Mark Herrema opiskeli vanhempana opinnäytetyönsä Princetonissa maatilan tukia ja suunnitteli markkinalähtöisen ratkaisun maailman nälkäongelmaan. Mikään ei vaikuta liian korkealta tilauksesta päättäväiselle yrittäjälle, joka on pääaineenaan politiikka.
Herrema, 33, on sittemmin siirtänyt keskittymistään ilmastonmuutokseen - etsimään tapaa kasvihuonekaasujen sieppaamiseksi ja hyödyntämiseksi. Hän ja lukion luokkatoveri Kenton Kimmel perustivat Kalifornissa toimivan Irvine-yhtiön Newlight Technologies -yhtiön vuonna 2003. Vuosien tutkimuksen jälkeen ryhmä esitteli tavan tuottaa muovia hiilipäästöistä, joka on itse asiassa edullisemmin hinnoiteltu kuin öljypohjainen muovi. . "Salainen kastike" on biokatalyytti, joka yhdistää ilman ja metaanin ja kokoaa kaikki hiili-, vety- ja happimolekyylit kestomuovimateriaaliksi, jota valmistajat kutsuvat AirCarboniksi.
Herrema kertoo tarinansa Smithsonian.com: n kanssa.
Aloitetaan ongelmasta. Mitä ongelmaa yrität korjata?
Newlight aloitti vuonna 2003 kysymyksellä. Sen sijaan, että tarkasteltaisiin hiilidioksidipäästöjä ongelmana, entä jos voisimme käyttää hiilidioksidipäästöjä raaka-aineena materiaalien valmistukseen, ja entä jos nämä materiaalit voisivat kilpailuttaa öljypohjaisia materiaaleja hinnan ja suorituskyvyn suhteen?
Jos voisimme tehdä niin, meillä olisi tehokas prosessi käsitellä kahta asiaa: ensinnäkin öljyriippuvuus korvaamalla öljy talteenotetulla hiilidioksidipäästöllä ja toiseksi ilmastomuutos luomalla markkinalähtöinen hiilidioksidin talteenottoalusta. Entä jos maailma kilpailisi hiilipäästöjen käytöstä resurssina? Muutamia asioita voimme kuvitella, että ne olisivat niin voimakkaita puuttuessa ilmastomuutokseen.
Joten mitä tarkalleen on Newlight Technologies? Voisitko antaa minulle hissipiikin?
Newlight perustettiin toteuttamaan tämä visio. Yli vuosikymmenen tutkimus- ja kehitystyön tuloksena on AirCarbon, kestomuovimateriaali, joka on valmistettu yhdistämällä ilmaa ja siepattuja metaanipohjaisia hiilidioksidipäästöjä, joista muuten tulisi osa ilmaa. Materiaali on yhtä vahvaa kuin öljypohjainen muovi ja huomattavasti halvempaa.
Kuinka tarkalleen teet muovia?
Tuotantoprosessi alkaa metaanipäästöillä, jotka syntyy paikoissa, kuten kaatopaikoilla, tiloilla, vedenpuhdistamoilla ja energiantuotantolaitoksilla - missä tahansa metaanipäästöjä tapahtuu, jos se muuten ilmaantuu tai poltetaan. Ensimmäinen asia, jonka teemme, on vangita se metaani.
Esimerkiksi tilalla orgaanista materiaalia pidetään usein ahtaalla alueella, kuten säiliössä, jossa se tuottaa metaania, ja tämä metaani tuuletetaan tai johdetaan putkeen ja lopulta poltetaan, pääasiassa 100 prosenttia hiilestä vapautuen ilmaan. Sen sijaan, että annamme putken tuulettaa tai syöttää polttolaitteen, ohjaamme putken muuntamisreaktoriin sen sijaan, että annamme putken tuulettaa tai syöttää palamislaitteen. Reaktorin sisällä sekoitamme metaanipäästöt veden, ilman ja biokatalysaattorimme kanssa. Tässä biokatalyytti vetää happea ilmasta ja hiiltä ja vetyä metaanista ja yhdistää nämä molekyylit pitkän ketjun kestomuovipolymeerimolekyylin nimeltä AirCarbon.
Seuraavaksi poistamme hiilivetyä reaktorista ja jatkokäsittelyvaiheen jälkeen sulatetaan se pelletiksi, jossa se voidaan sitten jalostaa muotoiksi ja käyttää öljypohjaisten muovien korvaamiseen.
Miltä muovipelletit näyttävät, ennen kuin niistä tehdään muita tuotteita. (Newlight) Kuinka pystyit tekemään tästä prosessista kustannustehokkaan?
Perustiede metaanin muuttamiseksi termoplastisiksi polymeereiksi oli olemassa vuosikymmenien ajan. Valitettavasti, kun tiede oli olemassa, keskeinen haaste ja syy siihen, ettei prosessia ollut koskaan kaupallistettu, olivat kustannukset. Ennen Newlightia polymeerien tuotantokustannukset metaanipäästöistä olivat noin 2-3 kertaa korkeammat kuin öljypohjaisten muovien tuotantokustannukset. Valitettavasti hyvin harvoilla yrityksillä on varaa käyttää materiaalia tällä hintatasolla. Joten perustamishaasteemme oli: kuinka suoritamme tämän prosessin tavalla, jolla voimme kilpailuttaa öljypohjaisia muoveja hinnalla? Viime kädessä tärkein läpimurtomme oli biokatalyytimme.
Tarkemmin sanottuna aikaisemmin kaikki biokatalyytit olivat itserajoittuneita, tarkoittaen, että ne pystyivät valmistamaan vain tietyn määrän polymeeriä ennen kuin ne sammutuisivat ja tekisivät hiilidioksidia polymeerin sijaan. Numeerisesti yhden kilogramman muovin valmistamiseksi joudut valmistamaan yhden kilogramman biokatalyyttiä, ja se oli suurin saanto, mikä teki tuotantokustannuksista erittäin kalliita.
Noin kymmenen vuoden työn aikana kehitimme uudenlaisen biokatalysaattorin, joka ei sammu itsestään. Jokainen valmistamiamme biokatalysaattorikilo tuottaa noin yhdeksän kilogrammaa polymeeriä - yhdeksän kertaa enemmän materiaalia samaan syöttöön kuin aikaisemmat vaihtoehdot, mikä mahdollistaa Newlightin valmistavan polymeeriä kasvihuonekaasuista hintapisteessä, jonka kustannusprosentti on kaksinumeroinen verrattuna kustannuksiin muovien tuottamiseksi öljystä.
Kuinka keksit tämän konseptin?
Luin Los Angeles Timesin artikkelin lehmien metaanipäästöistä vuonna 2003, nimeltään “Lehmien saaminen jäähdyttämään”. Artikkelissa kuvailtiin tarkka metaanin määrä - 634 kvartaalia - lehmää kohti päivässä, ja tämä määrä aloitti ketjun kysymykset: kuinka paljon metaania maatila tuottaa? Entä lääni, osavaltio, kaatopaikka tai energialaitos?
Se, mikä näytti abstraktilta hiilidioksidipäästöjen käsitteeltä, näytti nyt niin todelliselta, niin koskevalta. Palava kysymys oli, jos niin monet materiaaleistamme ovat hiiltä, miksi annamme kaiken tämän hiilen ilmaan? Miksi et käytä sitä materiaalien, etenkin muovien, jotka muuten valmistetaan öljystä, valmistukseen, kuten muovien?
Yhteistyössä Kenton Kimmelin kanssa löysin Newlightin, ja vuonna 2006 Evan Creelman liittyi tiimimme. Yhdeksän vuoden ajan Newlight työskenteli radio-hiljaisuudessa - ei verkkosivustoa, ei julkista läsnäoloa -, koska sanoimme, että ennen kuin voimme kilpailuttaa öljypohjaisia muoveja hinnalla, ei ollut mitään puhuttavaa.
Tuoli, joka on valmistettu AirCarbonista. (Newlight) Kuinka kuvailisit menestystäsi tähän mennessä?
Elokuussa 2013, kymmenen vuotta perustamisen jälkeen, Newlight aloitti toimintansa maailman ensimmäisessä kaupallisessa mittakaavassa olevassa AirCarbon-tuotantolaitoksessa. Kaliforniassa, jossa yhdistämme ilmaa maatilan metaaniin AirCarbon-kestomuovien valmistamiseksi.
Newlightin kaupallisen laajennuksen jälkeen AirCarbonia on käytetty useissa tuotteissa, kuten KI: n tuolit, Dellin pussit ja Sprintin matkapuhelinlaukut. Vuonna 2013 Newlightilla oli viisi tuotesovellusta. 12 kuukauden kuluessa kaupallisesta laajentumisestamme kasvoimme yli 75 sovellukseen, ja työskentelemme tänään yli 60 Fortune 500 -yrityksen kanssa AirCarbonin markkinoille saattamiseksi erilaisissa tuotteissa Yhdysvalloissa, Euroopassa ja Aasiassa, autosovelluksista ja elektroniikan komponenteista pullot, korkit ja kalvot.
Keskitymme tänään laajentumiseen, ja seuraava vertailuvaiheemme on tuotannon mitoittaminen jopa 50 miljoonaan puntaan vuodessa. Yksi viimeisistä merkittävistä muovituotannon innovaatioista - Union Carbide'n UNIPOL-tekniikka - alensi muovin tuotantoprosessin pääomaa ja käyttökustannuksia ja kasvoi ideasta yli 60 miljardiin puntaan vuodessa vuosituotannossa. Näemme yhtä merkittävän askelmuutoksen kustannussäästöissä ja pyrimme saavuttamaan samanlaisen mittakaavan.
Samanaikaisesti keskitymme rakentamalla lisää muuntamislaitoksia, jotta voimme laajentaa AirCarbon-tuotantoteknologiaa nopeasti ja tehokkaasti paikoissa, kuten tiloilla ja kaatopaikoilla, Pohjois-Dakotan ja Texasin [murtumislamppuihin], joihin päivittäin poltetaan ja päästää hiiltä - hiili, joka voimme muuntaa materiaaleiksi - on niin intensiivistä, että avaruudesta nämä maaseutualueet valaisevat taivaan yöllä, kuten Chicago tai New York.
Newlight-tiimin jäsenet yhdessä heidän tehtaistaan Kaliforniassa. (Newlight) Mitä vaikutuksia näet Newlight Technologiesilla kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen?
Kun pidät AirCarbonia kädessäsi, noin 40 prosenttia painosta, jonka mielestäsi on happea vedetty ilmasta ja 60 prosenttia on hiiltä ja vetyä vangituista hiilidioksidipäästöistä - hiiltä, josta muuten olisi tullut osa ilmaa.
Toivomme, että AirCarbon aloittaa paradigmamuutoksen, jossa alamme nähdä kasvihuonekaasupäästöjä resurssina, raaka-aineena, jota voidaan käyttää tuottamaan korkealaatuisia, kustannustehokkaimpia ja kestävimpiä materiaaleja maailmassa.
Luuletko, että Newlight voi auttaa ratkaisemaan jännitteet niiden välillä, jotka ovat kiinnostuneita hiilidioksidipäästöjen rajoittamisesta, ja niiden välillä, jotka kokevat tällaisten rajoitusten olevan turmelleita taloudelle? Jos on, miten?
Ehdottomasti. AirCarbon on yksi osa Atlas Shruggedia ja yksi osa Hankalaa Totuutta . Uskomme, että ilmastomuutosta ei ratkaista tuilla tai veroilla. Mielestämme ainoa tapa ratkaista ilmastomuutos tarvittavana ajankohtana ja tarvittavassa mittakaavassa on markkinalähtöiset ratkaisut, joissa kuluttajat ja tuotemerkit ovat osa ratkaisua, joissa valmistammemme tuotteet maksavat vähemmän ja talteen hiili, ja missä me kaikki osallistumme siihen.
Viime kädessä AirCarbonista on niin mielenkiintoista, että se muuttaa keskustelun ehtoja. Jos todellisuus on poliittisessa umpikujassa, meidän on lopetettava sama taistelu ja keskityttävä yhteiseen kantaan ja ratkaisuihin. Voimme kaikki olla yhtä mieltä siitä, että käytämme tuotteiden valmistamisessa mieluummin kotimaista hiilen sitomista kuin öljyä, ja voimme kaikki olla yhtä mieltä siitä, että käytämme mieluummin hiilin talteenottoaineita, jotka maksavat vähemmän kuin öljypohjaiset materiaalit.
