本文介绍了将二氧化碳（CO2）转化为塑料的创新方法，作为“蓝色经济”100项创新之一，旨在激发创业、竞争力和就业。2011年全球碳市场价值980亿欧元，其中欧盟排放交易体系（ETS）占760亿欧元。CO2在饮料行业中被广泛使用，但传统来源依赖于化石燃料，存在可持续性问题。Geoffrey Coates及其团队开发了基于锌和钴的催化剂，能够在温和条件下将CO2转化为化学中间体，用于生产塑料等产品。他创立了Novomer公司，获得了660万美元投资，并与荷兰化学集团DSM合作，推动这一技术的商业化。Novomer的技术不仅可用于包装材料，还可应用于电子产品、涂料、表面活性剂等领域。Unilever等大公司对这一技术表现出浓厚兴趣，认为其具有成本竞争力且无需依赖碳税或补贴。这一创新展示了如何将污染转化为资源，符合蓝色经济的原则。
This article introduces an innovative approach to converting carbon dioxide (CO2) into plastics as one of the 100 innovations shaping "The Blue Economy," aiming to stimulate entrepreneurship, competitiveness, and employment. In 2011, the global carbon market was valued at €98 billion, with the EU Emissions Trading System (ETS) accounting for €76 billion. CO2 is widely used in the beverage industry, but traditional sources rely on fossil fuels, raising sustainability concerns. Geoffrey Coates and his team developed zinc- and cobalt-based catalysts that convert CO2 into chemical intermediates under mild conditions, enabling the production of plastics and other materials. He founded Novomer, securing $6.6 million in investments and partnering with Dutch chemical group DSM to commercialize the technology. Novomer's applications extend beyond packaging to electronics, coatings, surfactants, and more. Companies like Unilever see potential in cost-competitive, subsidy-free production of packaging from CO2. This innovation exemplifies how pollution can be transformed into a resource, aligning with Blue Economy principles.
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2011年全球碳市场价值为980亿欧元，相比于2010年增长了4%。欧盟排放交易系统(ETS)是世界上最大的碳市场，其价值为760亿欧元。
去年欧盟排放配额(EUA)的总交易量达到60亿吨，相比于2010年增长了17%。EUA价格跌至每吨6.3欧元，仅为一年前的一半。联合国发布的核证减排量(CER)去年的估值为178亿欧元，相比于12个月前下降了2%。2011年，北美碳市场的价值也从3.67亿欧元降至2.21亿欧元。
虽然在气候变化计划下碳是有价格的，但净化二氧化碳(CO₂)也有自己的市场。预计到2017年，医院用二氧化碳市场将达到2.92亿美元。最大的二氧化碳工业消费者是苏打饮料业。二氧化碳使饮料更酸、更可口，同时碳酸气体也起到防腐剂的作用。由于饮料在低温下比在高温下能保持更多的二氧化碳，饮料制造商建议他们的产品最好是非常冷的，这样能给顾客提供更强烈的口感。像百事可乐这样的公司去年销售了10亿箱汽水，估计消耗了16万吨纯二氧化碳。在全球范围内，超过100万吨的二氧化碳被注入软饮料中，随后全部释放回环境中。工厂交付的液化纯二氧化碳成本可达到2欧元/千克。
通过燃烧化石燃料将能源和工业的高排放量与这种工业需求联系起来的尝试最初受到各方的热烈欢迎，直到质量控制问题迫使工业界撤回从能源生产、工业和农业过程中回收低浓度二氧化碳的计划，例如从白云石制镁或燃烧石灰制水泥的过程。这一将百万吨二氧化碳从环境输送到工业的机会的消失，另一方面为传统气体公司如液化空气集团(Air Liquide)提供了新的增长机会，该公司是该行业最大的供应商，营业额接近50亿欧元。
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利用二氧化碳作为工农业过程的副产品需要一个重大突破，因为在比利时的可口可乐饮料中发现受污染的碳酸气体，引起了对大公司质量控制的质疑和骚动。
尽管有许多公司准备进行食品级二氧化碳的浓缩和净化，但跨国公司的供应链管理更倾向于选择从天然气或煤炭生产氢气或氨气的过程中提取气体，以及最近从甘蔗发酵成乙醇的过程中提取。玉米转化为乙醇会释放大量二氧化碳，这些二氧化碳越来越多地被回收用于工业用途。不幸的是，玉米作为燃料和碳酸气体来源与食品生产相竞争。因此，即使原材料来自生物来源，也不能被认为是可持续的。
杰弗里·科茨(Geoffrey Coates)出生于印第安纳州埃文斯维尔。他获得了瓦巴什学院(印第安纳州)的化学学位，并于1994年从加利福尼亚斯坦福大学毕业，主修无机化学。他在加州理工学院进行了博士后研究。自1997年起，杰弗里成为康奈尔大学的教职成员。他在聚合物合成领域建立了学术生涯，重点关注催化转化。他观察到，全球约30,000种化学化合物的主要碳源是由大约300种基本化学中间体生产的。最终，几乎所有这些中间分子都来自化石燃料。杰弗里对寻找将生物可再生资源转化为聚合物的新途径很感兴趣。他意识到，成功的关键不在于原材料的可用性，而在于确定具有聚合二氧化碳所需反应活性的催化剂。
二氧化碳是一种理想的原料，因为它丰富、廉价、低毒性且不易燃。杰弗里观察到，自然界每年通过光合作用使用二氧化碳制造超过2,000亿吨的葡萄糖，但直到最近，化学家们在开发利用这种有吸引力的原材料的过程中几乎没有成功。杰弗里和他的团队开发了锌基和钴基催化剂，这些催化剂在温和条件下将二氧化碳转化为化工产品的中间原料。回收锌基和钴基催化剂的能力是一个仍需克服的挑战，以使其成为闭环操作，不会增加我们对采矿业已经过度的依赖。
杰弗里在康奈尔大学建立了一个强大的研究团队。然而，这些催化剂的范围和深度，以及将这种从温室气体到聚合物的创新方法推向市场的需要，需要特别关注。他继续创建了Novomer(新型聚合物)公司，基于康奈尔大学催化剂专利的独家许可，并筹集了660万美元的投资，其中包括寻求创新的荷兰化学集团DSM的投资。这是一个理想的合作伙伴，因为管理层决定到2015年，其总销售额的50%将来自生态产品。联合利华的衍生基金Physics Ventures与DSM集团的投资相匹配。
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Novomer团队已成功将催化剂技术从实验室转移到示范规模，目前正在开发批量和连续大规模商业生产的能力。
机会组合非常广泛，产品开发人员正在各种应用中测试基于二氧化碳的聚合物，包括热塑性材料、粘合剂、电子产品、涂料、表面活性剂和泡沫。替代吹塑瓶的机会不仅引起了DSM的注意，也引起了联合利华的关注，联合利华是全球最大的塑料消费者之一。联合利华的测试及其对这种将污染转化为塑料的新方法的兴趣声明，对Novomer获得美国能源部1,840万美元的拨款以推进商业化道路起到了重要作用。挤出薄膜的测试生产为从污染物生产包装的整体推动提供了另一个组成部分。杰弗里和他的团队获得了必要的财务喘息空间，以确保产品和生产过程的正确性。
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联合利华认为，在没有补贴、碳税或排放限额与交易系统的情况下生产具有成本竞争力的包装具有巨大好处。
这并非因为公司反对这些措施，而是因为这些政治决策的未来是不确定的，因此企业不能将创新作为战略选择，当其最终命运由政治和国际协议决定时。Novomer拥有一个超越包装的平台技术，它可以重新定义从纸尿裤到涂料等数百种不同的产品。现在，我们看到了在这个由催化剂新见解驱动的创新平台上结合技术集群的机会。在没有补贴的市场上竞争，将废物转化为资源，甚至可能获得从空气中清除废物的报酬，这些都是加强蓝色经济提案的典型特征。
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