Горілка, бетон, діаманти, їжа та одяг з повітря – що виробляють із CO2

Літр горілки видаляє 0,4 кг CO2, і незабаром для виробництва зможуть навіть використовувати CO2, захоплений з систем опалення офісних будівель

Двоокис вуглецю вважається головним чинником глобального потепління і країни борються за зменшення його викидів. Однак з’явилися компанії, які заробляють на ньому. Адже для них СО2 є цінною сировиною, з якої виробляються дорогі речі, наприклад, горілка, діаманти, їжа, одяг.

У складській лабораторії в Берклі, штат Каліфорнія, Ніколас Фландерс стоїть перед блискучою металевою коробкою розміром з пральну машину. Всередині знаходиться стопка металевих пластин, які нагадують клубний сендвіч – тільки начинка являє собою чорну полімерну мембрану, покриту фірмовим металевим каталізатором. “Ми називаємо мембрану чорним листом”, – говорить він.

Підписуйтесь на наш Telegram

Фландерс є співзасновником і генеральним директором Twelve, стартапу, заснованого в 2015 році, який в липні отримав фінансування в розмірі 57 мільйонів доларів. Він спрямований на те, щоб взяти повітря – або, якщо бути більш точним, вуглекислий газ (CO2) – і перетворити його в щось корисне.

Використовуючи тільки воду і відновлювану енергію, металева коробка Twelve перетворює CO2 в синтез-газ (суміш монооксиду вуглецю і водню), яку можна трансформувати в ряд знайомих продуктів, що зазвичай виготовляються з викопного палива. Кисень – єдиний побічний продукт.

“Це новий спосіб переміщення вуглецю через нашу економіку, не витягуючи його з землі”, – говорить він.

Горілка та бетон з повітря

Twelve – одна з багатьох компаній, які починають виробляти продукцію з CO2, отриманого або в результаті промислових викидів, або безпосередньо з повітря.

Високоякісні товари, такі як горілка, діаманти і спортивний одяг, промислові матеріали, такі як бетон, пластик, пінопласт і вуглецеве волокно, і навіть продукти харчування, – все це починає створюватися з використанням CO2.

На додаток до палива для реактивних двигунів, яке є партнерством з ВПС США, Twelve використовує свій синтез-газ для вивчення можливості виготовлення деталей інтер’єру автомобілів Mercedes-Benz, інгредієнтів прального порошку з Tide і лінз сонцезахисних окулярів з Pangaia.

Уже з’явилися онлайн-ринки, такі як Expedition Air і SkyBaron, для продажу споживчих товарів, вироблених з CO2.

“Ми знаходимося на самому ранньому етапі розвитку нової індустрії вуглецевих технологій”, – говорить Пет Сапінслі з лабораторії міського майбутнього Нью-Йоркського університету.

У той час як галузь все ще тільки зароджується – велика частина діяльності здійснюється тільки в стендовому або пілотному масштабі – за оцінками лабораторії, в даний час налічується близько 350 стартапів, які сподіваються забезпечити вуглецеву цінність. Цього року, за даними дослідницької та консалтингової фірми Cleantech Group, до кінця вересня в країну надійшло понад 550 мільйонів доларів; це більше, ніж за попередні п’ять років разом узяті.

Цей сектор може мати потенціал для скорочення світових викидів CO2 більш ніж на 10 %, згідно з аналізом Глобальної ініціативи з CO2 Мічиганського університету. Цей внесок, стверджують прихильники, робить використання вуглецю частиною набору технологій, які нам знадобляться для досягнення чистих нульових зобов’язань перед екологією.

“Я не бачу шляху до чистого нуля без таких технологій”, – говорить Річард Янгман, генеральний директор Cleantech Group.

Кросівки за $1 млн, але екологічні

Бренд преміум-кросівок On зрозумів, що якщо він збирається досягти своїх агресивних цілей чистого нуля, йому потрібно буде переглянути свої матеріали. Тепер половина всієї піни для підошов взуття буде проводитися не з нафтопродуктів, а з уловлюваного вуглецю.

Минулого місяця компанія оголосила про плани об’єднатися з американським стартапом LanzaTech, який використовує запатентований процес ферментації для отримання етанолу з відходів окису вуглецю, зібраних на заводах, які в іншому випадку спалювалися б з виділенням CO2, Виробник хімічних речовин Borealis створює піну шляхом полімеризації етилену.

Компанія On сподівається представити свою першу пару взуття, повністю виготовлену з захопленого вуглецю, десь в наступному році. Ця перша пара буде коштувати близько 1 мільйона доларів, говорить Каспар Коппетті, співзасновник і виконавчий співголова On. Це лабораторна спроба довести життєздатність, але, в кінцевому рахунку, коли вона масштабується, він не очікує, що взуття буде коштувати набагато дорожче звичайної пари.

Використання CO2 в більшому масштабі

Справа не в тому, що CO2 не використовується в промисловості – подумайте про газовані напої. При нинішньому використанні газ або повертається в атмосферу в незмінному вигляді, або залишається під землею.

Нові технології дозволяють трансформувати відпрацьований CO2 для отримання нових продуктів. Деякі з них, такі як будівельні матеріали, усувають викиди, назавжди утримуючи вуглець. Інші, такі як паливо для реактивних двигунів, запобігають новим викидам, переробляючи вже викинутий вуглець.

Часто разом з утилізацією об’єднується секвестрація CO2, яка обіцяє постійно зберігати велику кількість захопленого CO2 під землею, але, як відзначають захисники, ці два поняття абсолютно різні.

“Це майже гріх-викидати цінний ресурс, – говорить Фолькер Сік, професор машинобудування Мічиганського університету, який керує Глобальною ініціативою щодо викидів CO2. – Привабливість вуглецю в тому, що ви можете робити так багато різних речей”.

Горілка та бетон з повітря

Нью-Йоркський стартап Air Company, запущений в 2017 році, продає горілку і парфуми, вироблені на основі CO2, а також дезінфікуючий засіб для рук.

Як і у Twelve, його виробничий процес починається з CO2, води та поновлюваних джерел енергії, де об’єднує їх у своєму реакторі для виробництва спиртів, таких як етанол. Літр горілки видаляє 0,4 кг CO2, і незабаром для виробництва зможуть навіть використовувати CO2, захоплений з систем опалення офісних будівель Манхеттена

Twelve та Air Company мріють про реактивне паливо, яке також можна створювати з етанолу. Це переповнена область – інші стартапи реактивного палива, виробленого на основі CO2, включають LanzaJet, дочірнє підприємство виробника етанолу LanzaTech, і Synhelion, який використовує сонячну енергію для перетворення CO2 в синтез-газ.

Як правило, проблема в невеликій продуктивності процесу виробництва палива. Але країни починають вводити квоти на екологічно чисте авіаційне паливо, що може зрушити ситуацію з мертвої точки, говорить Іен Хейтон, аналітик з матеріалів і хімікатів в Cleantech Group. І перевага його виробництва з CO2, а не з біомаси або відходів рослинних масел, полягає в тому, що він використовує набагато менше землі.

Канадська компанія CarbonCure, заснована в 2012 році, є одним з піонерів в області будівельних матеріалів. За підтримки інвесторів, таких як Breakthrough Energy Ventures (інвестиційна фірма Білла Гейтса) її технологія включає вприскування CO2 в бетон під час його змішування. Впорснутий CO2 вступає в реакцію з вологим бетоном і швидко накопичується у вигляді мінералу, такого ж, як у вапняку.

Бізнес-модель CarbonCure полягає в тому, щоб ліцензувати свою технологію самим виробникам бетону. Це дає їм перевагу в «зелених» продажах, але також виробникам бетону подобається економічна вигода, говорить співзасновник і генеральний директор Роберт Нівен. Виготовлення бетону із повітря потрібно менше цементу – більшість з них здатні знизити вміст цементу приблизно на 5%. Додавання CO2 також зміцнює кінцевий матеріал.

Їжа з повітря

Важко уявити, що білкова їжа може масово вироблятися з CO2, але це саме те, над чим працює інша група компаній, що займаються вуглецевими технологіями. Деякі, такі як Solar Foods у Фінляндії та Air Protein в Каліфорнії, які використовують слоган “м’ясо, виготовлене з повітря”, призначають свої продукти для споживання людиною. Тоді як інші, такі як Deep Branch з Великобританії та Нідерландів, зосереджені на інгредієнтах корму для тварин.

При використанні CO2, води і відновлюваної електроенергії разом з аміаком і поживними речовинами, білки виробляються в біореакторах з мікробів. Мікроби ростуть і розмножуються, а потім висушуються, щоб отримати білковий порошок з усіма незамінними амінокислотами.

“Це щось середнє між сушеним м’ясом, сушеною соєю і сушеною морквою”, – говорить Пасі Вайнікка, співзасновник і генеральний директор Solar Foods, яка продає продукт Solein. За загальним визнанням, це звучить не дуже апетитно, але, каже Вайнікка, смак з’являється в кінцевому продукті.  Обробка теплом і тиском дозволяє його їсти як смачний шматок стейка або тофу.

Два кілограми CO2 складають кілограм продукту, і він вже представлений регулюючим органам харчової промисловості в Європі та Великобританії для затвердження нових продуктів харчування.

Проблема масштабування та ціни

Ця область стикається з багатьма проблемами, які необхідно вирішити. По-перше, якщо технологія дійсно буде служити клімату, її необхідно швидко розгорнути для масового виробництва і запропонувати конкурентоспроможну за ціною продукцію.

“Немає сенсу, якщо ми не зможемо досягти масштабних результатів”, – говорить Еллісон Дрінг, генеральний директор німецького стартапу Made of Air, який спеціалізується на заміні пластмас.

Багато компаній мають плани щодо створення своїх перших комерційних об’єктів. Наприклад, Twelve, яка спроектувала своє обладнання як модульне, сподівається, що до наступного року у неї буде перша установка для перевезення контейнерів, і прогнозує значний комерційний обсяг до 2023 року. Але розширення масштабів вимагає великих капіталовкладень і часу.

Однією з конкретних перешкод є пошук клієнтів. Стартапам потрібні більші компанії, з якими вони могли б об’єднатися, щоб купувати сировину, вироблену з CO2, але їм може бути важко проникнути в усталені ланцюжки поставок.

Велика увага в програмі акселератора стартапів, запущеної в рамках Urban Futures Lab, званої ініціативою C2V, приділяється налагодженню міжгалузевих зв’язків.

CarbonCure пишається тим фактом, що 450 бетонних заводів були модернізовані за допомогою його технології, що на сьогоднішній день складає практично всі проекти з утилізації вуглецю, говорить Нівен, але це лише мала частина з більш ніж 100 000 бетонних заводів, існуючих по всьому світу. “Зараз нам потрібні партнери”, – говорить він.

Ще одним вузьким місцем для масштабування може бути забезпечення великих і недорогих кількостей необхідного CO2. Хоча технології, безумовно, створені для уловлювання CO2 з промислових джерел, в даний час це робиться лише в незначних масштабах, відзначають експерти.

Пряме захоплення з повітря менш технологічне і дорожче. І для переміщення CO2 потрібна інфраструктура, якщо, наприклад, газ ловиться в іншому місці, ніж там, де він використовується.

Для швидкого зростання необхідні масове державне втручання та підтримка, кажуть прихильники. Шляхом встановлення ціни на вуглець, за допомогою політики закупівель в державних контрактах, які вимагають альтернатив на основі CO2, або шляхом інвестицій в інфраструктуру.

“Це має бути експоненціальне зростання… і нам потрібна політика для його підтримки”, – говорить Пітер Стірінг, експерт з уловлювання та використання вуглецю в університеті Шеффілда, який керує Центром з утилізації вуглекислого газу.

Можливо, також будуть потрібні більш докладні керівні принципи обліку викидів вуглецю, щоб допомогти споживачам прийняти їх. Аналіз життєвого циклу продуктів повинен враховувати весь ланцюжок поставок, але компанії можуть встановлювати межі таким чином, щоб виключити деякі процеси.

“Ми вивчали виробництво бетону, і в деяких випадках це було навіть гірше, ніж просто виготовлення звичайного бетону”, – говорить Фолькер Сік.

І наскільки спірним буде використання вуглецю, залишається відкритим питанням. Не всі такі фанатичні. Інновації повинні відігравати свою роль у стримуванні зміни клімату, вважає Майк Чайлдс, керівник відділу політики групи екологічних кампаній “Друзі Землі”, але такі “чудо-технології” недоведені для роботи в передбачуваних масштабах і, отже, є “величезною азартною грою” як з життями людей, так і з планетою.

“Ми знаємо, що скорочення викидів від джерела є найкращим і найдешевшим способом обмеження глобального потепління”, – говорить він, додавши, що технологія також ризикує надати політичним та бізнес-лідерам виправдання для продовження спалювання викопного палива.

Перехід від викопного палива є обов’язковим, кажуть прихильники використання CO2. Але якщо ми хочемо, щоб сучасне життя тривало як завжди без жертв, нам потрібно буде знайти нові способи продовження виробництва товарів, які дало нам викопне паливо. Вони стверджують, що ця галузь не тільки допоможе пом’якшити наслідки зміни клімату, але й забезпечить продукцію на основі вуглецю, якої ми завжди будемо потребувати.

«Існує безліч кліматичних заборон, – говорить Фландерс. – Але ви дійсно можете продовжувати використовувати продукти, які вам подобаються, просто зроблені найкращим способом».

За матеріалами: The Guardian

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Коментуйте, будь-ласка!
Будь ласка введіть ваше ім'я