当全球进入“净零”深水区,越来越多国家与企业开始承认一个现实:只靠减排不够,还需要一定规模的**负排放(Carbon Dioxide Removal, CDR)**来抵消难减排行业的残余排放。直接空气捕集(Direct Air Capture, DAC)因此成为最受关注、也最具争议的技术之一——它能从大气中直接提取CO₂,但代价是:浓度低、能耗高、成本高、工程复杂。
在DAC赛道里,瑞士公司 Climeworks 之所以常被称为“行业样板”,不是因为它已经把成本降到“理想水平”,而是因为它把DAC从概念推向了可复制的工程产品,并尽量用“永久封存”来回应外界对“真实减排”的质疑:其冰岛的 Orca(标称最高约4000吨/年)和 Mammoth(设计名义产能最高约36000吨/年)都把捕集到的CO₂交给Carbfix进行地下矿化封存。
一、Climeworks的核心路线:模块化DAC + 地下矿化封存(DAC+S)
Climeworks选择的是“模块化”路线:把捕集装置做成类似集装箱的标准模块,通过堆叠扩展规模。以Orca为例,Climeworks公开介绍其由多个“collector containers”构成,按模块扩展能力,标称最高可达4000吨/年。
Mammoth则是同一路线的放大版:Climeworks披露其设计名义产能最高可达36000吨/年,并处于“运营爬坡”(operational ramp-up)阶段。
在封存侧,Carbfix的卖点是“矿化”:将CO₂溶于水后注入玄武岩地层,使其逐步转化为碳酸盐矿物。路透社报道指出,Carbfix相关实践中,注入的CO₂有很高比例能在较短时间尺度内矿化成岩石(报道中提到“不到两年”与“95%”等表述)。
这种封存路径有两个直接好处:一是叙事上更接近“永久移除”,二是从风险管理角度降低“气态CO₂长期泄漏”的担忧。
二、它的“行业优势”究竟是什么:把技术不确定性锁进工程化与MRV里
1)先把产品形态标准化,再追求规模化
DAC早期最大的敌人不是“对手”,而是“系统不稳定”:吸附/解吸效率、风机能耗、压降、材料衰减、热管理、停机率……任何一项出问题,吨成本就会飙升。模块化使得Climeworks可以像迭代工业设备一样迭代DAC:小步快跑、滚动升级供应链和运维经验。
2)把“捕集”与“永久封存”绑定,争取高质量信用溢价
在自愿碳市场里,越来越多买方把“持久性(durability)”与“可核证(MRV)”视为高质量CDR的门槛。Climeworks将自身定位为“碳移除”而非“减排替代”,并通过与Carbfix合作强调永久封存逻辑,本质是在争取更高的信用定价空间。
3)把“工程样板”做出来,同时也暴露出行业真实难度
值得中国读者特别注意的是:“名义产能”不等于“净移除量”。媒体对Climeworks装置在实际运行中的捕集表现、供应链排放核算等提出过质疑与讨论——例如《卫报》在2025年的报道提到Orca、Mammoth的实际捕集与“净移除”表现低于外界期待(报道亦引用了机械问题、行业早期不确定性等背景)。这件事对行业的意义在于:DAC不仅要能“抓到CO₂”,还要经得起生命周期核算、连续运行数据、第三方核证的检验。
三、中国现状:点源CCUS推进更快,但“高质量负排放闭环”仍是短板
中国在CCUS并非落后者。以中石化披露的 齐鲁石化—胜利油田百万吨级CCUS项目为例,其官方介绍强调该项目在2022年启动注气、具备“百万吨级”示范意义,并被中石化作为重要里程碑持续对外传播。
但要对标Climeworks的“DAC+永久封存+MRV”的负排放产品,中国更像处在三个断点上:
- 技术断点:DAC材料体系、低能耗再生、长周期稳定运行数据不足。
- 基础设施断点:面向“持久移除”的封存许可、长期责任、监测审计体系仍不成熟。
- 市场断点:高质量CDR信用定价权与采购链条主要在海外,中国项目很难在国际买方清单里获得溢价与长期订单。
四、中国企业的挑战与弱势
下面这部分决定中国能否从“示范项目”走到“可复制产业”。
1)技术差距不在单点,而在“系统级”与“长期运行”
- 材料与工艺耦合不足:DAC不是单纯拼吸附剂,更要拼热管理、压降控制、风机能耗、再生策略、抗衰减与维护频次。国内材料研发不少,但与工程系统联动迭代不够,导致实验性能难转化为稳定吨成本。
- 净移除核算能力薄弱:DAC的“净移除量”高度依赖能源结构与供应链排放核算。缺少清晰、透明、可审计的生命周期数据,就很难获得国际认可的信用溢价(这也是Climeworks争议背后最关键的行业门槛)。
2)创新不足:缺少“产品化、标准化、可复制”的路线
中国擅长工程建设,但DAC/CDR更需要“像做工业设备一样做创新”:
- 把装置做成标准模块(制造、安装、运维、远程监控、故障预测都有规范);
- 把运行数据沉淀为可复用模型(衰减曲线、停机率、备件策略、最优工况);
- 把方法学与MRV做成“产品说明书”(客户买的是“经核证的净移除量”,不是设备)。
目前国内很多参与者仍停留在“科研—示范—项目交付”的链条上,距离“产品化规模扩张”差一整套机制。
3)国际化程度低:缺席规则与信用体系就缺席定价权
高质量CDR的买方(跨国科技、航空、金融等)、方法学与评级体系、第三方核证机构,多集中在国际市场。中国企业如果不提前进入这些体系:
- 即使做出项目,也可能因为方法学、数据披露、审计流程不被接受而卖不出溢价;
- 难以获得长期购买协议(类似“碳移除的PPA”),融资成本居高不下;
- 产业话语权缺失,最终沦为“设备供应/工程代工”,而非“信用资产的发行方”。
4)政策支持存在“错位”:更支持减排工程,较少支持负排放产品
点源CCUS更容易纳入节能减排考核与产业政策;但DAC属于“负排放”,需要更明确的政策定位与长期机制:
- 长期价格信号(政府采购、差价合约、税收激励或长期信用购买);
- 封存长期责任与保险机制(谁负责几十年的监测?泄漏责任如何界定?);
- MRV标准与数据披露要求(把高质量做成门槛,而不是宣传口号)。
没有这些,企业就会陷入“做示范拿补贴、做完难复制”的循环。
5)封存与运输基础设施不足:没有“CO₂公共管网”,就难以规模化降本
Climeworks之所以把“捕集+封存”绑定,是因为DAC价值最终落在封存。中国在地质资源评估、许可流程、监测网络、CO₂运输枢纽(Hub)上仍需要系统补课。没有“共享封存端”,每个项目都要从零开始做选址、评估、审批与监测,成本与周期都会被拉长。
五、未来与“共识展望”——中国如何把负排放从示范做成产业竞争力
全球正在形成一个更现实的“共识未来”:负排放会成为净零的必要补充,但必须坚持高质量、可核证、可追责,且不能替代减排本身。围绕这一共识,中国的突破路径可以更具体、更工程化:
路线A:用3–5年建立“高质量CDR样板间”,先把闭环跑通
- 先做“可核证净移除”而不是追求大规模:优先建设千吨—万吨级DAC+封存样板,核心指标不是“挂牌产能”,而是连续运行数据、净移除核算、第三方审计通过率。
- 把MRV当成产业竞争力:建立对标国际的披露框架(运行小时数、能耗、供应链排放、注入量、监测数据),用透明换信任、用信任换溢价。
- 推动“封存许可+长期责任”制度化:明确封存责任边界,引入保险/担保机制,让封存端成为可融资资产。
路线B:用产业园区/能源基地打造CCUS Hub,把基础设施公共化
借鉴“电力上网”“天然气管网”的思维:
- 在资源禀赋适合的区域(储层条件+工业排放源+低碳能源)建设CO₂枢纽;
- 统一压缩、统一运输、统一注入与监测;
- 让不同企业“按服务付费”,而不是各自从零建全链条。
这会显著降低单位吨成本,并让更多难减排行业能接入封存端。
路线C:国际合作要从“买设备”升级到“共建规则与市场”
中国企业要争取定价权,必须参与三件事:
- 共同开发/对接方法学(让中国项目在国际体系里“可被购买”);
- 引入全球买方与长期协议(用长期订单降低融资成本);
- 联合研发关键材料与系统优化(不仅引进技术,更要共建迭代体系)。
路线D:把低碳能源与DAC耦合,确保“净移除”为正且可持续
DAC对能耗极敏感。未来更可行的组合包括:可再生电力+热泵、核能/地热提供稳定低碳热源、工业余热利用等。目标是把“捕集量”变成真正的“净移除量”,并在MRV中可被验证。
结语:Climeworks给中国的最大启示——把负排放当作“产品+基础设施”,而不是“单个项目”
Climeworks的价值不只在“做了Orca和Mammoth”,更在于它试图回答一个产业化问题:如何把负排放做成可复制、可核证、可交易的工业产品。同时,围绕其实际运行表现的争议也提醒我们:DAC/CDR不会因为“概念正确”就自动成功,只有经得起数据、核证与规模化经济性的检验,才可能成为真正的产业。