这是一个理性、性感和奇怪的碳科技世界

想象一下，走进一家超市，你可以免费品尝一种含有秘密成分的新型蛋白质奶昔。喝了几口之后(顺便说一句，奶昔很美味)，你知道秘密不是什么新的超级甘蓝或最新的神奇补充剂——你喝的是曾经从钢铁厂烟囱里喷出来的二氧化碳。

这一天可能不会像你想象的那么遥远。

将二氧化碳从空气中提取出来，并将其转化为一种产品以盈利的想法最近吸引了很多人的注意，甚至是几美元。近年来，从事碳捕捉和使用(CCU)(又称碳技术)的初创企业数量激增。的碳循环网络Xprize基金会和纯能源合作伙伴推出的新非营利组织倡议，以促进CCU的更多投资和商业活动，已经在该空间中追踪了超过250家公司。

NRG COSIA碳XPRIZE的执行董事马库斯·埃特萨尔沃告诉GreenBiz:“我们可以用二氧化碳制造出很多产品。”“那么问题就变成了:哪些是最容易做的?”哪些是有成本效益的?如果你用二氧化碳制造它们，哪些会有更低的碳足迹?”

我们可以用二氧化碳制造出很多产品。那么问题就变成了:哪些是最容易做的?哪些是有成本效益的?

初创公司所开创的一些技术在市场开发方面比其他技术走得更远，其中一些已经进入了商业阶段(最明显的是那些浓缩混凝土的技术)。有些国家比其他国家有更多的碳减排潜力，因为它们可以使用更多的二氧化碳和/或将其封存更长时间，而有些国家有更大的总市场潜力。例如，工业产品可使用的二氧化碳量远远大于商业产品。

麦肯锡公司估计，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——总价值可能在8000亿到1万亿美元之间。

围绕市场越来越紧急，也有很好的理由。我们目前没有轨道限制全球加热，这具有潜在的灾难性后果，而模型表明这样做将需要不仅仅是减少目前的排放。它需要“负排放”。

全球碳行动计划预计，在适当的激励措施下，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目前全球排放量15%的二氧化碳。

所有这一切都在刺激对该领域的投资，尽管获得资金仍然是一个主要挑战。瑞士大型水泥和混凝土公司LafargeHolcim等企业正与CCU初创企业合作并提供资金，比尔•盖茨(Bill Gates)等投资者也是如此。此外，政府的激励措施，如美国去年通过的“第45季度”税收抵免，可能有助于刺激进一步的投资。

有一点想象力，产品系列似乎无限。这是因为理论上捕获的二氧化碳，可用于生产目前用来自化石燃料的成分制成的任何东西。并且实际上，所有触及我们日常生活的一切都没有来自植物，动物或矿物质含有化石燃料。

通过适当的激励措施，到2030年，以二氧化碳为基础的整个产品行业可以捕获并使用相当于目前全球排放量15%的二氧化碳。

这包括任何用塑料制造的产品，如玩具、电脑、汽车和牙刷;用于铺路的沥青和轮胎中的合成橡胶;化肥、农药、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、黑胶唱片、口红、摩托车头盔，当然还有凡士林。

用废物二氧化碳代替化石燃料在所有情况下都没有意义。有时有更好的替代方案，例如消除产品完全或用植物的替代石油型成分，如植物的那些，也是润肤露的许多制造商已经做到了。

在有意义或有可能有意义的产品中，以下四类——建筑材料、液体燃料、高级材料和食品——并不能代表目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等市场。然而，每个类别都有其独特的潜力，使其具有吸引力。

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，他们会承认没有人想谈论混凝土。它不像屋顶上的太阳能电池板那样容易接近，也不像特斯拉(tesla)那样性感。然而，正如Extavour所言，“混凝土可能听起来乏味，但它是地球上最大的材料市场之一。”

事实上，当谈到产量、碳减排潜力以及技术和市场成熟度时，混凝土无疑是王者。它代表了在短期内广泛使用二氧化碳的最佳前景，因为世界各地的建筑和基础设施使用大量的二氧化碳。

这是一个如此庞大的行业，混凝土的主要成分水泥的生产，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，所以它可以关闭碳循环。当你向混凝土中注入二氧化碳时，它会永远留在那里，这是为数不多的二氧化碳负碳用途之一。

“将二氧化碳困在混凝土中的全部原因是防止它进入大气，但它也有利于混凝土，使其更坚固和更耐用。”这不仅仅是直接的成本，”布雷特汉高，战略账户和政府事务副总裁Inventys热技术告诉GreenBiz。

该行业有其潜在的二氧化碳来源，所以它可以关闭碳循环。

发明了一个基于温哥华的创业公司，正在努力在不列颠哥伦比亚省的CCU试点项目，Lafargeholcim和法国能源公司总数。该项目预计将于2020年底运作，是世界上第一个通过从水泥厂捕获和重用二氧化碳来关闭碳环。

其他建筑材料，如钢铁和墙板，与混凝土具有一些相同的特点——庞大的全球市场、显著的碳排放以及永久锁定二氧化碳的潜力。但CCU技术的商业化在具体方面还在进一步推进，包括加拿大的一些公司CarbonCure和新泽西悬浮技术，也是Lafargeholcim合作伙伴，已经为商业市场提供服务。

CarbonCure的技术应用于加拿大、美国和亚洲的150多家混凝土工厂。这家总部位于加拿大新斯科舍的公司使用从不同工业场所捕获的液化二氧化碳，并将其注入混凝土搅拌器中，在那里，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更坚固，因此可以使用更少的水泥，从而进一步减少碳足迹，并使成本与传统水泥持平。目前，该公司的减碳量相对较小，只有5- 10%，但CarbonCure的最终目标是开发碳中性混凝土。

消除飞行带来的负罪感

与建筑材料不同，以二氧化碳为基础的燃料不含碳，因为当燃料使用时，二氧化碳会再次释放出来。然而，以二氧化碳为基础的燃料可以帮助航运和航空实现碳中和(将汽车行业从等式中剔除，因为它已经开始向电动汽车过渡)。

苏黎世的基于公司Climeworks，位于鹿特丹SkyNRG，加拿大的碳工程和全球温度和LanzaTech在美国，所有这些都制定了燃料的CCU技术，为减少航空二氧化碳排放提供了另一种选择。

碳工程通过开发一种具有潜在成本竞争力的方法来制造碳中性汽油、柴油或航空燃料，该公司似乎在CCU领域迈出了重要的一步。

这家初创公司由哈佛大学应用物理学教授戴维·基思(David Keith)创立，自2015年以来一直在不列颠哥伦比亚省开展试点项目。2018年，该项目的设计和工程造价发表在期刊上焦耳．该公司通过使用现有的工业流程扩大规模，设法将从大气中去除一吨二氧化碳的成本控制在100美元以下。到目前为止，人们认为二氧化碳去除或所谓的“直接空气捕捉”的成本至少是这样的每吨600美元．

下一步是建立大量规模扩大的工厂，生产数十万桶无碳燃料，以进一步降低成本，就像太阳能和风能成本在过去几十年随着规模的扩大而大幅下降一样。

下一步是建立大量规模扩大的工厂，生产数十万桶无碳燃料，以进一步降低成本。

LanzaTech的创始人詹妮弗·霍姆格伦(Jennifer Holmgren)表示，与传统航空燃料相比，该公司生产的燃料在商业规模下也具有成本竞争力。

她告诉GreenBiz:“然而，我们认为有必要采取一些激励措施来弥补价格差距。”“在5到10年内，随着燃料本身变得有竞争力，这些激励措施可能会减少。”

2018年，维珍航空(Virgin Atlantic)一架从奥兰多飞往伦敦盖特威克(Gatwick)的商业航班使用了兰泽科技(LanzaTech)生产的燃料，该公司不仅使用回收的二氧化碳废物，还回收了城市固体废物、有机工业废物和农业废物等来源的温室气体排放，以及改造过的沼气。兰扎说，它每年可以在英国生产多达1.25亿加仑的航空燃料，为从英国出发的维珍大西洋航班提供100%的燃料，回收近100万吨二氧化碳。

碳工程和ClimeWorks都开发了一种直接的空气捕获系统，它从环境空气中取出二氧化碳，而不是烟囱。6月份的卡尔加里碳工程宣布加拿大政府的1900万美元投资，这是从私人投资者那里的7000万美元的鞋面，如BHP，雪佛龙和佛罗里达州的石油公司等私人投资者。去年年底，ClimeWorks表示，它已从现有和新的私人投资者和苏黎世交流银行获得超过3000万美元，使其总额超过5000万美元。

ClimeWorks及其合作伙伴SkyNrg已启动了与鹿特丹的飞行员项目，海牙机场能够测试其二氧化碳燃料的商业可行性。试点项目将使用机场航空公司排放量捕获的废物二氧化碳，目的是每天生产1000升的喷气机燃料，从2021年开始。

关于二氧化碳燃料市场的一个警告是:它们面临着来自生物燃料的竞争。飞机已经开始使用从植物生物质中提取的可再生燃料，如甘蔗、草或棕榈油，甚至动物废料。

更强，更轻，更酷

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，而且制造它们的成本很高，因为它们依赖于电化学过程进行转换。然而，这些材料的最终市场潜力是巨大的——石墨烯是一种有效的电导体，是已知最强的材料之一;碳纳米管被用于电池、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、汽车和体育用品。

这些材料被设计成微小的尺寸，以十亿分之一米或纳米的尺寸测量，有时只有一个原子的厚度，这些材料非常有价值，部分原因是它们非常强和轻。它们可以通过使汽车和飞机变得更轻来提高燃料效率，改善风力涡轮机的性能，并提高锂离子电池的容量。据营销人员介绍，碳纤维还可以用来制造自行车和网球拍等“酷”“性感”的高性能运动装备。

虽然这些产品中二氧化碳的使用量很小，但它们很耐用，这意味着二氧化碳可以在很长一段时间内被锁在里面。

加拿大的C2CNT是碳Xprize的决赛，已经弄清楚了生产碳纳米管的方式比平常更便宜地生产碳纳米管。其技术采用低成本的镍和钢电极和低电压电流，从烟气中产生比铜的烟道气体更好地产生碳纳米管。纳米管以超过100,000美元的价值，纳米管可由钢，铝，纺织品，陶瓷和水泥生产商使用，以及电子，包装，制造和施工。

不把二氧化碳吃完就不吃甜点

最后但同样重要的是，回到蛋白质奶昔。一家芬兰公司叫太阳能的食物开发了一种使用可再生电力和CO2的过程，以产生看起来像小麦粉的成分并含有50％的蛋白质。该公司计划于2021年开始商业生产，旨在制作食物，同时避免巨大的农业环境足迹。

通过发酵制成的食物，如啤酒或实验室培育的肉类，依赖于给微生物提供植物糖。新工艺用碳取代了这些糖。该过程使用太阳能在生物反应器中通过电解分解水，产生氢气，当微生物被注入碳时，氢气可以给微生物提供能量。这些微生物生产的食物由大约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，依赖于给微生物提供植物糖。新工艺用碳取代了这些糖。

因为它完全与农业无关，新的蛋白粉Solein，声称比任何动物或植物基的替代品对气候更友好100倍。该公司表示，它每英亩的可用蛋白质产量是大豆产量的10倍。

当它开始在杂货店出现时 - 在未来两年内，如果所有人都根据计划进行 - 它不会以其粉末形式，而是作为蛋白质奶昔，可能或植物的酸奶等产品中的成分。这部分是因为它可能对消费者最适合，但基于二氧化碳的面粉可能不会获得尽可能多的验收。对于植物的肉类公司，如不可能的食物，专注于环境，它可能是一种进一步缩小环境足迹的方法。

消费者如何应对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，也不仅仅是一个商业故事，它也是一个社会故事。因为消费品是关于人们喜欢什么和不喜欢什么，这很重要，”Extavour说。

Extavour还认为，从CO2事项中制造消费品，即使在工业产品的速度附近，也有机会提高意识并将人们联系起来脱碳的机会。

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