Princetonis oma vanema lõputöö jaoks uuris Mark Herrema talutoetusi ja töötas välja turupõhise lahenduse maailma nälja jaoks. Miski ei tundu liiga kõrge järjekindlusega kindlameelse ettevõtja jaoks, kes tegeleb poliitikaga.
33-aastane Herrema on sellest ajast alates keskendunud kliimamuutustele - täpsemalt selleks, et leida viis kasvuhoonegaaside püüdmiseks ja nende tõhusaks kasutamiseks. Tema ja keskkooli klassivend Kenton Kimmel asutasid 2003. aastal Kalifornias asuva Irvine'is asuva ettevõtte Newlight Technologies. Pärast aastatepikkust uurimistööstut tutvustas meeskond viisi, kuidas toota süsinikuheitest plasti, mis on tegelikult odavama hinnaga kui õlipõhised plastid. . "Salajane kaste" on biokatalüsaator, mis ühendab õhu ja metaani ning koondab kõik süsiniku, vesiniku ja hapniku molekulid kokku termoplasti, mida tootjad nimetavad AirCarboniks.
Herrema jagab oma lugu Smithsonian.com-iga.
Alustame probleemist. Mis probleemi te proovite lahendada?
Newlight alustas 2003. aastal küsimusega. Selle asemel, et käsitleda süsinikuheidet probleemina, mis saaks siis, kui saaksime materjalide valmistamiseks kasutada toorainena süsinikuheidet, ja mis siis, kui need materjalid suudaksid naftapõhiste materjalide hinna ja toimivuse osas konkureerida vähem?
Kui saaksime seda teha, oleks meil võimas protsess kahe teemaga tegelemiseks: esiteks naftasõltuvus, asendades õli hõivatud süsinikuheitega, ja teiseks kliimamuutused, luues turupõhise süsiniku kogumise platvormi. Mis siis, kui maailm konkureeriks süsinikuheite kui ressursi kasutamisel? On vähe asju, mida võime ette kujutada ja mis oleksid kliimamuutustega tegelemisel nii võimsad.
Mis täpselt on Newlight Technologies? Kas te annaksite mulle oma liftikõne?
Newlight asutati selle visiooni elluviimiseks. Pärast enam kui kümme aastat kestnud teadus- ja arendustegevuse lõpptulemuseks on AirCarbon, termoplastiline materjal, mis on valmistatud õhu ja hõivatud metaanil põhinevate süsiniku emissioonide ühendamisel, mis muidu muutuks õhu osaks. Materjal on sama tugev kui õlipõhine plast ja oluliselt odavam.
Kuidas täpselt plasti valmistate?
Tootmisprotsess algab metaani heitkogustega, mis tekivad sellistes kohtades nagu prügilad, farmid, veepuhastusjaamad ja energiatootmisrajatised - kõikjal, kus metaani eraldub, kus see muidu eralduks või põleks. Esimene asi, mida me teeme, on selle metaani hõivamine.
Näiteks farmis hoitakse orgaanilisi aineid sageli kinnises piirkonnas, näiteks mahutis, kus toodetakse metaani. See metaan lastakse torusse või suunatakse torusse ja lõpuks põletatakse, eraldades sisuliselt 100 protsenti süsinikust. õhku. Selle asemel, et lasta sellel torul õhutada või põlemisseadet toita, suuname toru ümber oma muundamisreaktorisse. Reaktori sees segame metaani emissiooni vee, õhu ja biokatalüsaatoriga. Siin tõmbab biokatalüsaator õhust hapniku ja metaanist süsiniku ja vesiniku ning ühendab need molekulid pika ahelaga termoplastilise polümeerimolekuli, mida nimetatakse AirCarboniks, moodustamiseks.
Järgmisena eemaldame õhust süsiniku reaktorist ja pärast töötlemise etappi sulatame selle pelletiks, kus seda saab seejärel vormideks töödelda ja kasutada õlipõhiste plastide asendamiseks.
Kuidas plastgraanulid välja näevad, enne kui neist muudeks toodeteks valmistatakse. (Newlight) Kuidas suutsite selle protsessi kulutõhusaks muuta?
Põhiteadus metaani muutmiseks termoplastseteks polümeerideks eksisteeris mitu aastakümmet. Kahjuks, kuni teadus eksisteeris, oli peamine väljakutse ja põhjus, miks seda protsessi kunagi turule ei viidud, kulud. Enne Newlighti olid metaaniheitest polümeeride valmistamise kulud umbes 2–3 korda kõrgemad kui õlipõhiste plastide tootmine. Kahjuks saavad väga vähesed ettevõtted endale lubada sellise hinnataseme materjali kasutamist. Niisiis, meie asutamise väljakutse oli järgmine: kuidas viia see protsess läbi nii, et saaksime naftapõhiste plastide hinnaga konkureerida? Lõppkokkuvõttes oli meie peamine läbimurre meie biokatalüsaator.
Täpsemalt, varem olid kõik biokatalüsaatorid ise piiravad, mis tähendas, et nad suutsid valmistada vaid teatud koguse polümeeri, enne kui nad ise välja lülituksid ja polümeeri asemel süsihappegaasi moodustaksid. Numbriliselt tuli ühe kilogrammi plasti valmistamiseks teha üks kilogramm biokatalüsaatorit ja see oli maksimaalne saagis, mis muutis tootmiskulud väga kalliks.
Umbes kümne tööaasta jooksul töötasime välja uut tüüpi biokatalüsaatori, mis ei lülitu ennast välja. Iga toodetud biokatalüsaatori kilogrammi kohta toodetakse umbes üheksa kilogrammi polümeeri, mis on sama sisendi jaoks üheksa korda rohkem materjali kui eelmistel variantidel, võimaldades Newlightil polümeeri toota kasvuhoonegaasidest hinnas, kus kulude kahekordne vähendamine võrreldes kuludega toota õlist plasti.
Kuidas te selle kontseptsiooni välja tulite?
Lugesin Los Angeles Timesi artiklit lehmade metaaniheite kohta 2003. aastal pealkirjaga “Lehmade jahutamine”. Artiklis kirjeldati lehma kohta päevas eralduva metaani täpset mahtu - 634 kvartalit - ja see arv käivitas ahela küsimused: kui palju metaani talus toodetakse? Aga maakond, riik, prügila või energiarajatis?
See, mis tundus süsinikuheite abstraktse kontseptsioonina, tundus nüüd nii tõeline, nii puudutatav. Põlev küsimus oli, et kui nii paljud meie materjalid on valmistatud süsinikust, miks me laseme kogu sellel süsinikul õhku minna? Miks mitte kasutada seda materjalide valmistamiseks, eriti selliste materjalide valmistamiseks, mis muidu oleks valmistatud õlist, näiteks plastist?
Ma pidasin New Yorgi leidmiseks koostööd Kenton Kimmeliga ja 2006. aastal liitus meie meeskonnaga Evan Creelman. Newlight töötas üheksa aastat raadiovaikus - ei veebisaiti ega avalikku kohalolekut -, kuna me ütlesime, et seni, kuni suudame naftapõhiste plastide hinna konkureerimisega konkureerida, pole midagi rääkida.
Tool, mis on valmistatud AirCarbonist. (Newlight) Kuidas kirjeldaksite oma senist edu?
2013. aasta augustis, kümme aastat pärast meie asutamist, alustas Newlight tegevust maailma esimeses kommertsmõõdus AirCarboni tootmisettevõttes Californias, kus me ühendame õhus farmi metaaniga AirCarboni termoplastide valmistamiseks.
Alates Newlighti kaubanduslikust laienemisest on AirCarboni kasutatud paljudes toodetes, sealhulgas KI toolides, Delli kottides ja Sprinti mobiiltelefonide ümbristes. 2013. aastal oli Newlightil viis tooterakendust. 12 kuu jooksul pärast meie kaubanduslikku laienemist kasvas meil üle 75 rakenduse ja täna teeme koostööd enam kui 60 Fortune 500 ettevõttega, et tuua turule AirCarbon erinevates toodetes USA-s, Euroopas ja Aasias, alates autorakendustest ja elektroonikakomponentidest kuni pudelid, korgid ja kiled.
Meie tähelepanu on täna suunatud laienemisele, meie järgmine sihttase on tootmise ulatus kuni 50 miljonit naela aastas. Üks viimaseid suuremaid uuendusi plastide tootmisel - Union Carbide'i UNIPOL-tehnoloogia - vähendas plastide tootmisprotsessi kapitali- ja tegevuskulusid ning kasvas ideest aastas üle 60 miljardi naela aastas. Näeme sama olulist sammu kulude kokkuhoiu osas ja meie eesmärk on saavutada sarnane ulatus.
Paralleelselt on meie fookus ehitades rohkem ümberehitusrajatisi, et saaksime AirCarboni tootmistehnoloogiat kiiresti ja tõhusalt laiendada, näiteks farmides ja prügilates Põhja-Dakota ja Texase [pragunemis] lõhenemiseni, kus põletatakse ja eraldub iga päev süsiniku kogus - süsinik, mis mida võiksime muundada materjalideks - on nii intensiivne, et kosmosest valgustavad need maapiirkonnad öösel taevast nagu Chicago või New York.
Newlighti meeskonna liikmed ühes oma Californias asuvas tootmisettevõttes. (Newlight) Millist mõju näete Newlight Technologiesil kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamisele?
Kui hoiate käes AirCarboni, on umbes 40 protsenti teie kaalust õhust ammutatud hapnik ja 60 protsenti hõivatud süsiniku emissioonist pärit süsinik ja vesinik - süsinik, mis oleks muidu muutunud õhu osaks.
Loodame, et AirCarbon alustab paradigma muutust, kus hakkame käsitlema kasvuhoonegaaside heitkoguseid ressursina - toorainena, mida saab kasutada maailma kõige kvaliteetsemate, kõige soodsamate ja jätkusuutlikumate materjalide tootmiseks.
Mis te arvate, kas Newlight aitab lahendada pingeid nende vahel, kes on huvitatud süsinikdioksiidi heitkoguste piiramisest, ja nende vahel, kes tunnevad, et sellised piirangud hakkavad majandust raputama? Kui jah, siis kuidas?
Absoluutselt. AirCarbon on üks osa Atlas Shrugged ja üks osa Ebamugav tõde . Oleme seisukohal, et kliimamuutusi ei saa lahendada toetuste ega maksudega. Arvame, et ainus viis kliimamuutuste lahendamiseks vajalikul ajal ja vajalikus mahus on turupõhiste lahenduste kaudu, kus lahenduseks on tarbijad ja kaubamärgid, kus meie valmistatud tooted maksavad vähem ja koguma süsinikku ja kus me kõik selles osaleme.
Lõppkokkuvõttes on AirCarboni jaoks meie jaoks nii põnev, et see muudab arutelu tingimusi. Kui tegelikkus on poliitilises ummikseisus, peame lõpetama sama võitluse ja keskenduma ühisele alusele ja lahendustele. Me võime kõik nõustuda, et kasutaksime toodete valmistamiseks pigem kodumaist süsiniku sidumist kui naftat, ja võime kõik nõustuda, et me kasutame pigem süsiniku sidumise materjale, mis maksavad vähem kui õlipõhised materjalid.
