用溫室氣體造塑料

3位年輕人創(chuàng)建的新公司New light Technologies發(fā)現(xiàn)了一種用溫室氣體制造塑料的方法。這種塑料甚至比傳統(tǒng)以石油為原材料的塑料成本更低廉，如果得以推廣，不僅能夠減少對石油的依賴，還可以鼓勵溫室氣體捕捉。

在普林斯頓讀高年級時，馬克·赫拉瑪寫了一篇研究農(nóng)業(yè)補(bǔ)助的論文，設(shè)想靠市場驅(qū)動的方案來解決世界饑荒問題。對于這位主修政治的野心勃勃的企業(yè)家，不存在太高深的話題。

如今，33歲的赫拉瑪已經(jīng)將他關(guān)注的重點轉(zhuǎn)向氣候變暖，尤其是找到一種捕捉溫室氣體，將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的方法。2003年，他和自己的高中同學(xué)基頓·齊默爾在加州艾爾文創(chuàng)建了一家叫New light T echnologies（新光技術(shù)）的公司。經(jīng)過多年研究，公司團(tuán)隊找到了一種用溫室氣體制造塑料的廉價方法，這種塑料的造價甚至比以石油為原料的塑料還低?！懊孛芘浞健鄙锎呋瘎?，它讓空氣和甲烷結(jié)合，將碳、氫和氧原子重新組合形成熱塑性塑料———Air Carbon（空氣碳）。

觀念轉(zhuǎn)變

2003年New light的誕生源于觀念的轉(zhuǎn)變——從新的角度來看待碳排放問題——為什么不將二氧化碳用作原料生產(chǎn)新材料，而這種新材料在價格和性能上能夠與石油基礎(chǔ)材料競爭？如果能夠做到這一點，將同時解決兩個問題：首先，通過用從空氣中捕捉的溫室氣體替代石油，減少對石油的依賴。第二，創(chuàng)造市場驅(qū)動的溫室氣體捕捉平臺，解決氣候變暖問題。假如能夠?qū)⑵渥兂梢环N原材料，空氣中的溫室氣體將成為人們爭相捕捉的對象。

為了實現(xiàn)這一構(gòu)想，New light應(yīng)運(yùn)而生。經(jīng)過10多年的研究，公司團(tuán)隊終于研制出熱塑性塑料Air Carbon。這種以甲烷為主要原料的塑料和傳統(tǒng)的用石油制造的塑料一樣堅固耐用，而且價格要便宜很多。

甲烷變塑料

生產(chǎn)過程從甲烷聚集地開始，比如垃圾填埋場、農(nóng)田、污水處理廠、能源生產(chǎn)設(shè)施等任何大量排放甲烷的地方。第一步是捕捉甲烷。

在農(nóng)場上，有機(jī)材料往往堆放在儲藏罐等封閉空間里。有機(jī)材料的腐蝕過程中大量產(chǎn)生溫室氣體甲烷。這些氣體大多通過通風(fēng)口被排放或是引入管道，最終被燃燒，其中的碳被100%釋放入大氣。在New Light加入后，甲烷不再被隨意排放或燃燒，而是通過管道進(jìn)入轉(zhuǎn)化反應(yīng)堆。在反應(yīng)器中，甲烷與水、空氣和生物催化劑混合。催化劑將氧氣從空氣中剝離，將碳和氫從甲烷中剝離，再讓剝離出來的氧、碳、氫氣子結(jié)合，形成長鏈熱塑性聚合物分子，也就是Air Carbon。

接下來，把Air Carbon從反應(yīng)堆中取出，經(jīng)過下一步處理，熔化成小顆粒。然后它們可以被加工成任何形狀，代替石油基礎(chǔ)塑料。

關(guān)鍵技術(shù)

幾十年前科學(xué)家就已經(jīng)了解了將甲烷轉(zhuǎn)化成熱塑性聚合物的科學(xué)原理。但真正的挑戰(zhàn)卻是高昂的成本，導(dǎo)致這一技術(shù)無法被商業(yè)化。在New light之前，用甲烷生產(chǎn)聚合物的成本為生產(chǎn)石油基礎(chǔ)塑料的2至3倍。不幸的是，很少有公司用得起如此高價的材料。因此，對于研發(fā)人員而言，真正的問題是降低成本，最終，他們發(fā)現(xiàn)技術(shù)突破的關(guān)鍵在于一種生物催化劑。

過去，所有生物催化劑都具有自限性，這意味著，它們只能生產(chǎn)一定數(shù)量的聚合物，達(dá)到限制后，它們將自我關(guān)閉生成二氧化碳而非聚合物。即使在最佳狀況下，生產(chǎn)一公斤塑料至少需要一公斤生物催化劑，這就推高了最終產(chǎn)品的成本。

經(jīng)過近十年的研究，New light發(fā)明了一種不會自動關(guān)閉的新型生物催化劑。這種催化劑每公斤可生產(chǎn)約9公斤聚合物，效率提高了整整8倍，成本甚至比石油基礎(chǔ)塑料還低約10%。

靈感來源

New light最初的靈感從何而來？馬克·赫拉瑪說，“2003年我在《洛杉磯時報》上讀到一篇關(guān)于甲烷排放的文章，名叫《讓牛降溫》。文章描述了每頭牛每天排放的甲烷氣體——634夸脫（約600升）。這個數(shù)字引發(fā)了一連串的問題：一個農(nóng)場每天排放多少甲烷？一個縣、一個州、一座垃圾填埋場、一座能源設(shè)施呢？”

一個原本抽象的碳排放概念似乎變得真實起來，觸手可及。關(guān)鍵的問題是，如果我們?nèi)粘Ｉ钍褂玫暮芏鄸|西的最終原料都是碳，為什么要讓那么多的碳釋放入大氣，被白白浪費(fèi)？為什么不用它們來制作可用的材料，尤其是那些原本需要用石油為原料的材料，比如塑料。

于是赫拉瑪與好友基頓·齊默爾創(chuàng)建了New light。2006年，伊萬·克雷曼加入團(tuán)隊。之后九年里，New light一直悄悄地投入研究———沒有建立公司網(wǎng)站，沒有任何宣傳?！耙驗?，我們告訴自己，在能夠與石油基礎(chǔ)塑料在價格上競爭之前，”赫拉瑪說，“沒有什么可談的。”

規(guī)模擴(kuò)張

2013年8月，在成立整整10年后， New light在加州的全球首家商業(yè)規(guī)模Air Cabon塑料工廠開工。從附近農(nóng)場收集的甲烷通過管道輸送到這里，經(jīng)過反應(yīng)堆，與空氣結(jié)合，生產(chǎn)出Air Cabon塑料。

自從開始規(guī)?；a(chǎn)以來，Air Carbon被制造成了眾多的產(chǎn)品，包括椅子、包裝袋、手機(jī)外殼，等等。2013年，New light的塑料被制成5種產(chǎn)品，12個月后，增加到75個。今天，New light和60多家“財富500強(qiáng)”公司達(dá)成合作，Air Carbon產(chǎn)品遍布美國各地，遠(yuǎn)銷到歐洲、亞洲，被制造成各種各樣的產(chǎn)品，包括汽車配件、電子產(chǎn)品部件、瓶子、瓶蓋、薄膜等等。

New light的規(guī)模還在擴(kuò)張，下一步計劃將產(chǎn)量提高到每年5000萬磅。塑料生產(chǎn)的上一次重要革新———聯(lián)合碳化物公司的U N IPO L技術(shù)———減少了塑料生產(chǎn)的投資和運(yùn)營成本，從一個創(chuàng)意演變成年產(chǎn)值超過600億美元的產(chǎn)品?！熬凸?jié)省成本而言，Air Carbon的成就同樣了不起，”赫拉瑪說，“我們的目標(biāo)是達(dá)到同等的規(guī)模。”

New light計劃建造更多的轉(zhuǎn)化設(shè)施，方便在甲烷聚集的地方更迅速有效地推廣Air Carbon生產(chǎn)技術(shù)。除了農(nóng)場和垃圾填埋場，北達(dá)科他州和得克薩斯州的頁巖油開采場地每天都會釋放大量的甲烷，這些氣體大多被燃燒浪費(fèi)掉，它們的數(shù)量如此巨大，夜晚會將這些邊遠(yuǎn)的鄉(xiāng)野照亮得如同紐約芝加哥等大城市。

市場方案

New light的Air Carbon技術(shù)到底能夠在多大程度上減少溫室氣體的排放？這還是一個未知數(shù)。但赫拉瑪似乎很有信心?！爱?dāng)你將Air Carbon拿在手中，你感受到的40%的重量是從空氣中抽離的氧，60%是碳和氫，這些碳原本會被釋放到大氣中。我們希望Air Carbon能夠幫助轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊挠^念，從此將溫室氣體看成一種資源、一種原材料，可以被用來生產(chǎn)高質(zhì)量低成本的塑料，它同時還是世界上最具持續(xù)性的材料之一?！?/p>

碳捕捉是一個敏感話題，支持者認(rèn)為這是減少溫室氣體的必要途徑。反對者認(rèn)為高昂的碳捕捉成本將制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。或許Air Carbon可以幫助調(diào)和這一矛盾，增加人們對于碳捕捉的熱情。赫拉瑪認(rèn)為，氣候變化問題無法通過政府補(bǔ)助或稅收解決?！拔覀冋J(rèn)為，解決氣候變暖的唯一途徑，考慮到時間的緊迫性和涉及的龐大規(guī)模，只有通過市場驅(qū)動的方案，讓消費(fèi)者和企業(yè)成為解決方案的一部分。比如Air Carbon不但成本比傳統(tǒng)石油基礎(chǔ)塑料低，而且還能捕捉碳，從產(chǎn)品的生產(chǎn)到消費(fèi)，所有參與者都為對抗氣候變暖做出了一點貢獻(xiàn)?！?/p>