中国上海交通大学的科学家提议将光伏发电厂与直接空气捕获(DAC)系统结合起来，旨在减少由于电网中太阳能过剩而导致的光伏发电削减。
这项研究的主要作者苗义和告诉《光伏》杂志：“无论采用何种减少弃电的方法，将光伏和DAC结合起来都是可行的。然而，使用弃电可以降低DAC的运营成本，这将有助于其早期发展。”
DAC 系统通过化学和物理过程从大气中去除碳。然而，由于材料开发和工艺构建困难，大规模 DAC 系统仍然具有挑战性。此外，巨大的能源强度限制了它们的广泛采用。“虽然目前部署基于柔性吸附剂的 DAC 并没有产生积极的回报，但随着碳价上涨和吸附剂成本在未来下降，其经济效益和减排潜力将逐渐显现，”Yihe 表示。
在《碳捕获科学与技术》上发表的一项研究“通过整合灵活的直接空气捕获解决太阳能电力削减问题”中，研究人员解释说，他们的方法是让光伏驱动的 DAC 系统参与分钟级调度，从而使 DAC 能够更好地匹配光伏电站的波动。
该小组假设灵活的 DAC 单元采用模块化设计，这样每个单元都可以作为独立负载运行，无需连续运行，同时还可以在循环或过程之间进行中断。此外，可缩减和可扩展的吸附过程可以动态调整解吸过程的激活时间。“每个单元都可以独立运行，从而减少整个系统对连续电源的依赖，”它进一步解释说。“这些设备可以根据太阳能的间歇性和可用性动态启动或关闭。”
学者们对在中国青海省一座 1 GW 太阳能发电厂部署 DAC 和电池储能 (BES) 系统进行了比较技术经济分析。该设施于 2023 年投入使用，与 200MW/255MWh 磷酸铁锂 (LiFePO 4 ) BES 系统相连。DAC 系统被认为是基于温度真空变压吸附 (TVSA) 工艺来从空气中捕获二氧化碳。
“能源需求通过限电或从电网购买电力来满足，策略是优先使用零成本限电，并根据需要使用电网电力进行补充，”该团队指出。“ BES 系统根据需要充电或放电，为电网提供辅助调峰服务。 ”
研究团队解释称，DAC 系统采用的吸附过程是可缩减和可延长的。这意味着，当电力削减不足且使用电网电力在经济上不可行时，该系统可以在解吸前将吸附时间延长至最多两个小时，以降低运营成本，同时根据电力可用性动态调整运营。
分析表明，DAC 系统在利用电力削减和捕获 CO2 方面可以实现最低成本。 “案例分析结果表明，灵活的 DAC 是最具成本效益的解决方案，灵活的运营策略使 DAC 能够与光伏间歇性兼容，而无需 BES，”学者强调。“除了灵活的 DAC 之外还部署 BES 不会产生积极影响，反而会削弱灵活 DAC 解决削减问题的能力。”
该团队认为，DAC 和 PV 的结合到 2030 年可能会变得可行，特别是如果碳价逐渐上涨且吸附剂成本下降的话。
