靠西北風活著的日子要來了?二氧化碳不僅能合成澱粉,還能造房子造眼鏡

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 10 日 0:00 | 分類 尖端科技 , 材料 , 生態保育 Telegram share ! follow us in feedly


近期,中國科學家首次做出二氧化碳人工合成澱粉。這一成果尚處於實驗室階段,但也許離「喝西北風就能飽」的日子也不遠了。

二氧化碳總與溫室效應、全球變暖緊密相連,但它的用處可能比你想像得要豐富。做為一種上好的原材料,除了保障糧食安全,二氧化碳在減少化石燃料和塑膠製品使用上也有關鍵作用。

在你眼前的這副太陽鏡,鏡片就來自回收的二氧化碳。在一定條件下,二氧化碳可以被轉化為乙烯──製造塑膠的基本材料。

(Source:PANGAIA

運動鞋、瑜伽墊、洗髮乳、洗衣粉、牆壁油漆……許多我們生活中再常見不過的事物,都有化石燃料的參與。據估計,這樣的產品至少有 6,000 種,但實際數字可能更多。

和太陽眼鏡一樣,這些產品也可能由回收的二氧化碳製成,許多公司都在做這件事並嘗試將它商業化和規模化。

在化石燃料外,以更好的方式獲得碳

製造二氧化碳太陽眼鏡的技術來自於初創公司 Twelve。Twelve 是最早將「人工光合作用」商業化的公司之一,該公司使用可再生電力和水,從二氧化碳中製造碳並將其轉化為乙烯等化合物。

除了太陽眼鏡,Twelve 還在開發更多捕獲和利用二氧化碳的技術,拓寬業務範圍,使更多產品都不再使用原油、天然氣或煤炭。據 Twelve 聯合創始人 Flanders 說,這些基於二氧化碳的產品在品質和性能上將與傳統產品相同。

許多大公司也在考慮與 Twelve 合作,減少使用化工產品並降低碳足跡。

今年 7 月,P&G 與 Twelve 合作開發以二氧化碳為原料成分的汰漬洗衣粉;去年,Twelve 與梅賽德斯-賓士合作,用回收的二氧化碳製造了首個汽車零部件。一輛新車含有大約 300 公斤的聚合物,這些幾乎都可以用二氧化碳製造,即使是電動汽車也是如此。

此外,Twelve 還製造了另一種「碳轉化」裝置,適用於已經捕獲二氧化碳的工業場所。化石燃料公司 Shell、Repsol 和 SoCalGas 都與 Twelve 開展了小型試點項目。在投資者的壓力和更嚴格政策的催動下,這些公司急於尋找減少自身生產排放的方法。

而被回收的二氧化碳,似乎是「子子孫孫無窮匱也」。

今年 8 月 9 日,IPCC(聯合國政府間氣候變化專門委員會)氣候報告發布,這份評估明確指出,現代社會對化石燃料的持續依賴,正在以 2000 年來前所未有的速度使全球變暖。相比於 1850-1900 年,目前全球表面溫度升高了約 1.1°C。

「氣候變化正在發生,人們的確感受到了。這份報告只是向大眾提供了科學驗證,告訴他們:『是的,你感受到的是真的。』」一位加拿大環境部氣候學家指出。

同時,IPCC 報告強調了更重要的一點:現在採取積極行動,許多最可怕的氣候變化的影響仍可避免。這也是回收二氧化碳並將之商用的意義。Twelve 聯合創始人 Flanders 認為:

我們不會擺脫碳基材料。它們都在我們身邊。但是我們可以以更好的方式獲得碳。你不需要使用化石碳來獲取它。

從生活到工業,如何捕獲二氧化碳

像 Twelve 這樣的公司不只一家。更好地捕捉二氧化碳並將其轉化為有價值、可銷售的產品,是越來越多公司和研究人員在努力。從飲料服飾到建築建材,他們試驗了各種各樣的可能性。

同樣推出減碳太陽眼鏡的 Newlight Technologies,和 Twelve 的方法有所不同。他們花了十多年時間,利用一種海洋微生物開發了一種名為「AirCarbon」的材料。這些微生物以甲烷和二氧化碳為食,並將它們轉化為天然聚合物,使其像塑膠一樣成型。AirCarbon 可用於製作吸管、餐具、手提包和太陽眼鏡。

(Source:Newlight

Newlight 面臨的最大挑戰是快速擴大生產以降低價格。它目前的產品範圍從 6.99 美元的餐具套裝到 520 美元的手提包──比目前市場上的傳統同類產品貴不少。

Newlight 首席執行長 Mark Herrema 也意識到了這一點:

如果你真的想對環境產生巨大的影響,你必須專注於性能、價格以及可擴展性。否則,這只是一個好想法,但那還不夠好。

食品和時尚這類零售品牌,只是 Newlight 戰略的一小部分。為了擴大業務和維持生存,該公司正在與其他品牌展開合作談判。

位於布魯克林的 Air Company 團隊則推出了負碳伏特加。他們利用太陽能和特殊催化劑,將水分解成氫氣和氧氣,然後將氫氣與回收的二氧化碳結合,生成酒精和水,最後一步是透過蒸餾除去水,只向大氣中排放氧氣。每生產一瓶伏特加,就從空氣中去除一磅的碳。

但價格依舊是個不可忽略的問題,750 毫升瓶裝的負碳伏特加售價 65 美元,知名伏特加品牌 Absolut 的相同規格約為 20 美元。誰願意為環保伏特加支付如此高的價格?據 CNBC,它嘗起來就像普通的伏特加。

(Source:Air Company

在建築工業領域,二氧化碳排放物可以被轉化為替代燃料、增強型混凝土、碳纖維和其他寶貴材料。

CarbonBuilt 團隊的核心技術源自加州大學洛杉磯分校,他們將工業二氧化碳排放物嵌入混凝土之中,這種混凝土在性能和成本上與傳統混凝土相近,且沒有碳稅或罰款之慮。

英國的 CCM 團隊則希望在各個行業中更好地利用捕獲的碳。CCM 耗資 250 萬美元研發了一台機器,這一機器可以將二氧化碳轉化為沉澱碳酸鈣,用於紙張塗料、塑膠、藥品、食品、牙膏及其他產品。CCM 團隊成員 Imbabi 認為:

一個急需解決的問題是創建一個夠大的去處,來化解全球每年 400 億噸二氧化碳排放量。僅靠水泥做不到這一點。

以上這些公司或團隊,都有較為成熟的技術傍身,但共同面臨著二氧化碳回收行業存在的問題──短期內難以規模化、單打獨鬥成效甚微、成本偏高導致售價也高,這些問題糾纏在一起,看來成了死結。

一場碳技術經濟的競賽

還是那句老話,發展造成的問題只能讓發展本身去解決。碳中和是一項長期廣泛事業。

比爾·蓋茲提出過碳中和的關鍵理念「綠色溢價」,即會產生碳排放的產品與不會產生碳排放的替代品之間的成本差異。

「綠色溢價」越高,離零碳未來就越遠,尤其對於能源需求不斷增長的低收入國家來說。了解哪些領域存在綠色溢價,哪些因素造成了綠色溢價,如果綠色溢價已經很低,那阻撓零碳產品應用的是什麼原因,這些都是碳中和進展的關鍵。

一般來說,有三種辦法來降低「綠色溢價」:政府調控、公司和投資者承諾、個人購買更多清潔產品推動市場發展。這需要體現在發電、生產、農業、交通物流、日常生活等各個方面。

所以,環保的死結需要各方協力花時間去耐心解開。環保本身就是一個行業,有人買單的同時也有人得利,技術、政策和市場都是重要的影響因子。

美國能源部已經在碳捕獲、儲存和利用技術上投資了數十億美元,其中包括對多項研究和開發計劃的資助,國際能源署預測這在 6 年內會促成 10 億美元的新投資。

加拿大初創公司 CarbonCure 正與全球約 150 家混凝土工廠合作,將回收的二氧化碳引入現有的生產設施。據其創始人稱,它能提供環境和經濟兩方面的利益。如果屬實,那麼它天然具有競爭優勢──即使一家公司不關心氣候變化,但它總是希望省錢的。

▲ CarbonCure 混凝土運輸車。(Source:CarbonCure

Newlight 則試圖讓客戶確切地知道他們的購買行為消除了多少碳。該公司已與 IBM 合作,使用其區塊鏈技術來追蹤製造過程的每一步及其碳足跡。 Newlight 首席執行長 Mark Herrema 表示:

大多數人都想做點好事,問題是缺乏資訊。當你買一件 T 恤時,你不知道有 700 升水被用來製作它。如果你知道這件是 700 升、那件是 7 升,這可能會影響你的決策。所以我們想在碳方面做同樣的事情。

我們討厭有些公司為了環保讓渡消費者利益的行為,也看膩了那些巧立名目卻不做實事的作秀,但環保終究是為了未來的事業,我們不僅不能停止在環保方面的努力,還要在發展中大浪淘沙,按照自然規律完成一場碳技術經濟的競賽。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:Created by freepik