2021.06.05

地球的守望者- 钢渣侠

生命的启迪
从自然之中,我们不仅收获粮食、水、空气,还收获文学、艺术、哲思,以及许许多多生命的启迪。

在地球母亲生命的长河中,大气中第一次出现二氧化碳来源于火山活动。它成为生命的基础,孕育了植物世界,并在以后数万年的时间里,维持着大自然的稳定和温暖。然而,今天我们人类已成为一座超级火山,每年排放的二氧化碳是火山的一百倍,这打破了生态平衡,造成了气候的变化。也许我们还有时间去恢复这种平衡,但留给我们的时间并不多了。

其中一项技术就是二氧化碳的捕集、利用和封存(Carbon Capture, Utilization and Storage),简称 CCUS。这项技术好比基于矿石的人造树,能够把大量的二氧化碳吸收并封存。根据已有研究的预测,到 2050 年,化石能源仍将扮演重要角色,占我国能源消费比例的10%-15%。CCUS 将是化石能源零排放利用的唯一技术选择。同时 CCUS 也是钢铁水泥等难以减排行业深度脱碳的可行技术方案。可见 CCUS 是我国实现 2060 年碳中和目标技术组合的重要构成部分。

如何恢复气候平衡?
很多人曾设想通过植树造林。但一棵树龄 10 年的大树,平均一年只能吸收 22 公斤二氧化碳。对于个人而言,即使你在生活中不用化石燃料,不用纸张,不用任何木质材料,更不能使用汽车或飞机这样的现代化交通工具,完全过原始人的生活,一年下来也要种 12 棵树才能做到碳中和。根据推算,如果要想通过种树的方法实现碳中和,全世界每年大约需要种一万亿棵树。由此可见,仅仅通过种树来实现碳中和,是不现实的。解决碳中和问题将依赖于突破性的新技术。

瀜矿科技正是全球最早一批将 CCUS 技术带出实验室的初创公司,尤其在二氧化碳矿化方向走在全球技术产业化的最前沿。而瀜矿的成立,因缘际会,始于 2014 年夏一次跨越太平洋的科研考察之旅。

那年夏天,哥大科研团队拜访了数家国内大型钢铁企业,原计划是寻求在钢铁行业推进二氧化碳减排方面的合作,却了解到国内钢铁行业正面临一场严峻的固废挑战。钢铁渣是铁矿石蜕变为钢铁过程中去除矿石杂质而产生的一种不可避免的副产物。在全球范围,普遍被用作不同种类的建筑材料。但是,中国的钢铁产量全球占比接近 60%,传统方法已不足以消纳如此巨大产量的钢铁渣。过剩带来了大量堆积并且造成了一系列环境问题。根据国家发改委的相关数据,我国钢铁渣的历史堆存数量已经达到 20 亿吨左右,同时每年仍在以 1 亿多吨的速度增长。

此次调研后,在国内各处钢厂所见的座座渣山已深深刻入哥大科研团队每一个人的脑海。特别是团队中的中国成员,联想到 2012 年前后那场席卷全国的雾霾,内心也不禁有了一丝灰蒙蒙的担忧。世界上,只有放错位置的资源,没有绝对的垃圾。钢渣可以替代矿石,和二氧化碳产生反应,是二氧化碳矿化的很好的原料。中国有过量废渣但缺乏近产业化技术,美国有早期前沿技术但缺少工业应用场景,所以,我们在心里默默琢磨,是否有可能将二氧化碳矿化的技术带回国创业,把实验室技术投入到工业化生产试验中,利用这项技术将过剩堆积的钢渣变废为宝。

只有放错位置的资源,没有绝对的垃圾
虽然深知创业的不易和风险,但时不我待。2016 年,周小舟博士和赵黄经博士说服导师 Dr.Park 共同创立了 Greenore 瀜矿,并由美国哥大工程学院、哥大地球研究所和哥大风险技术中心共同孵化扶持。2019 年,瀜矿正式入驻上海闵行漕河泾。

但一项实验室前沿技术向大工业化迈进的过程是漫长而艰辛的。CCUS 的商业化一直面临着高成本、高能耗的挑战,相关激励政策、产业部署及管理体系仍有待完善。2016 年后的很长一段时间,围绕着气候变化的碳减排工作的推进并不顺利。但瀜矿的钢渣侠依然坚守在CCUS 和钢铁渣的资源化利用领域。直到习总书记在 2020年 9月全球气候雄心峰会上提出,我国要在 2030 年实现“碳达峰”,2060 年实现“碳中和”,全社会才进一步聚焦碳减排。随后,在今年的两会上,“碳达峰”,“碳中和”也被正式写进了政府工作报告。

瀜矿的核心业务是基于二氧化碳矿化技术,利用钢渣等工业固体废弃物中的钙、镁元素跟二氧化碳反应生成碳酸钙镁,将钢渣转化成高附加值的工业产品的同时实现二氧化碳的利用与封存。高纯度碳酸钙镁作为填充材料广泛应用于造纸、塑料、涂料、橡胶等行业,而低纯度碳酸钙镁可以替代石灰石、白云石。瀜矿不仅在生产环节中直接消耗二氧化碳(每 1 吨钢渣可以消耗 0.2 吨至 0.4 吨二氧化碳),同时在生产工艺、下游产品应用中实现可观的二氧化碳间接减排,是真正的“负碳”践行者。

立足上海,服务全球
今年,瀜矿和包钢集团已共同启动建设全球首套年处理量 10 万吨钢渣和 2 万吨二氧化碳的工业化示范工厂。此外公司还与宝武集团、山钢集团、永钢集团、日本煤炭中心、浦项制铁、塔塔钢铁等机构开展了多元的研究和业务合作。瀜矿在基于钢渣的二氧化碳矿化产业化进程中已位居全球最前列。由钢铁渣的处理衍生出的基于碳酸的新型湿法冶金技术,也在其他工业废料、建筑垃圾、锂电池的循环利用上得到研发和应用。

瀜矿希望这项基于矿石的二氧化碳矿化技术能够在 2030 年和 2060 年为国家和全球的碳中和目标贡献力量。

试想,即使我们人类真的有幸能够在能源技术上实现再一次的历史性突破,实现碳中和并进入一个零碳时代,但依然离不开对大自然其它元素的索取。如果硅谷钢铁侠埃隆·马斯克的公司SpaceX的使命是送人类去火星,那么我们GREENORE瀜矿的终极目标就是守护地球。世界不单需要一位精通火箭科技(Rocket Science)的钢铁侠,同时也需要一位钢渣侠探索并实施最至关重要的矿石科技(Rock Science)使我们的地球家园变得更美好更宜居。这是钢渣侠的使命,也是瀜矿的使命。