太阳热型直接空气捕集系统的设计优化与全球影响评估
系统与控制
2025-10-24 v1 系统与控制
摘要
实现经济体系脱碳并满足全球能源需求日益增长的挑战,凸显了可扩展且具成本效益的二氧化碳移除技术的必要性。直接空气捕集 (DAC) 作为最具前景的方案之一,其高能耗——尤其是固体再生所需的热能——仍是制成本降低和可持续部署的关键障碍。本研究探索了将集中太阳热技术与低成本沙基储热技术相结合的太阳热型DAC系统。我们分析了此类系统在网联式和独立式配置下的技术经济性能。结果表明,太阳热DAC可实现年均容量因数超过80%,CO2 移除成本可降至160-200美元/吨,与领先的DAC技术保持竞争力。该系统最高效时采用短循环固体,以适配太阳能 availability。唯有solely依赖太阳能为电能和热能的独立式Solar-DAC系统,在日照资源丰富、沙质地貌较好的地区尤为有前景,对温度和湿度的环境敏感性最小。设计为6000吨/年的模块化系统,其土地使用需求<1km2,在全球沙质地貌区域 alone 可实现>26Gt/年的DAC 容量。对于适合CO2储存的沉积盆地区域,太阳能驱动的DAC相对于常因地质和经济限制而面临挑战的地热加热,提供了更低成本的替代方案。
引用
@article{arxiv.2510.20135,
title = {Design Optimization and Global Impact Assessment of Solar-Thermal Direct Air Carbon Capture},
author = {Zhiyuan Fan and Bolun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.20135},
year = {2025}
}
备注
4 figures