科技日報實習記者 張佳欣

在美國加利福尼亞州伯克利的一個倉庫實驗室里，尼古拉斯·弗蘭德斯站在一個洗衣機大小的閃閃發光的金屬箱子前，箱子里有一種新型電解器，只需水和可再生電力，它就能將二氧化碳（CO2）轉化為合成氣——一種一氧化碳和氫氣的混合物，可制成一系列化石燃料制品。氧氣是這一過程的唯一副產品。

弗蘭德斯是一家初創公司Twelve的聯合創始人兼首席執行官。這家公司成立于2015年，以取代化石原料作為發展目標，以專有的由金屬催化的碳轉化技術為基礎，發展出“CO2制造”（CO2Made）系列負碳化學品、材料以及碳中性燃料，替代工業和供應鏈中的石化產品。今年8月，Twelve公司的中試設備通過電解CO2生產出世界上第一個碳中性的噴氣燃料。

Twelve是許多開始利用CO2制造產品的公司之一，這些CO2要么是從工業排放中捕獲的，要么是直接從空氣中捕獲的。伏特加、鉆石和運動服等高端商品，混凝土、塑料、泡沫和碳纖維等工業材料，甚至食品，都開始用CO2制造。為了減排，各家低碳技術公司絞盡腦汁，在科技的幫助下，把對CO2的利用“玩”出了新花樣。

把工業廢氣“踩”在腳下：碳排放轉化為泡沫鞋底

今年9月上市的瑞士運動跑鞋品牌On Running意識到，如果要實現激進的凈零目標，就需要重新考慮制鞋材料。該公司的愿景是，其所有鞋底泡沫材料將擺脫以石油為基礎的資源，而使用捕獲的碳作為原料。

瑞士運動跑鞋品牌On Running發布了一種用于跑鞋的新型高性能泡沫材料，以碳排放為原料制成。圖為制作過程。

圖片來源：On Running官網

11月，該公司宣布計劃與美國初創公司LanzaTech和化工制造商Borealis建立供應鏈聯盟。LanzaTech是碳技術行業的先驅，該公司使用一種發酵工藝，可利用工廠廢氣中收集的一氧化碳制造乙醇。Borealis是先進、循環和可再生塑料解決方案的供應商，利用聚乙烯（乙醇可以轉化為乙烯）來制造泡沫材料。

On Running希望在明年推出第一雙完全由碳廢棄物制成的鞋子。該公司聯合創始人兼執行聯席董事長卡斯帕·科佩蒂表示，第一雙鞋的制造成本約為100萬美元。但最終，當被證明可行并擴大生產規模時，這雙鞋的價格應該不會比普通鞋子高多少。

憑“空”制造伏特加：一升酒去除一磅CO2

總部位于紐約的初創公司Air Company成立于2017年，銷售用CO2制造的伏特加和香水，疫情期間還生產了洗手液。和Twelve公司一樣，它使用水和太陽能發電設備，將捕獲的CO2轉化為乙醇，生產出世界上第一個“負碳伏特加酒”。

使用獲得專利的蒸餾系統，Air Company公司將大氣中的CO2轉化為乙醇，生產出伏特加酒。

圖片來源：英國《衛報》網站相關報道

傳統的伏特加酒通過發酵富含淀粉的谷物（例如小麥或土豆）制成，該過程會產生約13磅的溫室氣體，而負碳伏特加酒僅由水和CO2制成，其生產過程實際上從空氣中去除了CO2，也就是說，其碳足跡為負值。據了解，1升伏特加可以去除1磅CO2。

此外，Air Company還把目標瞄向了噴氣燃料，使噴氣燃料也可以用乙醇生產。

CO2“變身”食物：空氣蛋白低碳減排

很難想象蛋白質形式的食品可以從CO2中大量生產出來，但這正是另一批碳技術公司正在研究的。美國的Air Protein公司的口號是“空氣制成的肉”，其采用發酵工藝，將空氣中的元素轉化為營養成分，生產過程無需使用耕地，對氣候也無任何要求，只使用空氣便可制成可食用蛋白質。成立于英國的初創公司Deep Branch則專注于開發低碳動物飼料。他們的技術是將工業排放的CO2轉化為高價值的化學品。通過使用氫氣作為能源的專有氣體發酵過程，將CO2轉化為單細胞蛋白質，用于動物飼料。

Deep Branch公司用回收的CO2制成的ProtonTM單細胞蛋白。

圖片來源：英國《衛報》網站相關報道利用CO2、水和可再生電力以及氨和營養物質，Solar Foods公司就能制造出富含單細胞蛋白質的食物Solein。他們只使用空氣和電力就能通過發酵使一種微生物生長。與傳統的蛋白質生產不同，生產1公斤Solein只需要空氣中的一小部分水。它可以替代加工食品中的豌豆和大豆分離蛋白，甚至可以用作飼料。經過加熱和加壓處理，它就像一塊牛排或豆腐一樣可以被食用。2公斤的CO2就可制作1公斤的產品。目前，為獲得新的食品批準，Solar Foods公司已將其提交給歐洲和英國的食品監管機構。

會“吃”CO2的混凝土：環境與經濟效益齊飛

成立于2012年的加拿大清潔技術公司CarbonCure是建材領域的先驅之一，正在引領混凝土行業走向低碳的未來。該公司獲得了比爾·蓋茨的“突破能源風險投資基金”（BEV）等投資者的支持，致力于解決混凝土的碳足跡的問題。憑借其突破性的CO2轉化技術，這家公司已經開發出一種經濟的方法來減少混凝土制造過程中的碳排放。

CarbonCure的商業模式是將其技術授權給混凝土制造商。CarbonCure對北美各地現有的混凝土廠進行改造，將他們轉變為碳技術公司（CO2由公司所在地區的廢物排放源提供）。其專利技術可在制造過程中將廢棄的CO2注入混凝土混合料中，以減少CO2排放并提高強度。注入的CO2與潮濕的混凝土發生反應，迅速成為一種永久性礦物，與石灰巖的礦物成分相同。這種混凝土成本效益和性能都更高，環境影響也更小。

這意味著制造混凝土需要更少的水泥。大多數混凝土能夠將水泥含量降低約5%，而添加CO2也增強了最終材料的強度。

碳利用仍存爭議 從源頭遏制CO2排放是根本

密歇根大學機械工程教授、全球CO2倡議負責人沃爾克·西克說：“扔掉一種有價值的資源幾乎是一種罪過?！薄疤嫉拿烂钪幵谟谀憧梢灾圃旌芏嗖煌臇|西。”

CO2利用的倡導者們認為，擺脫化石燃料的過渡是必須的。但是，如果人們希望過上可持續的生活，就需要找到新方法來生產依賴化石燃料的產品。這一行業不僅有助于緩解氣候變化，還能提供人們永遠需要的碳基產品。

不過，對碳的利用仍有爭議。環保運動組織“地球之友”的政策負責人邁克·蔡爾茲表示，創新在遏制氣候變化方面發揮了作用，但這種“腦洞技術”在設想的大規模應用上“未經證實”，因此是對人類生命和地球的“一場豪賭”。他表示：“從源頭降低排放是限制全球變暖最好、最廉價的方式?！?/p>

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