把空氣中僅0.04%濃度的二氧化碳收集起來,并將其轉(zhuǎn)化為航空燃油——這個(gè)看似天方夜譚的想法,正在上海加速走向產(chǎn)業(yè)化。日前,全球首個(gè)千噸級(jí)直接空氣碳捕集及其綜合利用研發(fā)項(xiàng)目,正式落地上海臨港,首桶“空氣燃油”計(jì)劃于今年年底產(chǎn)出,這標(biāo)志著人類利用空氣資源合成能源邁出實(shí)質(zhì)性一步。
一直以來,工業(yè)領(lǐng)域的碳捕集技術(shù)主要聚焦于處理火力發(fā)電廠、化工廠等高濃度排放源的尾氣。這種方法雖能利用高濃度二氧化碳,卻受制于固定排放源的分布限制,難以大規(guī)模推廣,這一商業(yè)模式的可持續(xù)性也受到影響。
直接從空氣中捕集二氧化碳,則是一種新的商業(yè)思路。它擺脫了對(duì)特定排放源的依賴,理論上可靈活部署于能源豐富或采集便利的任何地點(diǎn)。然而,這項(xiàng)技術(shù)的挑戰(zhàn)也異常嚴(yán)峻:空氣中二氧化碳濃度僅為420ppm(約0.04%),從空氣中“捕碳”,相當(dāng)于在沙漠中找水,如何實(shí)現(xiàn)高效率、低成本捕集,是全球業(yè)界公認(rèn)的核心難題。
但總有志在第一個(gè)吃螃蟹的人。作為特斯拉前任高管、埃隆·馬斯克的大學(xué)同學(xué)兼好友,任宇翔去年在家鄉(xiāng)上海創(chuàng)立碳生萬物科技有限公司。他的想法超前且大膽:要把空氣中的二氧化碳變成可利用的能源。
碳生萬物聯(lián)合創(chuàng)始人、總經(jīng)理張鴻曦曾在空氣碳捕集領(lǐng)域頭部公司Carbon Engineering(碳工程公司)任職。據(jù)他介紹,在這一具有顛覆性的前沿領(lǐng)域,國外已有玩家入局。不過,多數(shù)公司采取“捕集+封存”的商業(yè)模式,即捕獲二氧化碳后封存于地下,把碳積分銷售給傳統(tǒng)高排放企業(yè),以此實(shí)現(xiàn)盈利。
不過,碳生萬物的目標(biāo)不是“賣積分”那么簡(jiǎn)單。任宇翔選擇了一條更具創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性的道路——將捕集的二氧化碳轉(zhuǎn)化為終端產(chǎn)品。其投資3億元的臨港研發(fā)創(chuàng)新中心,致力于通過可再生能源電解水制取“綠氫”,再與空氣中捕集的二氧化碳催化合成,最終產(chǎn)出符合國際標(biāo)準(zhǔn)的可持續(xù)航空燃料。這種被稱為“電轉(zhuǎn)液”(Power-to-Liquid)的技術(shù),是全球航空業(yè)為實(shí)現(xiàn)“碳中和”大力發(fā)展的方向。
“實(shí)現(xiàn)直接空氣碳捕集技術(shù)的商業(yè)化閉環(huán),是全球競(jìng)逐的賽道。”任宇翔說,在技術(shù)可行的前提下,后續(xù)真正的挑戰(zhàn)在于如何降低成本并培育大規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)。
碳生萬物上海臨港項(xiàng)目的快速推進(jìn),得益于本土技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的綜合優(yōu)勢(shì)。在政策端,上海正加速建設(shè)國際綠色航運(yùn)中心,并出臺(tái)了《上海市碳達(dá)峰實(shí)施方案》等政策,不僅明確了對(duì)綠色燃料的支持,還通過開放應(yīng)用場(chǎng)景試點(diǎn)等方式,為可持續(xù)航空燃料的商業(yè)化鋪路。這種政府與企業(yè)的“雙向奔赴”,讓上海成為這一前沿領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)落地的最優(yōu)選擇。
而作為上海高端制造與未來產(chǎn)業(yè)基地,臨港新片區(qū)在整合供應(yīng)鏈資源、人才集聚和政策配套方面的優(yōu)勢(shì),為項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化落地提供了關(guān)鍵支撐。目前,該項(xiàng)目中使用的核心設(shè)備和技術(shù)均已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,空氣捕集環(huán)節(jié)的成本已顯著低于國際同類技術(shù),規(guī);笥型M(jìn)一步降低。此外,中國日益豐富的可再生能源資源,為這一高能耗過程提供了綠色、經(jīng)濟(jì)的電力保障。
根據(jù)規(guī)劃,碳生萬物的臨港研發(fā)創(chuàng)新中心將于今年10月完成建設(shè),年底前產(chǎn)出首桶航空燃油。任宇翔的長(zhǎng)期目標(biāo),如同這家企業(yè)的名字,利用捕獲的二氧化碳,合成更多碳基化學(xué)品和燃料,“用空氣中的碳生產(chǎn)萬物”。
隨著首桶“空氣燃油”的臨近,這項(xiàng)被視為極具挑戰(zhàn)的前沿技術(shù),正逐步在上海扎根,并開花結(jié)果。該項(xiàng)目有望為航空業(yè)脫碳提供解決方案,也有望為直接空氣碳捕集技術(shù)在全球范圍的大規(guī)模應(yīng)用、降低捕集成本探出新路。“當(dāng)綠色碳循環(huán)技術(shù)不斷成熟,一個(gè)以空氣為原料的‘新碳源’時(shí)代正漸行漸近。”任宇翔說。
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