防止全球變暖達到危險水平將需要採取巨大的措施來減少湧入大氣層的二氧化碳量，但許多人認為清除和安全儲存已經存在的二氧化碳是解決方案的另一個關鍵部分。美國能源部(DOE)的一項新倡議將這些技術作為其應對氣候變化計劃的一個關鍵支柱，其概述了大幅降低成本和促進創新的雄心以便在本世紀中期實現大規模儲存。
雖然這個想法已經存在了幾十年，但在過去幾年時間裡，從空氣中提取二氧化碳的想法已經聚集了勢頭，這主要是由於初創公司在這個領域取得了一些關鍵進展。一個值得注意的例子是瑞士初創公司Climeworks，其直接空氣捕集(DAC)系統從環境空氣中收集二氧化碳並將其轉化為可儲存在地下的固體礦物。
這項技術在2017年世界上第一個負排放發電廠中得到了應用，而今年早些時候，該公司在冰島開設了世界上最大的DAC工廠。該工廠被稱為Orca，每年有能力從空氣中收集約4000噸二氧化碳。作為背景，人類每年向空氣中排放超過300億噸。
因此，雖然這項技術已經在小規模上得到了成功的證明，但世界需要許多Orcas來適當地解決這個問題。然後是成本問題。Climeworks在2017年首次開放其負排放工廠時，能以約600美元的價格捕獲一噸二氧化碳，但通過對其DAC系統採用模塊化設計，預計隨其業務規模的擴大，這一成本將降至每噸100美元。
而這一價格點是碳捕集初創公司普遍持有的目標。加拿大公司Carbon Engineering目前正在開發一個大規模的DAC工廠，其能捕獲多達一百萬噸的二氧化碳並希望以每噸94美元至232美元的成本實現這一目標。澳大利亞初創公司Southern Green Gas計劃利用該國豐富的陽光為太陽能DAC工廠提供燃料並以每噸72美元的價格收集數噸碳。
美國能源部一直在採取行動來幫助事情的發展，去年向推進碳捕集技術的研究工作投資了2200萬美元，今年又投資了2400萬美元。它在這一領域的最新投資被稱為Carbon Negative Shot並被描述為美國政府在清除二氧化碳方面的第一個重大努力，與此同時還是其在2050年前實現凈零排放計劃的關鍵。
該倡議的核心是在2050年前以千兆噸級規模部署碳捕獲技術的雄心。根據美DOE的說法，一千兆噸的二氧化碳約是2.5億輛汽車或美國整個輕型車隊每年產生的數量。要使技術達到這一點，需要在技術本身和大規模、前所未有的部署能力方面有一些重大發展。
DOE希望，通過其Carbon Negative Shot項目，可以給這一新興產業注入它所需要的活力。為了加速該領域創新，該部門將涉及跟可能受益於或願意參與碳捕集項目的個別社區合作。最終，該部門將把碳清除和儲存的成本降低到每噸100美元以下作為目標。
DOE部長Jennifer M. Granholm表示：“通過削減成本並加快二氧化碳清除的部署–一種關鍵的清潔能源技術–我們可以直接從空氣中清除大量的碳污染並對抗氣候危機。有了我們的Carbon Negative Shot，我們可以幫助消除已經使我們的星球變暖並影響我們健康的溫室氣體–使美國成為一個凈零排放的領導者並為過渡期的清潔能源勞動力創造高薪工作。Carbon Negative Shot跟我們在氫氣、電池存儲、可再生能源和去碳化礦物能源方面的大量投資相結合可以使凈零排放在這裡和國外成為現實。”