直接空气捕集(DAC)技术是实现碳中和的重要路径。与可再生能源耦合是DAC技术发展的必然要求,随着全球吸附式DAC商业示范项目的兴起,吸附式DAC与可再生能源的耦合技术成为研究热点。在耦合系统设计方面,可再生能源通过电力驱动、电力+热力联合供能等方式为DAC系统供能,并结合电能与蓄热储能保障稳定运行,还可以利用多能互补优化供能结构。系统运行模式包括连续运行、间歇运行等,关键设备涉及可再生能源供能装置、吸附反应器、能量存储设备等,其集成技术确保能量传输与转换匹配协同。不同可再生能源(风能、太阳能等)与DAC耦合的适配性需考虑能源稳定性、可获取性和成本。耦合系统评估与优化中,关键指标有碳捕集效率、能源利用效率、系统稳定性等。通过线性规划、混合逻辑动态和马尔可夫决策过程等建模方法分析系统性能,探讨可再生能源波动性、吸附剂性能衰减等因素对系统的影响。此外,大气环境波动性对吸附式DAC工艺效率影响显著,优化工艺参数以适应大气条件变化可提升性能。当前吸附式DAC技术发展的核心瓶颈是高能耗、低净碳捕集率导致的高成本,解决路径聚焦吸附材料性能优化和可再生能源耦合。未来需进一步优化耦合方式,提高能源利用效率。开展对耦合系统技术经济可行性研究和政策分析,有助于推动该技术大规模商业应用。