靠西北风活着的日子要来了?二氧化碳不仅能合成淀粉,还能造房子造眼镜

张成晨

2021-10-08 10:58:20

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近日,我国科学家首次实现二氧化碳人工合成淀粉。这一成果目前尚处于实验室阶段,但估计离「喝西北风就能饱」的日子也不远了。


虽然二氧化碳总与温室效应、全球变暖紧密相连,它的「就业岗位」可能比你想象得要丰富。作为一种上好的原材料,除了保障粮食安全,二氧化碳在减少化石燃料和塑料制品的使用上也能起到至关重要的作用。


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图片来自:Pangaia


在你眼前的这一副太阳镜,它的镜片就来自回收的二氧化碳。在一定条件下,二氧化碳可以被转化为乙烯——制造塑料的基本成分。


运动鞋、瑜伽垫、洗发水、洗衣粉、墙壁油漆......许多我们生活中再常见不过的事物,都有化石燃料的参与。据估计,这样的产品至少有 6000 种,但实际数字可能要大得多。


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和太阳镜一样,这些产品也可能由回收的二氧化碳制成,许多公司都在做这件事并尝试将它商业化和规模化。


01

在化石燃料外,以更好的方式获得碳


制造二氧化碳太阳镜的技术来自于初创公司 Twelve。Twelve 是最早将「人工光合作用」商业化的公司之一,该公司使用可再生电力和水,从二氧化碳中制造碳并将其转化为乙烯等化合物。


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除了太阳镜,Twelve 还在开发更多捕获和利用二氧化碳的技术,拓宽业务范围,使更多产品都不再使用原油、天然气或煤炭。据 Twelve 联合创始人 Flanders,这些基于二氧化碳的产品在质量和性能上将与传统产品相同。


许多大公司也在考虑与 Twelve 合作,更少地使用化工产品并降低碳足迹。


今年 7 月,宝洁与 Twelve 合作开发以二氧化碳为原料成分的汰渍洗衣粉;去年,Twelve 与梅赛德斯-奔驰合作,用回收的二氧化碳制造了首个汽车零部件。一辆新车含有大约 300 公斤的聚合物,这些几乎都可以用二氧化碳制造,即使是电动汽车也是如此。


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图片来自:Twelve


此外,Twelve 还制造了另一种「碳转化」装置,适用于已经捕获二氧化碳的工业场所。化石燃料公司 Shell、Repsol和 SoCalGas 都与 Twelve 开展了小型试点项目。在投资者的压力和更严格政策的催动下,这些公司急于寻找减少自身生产排放的方法。


而被回收的二氧化碳,似乎是「子子孙孙无穷匮也」。


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今年 8 月 9 日,IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)气候报告发布,这份评估明确指出,现代社会对化石燃料的持续依赖,正在以 2000 年来前所未有的速度使全球变暖。相比于 1850-1900 年,目前全球表面温度升高了约 1.1°C。


「气候变化正在发生,人们的确感受到了。这份报告只是向公众提供了科学验证,告诉他们:是的,你感受到的是真的。」一位加拿大环境部气候学家指出。


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与此同时,IPCC 报告强调了更为重要的一点:现在采取积极行动,许多最可怕的气候变化的影响仍可避免。这也是回收二氧化碳并将之商用的意义。Twelve 联合创始人 Flanders 认为:


我们不会摆脱碳基材料。它们都在我们身边。但是我们可以以更好的方式获得碳。你不需要使用化石碳来获取它。


02

从生活到工业,如何捕获二氧化碳像


Twelve 这样的公司不止一家。更好地捕捉二氧化碳并将其转化为有价值、可销售的产品,是越来越多公司和研究人员在付诸努力的。从饮料服饰到建筑建材,他们试验了各种各样的可能性。


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同样推出减碳太阳镜的 Newlight Technologies,和 Twelve 的方法有所不同。他们花了十多年时间,利用一种海洋微生物开发了一种名为「AirCarbon」的材料。这些微生物以甲烷和二氧化碳为食,并将它们转化为天然聚合物,使其像塑料一样成型。AirCarbon 可用于制作吸管、餐具、手提包和太阳镜。


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图片来自:AirCarbon


Newlight 面临的最大挑战是快速扩大生产以降低价格。它目前的产品范围从 6.99 美元的餐具套装到 520 美元的手提包——比目前市场上的传统同类产品贵不少。


Newlight 首席执行官 Mark Herrema 也意识到了这一点:


如果你真的想对环境产生巨大的影响,你必须专注于性能、价格以及可扩展性。否则,这只是一个好想法,那还不够好。


食品和时尚这类零售品牌,只是 Newlight 战略的一小部分。为了扩大业务和维持生存,该公司正在与其他品牌展开合作谈判。


位于布鲁克林的 Air Company 团队则推出了负碳伏特加。他们利用太阳能和特殊催化剂,将水分解成氢气和氧气,然后将氢气与回收的二氧化碳结合,生成酒精和水,最后一步是通过蒸馏除去水,只向大气中排放氧气。每生产一瓶伏特加,就从空气中去除一磅的碳。


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但价格依旧是个不可忽略的问题,750 毫升瓶装的负碳伏特加售价 65 美元,知名伏特加品牌 Absolut 的相同规格约为 20 美元。谁愿意为环保伏特加支付如此高的价格?据 CNBC,它尝起来就像普通的伏特加。


而在建筑工业领域,二氧化碳排放物可以被转化为替代燃料、增强型混凝土、碳纤维和其他宝贵材料。


CarbonBuilt 团队的核心技术源自加州大学洛杉矶分校,他们将工业二氧化碳排放物嵌入混凝土之中,这种混凝土在性能和成本上与传统混凝土相近,且没有碳税或罚款之虑。


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图片来自:CarbonBuilt


英国的 CCM 团队则希望在各个行业中更好地利用捕获的碳。CCM 耗资 250 万美元研发了一台机器,这一机器可以将二氧化碳转化为沉淀碳酸钙,用于纸张涂料、塑料、药品、食品、牙膏及其他产品。CCM 团队成员 Imbabi 认为:


一个急需解决的问题是创建一个足够大的去处,来化解全球每年 400 亿吨二氧化碳排放量。仅靠水泥做不到这一点。


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图片来自:CCM


以上这些公司或团队,都有较为成熟的技术傍身,但共同面临着二氧化碳回收行业存在的问题——短期内难以规模化、单打独斗成效甚微、成本偏高导致售价也高,这些问题纠缠在一起,看起来拧成了死结。


03

一场碳技术经济的竞赛


还是那句老话,发展造成的问题只能让发展本身去解决。碳中和是一项长期的、广泛的事业。


比尔·盖茨提出过碳中和的关键理念「绿色溢价」,即会产生碳排放的产品与不会产生碳排放的替代品之间的成本差异。


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「绿色溢价」越高,离零碳未来就越远,尤其对于能源需求不断增长的低收入国家来说。了解哪些领域存在绿色溢价,哪些因素造成了绿色溢价,以及如果绿色溢价已经很低,还有什么原因阻挠了零碳产品的应用,都将对碳中和进展起到关键作用。


一般来说,有三种办法来降低「绿色溢价」:政府调控、公司和投资者承诺、个人购买更多清洁产品推动市场发展。这需要体现在发电、生产、农业、交通物流、日常生活等各个方面。


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用回收二氧化碳做的气泡水.


所以,环保的死结需要各方协力并用时间去耐心解开。环保本身就是一个行业,有人买单的同时也有人得利,技术、政策和市场都是重要的影响因子。


美国能源部已经在碳捕获、储存和利用技术上投资了数十亿美元,其中包括对多项研究和开发计划的资助,国际能源署预测这在六年内会促成 10 亿美元的新投资。


加拿大初创公司 CarbonCure 正与全球约 150 家混凝土工厂合作,将回收的二氧化碳引入现有的生产设施。据其创始人称,它能提供环境和经济两方面的利益。如果属实,那么它天然具有竞争优势——即使一家公司不关心气候变化,但它总是希望省钱的。


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CarbonCure 混凝土运输车. 图片来自:CarbonCure


Newlight 则试图让客户确切地知道他们的购买行为消除了多少碳。该公司已与 IBM 合作,使用其区块链技术来跟踪制造过程的每一步及其碳足迹。Newlight 首席执行官 Mark Herrema 表示:


大多数人都想做点好事,问题是缺乏信息。当你买一件 T 恤时,你不知道有 700 升水被用来制作它。如果你知道这件是 700 升,那件是 7 升,这可能会影响你的决策。所以我们想在碳方面做同样的事情。


我们讨厌有些公司为了环保让渡消费者利益的行为,也看腻了那些巧立名目却不做实事的作秀。但环保终究是为了未来的事业,我们不仅不能停止在环保方面的努力,还要在发展中大浪淘沙,按照自然规律完成一场碳技术经济的竞赛。


来源原创 张成晨 爱范儿


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