[논문 리뷰] The Uncertain Policy Price of Scaling Direct Air Capture

Leonardo Chiani, Pietro Andreoni외 5명|arXiv (Cornell University)|2026. 03. 19.

Carbon Dioxide Capture Technologies인용 수 0

한 줄 요약

이 논문은 상세한 IAM을 사용한 DACCS 배치의 불확실성 정량화와 전역 민감도 분석을 수행하여 기가톤 규모 제거가 드물지만 야심찬 정책 하에서 가능하며 보조금이 대략 200–330 USD/tCO2를 초과하고 장기 약정이 필요하다는 것을 보여준다.

ABSTRACT

Direct air carbon capture and storage (DACCS) is a promising CO2 removal technology, but its deployment at scale remains speculative. Yet, its technological, economic, and policy-related uncertainties have often been overlooked in mitigation pathways. This paper conducts the first uncertainty quantification and global sensitivity analysis of DACCS on technological, market, financial and public support drivers, using a detailed-process Integrated Assessment Model and newly developed sensitivity algorithms. We find that DACCS deployment exhibits a fat-tailed distribution: most scenarios show modest technology uptake, but there is a small but non-zero probability (4-6%) of achieving gigaton-scale removals by mid-century. Scaling DACCS to gigaton levels requires subsidies that always exceed 200-330 USD/tCO2 and are sustained for decades, resulting in a public support programme of 900-3000 USD Billions. Such an effort pays back by mid-century, but only if accompanied by strong emission reduction policies. These findings highlight the critical role of climate policies in enabling a robust and economically sustainable CO2 removal strategy.

연구 동기 및 목표

• DACCS 배치에 영향을 미치는 기술적, 시장적, 재정적 및 정책적 불확실성을 상세한 IAM에서 평가한다.
• 중반기까지 기가톤 규모의 CO2 제거 확률을 정량화한다.
• 대규모 배치를 위한 주요 동인과 병목 현상을 식별한다.
• 다양한 기후 정책 시나리오하에서 공적 보조금의 경제적 함의를 평가한다.

제안 방법

• WITCH IAM에 세 가지 DACCS 기술(액체 용매, 고체 흡착제, CaO 주변풍화)을 통합한다.
• 기술, 시장, 재원, 보조금에 걸친 불확실 입력 36개의 확률분포를 사용한다.
• 다변량 출력에 대한 Optimal Transport 기반 지수를 사용한 최초의 글로벌 민감도 분석을 적용한다.
• NDC 및 LTS 기준선에서 시나리오당 3000개 샘플(총 6000 realizations)을 실행한다.
• 연간 순 CO2 제거량, 보조금 및 정책 경제 이익/비용을 분석한다.
• 지역 GDP의 분수로 최대 보조금을 제약하고 보조금을 매개함수로 모델링한다.

Figure 1: The study uses a probabilistic approach to explore four key dimensions of uncertainty: technological characteristics, market penetration, cost of financing, and subsidies (see Supplementary Table 1). These uncertainties are integrated within the WITCH integrated assessment model. Superimpo

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2050년까지 현실적인 정책 경로 아래 DACCS가 기가톤 규모의 CO2 제거에 도달할 수 있는 조건은 무엇인가?
• RQ2 기술적 특성, 시장 성장, 재원 조달 비용 및 보조금이 DACCS 배치에 어떤 영향을 미치며 어떤 입력이 결과를 지배하는가?
• RQ3 NDC 및 LTS 기후 시나리오 하에서 DACCS 확장의 경제적 함의와 정책적 트레이드오프는 무엇인가?

주요 결과

• 2050년까지의 기가톤 규모 DACCS는 가능하지만 확률은 낮다(NDC 4%, LTS 6%).
• 기가톤 규모의 배치를 가능하게 하려면 두 시나리오 모두에서 최대값으로 보조금이 425 USD/tCO2를 초과해야 한다.
• 기가톤 규모 제거를 달성하려면 평균적으로 약 200–330 USD/tCO2의 지속적 보조금이 필요하다.
• 기후 정책의 야망은 배치를 좌우하며, 정책이 약할수록 보조금이 더 결정적이고 강력한 정책일수록 확산 제약이 더 중요해진다.
• DACCS의 경제적 이익은 기후 목표의 야망이 큰 경우 중반기에 더 잘 나타나지만 초기 기간에는 후생 손실과 상당한 공적 비용이 나타난다.
• 기가톤 규모에 도달하기 위한 총 누적 보조금은 NDC 약 3000십억 USD 대 LTS 약 930십억 USD 정도이다.

Figure 2: A. Yearly net CO 2 emissions removed by DACCS between 2040 and 2050 in the two scenarios (NDC and LTS). Each plot represents the probability density. Transparency identifies the threshold of 1 GtCO 2 . The black bars below the plots represent medians and 5th-95th quantile ranges. B-C. Sens