從海洋中提取碳轉化為碳中和燃料也許是一項突破性技術
北京時間10月14日消息,聽起來這是一項顛覆性技術:從海水中提取二氧化碳,然后轉化為碳中和燃料,裝在煤氣罐中供人們使用。Alphabet集團X部門(之前的谷歌X)被人們稱為“Moonshot Factory”,它開發了無人駕駛汽車,用氣球傳輸Wi-Fi信號。X部門還找到一種新方法,將海水變成燃料,他們與研究人員攜手合作,試圖將夢想變成現實。經過2年的研究之后,雖然技術可行,但是X還是砍掉了項目。
和X的其它項目一樣,最開始時只是研究人員偶然讀到新技術報告,然后就開始摸索。X還邀請一些研究人員來到實驗室講座。進一步了解細節之后,X的興趣越來越大。這個項目取名叫作“Foghorn”,項目主管凱西·庫珀(Kathy Cooper)介紹稱:“我們深知,如果可以開發出碳中和燃料,將價格降到一定的程度,可以商用,就會造成很大的影響。”
2:研究2年之后X放棄了項目
Foghorn項目
在全球排放的溫室氣體中,約有14%來自交通運輸,雖然電動汽車正在緩慢普及,但是其它交通形式仍然找不到好辦法避免污染,比如飛機、貨船。重點在于,谷歌的新燃料可以用在現有交通工具之上。
海洋二氧化碳的含量正在上升。當大氣層的二氧化碳濃度上升,海水中溶解的二氧化碳也會上升,最終會形成所謂的酸式碳酸鹽,讓海水酸性增強。
帕洛阿爾托研究中心(PARC)科學家馬特·艾薩曼(Matt Eisaman)曾經研究過該技術,他說:“我們所用的方法簡單來講就是轉移海水的酸堿度。”科學家將海水裝進箱子,然后增強水的酸性就可以收集二氧化碳,變成氣體。經過一些處理之后,科學家可以從水中提取氫。如果二氧化碳與氫反應就會變成液體燃料。
X團隊聽了艾薩曼的介紹之后,讓他做一下估算,看看燃料是否具有商用潛力。分析有著很大的不確定性,但是從結果來看,似乎終有一天燃料可以用來銷售。于是X與PARC研究人員建立了合作關系,攜手研究。
“我們認為項目值得深入研究,值得做更多的實驗,可以開發原型產品,看看是否真的可行。”庫珀稱,“正因如此,我們建立了Foghorn項目。”
3:Foghorn項目成立時PARC已經在驗證概念
X的大多創意無果而終,一些創意“出生”只有幾小時就被否決了。對于創新實驗室來說,項目如果要通過,必須解決一個問題,能夠影響幾百萬或者幾十億人,技術必須是“大膽”的,有機會在未來5年或者10年創造一個市場。
如果一件產品能夠提前商用,原因可能是其它企業已經在開發;如果花的時間很長,可能是回報不高,當技術準備就緒時卻被淘汰了。
許多時候,不需要精心計算就可以知道哪個創意在財務上行得通。項目通過早期測試之后就會進入下一個階段,快速評估團隊會參與進來,試圖搞清項目的潛在風險。
當Foghorn啟動之時,PARC的研究人員正在對概念進行驗證,最大的不確定因素在于成本。研究人員開發了一臺更大的原型設備,然后嵌入經濟模型中,精確評估它的可行性。
4:測試之后發現一些問題無法解決
成本是最大的障礙
沒過多久,問題出現了。研究人員意識到,如果機器長時間運行,礦物會在機器的薄膜上沉淀,最終摧毀系統。艾薩曼說:“我們必須尋找新方法避開此問題。”
研究團隊還發現,他們可以與脫鹽工廠合作,如此一來,就沒有必要在海上建設管道,節省了很多成本。有了新的解決方案,在5年之內,研究團隊可以讓燃料的成本達到目標值:每加侖海水燃料定價5美元。
話雖如此,5美元仍然不便宜。科學家還發現提煉新燃料存在另一個問題:今天海洋上已經建造的脫鹽工廠數量太少。即使與所有的工廠合作也只能生產相當少的燃料,這些燃料能夠抵消4座燃煤工廠的排放量。
研究2年之后,谷歌放棄了項目。要生成新燃料,需要用到可再生氫和二氧化碳,可再生氫的生產成本太高了;要從海水中提煉二氧化碳也有點昂貴。
庫珀表示:“最終,所有的問題都歸結為機會成本問題。我們的任務就是尋找創意,看看X可以將資源投向哪里,造成巨大的影響。我們關心氣候變化,正因如此我們才會深入研究海水燃料問題,當然,我們還關注其它項目。我們只是單純地認為,如果將資源投入到該項目,可能會造成更大的影響,比投入到其它項目更大。”
雖然很難成功,沒有關系,實驗室支持“失敗文化”,當團隊決定放棄一些項目時,X還會給予獎勵。庫珀稱:“X存在的前提就是為了探索一些高風險項目,我們深知許多項目會失敗。如果某個創意行不能,并沒有什么驚奇的,也不是誰的過錯。這只是工作中再自然不過的事情。”
未來,海洋燃料到來的時間也許比預期更早。碳價格的下降,研究的突破,化石燃料價格的上升,都會有利于新燃料的開發。只是就目前而言,海水燃料研究走進了死胡同。
谷歌X正在撰寫同行審評論文,討論的核心是技術和成本,他們可以與其它科學家分享。到了某個時間點,大多的氣候科學家也許會站在一條線上,認為可以引進新技術,達成巴黎氣候協議制定的目標。到時我們就可以從海水中提取二氧化碳,而不是從空氣中提取,這樣一來,Foghorn項目就可以再度重生,其它類似的項目也可以煥發生機。
“從某種意義上講,我們重新回到了研究社區。”艾薩曼說,“如果再等5年至10年,讓研發進一步深入,我想最終可能會有商用產品出現。”