重要革命。 

我們研發的、和紙片一樣薄的MSDAC，材料成本非常低廉，其在乾燥狀態下可自動化學吸附二氧化碳，只需少量水氣就可以釋放出二氧化碳。通過調節釋放過程中的真空度，可以獲取任意濃度的二氧化碳/空氣混合氣。我們預期這將奠定新一代分布式碳捕集技術的革命性飛躍，並為後續的二氧化碳變廢為寶打下堅實基礎。