[论文解读] The Uncertain Policy Price of Scaling Direct Air Capture

Leonardo Chiani, Pietro Andreoni+5 more|arXiv (Cornell University)|Mar 19, 2026

Carbon Dioxide Capture Technologies被引用 0

一句话总结

该论文量化不确定性并对 DACCS 部署在一个详细的 IAM 中进行全局敏感性分析，即便在雄心勃勃的政策下，十亿吨级削除也较为罕见但有可能，补贴超过约 200–330 美元/吨CO2 且需要长期承诺。

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.

研究动机与目标

• 评估影响 DACCS 部署的技术、市场、财政及政策不确定性，基于详细的 IAM。
• 量化到本世纪中叶实现十亿吨级 CO2 删除的概率。
• 识别大规模部署的关键驱动因素与瓶颈。
• 在不同气候政策情景下评估公共补贴的经济含义。

提出的方法

• 将三种 DACCS 技术（液体溶剂、固体吸附剂、 CaO 环境风化）集成到 WITCH IAM 中。
• 对技术、市场、融资与补贴等 36 个不确定输入使用概率分布。
• 对多变量输出应用基于最优传输的全局敏感性分析指数。
• 在 NDC 与 LTS 基线情景下各场景进行 3000 次采样（总共 6000 次实现）。
• 分析输出：逐年净 CO2 移除量、补贴以及政策经济收益/成本。
• 用参数函数对补贴建模并将最大补贴约束为区域 GDP 的一个分数。

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

实验结果

研究问题

• RQ1 在现实政策路径下，哪些条件可使 DACCS 在 2050 年达到十亿吨级 CO2 删除？
• RQ2 技术特性、市场增长、融资成本与补贴如何影响 DACCS 部署，哪些输入对结果具有主导作用？
• RQ3 在 NDC 与 LTS 气候情景下扩展 DACCS 的经济含义与政策权衡是什么？

主要发现

• 到 2050 年实现十亿吨级 DACCS 是可能的，但概率较低（NDC 4%，LTS 6%）。
• 要在两种情景下实现十亿吨级部署，峰值补贴需超过 425 美元/吨CO2。
• 要在平均水平实现十亿吨级移除，需持续补贴约 200–330 美元/吨CO2。
• 气候政策雄心驱动部署；在较弱政策下补贴更为关键，而在较强政策下扩散约束成为关键。
• 在雄心勃勃的气候目标下，DACCS 的经济收益更可能出现在中世纪，但早期阶段存在福利损失和较高公共成本。
• 要达到十亿吨级，总补贴累计需求约 3000 十亿美元（NDC）对比约 930 十亿美元（LTS）。

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