1999年，亚利桑那州立大学的化学工程师克劳斯·拉克纳（Klaus Lackner）首次提出直接从空气中捕获二氧化碳，即直接空气捕获（Direct air capture，DAC），而这后来也被证明是改善气候变化最有效的手段。

但DAC所面临的一个主要难题就是如何将该技术扩展到全球每年十亿吨的规模，同时最大限度地减少这个过程中的能源消耗。

以色列初创公司RepAir就是从事DAC的少数几家企业之一，该技术从空气中获取二氧化碳后安全地储存在大气层之外。

RepAir目前已经研发出了一个工作原型，大约有一个鞋盒大小，在以色列海法（Haifa）附近的一个实验室里运行。

它如今得到了多家石油巨头的支持，包括德国风险投资公司 Extantia Capital、欧洲石油和天然气巨头壳牌公司和挪威国家石油公司（Equinor）的风投部门。它已经从这些投资者处筹集了1000万美元。

“DAC是转向可再生能源和从源头上消除排放的一个重要手段。”RepAir的联合创始人兼首席执行官阿米尔·希纳（Amir Shiner）说。

RepAir的下一步是在现实世界中建立一个能够每年捕获多达1吨二氧化碳的装置，这个系统的大小与住宅空调差不多，将在大约6个月内启动和运行。之后将是扩大到一个能够每年吸入约200吨二氧化碳的模件，为商业化运作的更大规模的工厂打下基础。

希纳说：“这个体量很小，却是一个重要的开始。”

图：从空气中去除二氧化碳的体量可以大幅增长，以达到净零排放。资料来源：国际能源署。

石油和天然气行业几十年来一直在开发在烟囱处捕获排放物的碳捕获技术。DAC是一项相对较新的技术，它被推广为一种比“种树”还有效的方法。

由瑞士初创公司Climeworks建造的世界上最大的DAC工厂去年在冰岛启动，每年可吸入4000吨二氧化碳。

RepAir公司成立于2020年，虽然它起步相对较晚，但它的不同之处是可以限制捕获二氧化碳所需的能量。希纳说，他的机器需要大约650千瓦时的电力来捕获一吨二氧化碳。相比之下，Climeworks系统大约需要2000千瓦时，尽管RepAir需要电力，而Climeworks的大部分能量是使用热能。

从这个角度来看，国际能源署预测，到2050年，DAC可用于捕获约3.93亿吨的排放物。为了封存这一数量的二氧化碳，RepAir每年需要大约255兆瓦时的电力，这比西班牙一年的总发电量略多。

希纳的最终计划是让这些电力都来自可再生能源，使净效益最大化。

RepAir的技术包括两个电极，中间有一层膜。空气从电池的一侧进入，电流冲击阴极，产生氢氧根离子，与空气中的二氧化碳结合，形成碳酸氢盐离子。然后它们穿过膜，在另一侧释放出纯二氧化碳，在那里可以储存。

虽然该公司目前专注于在以色列的开发阶段，但它计划明年扩展到美国，因为美国总统乔·拜登（Joe Biden）的气候法案《通胀削减法案》为每年至少封存1000吨的项目提供了每吨高达180美元的补贴。

2016年签定的《巴黎协定》定下目标，在21世纪末全球平均气温升幅与工业化前相比需控制在2℃以内, 且力争控制在1.5℃之内。科学家发现，要实现1.5℃调控目标，必须采取负排放措施。在此背景下，DAC技术的大规模应用对于气候调控具有重要意义。