崔粲 川报观察记者 熊筱伟
即使在科幻作品里,也很少会有这样夸张的想法——拿空气当原料来生产家具、燃料等,一劳永逸解决人类资源短缺的问题。
但5月6日,在蓉举行的中国工程科技论坛—高分子材料可持续发展工程科技论坛上,中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟说,它已经成了现实。
可能性:原理类似植物光合作用,将二氧化碳和水合成有机物。宜家、戴尔等国际巨头已采用相关技术制成的原料
“不久前我在宜家逛街,就看到有使用了‘AirCarbon塑料’的家具。这种塑料是怎么来的?用空气里的温室气体制造的。”谭天伟
这背后究竟藏着怎样的“黑科技”?用学术语言来说,这是二氧化碳的第三代生物炼制技术。“就是把二氧化碳通过生物炼制,转化为绿色燃料、材料和化学品。” 谭天伟说,单单AirCarbon塑料,目前已经为宜家、戴尔、惠普等国际巨头广泛采用,每年用量近300亿磅。
让人似乎难以理解的是,空气中的二氧化碳看不见摸不着,单靠它们怎么可能生产处坚固的塑料等?“原理其实就类似植物的光合作用。” 谭天伟说植物就是吸收光能,将二氧化碳和水合成有机物。“(科学家)只是用微生物来加快这个过程,从而实现工业化生产。”
可行性:和石油比,二氧化碳作为原料无穷无尽且环境友好。若补贴以碳排放指标出售资金,成本已能和用化石能源的成本相当
生产化学品、塑料等目前主要原料是石油。
和石油比起来,谭天伟认为二氧化碳至少有两个巨大优势:一是作为原料,它几乎是无穷无尽的;二是对环境友好。“传统印象中化工厂是污染环境的、危险的,因为生产环境是高温高压,且可能使用易燃有害物质。而二氧化碳作为原料是用生物方法,常温常压,也没有有毒有害物质,还能消耗温室气体,是完全绿色的。”他认为这将是未来化学工业发展的必然趋势。
但谭天伟也提到,技术应用的主要难点是成本。目前用二氧化碳的成本还高于用石油,导致产品不具备价格优势,“但这个问题随着技术进步,相信会很快取得突破。”
成本没优势,为何还能在宜家等商业企业中大量应用?“因为欧美有政府支持——它在制备过程中消耗二氧化碳,相当于二氧化碳减排。将碳排放指标出售的钱补贴给它,目前技术就能做到和用化石能源的成本相当。”
紧迫性:国内部分地区已跑在了前面。这方面四川有发展条件但也相对落后,建议抓紧研发布局
相关技术研发,国内部分地区已然跑在了前面。谭天伟介绍科技部已启动了多个研发项目,主要布局在沿海;北方唐山也已建起了产能500吨的示范装置,用二氧化碳生产乙醇。
在他看来,这方面四川相对落后,但也有发展条件。
“目前(在四川)能看到的研发项目很少。四川应抓紧布局相关技术研究。否则别人干了你再上,已经来不及了。”他说这里有四川大学等一批化学研究领域实力较强的高校,完全有可能在这一轮技术变革全面推广前抢占下技术制高点。
具体该从哪个方向突破? 谭天伟建议一方面结合四川已有产业对原料的需求,另一方面也要考虑技术发展各个方面的商业潜力、目前进展等。
他特别列出了目前全球用二氧化碳能生产的主要化学品分布和技术成熟度,供决策参考:技术成熟度最高的,是用二氧化碳来生产尿素(用于制造肥料等)、水杨酸(阿司匹林),环状碳酸酯(溶剂、锂离子电池电解质),已经实现了商业化;
目前大致处在中试阶段的,包括用二氧化碳来生产无机碳酸酯(用于制造水泥、混凝土等)、甲酸(防腐剂、粘合剂、燃料电池燃料)、甲醇(乙烯、丙烯、燃料)还处于中试阶段;
至于仍在实验室研究阶段的,则包括用二氧化碳来生产二甲醚(用于制造液化石油气替代品、燃料添加剂等)、醛类(聚合物、溶剂、染料、化妆品成分)、醇类(溶剂、洗涤剂)、有机碳酸酯(杀虫剂、农药、防腐剂、化妆品)、有机酸(食品添加剂、药物)等,“要实现应用,还需要快则2、3年,慢则10余年的时间。”
新闻链接:
22位院士齐聚成都 探讨高分子材料前沿话题
5月6日至7日,中国工程科技论坛—高分子材料可持续发展工程科技论坛在蓉举行。该论坛由中国工程院主办、中国工程科技发展战略四川研究院承办,22位中国工程院和中国科学院院士以及中国工程院、工业和信息部等有关司局领导参加会议,共论高分子材料研究最新进展与未来趋势。
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