作者 | 雪小頑

編輯 | 靖宇

在位于舊金山灣區(qū)的實(shí)驗(yàn)室里，尼古拉斯·弗蘭德斯（Nicholas Flanders）站在一個(gè)亮晶晶的金屬箱子面前。箱子的大小和洗衣機(jī)差不多，內(nèi)部是一層層金屬板，像三明治一樣疊放起來(lái)。金屬板里面的填充物是黑色的聚合物電解質(zhì)膜，表面有特制的金屬催化劑涂層。

弗蘭德斯把這個(gè)箱子稱(chēng)為「能夠吃碳的黑色葉子」。就像植物的葉子可以利用二氧化碳、水和陽(yáng)光來(lái)制造有機(jī)物一樣，這個(gè)箱子可以進(jìn)行「工業(yè)光合作用」，只使用水和可再生電力，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)上需要化石燃料才能制成的重要化學(xué)品、材料和燃料，副產(chǎn)品只有氧氣。

弗蘭德斯是一家初創(chuàng)公司 Twelve 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO。Twelve 成立于 2015 年，是一家碳轉(zhuǎn)化公司，主張「用空氣制造必需品，而不是石油」。

去年 8 月，Twelve 通過(guò)電解二氧化碳，試驗(yàn)制造出了世界上第一種碳中和、無(wú)化石的噴氣燃料。「這是一種對(duì)待碳的全新方式?！垢ヌm德斯說(shuō)，「我們可以在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中直接消除碳，而不是先把它從地下挖出來(lái)之后，再想辦法抵消掉。」

做碳轉(zhuǎn)化和碳利用業(yè)務(wù)，Twelve 不是獨(dú)一家。很多公司開(kāi)始利用工業(yè)排放的二氧化碳，或者直接從空氣中捕獲二氧化碳。無(wú)論是食品、伏特加、運(yùn)動(dòng)服等生活消費(fèi)品，還是混凝土、塑料、泡沫等工業(yè)材料，都可以用二氧化碳來(lái)制造，專(zhuān)門(mén)的電商交易市場(chǎng)也開(kāi)始興起。

但并不是所有人都看好這項(xiàng)創(chuàng)新：且不說(shuō)這類(lèi)技術(shù)能否大規(guī)模應(yīng)用還未經(jīng)證實(shí)，在那之前，人們很可能更肆無(wú)忌憚地制造二氧化碳，走向氣候保護(hù)的反面。

給 CO 一點(diǎn)「電」

弗蘭德斯從小在紐約北部的農(nóng)場(chǎng)長(zhǎng)大，是一個(gè)科幻迷，對(duì)自然和科技有濃厚的興趣。在麥肯錫從事了一段時(shí)間清潔技術(shù)業(yè)務(wù)之后，他考取了斯坦福大學(xué)商學(xué)院 MBA，目標(biāo)是創(chuàng)辦自己的清潔技術(shù)公司。

在斯坦福大學(xué)的學(xué)生俱樂(lè)部，弗蘭德斯遇到了兩位創(chuàng)業(yè)伙伴——肯德拉·庫(kù)爾（Kendra Kuhl）和埃托沙·凱夫（Etosha Cave）。

庫(kù)爾和凱夫在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室攻讀了博士學(xué)位，共同研究轉(zhuǎn)化二氧化碳的電催化劑。二人當(dāng)時(shí)已經(jīng)與世界頂級(jí)的斯坦福大學(xué) Jaramillo 團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于二氧化碳電解還原的旗艦級(jí)反應(yīng)堆，有心將這項(xiàng)技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)化為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。

三個(gè)人一拍即合。2015 年，他們共同創(chuàng)辦了碳轉(zhuǎn)化公司 Twelve，通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)人工碳循環(huán)來(lái)應(yīng)對(duì)全球氣候問(wèn)題。

Twelve 的三位聯(lián)合創(chuàng)始人（從左到右）：肯德拉·庫(kù)爾、尼古拉斯·弗蘭德斯和埃托沙·凱夫。圖源 | techstars

公司的核心發(fā)明就是那款「能夠吃碳的黑色葉子」——一個(gè)名為「O12」的新型催化劑裝置，可以利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生資源產(chǎn)生的電力，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為航空燃料和塑料等有價(jià)值的產(chǎn)品，擺脫原來(lái)作為碳來(lái)源的化石燃料。

這個(gè)裝置起初只有郵票大小，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的試驗(yàn)，裝置的體積增加，效率和性能提高了 10 倍。

從技術(shù)原理來(lái)看，O12 是一種由新型聚合物電解質(zhì)膜（PEM）構(gòu)成的電解槽，通過(guò)應(yīng)用可再生電力，將水分子分解為氧氣、電子和氫離子，并在陰極上添加特制的金屬催化劑，將二氧化碳分解成一氧化碳和氧氣，進(jìn)而制成聚乙烯、乙醇、乙烯、甲烷和航空燃料等產(chǎn)品。

一臺(tái) O12 的碳轉(zhuǎn)化能力相當(dāng)于 37000 棵樹(shù)，或 64 個(gè)足球場(chǎng)大小的茂密森林。裝置可以進(jìn)入現(xiàn)有的供應(yīng)鏈和制造流程，直接與二氧化碳的排放源相連。這意味著工業(yè)排放者可以從原來(lái)的廢棄物中創(chuàng)造新的價(jià)值。

O12 技術(shù)還可以做到捕獲空氣中的二氧化碳，將空氣中留存的二氧化碳轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品。

在 Twelve 創(chuàng)辦早期，籌集資金是一件讓創(chuàng)始人頭疼的事，當(dāng)時(shí)的資本并不看好工業(yè)領(lǐng)域的科技硬件公司。創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)花了兩年時(shí)間，在美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)環(huán)保孵化器項(xiàng)目的支持下，創(chuàng)建了第一臺(tái)設(shè)備原型，還拉上了潛在客戶(hù)殼牌做背書(shū)。

從 2020 年末開(kāi)始，融資環(huán)境發(fā)生改變，越來(lái)越多的大型投資機(jī)構(gòu)開(kāi)始參與清潔技術(shù)。

「創(chuàng)業(yè)公司需要巨大的技術(shù)突破才能獲得資金，這個(gè)門(mén)檻沒(méi)有變?！垢ヌm德斯說(shuō)，「但與我們最初的情況相比，現(xiàn)在是一個(gè)真正利好的環(huán)境，氣候經(jīng)濟(jì)的企業(yè)家有更多機(jī)會(huì)獲得投資?！?/strong>

去年 7 月，Twelve 獲得了 5700 萬(wàn)美元的 A 輪融資。2022 年，Twelve 被 Fast Company 評(píng)為全球 50 家最具創(chuàng)新性公司。

「在我們想象的未來(lái)里，化石燃料是博物館陳列的文物，石油井架都長(zhǎng)滿(mǎn)了銅銹?！箘?chuàng)始團(tuán)隊(duì)的愿景是，創(chuàng)造一個(gè)由工業(yè)光合作用驅(qū)動(dòng)的「無(wú)化石的未來(lái)」。

碳不是「敵人」，是產(chǎn)品

Twelve 開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)名為「碳轉(zhuǎn)化」的市場(chǎng)類(lèi)別，通過(guò)消除化學(xué)品、材料和燃料中對(duì)碳的需求，提供全新的碳排放解決方案，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為更具商業(yè)價(jià)值的碳形式。

創(chuàng)新點(diǎn)在于「消除」。舊有的解決方案是在碳排放之后，想辦法抵消，而Twelve 是直接減少了碳排放，從二氧化碳廢棄物中創(chuàng)造收入。根據(jù) Twelve 的應(yīng)用目標(biāo)，用二氧化碳取代化石原料，可以解決全球近 10% 的碳排放。

全球航空業(yè)每年產(chǎn)生 12 億噸二氧化碳，是最難實(shí)現(xiàn)碳減排的行業(yè)之一。

2020 年，Twelve 與美國(guó)空軍合作，成功從二氧化碳中生產(chǎn)了無(wú)化石的噴氣燃料，證明了這項(xiàng)技術(shù)有效，并且無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的飛機(jī)設(shè)計(jì)和商業(yè)法規(guī)進(jìn)行任何更改。項(xiàng)目成功后，Twelve 開(kāi)始在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)適用于商業(yè)和軍用航空的燃料。

如果列出與 Twelve 合作的客戶(hù)名單，不僅涵蓋的領(lǐng)域廣，也不乏大公司和知名品牌：

Twelve 與梅賽德斯-奔馳合作，生產(chǎn)了世界上第一個(gè)由二氧化碳制成的汽車(chē)零部件；與寶潔旗下的汰漬合作制造第一款二氧化碳洗衣粉；與時(shí)尚品牌 Pangaia 合作制造太陽(yáng)鏡；為美國(guó)宇航局提供工具、燃料和火星上的新鮮空氣。

世界上第一個(gè)由二氧化碳制成的汽車(chē)零件。圖源 | techstars

品牌使用二氧化碳制造的材料和燃料，可以在不影響產(chǎn)品的安全性、性能或功效的情況下，減少碳足跡。

「我們每天賴(lài)以生存的衣食住行，幾乎都需要使用碳。」創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在公開(kāi)信中寫(xiě)道，「在應(yīng)對(duì)氣候變化方面，碳不是我們的敵人。相反，我們認(rèn)為碳是變化的因素，是生命的基石，也是保持世界運(yùn)轉(zhuǎn)的材料、化學(xué)品和燃料的原料?！?/p>

Twelve 已經(jīng)打通了碳轉(zhuǎn)化的整個(gè)業(yè)務(wù)鏈條，在上游的二氧化碳捕獲端有合作方，在下游也有購(gòu)買(mǎi)技術(shù)產(chǎn)品的客戶(hù)，中間還有可再生能源的業(yè)務(wù)伙伴為 O12 設(shè)備提供動(dòng)力?！肝覀冃枰恳粋€(gè)人都參與進(jìn)來(lái)，所有的槳一起劃船。」弗蘭德斯說(shuō)。

無(wú)化石的未來(lái)，是「一場(chǎng)豪賭」？

和 Twelve 一樣，很多初創(chuàng)公司都盯上了碳轉(zhuǎn)化和碳利用業(yè)務(wù)，用二氧化碳制造商品成了一條熱門(mén)賽道。

2017 年成立的初創(chuàng)公司 Air Company，正在銷(xiāo)售二氧化碳制造的伏特加和香水，并在疫情期間生產(chǎn)了洗手液。它與碳捕獲初創(chuàng)公司 CarbonQuest 合作，不久后就能使用從曼哈頓辦公樓供暖系統(tǒng)捕獲的二氧化碳。一升伏特加可以消除一磅的二氧化碳。

Air Company 用二氧化碳制造的伏特加。圖源 | Guardian

高檔跑鞋品牌 On 去年宣布與美國(guó)初創(chuàng)公司 LanzaTech 合作，計(jì)劃在一年后推出第一雙完全由碳制成的鞋子，未來(lái)有一半數(shù)量的鞋底泡沫將不再由石油化工產(chǎn)品制造，而是由碳制成。LanzaTech 擁有一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，可以從工業(yè)排放的碳廢物中提取乙醇，乙醇經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)后生成聚乙烯，用來(lái)制造泡沫。

加拿大公司 CarbonCure 成立于 2012 年，是建筑材料領(lǐng)域的佼佼者。該公司的核心技術(shù)是在混凝土的混合過(guò)程中注入二氧化碳，二氧化碳與濕潤(rùn)的混凝土發(fā)生反應(yīng)，迅速生成一種永久的礦物質(zhì)。

CarbonCure 將這項(xiàng)技術(shù)授權(quán)給混凝土制造商，幫對(duì)方改造系統(tǒng)，將他們轉(zhuǎn)變?yōu)樘技夹g(shù)公司。這不僅給混凝土制造商帶來(lái)了綠色銷(xiāo)售的優(yōu)勢(shì)，還可以減少約 5% 的水泥含量，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

「碳的美妙之處在于，你可以用它制造各種不同的東西?！?/strong>密歇根大學(xué)機(jī)械工程教授、全球二氧化碳倡議負(fù)責(zé)人沃爾克·西克（Volker Sick）說(shuō)。

隨著碳轉(zhuǎn)化產(chǎn)品的品類(lèi)不斷增加，Expedition Air 和 SkyBaron 等專(zhuān)業(yè)的電商市場(chǎng)正在興起，用來(lái)交易此類(lèi)消費(fèi)品。

「我們尚處于一個(gè)碳技術(shù)產(chǎn)業(yè)的早期階段?！辜~約大學(xué)城市未來(lái)實(shí)驗(yàn)室的帕特·薩賓斯利（Pat Sapinsley）說(shuō)。薩賓斯利目前管理著一個(gè)新的加速器項(xiàng)目，幫助初創(chuàng)企業(yè)獲得立足點(diǎn)。

盡管這只是一個(gè)新興行業(yè)，大多數(shù)活動(dòng)還處在試驗(yàn)階段，但據(jù)城市未來(lái)實(shí)驗(yàn)室估計(jì)，目前大約有 350 家初創(chuàng)公司希望實(shí)現(xiàn)「碳價(jià)值」。

支持者認(rèn)為，碳利用行業(yè)可以幫助實(shí)現(xiàn)政府和企業(yè)一直以來(lái)的零排放承諾，因?yàn)閱慰靠稍偕娏Γ@然無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一承諾。

不過(guò)，這項(xiàng)創(chuàng)新也面臨質(zhì)疑。如果這項(xiàng)技術(shù)真的要為氣候環(huán)境服務(wù)，就需要迅速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，并提供具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。德國(guó)初創(chuàng)公司 Made of Air 的 CEO 艾利森·德林（Allison Dring）表示，除非我們能大規(guī)模生產(chǎn)，否則就沒(méi)有意義。

一個(gè)更具體的難題是尋找更多客戶(hù)。這些初創(chuàng)公司需要與更大的公司合作，但它們目前很難進(jìn)入對(duì)方現(xiàn)有的供應(yīng)鏈。以 CarbonCure 公司為例，它為 450 家混凝土生產(chǎn)商提供技術(shù)，這個(gè)數(shù)量幾乎是所有碳利用項(xiàng)目的總和，但卻只是全球 10 萬(wàn)多家混凝土工廠的九牛一毛。

另一個(gè)瓶頸是如何獲取大量且低成本的二氧化碳。雖然從工業(yè)排放中捕獲二氧化碳的技術(shù)已經(jīng)成立，但目前還只是在小范圍內(nèi)進(jìn)行。直接從空氣中捕獲二氧化碳的技術(shù)還不太發(fā)達(dá)，成本也較高。此外，如果二氧化碳是在不同的地方被捕獲，還需要基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。

「這些開(kāi)腦洞的技術(shù)能否被大規(guī)模應(yīng)用，還未經(jīng)證實(shí)?！弓h(huán)境運(yùn)動(dòng)組織「地球之友」的政策主管邁克·蔡爾茲（Mike Childs）認(rèn)為，這是一場(chǎng)押注人類(lèi)和地球環(huán)境的豪賭。從源頭上減少碳排放，才是限制全球變暖的最佳和最廉價(jià)的方法，而這些技術(shù)甚至?xí)蔀闄?quán)力階層放任使用化石燃料的借口。

頭圖圖源 | CleanTechnica