把二氧化碳「吃掉」?

2020/11/24


       利用溫室氣體二氧化碳製造的人造肉和酒已經誕生。為了到21世紀中期溫室氣體排放量實現凈零排放,日本國內外的初創企業開始研發把不得不排放的部分「吃掉」的技術。目前尚不清楚這種技術能否發展為一項産業,但作為將來減少大氣中二氧化碳的思路之一而備受期待。此類技術也顯示出為實現凈零排放,連飲食生活也必須做出改變的決心,這一點也具備重大意義。

      
       源自東京大學的日本初創企業——二氧化碳資源化研究所利用以氫為能源、靠吸收大氣中二氧化碳生長的細菌來製造人造肉的蛋白質。

       

       上述細菌具有與植物相同的酶「二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)」,會吸收二氧化碳。製造1公斤蛋白質需要約2公斤二氧化碳。蛋白質佔細菌重量的約85%。而魚粉的蛋白質佔比為5060%。這種細菌有望用於人造肉和飼料。

    

使用二氧化碳製成的蛋白質

     

       為了加快細菌的繁殖,研究人員把氫氣和二氧化碳變為微細氣泡後向其供應。使培育溫度保持在52攝氏度需要耗費電力,但如果考慮到能作為蛋白質回收的二氧化碳的量,總體的二氧化碳排放量將為負值。

 

       美國企業Air Company則利用二氧化碳和水開發出了「AIR VODKA(空氣伏特加)」。據悉二氧化碳用量相當於8棵樹每天吸收的量。

 

       該公司沒有透露具體細節,不過這項技術是利用自主的催化劑,把從大氣中回收的二氧化碳和水變為乙醇。製造1公斤乙醇需要1.5公斤二氧化碳,副産物只有氧氣。據悉一系列作業需要的能量可通過光伏發電獲得。

 

       這項技術入選美國非營利團體X大獎基金會(X PRIZE Foundation)主辦的技術開發競賽「NRG COSIA Carbon XPRIZE」的最終候選名單。這項競賽比拼將二氧化碳變為實用産品的技術,冠軍獎金是2000萬美元。

    

       現階段尚不清楚上述研究成果能否擴大生産規模。雖然將大氣中的二氧化碳「暫時固定」在人體內,但整體相抵之後是否為零會因計算方法而改變。

   


      

       儘管如此,這些技術仍然是減少現有的食品生産帶來的二氧化碳,朝著再利用方向邁出一步。要實現「到2050年溫室氣體凈零排放」,或許可以説連飲食生活也不得不改變。

 

       國際能源署(IEA10月發佈估算稱,為了在全世界達成2050年凈零排放,需要在2030年時使可再生能源發電達到60%。日本政府的目標是到2030年最多達到24%,與理想相去甚遠。

   

以二氧化碳和水製造的酒(圖片由美國Air Company提供)

    

       在難以大膽轉向可再生能源等發電方式的背景下,全球二氧化碳排放量2019年達到約330億噸。僅依賴食品來實現二氧化碳再利用存在極限。利用民眾的共識和規則、推動整個社會使用二氧化碳的思路很重要。開拓「大量消耗」二氧化碳的用途必不可少。

 

       日本太平洋水泥公司正在開發從水泥製造中産生的廢氣中分離和回收二氧化碳的技術。

 

       其原理是使廢氣進入含有氨化合物「胺」的吸收液,分離和回收胺上附著的二氧化碳。該公司將在生産水泥的埼玉縣熊谷工廠推進實證試驗,每天收集約10噸二氧化碳。

 

       在水泥的製造過程中,要製造燒結石灰石和粘土等形成的中間産品「熟料」。在水泥生産的二氧化碳排放量中,約6成來自製造熟料的工序。以1400攝氏度左右加熱原料石灰石時發生熱分解,産生二氧化碳。如果回收這些二氧化碳,排放將大幅減少。

  

       只要能獲得大量二氧化碳,隨著今後的創新,使用途徑將會擴大。如果二氧化碳産生價值,還將激發引進再利用技術的動力。

 

       日本二氧化碳資源化研究所的細菌還能製造生物降解塑膠的原料「聚乳酸」。如果日常生活中的塑膠産品能用二氧化碳製造,即使廢棄時重新回到大氣中,二氧化碳的排放仍可視為零。

      


     

       該公司代表董事湯川英明表示,要製造塑膠原料,需要改變細菌的基因。細菌在1小時裏分裂成2個。據悉1克細菌在24小時後會增加至16噸。美國也存在使用同樣細菌的嘗試,但分裂為2個需要3小時左右。湯川表示,「(本公司)實現了與工業生産同等的繁殖速度」。將來力爭普及年産10萬噸的塑膠原料。

       

「吃掉」溫室氣體的技術開始登場

      

       繼歐洲和中國之後,10月日本首相菅義偉在施政方針演説中提出了「到2050年實現溫室氣體凈零排放」。作為達成目標的關鍵條件之一提出了「碳循環」。

  

       不過,日本政府的作用不僅是推動研發。如何將以二氧化碳排放為前提構建的當今社會改造為「2050年凈零排放」,在提出妥善路線圖的同時,需要思考如何推動對巨大變化感到困惑的人們採取行動。

 

       日本經濟新聞(中文版:日經中文網)鈴木遊哉

 

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