carbontech的感性、性感和陌生世界

想象一下，走进一家超市，你可以免费得到一份含有秘密成分的新蛋白奶昔样品。喝了几口（顺便说一句，这种奶昔很美味）之后，你会发现秘诀不是什么新的超级甘蓝或者最新的神奇补充剂——你喝的是曾经从钢铁厂烟囱里喷出的二氧化碳。

那一天可能并不像你想的那么遥远。

从空气中提取二氧化碳并将其转化为产品进行销售以获取利润的想法最近吸引了很多人的注意，甚至是几美元。近年来，从事碳捕获和利用（CCU）的初创企业（也称为carbontech）数量激增。这个循环碳网络由XPRIZE基金会和Pure Energy Partners发起的一项新的非营利性倡议，旨在促进CCU的更多投资和商业活动，已经跟踪了该领域的250多家公司。

“我们可以利用二氧化碳生产大量产品，”NRG COSIA Carbon Exprize执行董事Marcius Extavour告诉GreenBiz那么问题就变成了：哪些是最容易做的？哪些比较划算？如果你用二氧化碳制造的话，哪一个会有更低的碳足迹呢？”

我们可以用二氧化碳生产很多产品。那么问题就变成了：哪些是最容易做的？哪些比较划算？

创业公司所开创的一些技术在市场发展上比其他技术走得更远，少数技术已经处于商业阶段(最明显的是那些丰富混凝土的技术)。有些国家比其他国家有更大的减排潜力，因为它们可以使用更多的二氧化碳并/或将其封存更长时间，而有些国家则有更大的市场潜力。例如，工业产品可以使用的二氧化碳量远远大于商业产品。

麦肯锡公司（McKinsey&Co.）估计，到2030年，以二氧化碳为基础的市场——包括建筑材料、塑料、燃料、食品和纺织品——可能价值8000亿至1万亿美元。

围绕扩大市场规模的紧迫感也越来越强烈，这是有充分理由的。我们目前还没有走上限制全球供暖的轨道，这可能会带来灾难性的后果，模型显示，这样做需要的不仅仅是减少当前的排放。它需要“负排放”

全球碳倡议（Global Carbon Initiative）预计，在适当的激励下，到2030年，整个以二氧化碳为基础的产品行业可以捕获并使用相当于当前全球排放量15%左右的二氧化碳。

所有这些都在推动对太空的投资，尽管获得资金仍然是一个主要挑战。大型瑞士水泥和混凝土公司拉法基豪瑞（LafargeHolcim）等企业正与CCU初创公司合作，并提供资金，比尔盖茨（Bill Gates）等投资者也是如此。而政府的激励措施，如美国去年通过的“45 Q”税收抵免，可能有助于刺激进一步投资。

凭着一点想象力，产品的范围似乎是无限的。这是因为理论上，捕获的二氧化碳可以用来生产目前由化石燃料成分制成的任何东西。实际上，所有涉及我们日常生活的东西，不是来自植物、动物或矿物的，都含有化石燃料。

如果有适当的激励措施，到2030年，整个以二氧化碳为基础的产品行业可以捕获并使用相当于当前全球排放量15%左右的二氧化碳。

这包括用塑料制成的任何产品，如玩具、电脑、汽车和牙刷；沥青，用于制造道路和轮胎中的合成橡胶；肥料、杀虫剂、除草剂、洗涤剂、油漆等；合成服装材料，从氨纶运动裤到尼龙夹克；更不用说网球拍、马桶座，吉他弦，冰柜，一次性尿布，乙烯基唱片，唇膏，摩托车头盔，当然，凡士林。

用废弃的二氧化碳代替化石燃料在所有情况下都没有意义。有时还有更好的替代品，比如完全淘汰一种产品，或者用植物成分取代石油成分，就像许多洗发水、乳液和化妆品制造商已经做的那样。

在有意义或可能有意义的产品中，以下四类产品——建筑材料、液体燃料、先进材料和食品——并不代表当前潜在的二氧化碳市场的最大份额。就规模而言，目前的工业化学品和耐用塑料市场将远远大于先进材料。然而，每一个类别都有独特的潜力，使其引人注目。

使混凝土坚固，如果不性感

当人们解释混凝土中的二氧化碳时，在某种程度上他们会承认没有人愿意谈论混凝土。它不像屋顶上的太阳能电池板，也不像特斯拉斯那样性感。然而，正如Extavour所说，“混凝土听起来可能很无聊，但它是地球上最大的材料市场之一。”

事实上，在总量、碳减排潜力以及技术和市场成熟度方面，混凝土是王道，不必客气。它代表了二氧化碳在短期内广泛使用的最佳前景，因为世界各地的建筑和基础设施都使用了大量的二氧化碳。

这是一个如此庞大的产业，以至于水泥的生产——混凝土的主要成分——大约占全球温室气体排放的8%。这也意味着该行业有自己潜在的二氧化碳来源，因此可以关闭碳循环。当你把二氧化碳注入到混凝土中，它会永远呆在那里，这使它成为为数不多的二氧化碳使用之一实际上是负碳的。

“在混凝土中捕集二氧化碳的全部原因是防止其进入大气，但它也使混凝土更坚固、更耐用，从而对混凝土有利。这不仅仅是一个直接的成本，”战略账户和政府事务副总裁Brett Henkel发明热技术，告诉绿色商业。

这个行业有自己潜在的二氧化碳来源，因此它可以关闭碳循环。

温哥华的一家初创公司Inventys正在不列颠哥伦比亚省与LafargeHolcim和法国道达尔能源公司合作一个CCU试点项目。该项目预计在2020年底投入运行，将是世界上第一个通过捕获和再利用水泥厂的二氧化碳来关闭碳循环的项目。

其他建筑材料，如钢铁和墙板，有一些与混凝土相同的特点——庞大的全球市场，大量的碳排放，以及永久封存二氧化碳的潜力。但CCU技术的商业化在混凝土领域还在进一步发展，加拿大的CCU公司就是其中之一碳固化总部设在新泽西州索里达技术同时也是拉法基豪瑞的合作伙伴，已经在为商业市场服务。

CarbonCure的技术在加拿大、美国和亚洲的150多家混凝土工厂得到应用。这家总部位于新斯科舍省的公司利用从不同工业场所捕获的液化二氧化碳，将其注入混凝土搅拌机中，二氧化碳与水和钙发生化学反应，形成固体碳酸钙。该公司表示，由于二氧化碳使混凝土变得更坚固，因此可以使用更少的水泥，从而进一步减少碳足迹，使成本与传统水泥持平。目前，它的碳减排量相对较小，为5-10%，但碳固化最终目标是发展碳中和混凝土。

从飞行中消除罪恶感

与建筑材料不同，基于二氧化碳的燃料不是负碳的，因为使用燃料时二氧化碳会再次释放。然而，基于二氧化碳的燃料可以帮助航运和航空业实现碳中和（将汽车工业从等式中移除，因为它已经开始向电动汽车过渡）。

总部位于苏黎世的公司斜坡工程，鹿特丹SkyNRG，加拿大的碳工程全局恒温器和兰扎特在美国，所有这些国家都开发了燃料的CCU技术，为减少航空二氧化碳排放提供了另一种选择。

碳工程该公司通过将捕获的废弃二氧化碳与从水中提取的氢结合在一起制造液体燃料，似乎在CCU领域迈出了重要的一步，它开发了一种具有潜在成本竞争力的方法来制造碳中性的汽油、柴油或航空燃料。

这家初创公司由哈佛大学应用物理学教授大卫•基思创立，自2015年以来一直在不列颠哥伦比亚省进行试点项目。2018年，该项目的设计和工程成本发表在该期刊上焦耳. 该公司利用现有的工业流程扩大规模，设法将每吨从大气中清除的二氧化碳的成本控制在100美元以下。到目前为止，二氧化碳的去除，或所谓的“直接空气捕捉”的成本，被认为至少是每吨600美元.

下一步是让一些规模扩大的工厂生产几十万桶无碳燃料，进一步降低成本，就像太阳能和风能成本在过去几十年随着规模的扩大而急剧下降一样。

下一步是让一些规模扩大的工厂生产几十万桶无碳燃料，以进一步降低成本。

LanzaTech的创始人詹妮弗·霍尔姆格伦（Jennifer Holmgren）表示，如果按商业规模生产，她的公司的燃料成本也可以与传统的喷气燃料相媲美。

“不过，我们认为，一开始有必要采取激励措施来弥合价格差距，”她对GreenBiz表示在5到10年内，随着燃料本身的竞争力增强，这些激励措施可能会量体裁衣。”

2018年，一架从奥兰多飞往伦敦盖特威克的维珍大西洋商业航班使用LanzaTech公司生产的燃料，该公司不仅使用回收的二氧化碳废物，还利用城市固体废物、有机工业废物和农业废物等来源的回收温室气体排放，以及经过改造的沼气。兰扎说，它每年在英国可以生产多达1.25亿加仑的航空燃料，为从英国起飞的维珍大西洋航班提供100%的燃料，回收近100万吨二氧化碳。

碳工程公司和Climeworks公司都开发了一种直接空气捕捉系统，从周围空气中提取二氧化碳，而不是烟囱。总部位于卡尔加里的碳工程公司（Carbon Engineering）今年6月宣布，加拿大政府投资1900万美元，紧随其后的是盖茨等私人投资者以及必和必拓、雪佛龙和西方石油等主要油气公司的7000万美元。去年年底，Climeworks表示，它已从现有和新的私人投资者以及苏黎世州银行（Zurich Cantonal Bank）获得了3000多万美元的资金，使其总融资额超过5000万美元。

Climeworks及其合作伙伴SkyNRG与鹿特丹海牙机场（Rotterdam The Hague Airport）合作启动了一个试验项目，以测试其二氧化碳燃料的商业可行性。该试点项目将从2021年开始，使用从机场航空公司排放的废气中捕获的二氧化碳，目标是每天生产1000升航空燃料。

对二氧化碳燃料市场的一个警告是：它们有来自生物燃料的竞争。飞机已经在使用由植物生物量制成的可再生燃料飞行，如甘蔗、草或棕榈油，甚至动物废料。

更结实，更轻，而且，嗯，很酷

由二氧化碳制成的碳材料——石墨烯、碳纳米管、碳纤维——仍处于开发的早期阶段，制造这些材料的成本很高，因为它依靠电化学过程进行转化。然而，这些材料的最终市场潜力巨大——石墨烯是一种高效的导电材料，也是已知最强的材料之一；碳纳米管用于电池、电子产品、体育用品等；碳纤维（由碳纳米管制成）可用于航空航天、能源、混凝土等领域，汽车和体育用品。

这些材料的尺寸很小，以十亿分之一米或纳米为单位，有时只有一个原子厚，它们的部分价值是因为它们非常坚固和轻。它们可以使汽车和飞机更轻，提高风力涡轮机的性能，提高锂离子电池的容量，从而提高燃油效率。据市场人士介绍，碳纤维还可以制造高性能的运动装备，如自行车和网球拍，“酷”和“性感”

虽然这些产品中使用的二氧化碳量很小，但它们是耐用的，这意味着二氧化碳可能会在它们体内长期被锁住。

加拿大C2CNT公司是碳XPrize的最终入围者，它已经找到了一种生产碳纳米管的方法，这种方法比通常的方法便宜100倍。它的技术使用低成本的镍和钢电极以及低电压电流，从烟气中制造出比铜导电性更好的碳纳米管。这些纳米管每吨价值超过10万美元，可用于钢铁、铝、纺织、陶瓷和水泥生产商，以及电子、包装、制造和建筑业。

吃了二氧化碳后才吃甜点

最后但并非最不重要的是，回到蛋白质奶昔。一家芬兰公司太阳能食品已经开发出一种利用可再生能源和二氧化碳来生产一种看起来像小麦粉并且含有50%蛋白质的成分的工艺。该公司计划于2021年开始商业化生产，其目标是在生产食品的同时避免农业对环境的巨大影响。

通过发酵制成的食物，如啤酒或实验室培育的肉类，依赖于向微生物提供植物糖。新工艺用碳取代了那些糖。这一过程利用太阳能在生物反应器中通过电解将水分解，产生氢气，当微生物得到碳时，可以提供能量。这些微生物产生的食物由大约20-25%的碳水化合物、5-10%的脂肪和50%的蛋白质组成。

通过发酵制成的食物，如啤酒或实验室培育的肉类，依赖于向微生物提供植物糖。新工艺用碳取代了那些糖。

因为它与农业完全脱节，新的蛋白质粉末，Solein，声称其对气候的友好程度是任何动物甚至植物替代品的100倍。该公司说，它每英亩的可用蛋白质产量是大豆产量的10倍。

当它开始出现在杂货店时——如果一切按计划进行的话，在未来两年内——它将不再是粉末状的，而是作为蛋白质奶昔或植物酸奶等产品的一种成分。这在一定程度上是因为它对消费者来说可能是最可口的，但袋装的二氧化碳面粉可能得不到那么多的认可。对于那些以植物为基础的肉类公司，比如专注于环境的不可能食品公司来说，这可能是进一步缩小其环境足迹的一种方式。

消费者如何回应由二氧化碳废料制成的食物是一个大而有趣的问题。“这不仅仅是一个技术故事，不仅仅是一个商业故事，也是一个社会故事。因为消费品关乎人们喜欢什么，不喜欢什么，这很重要。”

Extavour还认为，利用二氧化碳生产消费品很重要，即使其产量远不及工业产品，因为有机会提高人们的认识，并将人们与脱碳努力联系起来。

他说:“这可能是个人消费者采取气候行动或让品牌和零售商参与可持续发展的一种方式。”必威体育2018