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如果不再依赖化石能源,人类的碳源能否从空气中获得?|科技早知道
声动活泼·2025-08-26 17:23

文章核心观点 - 化石能源不仅是能源载体 更是现代工业的核心碳源 但地下碳资源不可再生且不可持续 必须寻找替代方案 [3][5][6] - 直接空气碳捕集技术通过工业级人工光合作用 利用空气中的二氧化碳和可再生能源生产有机化合物 可完全替代化石能源的碳源属性 [6][7][17] - 可持续航空燃油(SAF)成为首个商业化落地产品 因欧盟ReFuelEU法规强制混合比例(2025年2%/2030年6%/2050年70%)创造明确市场需求 [9][25][26] - 商业模式突破在于将捕集二氧化碳转化为终端产品(如航空燃油)而非碳封存 通过绿色溢价实现经济价值 最终目标是不依赖溢价实现成本优势 [23][24][33] - 技术成熟度处于中试阶段 2024年底完成千吨级试验 2026年扩建至5000吨级 需攻克不同气候条件下的能耗优化和规模化成本控制 [11][13][32] 碳源的战略价值 - 化石能源承担双重角色:70%全球发电的能源属性+化工/医药/纺织等产业的碳源属性 新能源仅解决能源替代但无法提供碳原子 [5][6] - 空气中二氧化碳是地表最大碳源(与海水碳循环联动) 年排放量达500亿吨 需实现数十亿吨级捕集才能支撑现代文明需求 [6][17] - 工业级人工光合作用原理:模仿植物光合作用 以二氧化碳/水/可再生能源为原料 通过催化剂合成淀粉/燃油/烯烃等有机分子 [7] 商业化路径设计 - 首选可持续航空燃油(ESAF技术路线)因经济价值最高:全球年消耗4亿吨(中国占1亿吨) 2%混合比例即800万吨市场规模 [9][26] - 区别于欧美碳封存模式(依赖自愿碳信用市场) 直接生产终端产品规避政策波动风险 形成可持续商业闭环 [20][21][23] - 成本核心是可再生能源电价(占主要成本)和设备折旧 需通过工艺放大降低能耗 目标使最终成本低于传统石油产品 [11][31][33] 规模化挑战与规划 - 中试阶段聚焦收率与能耗验证:2024年千吨级产线(上海临港) 2026年扩建至5000吨级(中国北部测试低温环境) [11][13][37] - 全球布局需适配不同气候:光伏资源丰富区域优先(中东/澳洲/非洲) 但需综合考虑硬件供应链成本(如美国关税影响) [13][15] - 参照特斯拉规模化逻辑:必须达到百万吨级以上产量才能改变行业格局 最终目标年处理十亿吨级二氧化碳 [17][19] 产业机遇与政策驱动 - 欧盟ReFuelEU法规具全球影响力:所有起降欧盟机场的航司均需遵守 推动跨国界碳溢价机制形成 [25][27] - 技术成熟时机已至:光伏成本过去20年下降90%+ 碳捕集技术经济性在过去1-2年达到商业化临界点 [28] - AI发展加剧能源需求:数据中心耗电激增凸显能源转型紧迫性 碳中和技术与数字经济发展形成协同效应 [35]