中国环境科学

作者：严家辉, 何松, 王珺瑶, 陈颖, 曾雪兰, 田志鹏, 雷励斌, 刘建平

单位：1. 广东工业大学材料与能源学院, 广东 广州 510006;2. 广东省功能凝聚态物质重点实验室, 广东 广州 510006;3. 广东工业大学环境生态工程研究院, 广东 广州 510006;4. 广东工业大学碳中和与绿色发展协同创新研究院, 广东 广州 510006

关键词：直接空气碳捕集,负排放,热力学,火用分析,生命周期评价

基金：国家自然科学基金青年基金(72104257);广东省自然科学基金面上项目(2024A1515012661,2023A1515240056)

建立面向化学吸收法直接空气碳捕集(DAC)技术的火用-生命周期评价框架,从能源、资源和环境多维度对其评估.结果表明,在电网和天然气供能基准情景下,系统生命周期能耗为10.22GJ/t CO2,运行阶段捕集热耗、CO2压缩和空分制氧是主要耗能环节,占比分别为62.72%,13.41%和8.98%.系统生命周期累积火用耗和第二定律效率分别为9.19GJ/t CO2和10.34%,电能累积火用耗和热能累积火用耗分别占比39.98%和58.93%,材料火用占比为1.09%,可忽略不计.在环境效益方面,系统生命周期碳移除效率为47.50%,捕集热耗和电耗分别贡献53.18%和33.43%的碳排放.若采用生物质和风电供能,系统生命周期碳移除效率可提升至88.60%.此外,系统生命周期水耗和土地利用分别为80kg/t CO2和1465(m2×a)/t CO2,规模化部署时需进一步权衡.

来源：2026年第1期

《中国环境科学》期刊编辑部

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