本文介绍了GasPlas AS，一家英国-挪威合资企业，利用冷等离子体技术将沼气转化为氢气和炭黑，符合蓝色经济原则。通过将微波应用于甲烷，GasPlas将其分解为氢气和固态碳，提供了一种碳负的能源和肥料生产方法。这一过程不仅减少了温室气体排放，还产生了有价值的副产品，如炭黑，可用于工业销售。首台反应器每天可生产100公斤氢气和300公斤碳，展示了分散化本地运营的潜力。该技术的多功能性还延伸至氮肥和液体燃料的生产，将废物管理转变为盈利企业。通过减少对集中生产的依赖并降低运营成本，GasPlas激励了创业和可持续商业模式，促进了减税和经济韧性。
This article introduces GasPlas AS, a British-Norwegian venture that innovatively converts biogas into hydrogen and carbon black using cold plasma technology, aligning with the Blue Economy principles. By applying microwaves to methane, GasPlas breaks it into hydrogen gas and solid carbon at low energy costs, offering a carbon-negative solution for energy and fertilizer production. This process not only reduces greenhouse gas emissions but also creates valuable byproducts, such as carbon black, which can be sold for industrial use. The first reactor, capable of producing 100 kg of hydrogen and 300 kg of carbon daily, demonstrates the potential for decentralized, local operations. The technology’s versatility extends to producing nitrogen fertilizer and liquid fuels, transforming waste management into a profitable enterprise. By reducing reliance on centralized production and lowering operational costs, GasPlas inspires entrepreneurship and sustainable business models, contributing to tax reductions and economic resilience.
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全球碳材料市场规模已达520亿美元。作为宇宙中第四大丰度元素，碳的消费形态持续升级：从用于颜料和轮胎的炭黑（1,000美元/吨）、净水滤芯的活性炭（2,000美元/吨），到替代钢材的碳纤维（25,000美元/吨），直至半导体和医疗行业应用的尖端碳纳米管（15万美元+/吨）。未来，转化为石墨烯的碳材料——这种蜂巢状单原子层网状材料有望成为太阳能电池、电极和晶体管的核心组件，将引爆全球需求。目前每平方厘米石墨烯成本仍超百万美元，但到2050年，这种利用大气中过量碳（导致气候变化的元凶）制备的材料，或将成为工业领域规模最大、材料效率最高的基础成分。
2010年全球炭黑市场规模约120亿美元。中印市场正以8%-10%的年增速快速扩张，主要驱动力来自汽车销量增长。炭黑在轮胎中起到增强导热、延长橡胶寿命的作用，同时作为复印机/打印机颜料、塑料紫外线中和剂（如黑色水管），高端版本还用于雷达吸波。另一潜在大宗应用是以炭黑（500美元/吨）替代部分矿物肥料，缓解工业化农业导致的耕地碳流失。
当前市场呈现供应过剩特征，主因卡博特公司在中国、印尼、巴西和阿根廷的扩张。产能龙头印度阿迪亚伯拉集团通过收购美国哥伦比亚化学公司，以合计200万吨产能和约20亿美元营收超越卡博特（Cabot）（美国）和赢创（Evonik）（德国）。赢创拟出售炭黑业务以聚焦特种化学品领域。
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炭黑在空气中的悬浮问题已成为重大环境隐患。
作为城市及周边常见的污染物，其传统来源包括焦骨、干枯葡萄藤以及燃油燃烧产生的煤烟。固特异(Goodyear)曾成功采用诺瓦蒙特(Novamont)（参见案例20）提供的可降解淀粉基聚合物替代炭黑，但这一方案尚未成为主流应用。
现代炭黑生产工艺主要利用炼油厂的重质油馏分进行大规模工业化生产。然而历史上规模最大的蒙特利尔生产设施仅运营三年便告停产，该设施以天然气和石油为原料，主要生产氢气，炭黑只是副产品。高昂的原料成本最终导致该工厂失去竞争力。
挪威学者佩尔·埃斯彭·斯托克尼斯(Per Espen Stoknes)长期致力于制氢创新技术研究。他在研究中结识了英国发明家菲尔·里斯比(Phil Risby)，后者在等离子体技术应用方面有着丰富经验，包括甲烷裂解技术。受到戴姆勒(Daimler)在挪威测试氢能汽车的启发，他们于2008年共同创立了英挪合资企业GasPlas AS，开始探索如何利用清洁能源创造碳汇。
斯堪的纳维亚生物燃气(Scandinavian Biogas)公司（参见案例51）在有机废物沼气化技术方面取得重大突破，能够将餐厨垃圾、动物粪便甚至家庭黑水高效转化为沼气。这为GasPlas AS提供了丰富的二氧化碳和甲烷气源。该公司的研发团队设计出一种突破性的反应器，利用冷等离子体技术将甲烷转化为氢气和炭黑。他们采用现成的标准廉价微波组件建造等离子体反应器，并获得了相关部件的专利。
GasPlas的创新技术利用短电磁波（波长介于红外线和无线电波之间）将甲烷转化为等离子态。传统物理学认为物质存在三种状态：固态、液态和气态。而微波能将甲烷气体转化为第四态——等离子态，在极短时间内破坏碳氢键，促使这些元素重新组合成固态碳和气态氢。由于微波作用于电子而非原子，反应温度可控制在200至400度之间，因此被称为"冷等离子体"技术。热等离子体所需的温度要比这高出十倍。这一特性使得该工艺能够在低能耗和低成本材料的条件下实现。
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由佩尔·埃斯彭担任主席的GasPlas公司很快意识到，他们拥有的这项平台技术不仅可能改变氢气生产的商业模式，还将对炭黑制造业等多个行业产生影响。
由于垃圾填埋场和畜牧业排放的甲烷占全球温室气体排放的12%，因此气体等离子体团队提出利用冷等离子体将这种丰富的碳氢化合物分解为潜在的负碳能源和肥料。尽管等离子体先前已被用于产生氢气，但菲尔·里斯比（Phil Risby）和气体等离子体研究团队找到了一种在大气压下以连续模式运行新反应器的方法，而不是使用近真空条件，同时还可以进行工业规模的生产，而不仅仅是适用于小规模高端应用。此外，建造支持现场连续处理的反应器为当地竞争性企业提供了新的机会。今年秋天交付的第一台反应器设计能够每天生产高达100公斤的氢气（H2）和300公斤的碳。
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若将五辆柴油巴士改用沼气制氢燃料运行20年，不仅可避免排放5000吨二氧化碳，更能实现6100吨温室气体的封存——这改写了氢能源的价值内涵。
一个连接稳定沼气源的小型装置年产200公斤氢气即可创造约65万欧元年收入，而副产品炭黑销售还能带来约10%的额外收益。当这些碳被固化在建筑材料或封存于土壤时，巴士运营将实现"负碳"效应：即在盈利的同时主动清除大气中的二氧化碳。氢能车辆普及度越高，大气碳浓度就越低。
佩尔·埃斯彭的视野远超交通领域，他构想建立本地化集成系统：通过集装箱式装置实现沼气设施的即时氢能转化，突破传统氢能储存与运输的成本瓶颈。这种模式可将任意规模的沼气设施（包括小型站点）转化为盈利中心，在提升有机废弃物处理收益的同时实现碳捕集获利。
该平台技术的延展性同样令人瞩目：同类型等离子体反应器不仅能从空气中合成氮气制造农用氮肥，还可将气态原料转化为液态燃料。冷等离子体技术的突破性应用完美诠释了"蓝色经济"的核心特质——将成本项转化为收益源。这种模式不仅能消化传统上由税收承担的废弃物处理成本，更为经济下行期的地方政府提供了减税空间，堪称培育创业生态的最佳催化剂之一：建立既能盈利又能减轻税负的商业模式。
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