普旭真空泵配件(国外已开始运行直接从空气中捉住二氧化碳，真空技术帮了大忙)

Posted 2023-05-28

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工业革命以来，人类已经排放了大约2000亿吨二氧化碳。根据IPCC（政府间气候变化专门委员会）最新报告，相比于工业革命前，人类活动造成了全球升温约1.0℃，如果继续以目前的速率升温，全球升温可能会在2030年至2050年达到1.5℃，而这会导致更频繁的极端天气、生态灾害等一系列影响。

　　二氧化碳的去除对于限制全球变暖至关重要。除了大幅减少排放外，还需要大规模部署碳清除解决方案，以消除历史和残留的二氧化碳排放，到2050年实现净零排放，并最终实现净负排放。

　　为了恢复空气中二氧化碳的平衡，大量科学研究表明，到本世纪中叶，每年需要从空气中永久去除100亿吨二氧化碳。联合国最新的报告指出空气直接碳移除技术的重要性，是人类应对气候危机的关键技术，直接空气碳捕获（DAC）技术让实现零碳成为可能。

　　什么是DAC技术？

　　直接空气碳捕获（DAC）是一种直接从大气中提取二氧化碳的技术。它就像一座大型的二氧化碳“吸尘器”，可以吸收空气中的二氧化碳，并转化为有用的材料，或注入地质封存地进行长期封存。

　　直接空气碳捕获分为DAC溶液系统和DAC固态系统两种。其步骤如下：

▲ DAC溶液系统与DAC固态系统原理图

　　首先将空气通过工业级风扇吸入DAC系统。

　　● DAC溶液系统将空气通过化学溶液（如氢氧化物溶液），从而去除二氧化碳。该系统通过施加高温实现化学品的回收，同时将剩余的空气返回到大气。

　　● DAC固态系统利用能与二氧化碳化学结合的固体作为吸收剂，捕获二氧化碳然后形成化合物。新形成的化合物置于真空下加热时与化学剂分离，释放出浓缩的二氧化碳，可以被收集起来用于后续的储存或使用。

▲ DAC固态系统运行示意

　　DAC技术优势

　　DAC技术的优势主要在于可以对数以百万计的小型化石燃料燃烧装置以及数以亿计的交通工具等分布源的二氧化碳进行捕集处理。

　　此外，与其他主要针对固定源捕获的技术相比，DAC装置的布置地点具有更大的灵活性。且DAC技术可与其他二氧化碳捕获和封存技术结合使用，对储存中泄露的二氧化碳进行捕捉。

　　DAC技术与真空

　　对于DAC的发展，真空技术也可以成为其中的重要参与者。

　　如上文所述，被捕获的二氧化碳被释放后，可以使用真空泵提取，并通过管道泵输送到深层地质层。通过自然矿化，二氧化碳与玄武岩发生反应，并在几年内变成石头。

　　利用真空泵提取二氧化碳的好处在于对环境的影响更小，而且可以当场利用从而避免远距离传输。

　　Climeworks公司通过DAC技术捕获二氧化碳，并创新使用Busch普旭的干式爪式真空泵提取过滤出的二氧化碳，为减缓全球变暖做出积极而重要的贡献。因而被授予2021年度“Busch 普旭真空技术创新奖”。上图为德国马德堡普旭总部的颁奖仪式，来源：普旭真空。

　　当然，二氧化碳可以在真空泵提取后进行运输，再应用于其他工业领域，如碳化饮料、水泥制造、与氢结合以制造合成低碳燃料等等。

　　DAC技术发展现状

　　据国际能源署（IEA）统计，目前全球有19座DAC项目正在开发或运行，分别位于加拿大、欧洲和美国。已建成最大的DAC装置位于冰岛，每天捕获大约10吨二氧化碳，并注入地下将其储存在玄武岩中实现矿化封存。

▲ DAC项目外部的大型风扇

　　据外媒报道，美国能源部（DOE）今年也公布了一项投资计划：计划投入35亿美元资金，在2022至2026财政年度期间用于直接空气碳捕获。美国能源部相关负责人表示，这次的计划拟支持在美国境内设立4个百万吨级别区域DAC集群，发展碳移除产业。项目建成后，将能够每年捕获和封存至少100万吨二氧化碳。

　　IEA估计，为了帮助世界到2050年实现净零排放，直接空气捕获技术预计在2030年捕获超过8500万吨二氧化碳，预计在2050年达到9.8亿吨。

▲ 2010-2021年DAC项目全球CO2 捕获量，来源：IEA

▲ IEA预计至2050年DAC项目发展情况，来源：IEA

　　然而，现今DAC技术的碳捕获成本依旧是阻碍其发展的主要原因。以目前的技术来估计，每吨碳捕获成本达到了200美元以上。DAC技术涉及的装置主要有捕集装置、吸附或吸收装置、脱附或再生装置。改进空气捕集装置提高二氧化碳捕集率是降低成本的关键。对吸附装置以及脱附装置的改进和研究至关重要。

　　除此之外，开发兼具高吸附容量和高选择性的吸附材料也是DAC技术未来商业化应用的另一项重要举措。想要实现二氧化碳的零排放，需要我们共同努力。