Двуокись углерода считается главным фактором глобального потепления и страны борются за уменьшение его выбросов. Однако появились компании, которые зарабатывают на нем. Ведь для них СО2 является ценным сырьем, из которого производятся дорогие вещи, например, водка, бриллианты, еда, одежда.
В складской лаборатории в Беркли, штат Калифорния, Николас Фландерс стоит перед блестящей металлической коробкой размером со стиральную машину. Внутри находится стопка металлических пластин, которые напоминают клубный сэндвич – только начинка представляет собой черную полимерную мембрану, покрытую фирменным металлическим катализатором. «Мы называем мембрану черным листом», — говорит он.
Підписуйтесь на наш Telegram.
Фландерс является соучредителем и генеральным директором Twelve, стартапа, основанного в 2015 году, который в июле получил финансирование в размере 57 миллионов долларов. Он направлен на то, чтобы взять воздух – или, если быть более точным, углекислый газ (CO2) – и превратить его во что-то полезное.
Используя только воду и возобновляемую энергию, металлическая коробка Twelve превращает CO2 в синтез-газ (смесь монооксида углерода и водорода), которую можно трансформировать в ряд знакомых продуктов, что обычно изготавливаются из ископаемого топлива. Кислород-единственный побочный продукт.
«Это новый способ перемещения углерода через нашу экономику, не вытаскивая его из земли», — говорит он.
Водка и бетон из воздуха
Twelve — одна из многих компаний, которые начинают производить продукцию из CO2, полученного либо в результате промышленных выбросов, либо непосредственно из воздуха.
Высококачественные товары, такие как водка, бриллианты и спортивную одежду, промышленные материалы, такие как бетон, пластик, пенопласт и углеродное волокно, и даже продукты питания, — все это начинает создаваться с использованием CO2.
В дополнение к топливу для реактивных двигателей, которое является партнерством с ВВС США, Twelve использует свой синтез-газ для изучения возможности изготовления деталей интерьера автомобилей Mercedes-Benz, ингредиентов стирального порошка Tide и линз солнцезащитных очков из Pangaia.
Уже появились онлайн-рынки, такие как Expedition Air и SkyBaron, для продажи потребительских товаров, произведенных из CO2.
«Мы находимся на самом раннем этапе развития новой индустрии углеродных технологий», — говорит Пэт Сапінслі из лаборатории городского будущего Нью-Йоркского университета.
В то время как отрасль все еще только зарождается большая часть деятельности осуществляется только в стендовом или пилотном масштабе, по оценкам лаборатории, в настоящее время насчитывается около 350 стартапов, которые надеются обеспечить углеродную ценность. В этом году, по данным исследовательской и консалтинговой фирмы Cleantech Group, к концу сентября в страну поступило более 550 миллионов долларов; это больше, чем за предыдущие пять лет вместе взятые.
Этот сектор может иметь потенциал для сокращения мировых выбросов CO2 более чем на 10 %, согласно анализу Глобальной инициативы с CO2 Мичиганского университета. Этот вклад, утверждают сторонники, делает использование углерода частью набора технологий, которые нам понадобятся для достижения чистых нулевых обязательств перед экологией.
«Я не вижу пути к чистой нуля без таких технологий», — говорит Ричард Янгман, генеральный директор Cleantech Group.
Кроссовки за $1 млн, но экологичные
Бренд премиум-кроссовок On понял, что если он собирается достичь своих агрессивных целей чистого нуля, ему нужно будет пересмотреть свои материалы. Теперь половина всей пены для подошв обуви будет производиться не из нефтепродуктов, а из улавливаемого углерода.
В прошлом месяце компания объявила о планах объединиться с американским стартапом LanzaTech, который использует запатентованный процесс ферментации для получения этанола из отходов окиси углерода, собранных на заводах, которые в противном случае сжигались бы с выделением CO2, Производитель химических веществ Borealis создает пену путем полимеризации этилена.
On надеется представить свою первую пару обуви, полностью сделанной из захваченного углерода, где-то в следующем году. Эта первая пара будет стоить около 1 миллиона долларов, говорит Каспар Коппетті, соучредитель и исполнительный сопредседатель On. Это лабораторная попытка доказать жизнеспособность, но, в конечном счете, когда она масштабируется, он не ожидает, что обувь будет стоить гораздо дороже обычной пары.
Использование CO2 в большем масштабе
Дело не в том, что CO2 не используется в промышленности — подумайте о газированных напитках. При нынешнем использовании газ либо возвращается в атмосферу в неизменном виде, либо остается под землей.
Новые технологии позволяют трансформировать отработанный CO2 для получения новых продуктов. Некоторые из них, такие как строительные материалы, устраняют выбросы, навсегда удерживая углерод. Другие, такие как топливо для реактивных двигателей, предотвращают новые выбросы, перерабатывая уже выброшенный углерод.
Часто вместе с утилизацией объединяется секвестрация CO2, которая обещает постоянно сохранять большое количество захваченного CO2 под землей, но, как отмечают защитники, эти два понятия совершенно разные.
“Это почти грех выбрасывать ценный ресурс, — говорит Фолькер Сок, профессор машиностроения Мичиганского университета, который руководит Глобальной инициативой по выбросам CO2. — Привлекательность углерода в том, что вы можете делать так много разных вещей».
Водка и бетон из воздуха
Нью-Йоркский стартап Air Company, запущенный в 2017 году, продает водку и духи, произведенные на основе CO2, а также дезинфицирующее средство для рук.
Как и в Twelve, его производственный процесс начинается с CO2, воды и возобновляемых источников энергии, где он объединяет их в своем реакторе для производства спиртов, таких как этанол. Литр водки удаляет 0,4 кг CO2, и вскоре для производства смогут даже использовать CO2, захваченный из систем отопления офисных зданий Манхэттена
Twelve и Air Company мечтают о реактивном топливе, которое также можно создавать из этанола. Это переполненная область – другие стартапы реактивного топлива, произведенного на основе CO2, включают LanzaJet, дочернее предприятие производителя этанола LanzaTech, и Synhelion, который использует солнечную энергию для преобразования CO2 в синтез-газ.
Как правило, проблема в небольшой производительности процесса производства топлива. Но страны начинают вводить квоты на экологически чистое авиационное топливо, что может сдвинуть ситуацию с мертвой точки, говорит Иэн Хейтон, аналитик из материалов и химикатов в Cleantech Group. И преимущество его производства из CO2, а не из биомассы или отходов растительных масел, заключается в том, что он использует гораздо меньше Земли.
Канадская компания CarbonCure, основанная в 2012 году, является одним из пионеров в области строительных материалов. При поддержке инвесторов, таких как Breakthrough Energy Ventures (инвестиционная фирма Билла Гейтса) ее технология включает впрыск CO2 в бетон во время его смешивания. Впрыснутый CO2 вступает в реакцию с влажным бетоном и быстро накапливается в виде минерала, такого же, как в известняке.
Бизнес-модель CarbonCure заключается в том, чтобы лицензировать свою технологию самим производителям бетона. Это дает им преимущество в «зеленых» продажах, но также производителям бетона нравится экономическая выгода, говорит соучредитель и генеральный директор Роберт Нивен. Изготовление бетона из воздуха требуется меньше цемента-большинство из них способны снизить содержание цемента примерно на 5%. Добавление CO2 также укрепляет конечный материал.
Еда из воздуха
Трудно представить, что белковая пища может массово производиться с CO2, но это именно то, над чем работает другая группа компаний, занимающихся углеродными технологиями. Некоторые, такие как Solar Foods в Финляндии и Air Protein в Калифорнии, которые используют слоган «мясо, приготовленное из воздуха», назначают свои продукты для потребления человеком. В то время как другие, такие как Deep Branch из Великобритании и Нидерландов, сосредоточены на ингредиентах корма для животных.
При использовании CO2, воды и возобновляемой электроэнергии вместе с аммиаком и питательными веществами, белки вырабатываются в биореакторах из микробов. Микробы растут и размножаются, а затем высушиваются, чтобы получить белковый порошок со всеми незаменимыми аминокислотами.
«Это нечто среднее между сушеным мясом, сушеной соей и сушеной морковью», — говорит Паси Вайникка, соучредитель и генеральный директор Solar Foods, которая продает продукт Solein. По общему признанию, это звучит не очень аппетитно, но, говорит Вайникка, вкус появляется в конечном продукте. Обработка теплом и давлением позволяет его есть как вкусный кусок стейка или тофу.
Два килограмма CO2 составляют килограмм продукта, и он уже представлен регулирующим органам пищевой промышленности в Европе и Великобритании для утверждения новых продуктов питания.
Проблема масштабирования и цены
Эта область сталкивается со многими проблемами, которые необходимо решить. Во-первых, если технология действительно будет служить климата, ее необходимо быстро развернуть для массового производства и предложить конкурентоспособную по цене продукцию.
«Нет смысла, если мы не сможем добиться масштабных результатов», — говорит Эллисон Дринг, генеральный директор немецкого стартапа Made of Air, который специализируется на замене пластмасс.
Многие компании имеют планы по созданию своих первых коммерческих объектов. Например, Twelve, которая спроектировала свое оборудование как модульное, надеется, что в следующем году у нее будет первая установка для перевозки контейнеров, и прогнозирует значительный коммерческий объем до 2023 года. Но расширение масштабов требует больших капиталовложений и времени.
Одним из конкретных препятствий является поиск клиентов. Стартапам нужны более крупные компании, с которыми они могли бы объединиться, чтобы покупать сырье, произведенное из CO2, но им может быть трудно проникнуть в устоявшиеся цепочки поставок.
Большое внимание в программе акселератора стартапов, запущенной в рамках Urban Futures Lab, называемой инициативой C2V, уделяется налаживанию межотраслевых связей.
