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较大的显热需求，也是据报道具有较低亲和力的物理吸附剂，与具有较高亲和力的化学吸附剂相比表现出较低的最佳第二定律效率的部分原因在TVSA法的情况下。
作者提供了两种不同的金属有机骨架(MOF)吸附剂与mmen-Mg的比较2(dobpdc)由于其较高的平衡CO而显示出较低的总能耗2吸附能力在所有三种情况下。
与真空泵运行相关的能耗都很小，与第3节中讨论的计算结果一致。
总之，由吸附材料的选择和接触模式产生的操作条件是决定TVSA过程能量需求的关键因素。
在中等操作条件下表现出更高工作容量的吸附剂的开发和应用是影响总能耗的重要因素，也是化学吸附剂在DAC TVSA应用中优于物理吸附剂的主要原因。
在基于整体的工艺的情况下，较薄的整体壁和较厚的吸附膜通过将较大部分导向CO而允许更有效地利用热能2解吸。
并且还使得床的每单位体积具有更大的工作容量。
MSA工艺中单元操作的能量需求可能与TSA工艺中的能量需求有很大不同。
报告了对DAC变湿过程的生命周期评估，并报告了由五部分组成的能耗:在解吸步骤中使用真空泵抽真空(占总能耗的一小部分)、吸附剂再生、CO2压缩到更高的压力(100巴)，冷阱干燥一氧化碳2、以及辅助能量需求。
吸附剂再生被认为是最耗能的步骤，在这种情况下，通过使环境空气流过湿吸附剂床来进行。
从能量消耗的观点来看，MSA工艺的主要优点是缺少热能输入，而热能输入是TVSA工艺的关键。
作者确实考虑过在解吸步骤中使用真空泵抽真空，类似于TVSA过程。
邮政公司2由于缺乏热能输入，与TVSA工艺相比，捕集压缩和干燥显得更为重要。
MSA工艺的总能耗(1.36 GJ/吨二氧化碳2)被发现显著低于TSA过程尽管如此，作为未来评估的一部分，这些计算中的一些假设必须放宽；例如，净化大量水所需的能量(15.2立方米3/t公司2)将需要被合并到这些估计中。
此外，工艺性能对环境空气温度和湿度变化的敏感性可能会给该技术的广泛实施带来额外的挑战。
最近开发并报告了其钙基化学循环工艺的详细工艺工程流程图与使用固体吸附剂相比，该工艺的单元操作显示出显著的差异。
使用结构化接触器，其中空气以错流配置接触碱溶液的薄膜。
粒料反应器在流化床结构中操作3颗粒悬浮在30重量% Ca(OH)的浆液中2。
保持颗粒和浆料之间足够的界面面积允许有意义的Ca(OH)速率2溶解和CaCO3降水。
煅烧炉被配置为循环流化床，其中环境压力下的流化气体与注入的天然气一起从容器底部供应。
CaO用蒸汽消化，消化过程中释放的部分热量用于预热送入消化器的颗粒。
除了这些主要的单元操作之外，其他的，例如热回收蒸汽发生系统和空气分离单元，可能对总能耗有显著的贡献。
这些不同操作的能量输入值为347千焦(7.9 GJ/吨二氧化碳2)和289千焦(6.6 GJ/吨CO2)每摩尔二氧化碳的总能耗2，据美国物理学会报道和碳工程，分别为。
当然，这两个值都大于238.9千焦/摩尔(5.4 GJ/吨二氧化碳)的一次能量输入2)用于估算第3.5节中报告的第二定律效率的上限。
特定的设计考虑因素，如交叉流接触模式、钾基吸附剂比钠基吸附剂能够实现更高的传质速率，以及碳工程模型中使用的聚氯乙烯塔填料，可能会解释报告值中的一些差异。
具体而言，错流气液气接触器设计可显著降低压降和鼓风机能量需求。
广泛实施DAC技术的一个重大障碍是所报道的DAC成本范围很广，从每吨CO 30美元到1，000美元不等2 DAC成本由资本支出、吸附剂等材料成本(如果有)以及维护和运营成本组成。
在使用固体吸附剂进行吸附的情况下，吸附剂的成本构成了总费用的很大一部分并经常被视为独立于资本费用的一个组成部分，如下文所述。
与DAC相关的资本成本相当可观。
降低DAC设备资本成本的两种方法是通过与边做边学概念相关的成本降低来扩大规模和增加数量例如，Carbon Engineering设计了一条降低资本成本的途径，即扩大规模并实现一个捕获能力为100万吨二氧化碳的连续过程DAC系统2每年。
在这种情况下，我们预计DAC系统将遵循在许多化学工艺装置中观察到的缩放比例，资本成本将与(捕获能力)成比例2/3。
相比之下，许多DAC的实现，如Climeworks设想的那些，都是建立在可以向上编号的模块化单元的概念上，类似于太阳能光伏和风力涡轮机等可再生发电技术中开发的范例。
小型模块化装置的成本降低来自于边做边学，其学习率远远高于大型工艺装置。
Lackner及其同事已经证明，递增编号方法的可行性主要取决于部署DAC模块化范例时可能出现的学习率。
以及DAC成本达到100美元/总拥有成本的阈值2，学习率必须超过20%,并与过去15年太阳能光伏发电的学习率相当。
吸附剂成本在基于吸附的DAC工艺中的重要性反映在以下事实中，即它占所需资本和材料费用的绝大部分。
并且在大多数情况下估计超过DAC总成本的一半另一方面，碱水溶液的材料成本与其他资本和操作费用相比可以忽略不计
吸附剂寿命是固体吸附剂成本的关键决定因素，其使用寿命可能超过固体吸附剂；例如，假设吸附剂的寿命为1-3年，公用事业的寿命为10年。
仔细考虑购买固体吸附剂的成本和降解速率是准确估算DAC成本的先决条件。
吸附剂采购成本的一个例子是商品化的MOF材料的价值为50-70美元/千克新型吸附剂(如MOFs)大部分仅在实验室规模上合成的事实使得对DAC成本提供更严格的限制极具挑战性，并且最近的工作集中在改善化学吸附剂的稳定性在这方面变得越来越重要。
在吸附性能和吸附剂成本之间是否存在权衡仍有待观察，这种权衡表明，除了工作容量等性能指标之外，成本因素将可能决定特定类别DAC材料的商业实施的可行性。
我们注意到吸附剂成本对DAC总成本的贡献很大，尽管在成本计算中不一定考虑吸附剂失活。
美国国家科学院最近的报告这使得DAC的成本介于每吨二氧化碳88美元至228美元之间2使用0.5年的吸附剂寿命，但同时假设吸附剂容量保持不变；本报告中假定的恒定工作能力，正如文献中通常所做的那样，高估了实际工作能力。
考虑吸附剂降解的简单计算揭示了成本对降解速率的强烈依赖性假设吸附剂容量以指数速率衰减。
吸附剂更换的时间对吸附剂成本有很大影响，吸附剂更换时间越长，吸附剂成本越低。
我们注意到在最小化吸附剂成本和保持有意义的二氧化碳之间存在一种折衷2纯度和回收率；这种成本和纯度/回收率之间的权衡可能决定吸附剂床何时被新的批次替换。
当吸附剂在较短时间内被替换时，吸附剂成本作为衰减常数的函数的差异程度较小。
这些初步计算表明，在评估DAC吸附剂成本时，不仅要考虑寿命，即吸附剂被切换后的时间，还要考虑降解速率。
然而，随着吸附剂设计的显著改进，吸附剂容量增加，最重要的是吸附剂寿命延长，DAC的成本可以显著降低，使其能够用于商业部署。
相比之下，碱水溶液工艺对碱成本的贡献可以忽略不计(KOH 500美元/吨) ;例如，与碱相关的成本仅占总成本的1-2%，对于基于固体吸附剂的工艺，该数值可以在25-90%的范围内。
这些基于碱的方法在过程中具有大量的步骤，并且这种再生的复杂性导致显著更大的非吸收剂/吸收剂资本支出。
较高的再生温度会导致较高的运行费用，根据现有文献的计算，运行费用需要总费用的40-50 %将第4节中的电/热能值转换为成本贡献需要假设特定的能源和价格，煤、天然气、风能、太阳能和核能通常被视为能源。
这些能源的成本差异很大；大多数对运营成本的估计都低于50美元/吨二氧化碳2对于固体吸附剂工艺和50美元/吨以上的二氧化碳2用于碱水溶液工艺。
如上所述，许多DAC工艺配置涉及使用热输入来解吸CO2。
这些输入由吸附热和吸附剂显热贡献组成。
变温过程中的有效热整合是基于吸附和解吸循环中热释放和消耗的时间尺度之间的一致性。
文献中提出了几种创新的工艺设计，旨在克服与热源和热汇可用性的瞬时不匹配相关的限制，本节将简要讨论其中一些设计。
德雷克斯勒琼脂公司已经提出使用移动带式吸附器来更好地优化DAC操作期间的时空温度分布。
这种工艺中的吸附剂被固定在连续移动的带上，其路径允许通过固体介质在工艺的不同阶段之间进行热传递。
这种类型的接触器确保了与空气的大接触面积、低压梯度以及在没有传热流体的情况下的热集成。
皮带穿过五个独立的区域，时间可以通过改变每个区域的长度和皮带速度来调整。
这种移动带配置降低了吸附区和解吸区之间的最大温差，模拟表明，与非热集成工艺相比，所需热能输入降低了高达94%，进一步优化可能会导致甚至更大的降低。
旋转床结构是另一种非传统的工艺结构，已被用于低压CO2吸附，尽管只是来自点源，除了几个非CO2分色应用在这种情况下，吸附剂被固定在薄圆盘上，这些圆盘被布置成产生进料流的通道。
该床或构成该床的圆盘被分成由小间隙隔开的四个部分。
在任何时间点，一半圆盘暴露于进料并处于吸附模式，而另一半经历解吸。
已经表明这种方法比更传统的CO2捕捉技术。
然而，这种工艺的实际实现将需要克服几个挑战，包括分别降低暴露于蒸汽和真空时床之间的传热和传质速率——这些挑战可能只能通过增加他们研究中模拟的简单旋转圆盘的机械复杂性来规避。
最近报道了一种扩展的多固定床快速TSA工艺，与更传统的单床工艺相比，该工艺允许有效的热整合。