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用温室气体造塑料 
最后更新:2015-08-03    浏览:7905 字体大小:

       3位年轻人创建的新公司N ew light T echnologies发现了一种用温室气体制造塑料的方法。这种塑料甚至比传统以石油为原材料的塑料成本更低廉,如果得以推广,不仅能够减少对石油的依赖,还可以鼓励温室气体捕捉。
  在普林斯顿读高年级时,马克·赫拉玛写了一篇研究农业补助的论文,设想靠市场驱动的方案来解决世界饥荒问题。对于这位主修政治的野心勃勃的企业家,不存在太高深的话题。
  如今,33岁的赫拉玛已经将他关注的重点转向气候变暖,尤其是找到一种捕捉温室气体,将其转化为产品的方法。2003年,他和自己的高中同学基顿·齐默尔在加州艾尔文创建了一家叫N ew light T echnologies(新光技术)的公司。经过多年研究,公司团队找到了一种用温室气体制造塑料的廉价方法,这种塑料的造价甚至比以石油为原料的塑料还低。“秘密配方”生物催化剂,它让空气和甲烷结合,将碳、氢、和氧原子重新组合形成热塑性塑料———A irCarbon(空气碳)
  观念转变
  2003年N ew light的诞生源于观念的转变———从新的角度来看待碳排放问题———为什么不将二氧化碳用作原料生产新材料,而这种新材料在价格和性能上能够与石油基础材料竞争?如果能够做到这一点,将同时解决两个问题:首先,通过用从空气中捕捉的温室气体替代石油,减少对石油的依赖。第二,创造市场驱动的温室气体捕捉平台,解决气候变暖问题。假如能够将其变成一种原材料,空气中的温室气体将成为人们争相捕捉的对象。
  为了实现这一构想,N ew light应运而生。经过10多年的研究,公司团队终于研制出热塑性塑料A irCarbon.这种以甲烷为主要原料的塑料和传统的用石油制造的塑料一样坚固耐用,而且价格要便宜很多。
  甲烷变塑料
  生产过程从甲烷聚集地开始,比如垃圾填埋场、农田、污水处理厂、能源生产设施等任何大量排放甲烷的地方。第一步是捕捉甲烷。
  在农场上,有机材料往往堆放在储藏罐等封闭空间里。有机材料的腐蚀过程中大量产生温室气体甲烷。这些气体大多通过通风口被排放或是引入管道,最终被燃烧,其中的碳被100%释放入大气。在N ew Light加入后,甲烷不再被随意排放或燃烧,而是通过管道进入转化反应堆。在反应器中,甲烷与水、空气和生物催化剂混合。催化剂将氧气从空气中剥离,将碳和氢从甲烷中剥离,再让剥离出来的氧、碳、氢气子结合,形成长链热塑性聚合物分子,也就是A irCarbon.
  接下来,把A irCarbon从反应堆中取出,经过下一步处理,熔化成小颗粒。然后它们可以被加工成任何形状,代替石油基础塑料。
  关键技术
  几十年前科学家就已经了解了将甲烷转化成热塑性聚合物的科学原理。但真正的挑战却是高昂的成本,导致这一技术无法被商业化。在N ew light之前,用甲烷生产聚合物的成本为生产石油基础塑料的2至3倍。不幸的是,很少有公司用得起如此高价的材料。因此,对于研发人员而言,真正的问题是降低成本,最终,他们发现技术突破的关键在于一种生物催化剂。
  过去,所有生物催化剂都具有自限性,这意味着,它们只能生产一定数量的聚合物,达到限制后,它们将自我关闭生成二氧化碳而非聚合物。即使在最佳状况下,生产一公斤塑料至少需要一公斤生物催化剂,这就推高了最终产品的成本。
  经过近十年的研究,N ew light发明了一种不会自动关闭的新型生物催化剂。这种催化剂每公斤可生产约9公斤聚合物,效率提高了整整8倍,成本甚至比石油基础塑料还低约10%.
  灵感来源
  N ew light最初的灵感从何而来?马克·赫拉玛说,“2003年我在《洛杉矶时报》上读到一篇关于甲烷排放的文章,名叫《让牛降温》。文章描述了每头牛每天排放的甲烷气体———634夸脱(约600升)。这个数字引发了一连串的问题:一个农场每天排放多少甲烷?一个县、一个州、一座垃圾填埋场、一座能源设施呢?”
  一个原本抽象的碳排放概念似乎变得真实起来,触手可及。关键的问题是,如果我们日常生活使用的很多东西的最终原料都是碳,为什么要让那么多的碳释放入大气,被白白浪费?为什么不用它们来制作可用的材料,尤其是那些原本需要用石油为原料的材料,比如塑料。
  于是赫拉玛与好友基顿·齐默尔创建了N ew light.2006年,伊万·克雷曼加入团队。之后九年里,N ew light一直悄悄地投入研究———没有建立公司网站,没有任何宣传。“因为,我们告诉自己,在能够与石油基础塑料在价格上竞争之前,”赫拉玛说,“没有什么可谈的。”
  规模扩张
  2013年8月,在成立整整10年后,N ew light在加州的全球首家商业规模A irCabon塑料工厂开工。从附近农场收集的甲烷通过管道输送到这里,经过反应堆,与空气结合,生产出A irCabon塑料。
  自从开始规模化生产以来,A irC arbon被制造成了众多的产品,包括椅子、包装袋、手机外壳,等等。2013年,N ew light的塑料被制成5种产品,12个月后,增加到75个。今天,N ew light和60多家“财富500强”公司达成合作,A irC arbon产品遍布美国各地,远销到欧洲、亚洲,被制造成各种各样的产品,包括汽车配件、电子产品部件、瓶子、瓶盖、薄膜等等。
  N ew light的规模还在扩张,下一步计划将产量提高到每年5000万磅。塑料生产的上一次重要革新———联合碳化物公司的U N IPO L技术———减少了塑料生产的投资和运营成本,从一个创意演变成年产值超过600亿美元的产品。“就节省成本而言,A irCarbon的成就同样了不起,”赫拉玛说,“我们的目标是达到同等的规模。”
  N ew light计划建造更多的转化设施,方便在甲烷聚集的地方更迅速有效地推广A irC arbon生产技术。除了农场和垃圾填埋场,北达科他州和得克萨斯州的页岩油开采场地每天都会释放大量的甲烷,这些气体大多被燃烧浪费掉,它们的数量如此巨大,夜晚会将这些边远的乡野照亮得如同纽约芝加哥等大城市。
  市场方案
  N ew light的A irCarbon技术到底能够在多大程度上减少温室气体的排放?这还是一个未知数。但赫拉玛似乎很有信心。“当你将A irCarbon拿在手中,你感受到的40%的重量是从空气中抽离的氧,60%是碳和氢,这些碳原本会被释放到大气中。我们希望A irC arbon能够帮助转变人们的观念,从此将温室气体看成一种资源、一种原材料,可以被用来生产高质量低成本的塑料,它同时还是世界上最具持续性的材料之一。”
  碳捕捉是一个敏感话题,支持者认为这是减少温室气体的必要途径。反对者认为高昂的碳捕捉成本将制约经济的发展。或许A irC arbon可以帮助调和这一矛盾,增加人们对于碳捕捉的热情。赫拉玛认为,气候变化问题无法通过政府补助或税收解决。“我们认为,解决气候变暖的唯一途径,考虑到时间的紧迫性和涉及的庞大规模,只有通过市场驱动的方案,让消费者和企业成为解决方案的一部分。比如A irCarbon不但成本比传统石油基础塑料低,而且还能捕捉碳,从产品的生产到消费,所有参与者都为对抗气候变暖做出了一点贡献。”

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