Carbonauten如何以「負CO2工廠」以「負CO2排放量」生產有用的產品
2023-01-30

Carbonauten是一家德國清潔技術初創公司,其使命是從大氣中去除人為產生的二氧化碳 (CO 2 )。該公司計劃建造“負 CO 2工廠”,在同一屋簷下容納廢碳活化和生物精煉工藝。

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圖片來源:愛風/Shutterstock.com

向大自然尋求氣候變化解決方案

自 200 年前工業革命以來,人類社會造成的CO 2過量排放現在被廣泛認為是氣候變化的主要驅動力。空氣、水和土壤中過量的 CO 2會導致全球變暖、海洋酸化、作物歉收以及許多其他相互關聯的問題,這些問題結合起來對我們所知的地球上的生命構成生存威脅。

現在,我們開始引入可減少甚至不排放 CO 2的清潔技術,例如可再生能源。然而,為了實現全球氣候目標,我們可能還必須從環境中去除 CO 2 。

大自然提供了一些處理環境威脅的過程的最佳例子。植物通過光合作用從大氣中去除 CO 2,​​利用其碳 (C) 分子構建生物量並釋放其氧 (O 2 ) 分子作為可呼吸的空氣。一棵樹的大約一半質量是 C。當樹死亡和倒下時,這種 C 被微生物代謝,這個過程釋放出 CO 2以及甲烷和一氧化二氮。

然而,如果樹木的生物量在沒有氧氣的情況下被加熱到極高的溫度(400° 到 700° C),這個腐爛過程就會停止。在這個稱為熱解碳化的過程中,生物質被轉化為物理上穩定的生物碳,無法分解。通過這種方式,構成樹木的碳(在返回 O 2 之前大氣中的 CO 2中移除)無法重新進入大氣:它已被捕獲或隔離。

Carbonauten的碳捕獲和封存 (CCS) 技術使用相同的熱解過程將任何種類的碳酸鹽生物質轉化為將 C 鎖定在穩定、不可釋放的結構中的產品,或提供能夠滿足基本負荷的可再生能源。

結合碳化和生物精煉工藝

Carbonauten 的流程在同一地點結合了兩種清潔技術以創建價值鏈。這些是碳化和生物精煉。

碳化是通過熱解實現的。該公司使用多種碳源,包括建築業的木材廢料,甚至農業的種子殼。碳塊在沒有氧氣的情況下經受高溫,將其化學轉化為活性炭。

這種碳化過程產生高質量的熱解油。這些富含碳的油可與天然存在的油相媲美。Carbonauten 工藝的下一步是提煉這些油並從中製造有用的產品。這是在與碳化技術位於同一屋簷下的綜合生物精煉廠中進行的。

生物精煉廠將生物質轉化為各種有用的產品和能源。他們採用初始原材料(在 Carbonauten 的案例中是熱解油)並將其分成各種中間體(例如碳水化合物、蛋白質和甘油三酯)。然後將這些中間體轉化為有用的產品。

“負 CO 2工廠”以負 CO 2排放量生產有用的產品

這種結合碳化和生物精煉過程的每一步都是其自身的“級聯階段”,在不產生 CO 2排放費用的情況下從廢料中獲取價值。Carbonauten 表示,其碳化和生物精煉工藝的結合是行業首創。據該公司稱,“減去 CO 2工廠”概念能夠快速響應和適應動態市場。這些工廠在輸入(他們可以處理的碳質量種類)和輸出(他們製造的確切產品)方面都很靈活。

這意味著生產可以在短短幾個小時內適應不同和不斷變化的物料流和產品要求。該過程還意味著可以將含有石頭、金屬和塑料等雜質的碳塊大量碳化。

這些工廠還使用不需要任何移動部件的靜態、緩慢熱解技術。這使得它們不易磨損,並且相對容易在世界範圍內擴展和運輸。

這些工廠生產的有用產品的基礎是活性炭。活性碳在化學、醫藥、汽車和製造業中用作吸附劑,但通常使用能源密集型方法從化石資源中生產。

Carbonauten 的活化 C 可以加工成用於農業的土壤添加劑、用於製造的回收聚合物和用於水泥的摻雜劑。

到 2030 年消除十億噸 CO 2

Carbonauten 計劃在本十年的剩餘時間裡迅速擴大和傳播其“負 CO 2工廠概念"