Mudando o paradigma direto de captura do ar

As tecnologias de remoção de dióxido de carbono (CDR) são essenciais para fornecer a "rede" em zero líquido. Essas tecnologias fornecerão um equilíbrio às emissões antropogênicas difíceis de reduzir e reverter o acúmulo de emissões históricas que já estão presentes na atmosfera. O DAC pode fornecer o co de maior qualidade

One of these CDR technologies, direct air capture (DAC), has significant advantages over other CDR approaches. DAC can provide the highest-quality CO ₂ Remoções em termos de escalabilidade, permanência e verificabilidade. Por exemplo, o DAC é mais de 100 vezes mais eficiente da terra que o reflorestamento, tornando -o uma solução mais escalável. Ele pode seqüestrar as emissões por muitos séculos, tornando -o o mais permanente de todas as opções de remoção. E rastrear quanto co ₂ foi removido é direto, tornando -o mais verificável que a alcalinização oceânica. Como resultado, embora ainda seja uma nascente, o DAC poderia desempenhar um papel crítico na entrega do zero líquido.

Apesar disso, o DAC corre o risco de não cumprir seu potencial devido ao seu alto custo atual e apoio comparativamente baixo dos governos e de outros jogadores com a mudança da curva de custo. We estimate that in order for the technology to be widely adopted, the cost of DAC (the end-to-end cost of CO₂ removal including final storage) will need to fall from $600 to $1,000 per ton of CO₂ today to below $200 per ton and ideally closer to $100 per ton by 2050, and preferably earlier. Esse custo está alinhado com outros resíduos; Os custos de descarte de resíduos sólidos em países de alta renda, em comparação, variam de US $ 170 a US $ 205 por tonelada de resíduos sólidos. (Consulte “O mundo pode pagar DAC?”) No entanto, para desbloquear os insights e tecnologias que diminuirão os custos, será necessária uma capacidade muito maior do que o planejado atualmente será necessário a curto prazo, sustentado pelas expectativas de que haverá um mercado para os créditos de carbono gerados. Assumindo

This reduction in cost would dramatically accelerate demand, encouraging private developers to build more capacity and making the technology affordable for the world. (See “Can the World Afford DAC?”) However, to unlock the insights and technologies that will drive costs down, far greater capacity than is currently planned will be needed in the short term, underpinned by expectations that there will be a market for the carbon credits generated.

Resolvendo este desafio exigirá uma mudança de paradigma. Acreditamos que reduzir o DAC custa para US $ 150 por tonelada de co ₂ ou abaixo é possível, mas chegar lá será um trecho. Atingir esse alvo depende do progresso precoce e dramático em várias áreas e exigirá que os governos e outras partes interessadas (incluindo contabilidade de carbono e organizações líquidas de definição de alvo zero) para desempenhar seu papel. Anualmente, de acordo com as estimativas medianas de vários cenários líquidos zero considerados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Isso pode ser feito usando uma variedade de tecnologias CDR, incluindo DAC, bioenergia com captura e armazenamento de carbono (BECCs) e soluções baseadas na natureza. No entanto, dada a trajetória de emissões atuais e a probabilidade de exceder as concentrações atmosféricas de CO

DAC Costs Could Fall Dramatically

By 2050, up to 10 billion tons of CO₂ will need to be removed from the atmosphere annually, according to the median estimates of several net zero scenarios considered by the Intergovernmental Panel on Climate Change. This could be done using a variety of CDR technologies, including DAC, bioenergy with carbon capture and storage (BECCS), and nature-based solutions. However, given the current emissions trajectory and the probability of exceeding the atmospheric concentrations of CO₂ necessary to keep planetary warming to 1.5 degrees Celsius, we are likely to need sizeable amounts of CDR as early as 2030.

While DAC has a tremendous role to play in delivering on net zero, deployment has so far been limited. Multiple technologies are emerging, but all require a dramatic reduction in cost to reach the scale that is needed. (See “Three Potential Answers to the DAC Puzzle.”)

A questão é se é razoável projetar reduções significativas de custos - de 75% ou mais - para fornecer uma solução climática suportada pela demanda do mercado. Examinamos essa questão usando profundamente o modelo de custo do DAC da BCG e nossa análise detalhada de sete desenvolvedores de DAC. Descobrimos que, de fato, é possível que os custos do DAC caam drasticamente, mesmo para um nível abaixo de US $ 150 por tonelada. (Veja o Anexo 1.) No entanto, será um desafio, principalmente devido ao prazo envolvido. Os custos de instalação solar diminuíram mais de 90% nos últimos 40 anos. Precisamos fornecer uma redução semelhante nos custos de DAC para obter escala nos gigatons, mas em pouco mais da metade do tempo. Opção

A massive step up in investments, government support, collaboration models, and broader industry engagement will be required.

Business As Usual Is Not an Option

Enquanto acreditamos que o DAC acessível é viável, uma abordagem de negócios como de costume não nos levará lá dentro do tempo que temos. Precisamos ser realistas e entender as forças que estão impedindo o DAC. Aqui estão alguns dos principais:

• Os altos custos da tecnologia significam que poucos clientes (normalmente grandes empresas) estão dispostos a assinar os projetos de DAC em estágio inicial necessário. Ao mesmo tempo, os fornecedores dos principais componentes não estão investindo recursos suficientes em desenvolvimento. Proteja sua propriedade intelectual, em vez de adotar a abordagem mais colaborativa que será necessária para gerar maior aprendizado e padronização e que permitirão que os jogadores se movam na velocidade rápida necessária. Investimento. Curva.
• Policy support is still nascent despite recent incentives, such as the $180 tax credit for every ton of permanently stored CO₂ announced in last year’s US Inflation Reduction Act.
• Companies are carrying out development within walled gardens to protect their intellectual property, rather than adopting the more collaborative approach that will be needed to drive greater learning and standardization and that will enable players to move at the rapid speed required.
• Net zero accounting standards limit companies’ ability to count CO₂ removed using permanent CDR technologies such as DAC against their scope 3 targets, discouraging investment.
• Capital costs are high because investors and lenders are reluctant to put money into the technology without greater certainty around future demand.

Due to these negative forces, investment in DAC is a small percentage of the amount needed to drive the technology down the cost curve.

Estimamos que é improvável que os custos do DAC caam abaixo de US $ 300 a US $ 400 por tonelada se o status quo continuar. De acordo com nosso modelo, obter custos para US $ 200 ou abaixo precisaria de incentivos, como custos de capital muito mais favoráveis, infraestrutura de apoio para reduzir as despesas operacionais, ações que aceleram o aprendizado e a implantação inicial em escala bem antes de 2050 (consulte a Anexo 2.) As plantas DAC também teriam que ser muito maiores do que são agora. No lado positivo, toda essa atividade de construção proporcionaria economias de escala significativas, tanto em locais individuais quanto em todo o setor como um todo.

For starters, current production volumes are far below the capacity needed to make the technology truly viable. DAC plants would also have to be far larger than they are now. On the plus side, all this construction activity would deliver significant economies of scale both within individual sites and across the industry as a whole.

Due to Experiência efeitos de curva e aprendizado compartilhado, os custos do CAPEX normalmente diminuem à medida que mais capacidade é implantada. No caso de turbinas a gás, os custos de Capex caíram 15% para cada duplicação na capacidade de produção. Estimamos que, se o DAC alcançar melhorias semelhantes, cerca de um gigaton de capacidade anual - requerendo o investimento adicional do Capex e o Opex de cerca de US $ 200 bilhões - será necessário para mover a tecnologia o suficiente para baixo a curva de aprendizado para tornar os custos atraentes. Com taxas de aprendizado mais baixas, a conta de investimento será muito maior (duas a três vezes maior, com uma taxa de aprendizado de 13%, por exemplo), sublinhando o requisito de maximizar o aprendizado compartilhado sempre que possível.

Uma chamada à ação

transformando o DAC em uma solução viável para combater a crise climática exigirá ação em várias áreas. Quatro alavancas de curto prazo podem reduzir custos para que a tecnologia seja atraente, mas os jogadores precisarão se esforçar para cada um.

Accelerate shared learning to move faster down the cost curve. Como governos e compradores corporativos fornecem maior suporte ao desenvolvimento do DAC, eles também podem impor requisitos mais difíceis. Para iniciantes, eles poderiam incentivar os jogadores a compartilhar seu aprendizado em toda a cadeia de suprimentos em áreas menos competitivas, como fãs, equilíbrio de projetos de plantas e regeneração. Além disso, acreditamos que, à medida que as soluções amadurecem, os investidores precisarão selecionar dois ou três vencedores em potencial. Eles devem focar seu apoio nessas abordagens para acelerar o desenvolvimento o mais rápido possível, enquanto ainda pretende retornar ao seu investimento. A remoção de carbono do ar é análoga à limpeza de resíduos sólidos municipais, para que os governos possam adotar uma abordagem semelhante, com o objetivo de reduzir o custo médio ponderado de capital (WACC) para projetos de mais de 10% a 7% a 8% no curto prazo e 5% a 7% no médio prazo, à medida que o DAC Solutions suba. Assim como nos resíduos municipais, os governos poderiam introduzir legislação que estipula que as empresas devem cumprir certas obrigações de remoção. Infelizmente, os únicos mercados viáveis ​​para fazer isso até o momento são o sistema de comércio de emissões da União Europeia e alguns outros. Uma segunda opção, mas menos satisfatória, seria incluí-la em iniciativas lideradas pelo setor, como o esquema de compensação e redução de carbono para a aviação internacional (Corsia). Podemos não precisar dessa quantidade de dinheiro puro em P&D para tornar o DAC viável - embora algumas soluções exijam mais financiamento do que outras para acelerar a fase de demonstração. No entanto, precisaremos investir muito mais em instalações e plantas do que estamos fazendo hoje. Como mencionamos, as regras de contabilidade de carbono atuais limitam a capacidade das empresas de contar as remoções em relação às suas metas de emissões. No entanto, ao revisar suas regras sobre remoções permanentes, pelo menos para as emissões do escopo 3 das empresas, as organizações de contabilidade de carbono incentivariam o investimento nessas tecnologias. Por exemplo, os investimentos para remover permanentemente uma tonelada de CO

When it comes to capital requirements, treat DAC like a public utility. Governments often use financial and commercial guarantees and other mechanisms to help municipal waste plants raise low-cost debt because these facilities provide an essential public service. Removing carbon from the air is analogous to cleaning up municipal solid waste, so governments could take a similar approach by aiming to reduce the weighted average cost of capital (WACC) for projects from more than 10% to 7% to 8% in the near term and 5% to 7% in the medium term as DAC solutions scale up. As with municipal waste, governments could introduce legislation that stipulates that companies must comply with certain removal obligations.

The most feasible pathway for giving DAC the status of a waste removal service would be to include it in compliance carbon markets and to expand their scope. Unfortunately, the only viable markets for doing this to date are the European Union‘s Emissions Trading System and a few others. A second but less satisfactory option would be to include it in industry-led initiatives, such as the Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (CORSIA).

Substantially increase investment by changing carbon accounting rules. Each year, NASA spends more than $20 billion on space research. We may not need that amount of pure R&D money to make DAC viable—although some solutions will require more funding than others to accelerate to the demonstration phase. However, we’ll need to invest much more heavily in facilities and plants than we are doing today.

One way to unlock sources of capital could be to change the rules on how permanent CO₂ removals are accounted for. As we’ve mentioned, current carbon accounting rules limit companies’ ability to count removals towards their emissions targets. However, by revising their rules on permanent removals, at least for companies’ scope 3 emissions, carbon accounting organizations would encourage investment in these technologies. For example, investments to permanently remove a ton of CO ₂ da atmosfera usando tecnologias permanentes de CDR, como o DAC, poderia, com as corrimãos apropriados, ser considerado equivalente a uma empresa que reduz seu escopo 3 emissões 3 por uma tonelada de cooneração || Esta é uma área de trabalho em andamento.₂. This is an area of ongoing work.

Concentre -se em locais ideais. Por exemplo, a temperatura local, a umidade e a elevação podem ter efeitos diferentes no desempenho de tecnologias DAC individuais. Para fornecer uma sensação de escala, sequestrando um gigaton de CO For DAC to succeed, it will be critical to find geographical locations that have substantial storage potential, are able to provide abundant, cheap renewable energy or have good but stranded renewable energy resources, and meet the specific climatic requirements of different solutions. For example, local temperature, humidity, and elevation can have different effects on the performance of individual DAC technologies. To provide a sense of scale, sequestering one gigaton of CO ₂ a cada ano como um fluido supercrítico - a forma em que normalmente seria armazenada - exigiria capacidade de armazenamento equivalente aos 1.600 edifícios do Estado do Império. Felizmente, essa quantidade de armazenamento está disponível hoje. As agências governamentais e reguladoras e jogadores privados podem ajudar a estabelecer rapidamente uma infraestrutura robusta de DAC em locais favorecidos por meio de regras de permissão eficazes, incentivos e acordos multilaterais de offtak. Muitos desses locais podem fornecer novas fontes de energia de baixo carbono, além de permitir uma transição justa.

DAC de baixo custo é um desafio, mas não mais do que qualquer outra tecnologia revolucionária. Ninguém pode dizer definitivamente quais serão os limites das melhorias do DAC. Uma coisa é certa, no entanto: as apostas são incrivelmente altas. Chegar a um gigaton de capacidade de DAC não será barato. Mas, dada a profundidade da crise climática, não podemos dar ao luxo de não escalar essa tecnologia inovadora usando todos os meios disponíveis. Devemos entender o desafio e seguir em frente. Inscreva -se

The authors wish to thank Nako Thompson for their contributions to this article.