Pro svou diplomovou práci v Princetonu studoval Mark Herrema zemědělské dotace a vymýšlel tržně orientované řešení světového hladu. Nic se nezdá příliš vysoké na rozkaz odhodlaného podnikatele, který se specializoval na politiku.
Herrema (33) se od té doby zaměřil na změnu klimatu - konkrétně na nalezení způsobu, jak zachytit skleníkové plyny a dobře je využít. On a Kenton Kimmel, spolužák střední školy, založili v roce 2003 společnost Irlight v Kalifornii se společností Newlight Technologies. Po letech výzkumu tým odhalil způsob, jak vyrobit plast z emisí uhlíku, který je ve skutečnosti cenově dostupnější než plasty na bázi oleje . „Tajná omáčka“ je biokatalyzátor, který kombinuje vzduch a metan a znovu sestavuje všechny molekuly uhlíku, vodíku a kyslíku do termoplastu, který výrobci nazývají AirCarbon.
Herrema sdílí svůj příběh s Smithsonian.com.
Začněme s problémem. Jaký problém se snažíte vyřešit?
Newlight začal v roce 2003 otázkou. Co kdybychom nahlíželi na uhlíkové emise jako na problém, co kdybychom mohli použít uhlíkové emise jako surovinu k výrobě materiálů, a co kdyby tyto materiály mohly outkompovat materiály založené na ropě na ceně a výkonu?
Pokud bychom to dokázali, měli bychom silný proces, který by se zabýval dvěma otázkami: první, závislost na ropě, nahrazením ropy zachycenými emisemi uhlíku, a druhá, změna klimatu, vytvořením tržně orientované platformy pro zachycování uhlíku. Co kdyby svět soupeřil o využití emisí uhlíku jako zdroje? Existuje jen málo věcí, které si dokážeme představit, že by byly tak silné při řešení změny klimatu.
Co přesně je tedy Newlight Technologies? Mohl byste mi dát svůj výtah?
Společnost Newlight byla založena za účelem realizace této vize. Čistým výsledkem je po desetiletí výzkumu a vývoje AirCarbon, termoplastický materiál vyrobený kombinací vzduchu a zachycených emisí uhlíku na bázi metanu, které by se jinak staly součástí vzduchu. Materiál je stejně silný jako plasty na bázi oleje a výrazně levnější.
Jak přesně vyrobíte plast?
Výrobní proces začíná emisemi metanu generovaného na místech, jako jsou skládky, farmy, úpravny vody a zařízení na výrobu energie - kdekoli, kde se metan emituje tam, kde by byl jinak odvětrán nebo spálen. První věc, kterou uděláme, je zachytit metan.
Například na farmě je organický materiál často držen v uzavřeném prostoru, jako je nádrž, kde produkuje metan, a tento metan je vypouštěn nebo veden do potrubí a nakonec spálen, přičemž se v podstatě uvolní 100 procent uhlíku na vzduch. V našem procesu místo toho, abychom toto potrubí nechali odvětrávat nebo přivádět spalovací zařízení, přesměrováváme potrubí do našeho konverzního reaktoru. Uvnitř reaktoru smícháme emise metanu s vodou, vzduchem a naším biokatalyzátorem. Zde biokatalyzátor vytáhne kyslík ze vzduchu a uhlík a vodík z metanu a tyto molekuly spojí, aby vytvořil termoplastickou polymerní molekulu s dlouhým řetězcem, nazvanou AirCarbon.
Poté odstraníme AirCarbon z reaktoru a po následném kroku zpracování ho roztavíme do pelety, kde se pak může zpracovat do tvarů a použít k nahrazení plastů na bázi oleje.
Jak vypadají plastové pelety, než se vyrobí v jiných výrobcích. (Newlight) Jak jste byli schopni učinit tento proces nákladově efektivní?
Základní věda přeměny metanu na termoplastické polymery existovala po mnoho desetiletí. Bohužel, zatímco věda existovala, klíčovou výzvou a důvodem, proč tento proces nebyl nikdy komercializován, byly náklady. Před Newlightem byly náklady na výrobu polymerů z emisí metanu asi 2 až 3krát vyšší než náklady na výrobu plastů na bázi oleje. Bohužel si jen velmi málo společností může dovolit používat materiál na této cenové hladině. Naší zakládající výzvou tedy bylo: jak můžeme tento proces provádět takovým způsobem, že můžeme z ceny plastů na bázi ropy překonat cenu? Klíčovým průlomem byl nakonec náš biokatalyzátor.
Konkrétně v minulosti byly všechny biokatalyzátory samy omezující, což znamenalo, že mohli vyrobit pouze určité množství polymeru, než se vypnuli a místo polymeru vytvořili oxid uhličitý. Numericky, abyste vyrobili jeden kilogram plastu, musíte vyrobit jeden kilogram biokatalyzátoru, a to byl maximální výtěžek, díky čemuž byly výrobní náklady velmi drahé.
V průběhu asi deseti let práce jsme vyvinuli nový druh biokatalyzátoru, který se nevypíná. Každý kilogram biokatalyzátoru, který vyrábíme, produkuje asi devět kilogramů polymeru - devětkrát více materiálu při stejném vstupu než předchozí možnosti, což umožňuje společnosti Newlight vyrábět polymer ze skleníkových plynů za cenu, která má dvojciferné procentuální snížení nákladů ve srovnání s náklady na výrobu plastů z oleje.
Jak jsi přišel s tímto konceptem?
Četl jsem článek z Los Angeles Times o emisích metanu z krav v roce 2003, nazvaný „Jak krávy vychladnout“. Článek popisuje přesný objem metanu - 634 kvartálů - emitovaného na krávu za den, a toto číslo zahájilo řetězec otázky: Kolik metanu produkuje farma? A co okres, stát, skládka nebo energetické zařízení?
Zdálo se, že to, co se zdálo jako abstraktní pojem emisí uhlíku, bylo tak skutečné, tak dotykové. Hořící otázkou bylo, že pokud je tolik našich materiálů vyrobeno z uhlíku, proč necháme veškerý tento uhlík vstoupit do vzduchu? Proč jej nepoužívat k výrobě materiálů, zejména materiálů, které by jinak byly vyrobeny z oleje, jako jsou plasty?
Spojil jsem se s Kentonem Kimmelem, abych našel Newlight, av roce 2006 se k našemu týmu připojil Evan Creelman. Devět let pracoval Newlight v rádiovém mlčení - žádný web, žádná veřejná přítomnost - protože jsme řekli, že dokud nebudeme moci překonat ceny plastů na bázi ropy, nebude se o čem mluvit.
Židle vyrobená z AirCarbonu. (Newlight) Jak byste popsal svůj dosavadní úspěch?
V srpnu 2013, deset let po založení, zahájila společnost Newlight provoz v prvním výrobním závodě AirCarbon na světě v komerčním měřítku v Kalifornii, kde kombinujeme vzduch s metanem z farmy, abychom vytvořili termoplasty AirCarbon.
Od komerčního rozšiřování společnosti Newlight se AirCarbon používá v řadě produktů, jako jsou židle od KI, tašky od společnosti Dell a pouzdra na mobilní telefony od společnosti Sprint. V roce 2013 měla společnost Newlight pět produktových aplikací. Během 12 měsíců od našeho komerčního rozšíření jsme se rozrostli na více než 75 aplikací a dnes spolupracujeme s více než 60 společnostmi z žebříčku Fortune 500 na zavedení AirCarbonu v různých produktech v USA, Evropě a Asii, od automobilových aplikací a elektronických součástek, až po lahve, čepice a filmy.
Dnes se zaměřujeme na expanzi, dalším krokem v benchmarku je zvýšení produkce až na 50 milionů liber ročně. Jedna z posledních hlavních inovací v oblasti výroby plastů - technologie UNIPOL Union Carbide - snížila investiční a provozní náklady na výrobu plastů a ročně se z nápadu zvýšila na více než 60 miliard liber ročně. Vidíme stejně významnou změnu v úsporách nákladů a usilujeme o dosažení podobné míry.
Současně se zaměřujeme budování dalších zařízení na přeměnu, abychom mohli rychle a efektivně rozšířit výrobní technologii AirCarbon na místech, jako jsou farmy a skládky, do [rozbíjejících se] světel v Severní Dakotě a Texasu, kde se každý den spaluje a emituje množství uhlíku - uhlík, který mohli bychom být přeměňováni v materiály - je tak intenzivní, že z vesmíru tyto venkovské oblasti v noci osvětlují oblohu, jako je Chicago nebo New York.
Členové týmu Newlight v jednom ze svých výrobních závodů v Kalifornii. (Newlight) Jaký dopad vidíte na společnost Newlight Technologies na snižování emisí skleníkových plynů?
Když držíte v ruce AirCarbon, asi 40 procent hmotnosti, kterou cítíte, je kyslík vytažený ze vzduchu a 60 procent je uhlík a vodík z zachycených emisí uhlíku - uhlík, který by se jinak stal součástí vzduchu.
Doufáme, že společnost AirCarbon zahájí posun paradigmatu, kde začneme vnímat emise skleníkových plynů jako zdroj, surovinu, kterou lze použít k výrobě nejkvalitnějších, nejvíce nákladově nejvýhodnějších a nejudržitelnějších materiálů na světě.
Myslíte si, že Newlight může pomoci vyřešit napětí mezi těmi, kdo mají zájem o omezení emisí uhlíku, a těmi, kdo cítí, že taková omezení budou ochromovat ekonomiku? Pokud ano, jak?
Absolutně. AirCarbon je jedna část Atlas pokrčil rameny a jedna část Nepříjemná pravda . Věříme, že změna klimatu nebude vyřešena dotacemi nebo daněmi. Domníváme se, že jediný způsob, jak vyřešíme změnu klimatu, v čase a v požadovaném rozsahu, je prostřednictvím tržně orientovaných řešení, kde spotřebitelé a značky jsou součástí řešení, kde výrobky, které vyrábíme, jsou levnější a zachytit uhlík a kde se na tom všichni podílíme.
Nakonec je pro AirCarbon tak vzrušující, že mění podmínky debaty. Pokud je realita politickou patou, musíme přestat bojovat proti stejnému boji a soustředit se na společný základ a řešení. Všichni se můžeme shodnout, že k výrobě produktů bychom raději používali domácí sekvestraci uhlíku než ropu, a všichni můžeme souhlasit s tím, že bychom raději používali materiály pro zachycování uhlíku, které stojí méně než materiály na bázi ropy.
