直接空气捕集（DAC）技术作为负碳排放技术（NETs）的核心路径之一，正从科学前沿走向商业化初期。在全球“双碳”目标的驱动下，DAC技术因其地理限制小、碳捕集纯度高等优势，被视为解决历史排放和难以减排部门碳排放的关键补充手段。
直接空气捕集行业正处于爆发前夜。强有力的政策激励（尤其是美国IRA）正以前所未有的速度推动其从示范走向商业化。尽管高成本仍是主要障碍，但巨大的市场潜力和迫切的碳中和需求为技术降本和创新提供了强大动力。DAC不是应对气候变化的“银弹”，但将是实现全球净零目标不可或缺的“安全网”。
1.产品定义与技术路径
1.1产品定义
直接空气捕集（DAC，Direct Air Capture）是指从环境大气中直接分离和捕集二氧化碳的技术过程。它不同于在排放源（如烟囱）处进行碳捕集与封存（CCS），而是主动清除大气中已存在的、低浓度（约420ppm）的CO₂。捕集后的CO₂可通过地质封存实现永久移除，或作为原料生产合成燃料、化学品、建筑材料等，实现资源化利用。
1.2主要技术路径
目前，DAC技术主要分为两大类：
液体溶剂法（湿法/碱液法）：
原理：使空气通过碱性溶液（如氢氧化钾），CO₂与溶液发生化学反应被吸收，形成碳酸盐。随后通过高温（约800-900°C）加热碳酸盐，释放出高纯度CO₂，同时溶剂再生循环使用。
代表企业：Carbon Engineering（被西方石油公司收购）、CarbonCapture Inc.
特点：技术相对成熟，单机捕集规模大，但能耗高（主要为高温热源），设备占地面积大，对水资源有一定需求。
固体吸附法（干法）：
原理：使空气通过具有高比表面积和特定官能团的固体吸附材料（如胺功能化多孔材料、MOFs等），CO₂被物理或化学吸附。随后通过改变温度（变温吸附，TSA）或压力（变压吸附，PSA）使CO₂脱附，材料再生。
代表企业：Climeworks、Global Thermostat。
特点：模块化设计灵活，能耗相对较低（多使用中低温热源，如100-120°C），但材料长期稳定性和抗中毒能力是关键挑战。
1.3核心挑战
两种路径均面临共同挑战：高能耗、高成本。由于空气中CO₂浓度极低，捕集过程需要处理大量空气，导致风机能耗巨大。此外，溶剂/吸附剂的再生也需要大量热能/电能。当前成本估计在$400-$1000/吨CO₂之间，远高于碳市场普遍价格，是产业化的主要瓶颈。
2.行业现状
发展阶段：处于商业化示范与早期部署阶段。全球已建成约30个中试或示范规模DAC工厂，首个百万吨级商业化项目（如美国“Stratos”项目、冰岛“Mammoth”项目）正在建设中。
项目地域分布：主要集中在美国、欧洲（尤其是冰岛、挪威）、加拿大和中东。这些地区通常具备政策支持强劲、清洁能源（地热、风光）丰富、碳封存条件优良或碳利用市场成熟等一项或多项优势。
产业链雏形：
上游：设备制造（风机、热交换器）、专用材料（吸附剂/溶剂）研发与生产。
中游：DAC技术提供商（设计、建造、运营DAC工厂）。
下游：碳封存服务商（油气公司、专业地质服务公司）、碳利用市场（合成燃料、食品饮料、温室农业等）、碳信用购买方（寻求碳中和的企业、政府）。
3.相关政策
3.1国际政策
美国：《通胀削减法案》（IRA）是最大催化剂。该法案将针对DAC的45Q税收抵免额度提升至最高180美元/吨（地质封存）和130美元/吨（资源化利用），为项目提供了明确且有力的经济保障，吸引了大量资本涌入。
欧盟：“Fit for 55”一揽子计划推动碳去除发展。欧盟碳市场（EU ETS）将碳去除纳入框架，创新基金（Innovation Fund）为DAC项目提供资助，并正在制定《碳移除认证框架》（CRCF），以规范碳信用市场。
其他国家：加拿大、英国、日本等通过政府基金、研发补贴等方式支持DAC技术发展。
3.2中国政策
顶层设计：“双碳”目标明确了负碳技术的重要性。《“十四五”应对气候变化规划》和《“十四五”能源领域科技创新规划》均提出要开展直接空气捕集等负排放技术的研发与示范。
地方与产业实践：目前仍以科研攻关和试点示范为主，大规模商业化政策（如类似45Q的补贴）尚未出台。部分能源企业和研究机构（如中石化、清华大学）已开始布局相关技术研发和试验项目。中国在DAC设备制造、材料开发方面具有潜在产业优势。
4.市场规模
短期（至2030年）：市场规模取决于首批商业化项目的成功和成本的快速下降。据国际能源署（IEA）、彭博新能源财经（BNEF）、和仕咨询集团等机构预测，到2030年，全球DAC年捕集量有望达到5000万至1亿吨CO₂。对应的年投资规模可达数十亿至百亿美元级别。
长期（至2050年）：为满足全球净零排放目标，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）和IEA等机构情景分析指出，到2050年，全球每年需要通过DAC等技术捕集数十亿吨的CO₂。届时，DAC可能形成一个万亿美元级别的巨大市场。
驱动力：强制减排政策（碳市场、碳边境税）、企业自愿碳中和承诺、碳去除信用（CDR）市场的成熟以及技术成本下降。
5.竞争格局
当前竞争格局呈现“技术创新主导，多元玩家入局”的特点。
第一梯队：领先的纯技术公司
Climeworks（瑞士）：固体吸附法全球领导者，拥有目前全球最大的运营中DAC工厂（冰岛“Orca”，年捕集4000吨），主要商业模式是销售碳去除信用。
Carbon Engineering（加拿大）：液体溶剂法领导者，技术授权模式为主，其技术被西方石油公司用于建设美国“Stratos”（百万吨级）项目。
第二梯队：快速发展的创新公司
CarbonCapture Inc.（美国）：模块化固体吸附法，专注于与项目开发商合作快速部署。
Global Thermostat（美国）：固体吸附法，但发展相对缓慢。
第三梯队：产业巨头与能源公司
西方石油公司（Occidental）：通过收购Carbon Engineering技术，并成立子公司1PointFive，旨在成为最大的DAC运营商和碳信用供应商。
空客、微软、Stripe等：作为下游大客户，通过提前采购协议（offtake agreement）或投资基金，为DAC项目提供早期资金，锁定未来碳信用。
竞争焦点：从单一的技术竞赛，演变为“技术降本能力、项目交付速度、融资与合作伙伴网络、碳信用销售渠道”的综合竞争。
6.发展趋势
技术迭代加速，成本持续下降：未来5-10年，通过材料科学突破（如新一代低成本、高性能吸附剂）、流程优化（热能整合、余热利用）和规模化生产，DAC成本有望降至$150-$300/吨CO₂，进入更多应用场景。
能源耦合与一体化项目成为主流：DAC将与廉价、稳定的可再生能源（尤其是地热、核电）或工业余热深度耦合，以降低能耗和运营成本。DACCS（捕集+封存）一体化项目是早期大规模部署的主要形态。
商业模式多元化：从单一的碳信用销售，发展为“碳信用+碳利用+政府服务”的组合。利用捕集的CO₂生产可持续航空燃料（SAF）等高价产品，或为政府提供公共气候服务（如达成国家自主贡献目标），将创造更稳定的现金流。
政策与市场机制日趋完善：更多国家将出台针对性的补贴和采购政策。国际和自愿碳市场将建立更严格、透明的碳移除信用认证、监测和交易规则，确保环境完整性。
产业链协同与区域集群化发展：围绕优质封存地（如美国二叠纪盆地、北海沿岸）或丰富清洁能源地（如冰岛、中东），将形成集DAC技术、可再生能源、地质封存、碳利用于一体的产业集群。
中国角色日益重要：随着国内“双碳”战略深化，中国可能在DAC材料制造、关键设备供应和特定场景应用（如结合大型风光基地）方面发挥重要作用，并逐步推出本土示范项目和政策框架。
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