馬克·赫雷馬在不使用石油的情況下製造可再生塑膠的道路並非一帆風順。
這位 31 歲的普林斯頓大學畢業生放棄了政治學研究和醫學院計劃，轉而追求他用甲烷（一種無色氣體，也是農場常見的副產品）製造塑膠的熱情。他和他的商業夥伴肯頓·金梅爾慢慢地建立他們的企業，做著酒店門童和代客泊車員等零工。
十年後，私募股權公司正在支援他們的公司 Newlight Technologies，他們已經建造了兩座工廠來生產名為 AirCarbon 的塑膠顆粒。
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據估計，2012 年全球生產了 2.88 億公噸塑膠，高於 1989 年的 9900 萬公噸。數百萬桶原油被用來製造這些塑膠，其中大部分只使用一次就被扔掉了。
隨著世界試圖擺脫化石燃料，各公司正試圖使用玉米、甲烷和細菌等資源，從可再生資源中製造塑膠。
雖然迄今為止的努力大多規模較小，但它們有可能改變從塑膠汽水瓶到計算機和汽車中使用的塑膠，甚至衣服和傢俱中使用的塑膠等日常材料的製造方式。
Newlight 所做的是將甲烷與空氣混合，放入反應器中，然後將其轉化為液體。然後，生物催化劑會提取碳分子並將它們串在一起。然後將其熔化，形成一根像義大利麵的塑膠絲，最後將其切成顆粒。
“我仍然很喜歡把這些顆粒拿在手裡，因為你從一種無形的氣體變成了你手裡拿著的東西，”位於加利福尼亞州爾灣的 Newlight 公司負責人赫雷馬說。
開採農場廢棄物和垃圾填埋場
目標是製造更加環保的塑膠。傳統塑膠通常會對環境造成嚴重破壞。它們會填滿垃圾填埋場，最終成為陸地或水中的垃圾，對許多動物有毒，而且通常不易生物降解。它們可以作為垃圾存留數千年。
大多數塑膠仍然由石油來源製成，而且這種情況看來還會持續很長時間，除非出現一個可以快速擴充套件的重大突破。
赫雷馬說，Newlight 生產的塑膠可用於電子產品、汽車零部件、飲料瓶蓋、包裝等。該公司計劃在今年晚些時候使用這些顆粒為 Virgin Mobile 生產手機外殼提供塑膠。
Newlight 方法的環境效益是雙重的。由於甲烷對大氣造成的破壞比二氧化碳高 21 倍，因此在此過程中使用甲烷而不是將其排放到空氣中對環境有幫助。另一個好處是避免使用石油來製造塑膠。
儘管 Newlight 目前使用來自農場的甲烷，但赫雷馬錶示，“垃圾填埋場也是另一種很好的碳來源，否則這些碳將以燃燒或排放的形式進入空氣，甚至能源生產：100% 的碳都會進入空氣。”
威斯康星州格林貝市的傢俱公司 KI Furniture 計劃在今年晚些時候開始使用這些顆粒來製造塑膠椅子。“我們有很多產品是基於石油化學品的。... 當然，這種產品 [AirCarbon] 將把這些產品和部件轉化為碳負產品，”KI 執行長 Dick Resch 說，他也是 Newlight 的投資者。
甲烷不是製造生物塑膠的唯一方法。在內布拉斯加州，一家名為 NatureWorks 的公司正在種植玉米，收穫糖分，然後發酵，生產乳酸，這是某些塑膠的組成部分。由此產生的塑膠被稱為 Ingeo，它是聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和聚苯乙烯等塑膠的替代品，聚苯乙烯是一種廣泛使用的傳統塑膠，通常因用於食品包裝而最終成為垃圾。
NatureWorks 發言人史蒂夫·戴維斯說，Ingeo（“來自地球的成分”）的碳排放量通常比 PET 等普通塑膠低 60%。該公司部分歸大型農業和食品公司嘉吉所有。
到目前為止，Ingeo 已被達能在德國的 Activia 酸奶、Stonyfield Farm 的酸奶容器以及沃爾瑪的熟食和蔬菜包裝中使用。
“許多消費者對石油基塑膠不太喜歡，塑膠在我們的社會中不是一個好詞，而且有更好的替代品，這其中有一個情感因素，”戴維斯說。“我們看到未來世界幾乎所有東西都將有可再生來源的變體。”
糧食換燃料的爭論
NatureWorks 正在與位於加利福尼亞州門洛帕克的 Calysta Energy 合作，利用甲烷製造塑膠，儘管他們仍處於研發階段，並且可能需要幾年時間才能投入商業生產。
但如果他們成功，它可能會促進擺脫石油基塑膠。“任何可以捕獲並防止進入大氣的甲烷，特別是如果可以將其捕獲到一種壽命長且不會很快被燃燒的塑膠中，它對氣候變化和環境可持續性都有著巨大的影響，”Calysta 首席科學官 Josh Silverman 說。
Calysta 執行長 Alan Shaw 說，來自天然氣的甲烷比澱粉有幾個優勢：它是一種更便宜的碳來源，與糖不同，不需要去除氧氣，而且有基礎設施從美國各地已有的天然氣管道中收集。
“也許最重要的是，天然氣不存在糧食換燃料的爭論；不幸的是，生物質和糖都帶有這個標籤，無論你喜不喜歡，”肖說。
可口可樂是一家大型塑膠買家，每天銷售約 19 億份飲料，其中許多是塑膠瓶裝的。2009 年，它推出了所謂的 PlantBottles，它使用的塑膠中多達 30% 來自植物材料（巴西甘蔗製成的乙醇）。
但由於可口可樂使用的大部分塑膠仍然由傳統的石油來源製成，它已要求三家公司嘗試尋找一種可以製造完全可再生塑膠瓶的塑膠。
巨大的市場在招手
其中一家公司名為 Gevo，總部位於科羅拉多州恩格爾伍德。它所做的是從玉米中提取澱粉，並將其轉化為糖和酵母，酵母透過發酵吃掉糖並排出酒精。最終得到的是異丁醇，一種用於工業過程的化學品。
雖然 Gevo 仍在測試用於製造塑膠構建模組對二甲苯，但其位於明尼蘇達州盧文的 1800 萬加侖產能的工廠目前生產異丁醇，後者被提煉成生物燃料，供美國軍方用於飛機。它還希望今年開始向道達爾供應異丁醇用於汽油。
“市場機會是巨大的，尤其是在人們希望轉向可再生資源的時候，”Gevo 首席許可官 Brett Lund 說，他表示它可以以比通常從石油中採購更低的成本生產異丁醇。
大型塑膠公司也在積極參與其中，儘管他們承認其絕大多數材料仍然由石油製成。
2010 年末，巴西石化巨頭 Braskem 開始使用甘蔗中的乙醇製造更具可持續性的聚乙烯，這是最常用的塑膠之一。透過一項 2.9 億美元的投資，該公司現在生產塑膠原材料，這些原材料被轉化為 Odwalla 果汁瓶、潘婷自然融合洗髮水瓶以及 Mine Safety Appliances 公司的安全帽等產品。
“人們正在關注這項技術，並且...看到了未來會發生什麼。因為總有一天，我們會說，嘿，我們正在消耗我們的一些資源，我們能做些什麼來真正節約並真正減少全球變暖呢？”Braskem 綠色聚乙烯商業經理 James Kahn 說。
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