冰島“虎鯨（Orca）”直接空氣捕集與封存設施鳥瞰圖。
Climeworks公司在冰島Hellisheidi運營著這個虎鯨（Orca）碳捕集與封存工廠，
它被選為路易斯安那州一個新設施的建設團隊成員，該設施每年將能夠捕集100萬噸CO2。
國能源部（DOE）8月11日宣布，將斥資12億美元建設兩個開創性的設施——一個在德克薩斯州，另一個在路易斯安那州——這兩個設施將使用一種被稱為直接空氣捕集（DAC）的技術，每年從大氣中移除數百萬噸CO2。作為對抗全球變暖的一項有爭議的努力的一部分，該獎項代表了去年兩黨基礎設施法為DAC中心撥出的35億美元資金的第一階段，標志著世界上第一個主要的政府支持新興的碳捕集與封存技術。
該計劃的目標是在未來10年內建立四個DAC中心，每個中心每年至少能夠移除和封存100萬噸CO2。作為項目啟動的一部分，能源部官員還宣布為未來可能的DAC工廠提供額外的19項概念和工程研究資金。
斯坦福大學的地球化學家Sally Benson教授說:“這是一項大膽的技術投資，我們認為將來會需要這項技術。”
但DAC的支持者反駁說，盡管全世界每年在清潔能源技術上的支出超過1萬億美元，但這仍不足以讓各國實現其碳減排目標。根據政府間氣候變化專門委員會（IPCC ）的數據，到2030年，DAC和其他所謂的負排放技術將需要每年封存約10億噸（或GT）的碳，以便各國有機會將氣候變暖限制在比工業化前水平升高1.5攝氏度的目標內。到2050年，這一數字可能高達每年200億噸。
目前，人類活動每年向大氣中排放約380億噸CO2。“我們需要大量的碳移除，”Carbon Direct的首席科學家胡里奧·弗里德曼（Julio Friedmann）說。Carbon Direct旨在幫助其他公司和組織減少對氣候的影響。“沒有它，我們無法實現我們的目標。”
毫無疑問，大部分的碳排放將來自對自然系統的管理，如森林和農業用地，以便它們吸收更多的碳，這是一個被廣泛認為是最負擔得起的選擇。但是對土地可用性和自然系統增長率的限制限制了它們能封存多少碳。“DAC是一種后備技術，”胡里奧·弗里德曼說。
世界資源研究所的碳移除專家Katie Lebling補充說，與自然碳移除策略相比，DAC工廠需要的土地很少，容易測量捕集的CO2量，并且更有可能永久地吸收碳。
根據國際能源署IEA的數據，迄今為止，全球有130座DAC工廠正在開發中，其中27座已投入使用，18座已完工。所有這些都是小規模的設施，目前每年的CO2移除能力約為11,000噸。
冰島Orca電廠的風扇由當地的地熱發電提供動力
這兩家新宣布的工廠規模完全不同。這家位于德克薩斯州的工廠將由西方石油公司（Occidental Petroleum）建造，將使用碳工程公司（Carbon Engineering）開發的一項技術，該技術利用太陽能為風扇提供動力，推動空氣通過液體吸附劑。這些液體吸收CO2，然后加熱釋放濃縮的CO2，釋放吸附劑以進行更多的移除。然后，濃縮的CO2可以用于商業用途，制成混凝土或其他產品，也可以泵入地下永久封存。西方石油公司總裁Vicki Hollub說，該工廠最初將能夠每年捕集和隔離100萬噸CO2，最終將增加到每年3000萬噸。
路易斯安那州的工廠每年將再封存100萬噸碳。該工廠由巴特爾（Battelle）公司運營，將采用另外兩家公司Climeworks和家寶（Heirloom）公司的技術，即使用固體吸附劑捕集CO2，隨后釋放并將其泵入地下。Sally Benson教授說，這兩種技術都已經在試點工廠進行了測試，被認為是“成熟的”。但規模的擴大應該會帶來新的成本節約機會。美國能源部部長詹妮弗·格蘭霍姆（Jennifer Granholm）在宣布新設施的新聞發布會上說:“這些中心將幫助我們證明這種潛在的改變游戲規則的技術。”
胡里奧·弗里德曼和其他碳捕集支持者承認，DAC的成本目前很高。卡爾加里大學（University of Calgary）的碳生命周期專家肖恩?麥考伊（Sean McCoy）表示，盡管價格相差很大，但大多數估計表明，目前這種方法移除CO2的成本“每噸超過1000美元”。美國能源部的“碳發射（Carbon Shot）”計劃旨在降低各種形式的碳捕集成本，并設定了一個目標，即在10年內將碳封存的價格降至每噸100美元。
胡里奧·弗里德曼說，為了達到這個目標，美國能源部目前在DAC集輸站上的35億美元投資，正是將該技術從研發階段擴展到最終全面商業部署所需要的。他表示:“這就是壓低成本曲線的原因。”他補充說，去年美國國會將一項名為45Q的稅收抵免提高到地下封存直接空氣捕集的CO2 180美元/噸，這對公司使用這項技術提供了激勵。加拿大、歐洲委員會和聯合王國最近也宣布了對DAC和其他碳封存方案的財政獎勵。
但是，盡管技術的規模化已經降低了從平板電視到太陽能電池板等所有產品的價格，康奈爾大學的生物地球化學家羅伯特·豪沃思（Robert Howarth）表示，他懷疑DAC工廠是否也會出現同樣的情況。他說，空氣中低濃度的CO2使物理學變得困難。他說:“我懷疑直接的空氣捕集真的能把我們帶到任何地方。”
然而，Sean McCoy認為，現在花在DAC上的錢在未來仍有可能得到回報。“很明顯，事后移除碳比現在減少碳排放要昂貴得多。但我們需要了解這里是否存在學習曲線。”如果是這樣，他補充說，現在是時候開始行動了。