2023.02.23
揭開Honda“藻類”的可能性!碳中和之路不只是實現電動化

Honda為什么要研究藻類?為了搞清楚這個問題,我們請教了先進動力單元?能源研究所。在那里我們了解到Honda對環境和對人類的著想之情。在實現碳中和的過程中,究竟為什么選擇研究“藻類”呢?我們采訪了掌握研究關鍵的兩個人。
本田技術研究所 先進動力單元?能源研究所 先進能源研究 Chief Engineer
塚越 范彥
2007年通過社招進入公司。從事生物乙醇生產的發酵工藝研究。之后從事可再生材料、CO2轉化技術研究。目前正在推動研究實現碳中和所需的二氧化碳回收/轉化/固化技術。
本田技術研究所 先進動力單元?能源研究所 先進能源研究 Assistant Chief Engineer
福島 Nozomi
2007年通過社招進入公司。在質量部門從事化學材料分析和車身領域樹脂零部件的開發后,2013年開始開發藻類培養技術。2020年起擔任現職。Honda DREAMO的開發責任人。
目標不是脫碳而是擺脫使用化石燃料
──請問Honda為什么要研究藻類呢?
塚越: 我們正在研究通過有效利用二氧化碳來實現碳中和的技術。減少二氧化碳的排放也很重要,但是我們正在考慮通過吸收排出的二氧化碳,使其轉換成其他物質進行再利用,或者直接去除等方法令二氧化碳的總排放為零。其中一個方法就是“藻類”。
藻類在生長過程中吸收二氧化碳,轉化后也可以用作生物燃料。
現在,大多數能源依賴于化石資源,包括使用移動出行工具在內,許多電力也是通過燃燒化石燃料產生的。化石資源是廉價的,社會就是建立在化石資源之上的。
一直以來,Honda為了實現自由移動出行的喜悅,提供了包括二輪、四輪和噴氣式飛機等許多使用化石燃料的移動出行工具。
但是,為了應對全球變暖,必須做出改變。為了改變社會,需要一種全新的技術,其中之一就是我們正在研究的技術。
——在汽車行業,電動化的勢頭越來越強勁。
塚越:我覺得能夠電動化的產品就應該電動化。不過對于Honda來說,產品涉及許多領域,也就是所謂的多元化業務,要想全部實現電動化難度很高。
像摩托車、汽車等短途出行的地面移動出行工具容易實現電動化,而噴氣機、船舶等大功率的移動出行工具則很難實現電動化。在電動化比較困難的領域,燃料仍然不可替代,需要合成燃料、生物燃料等替代燃料。
正因為Honda不僅做二輪、四輪,還做船外機、噴氣機等,所以才要考慮多種途徑。
此外,Honda產品在全球被許多客戶使用。發達國家和發展中國家的環境不一樣,僅靠制造電動汽車不能解決所有問題。應該根據用途和地區,找到例如電力、氫能、合成燃料、生物燃料等適當的能源組合。
不排放二氧化碳,回收二氧化碳
——電動化和氫能源化不僅僅是減少二氧化碳的排放量。
塚越:不排放二氧化碳是比較理想的狀態,但是非常困難的一點是在使用燃料的同時,還要配套考慮排放出去的二氧化碳如何回收和利用來減少環境負荷。
把二氧化碳看作是一種資源使其循環,即碳循環。
例如,直接從工廠廢氣中回收二氧化碳。但是100%從排放源直接回收是不可能的,擴散到大氣中的二氧化碳也可以通過DAC(直接空氣碳捕獲)技術從大氣中回收。
回收的二氧化碳可以掩埋,也可以將其轉化為燃料加以利用。
——如果能回收二氧化碳用作燃料那就一舉兩得了。
塚越:沒錯。所以我們在考慮如何活用藻類。
接下來,Honda研究的藻類“Honda DREAMO”的研發負責人福島女士將接受我們的采訪。
不為人知的藻類的力量,吸收二氧化碳的能力是什么
──福島女士,請您談一談藻類的魅力和潛力。
福島:好的。首先,藻類吸收二氧化碳的能力是很強的。
事實上,在藻類行業,有一種說法認為恐龍滅絕的原因便是“藻類”。在恐龍生存的時代,藻類爆發性地繁殖并不斷吸收二氧化碳,使得氧氣快速增加。結果導致了恐龍的滅絕(笑)。藻類就是有這么強大的吸收二氧化碳的能力。
──真是厲害啊(笑)。與其他藻類相比,DREAMO有著怎樣的特征呢?
福島:藻類的一大特征就是分裂速度快,也就是生長速度快。
大約每5小時分裂1次,快的時候1天分裂5次。它呈現指數級增長:1個、2個、4個、8個、16個、32個……
1克藻類可以吸收2克二氧化碳。藻類數量越多吸收的二氧化碳就越多,所以分裂次數多的DREAMO吸收二氧化碳的能力很強。
藻類有不同的種類,有的種類在一個月后才分裂成2個。我們想要的是吸收二氧化碳的能力,所以我們在做研究的時候十分重視分裂的速度。
——如何應用這些生長出來的藻類呢?
福島:藻類的用途有很多。和汽車相關的有生物燃料、生物樹脂等。除此之外,還可以考慮將其應用于多種事業領域,包括膳食補充劑、健康和美容保養品、藥品等。
——也可以用于汽車的零部件嗎?
福島:可以。我們在做研究的時候也考慮到了藻類在塑料領域的應用。生產部門也一直說“想早點把它做成汽車的零部件”。
只是藻類來源的燃料和樹脂的成本要比化石來源的產品要高,這是不可避免的。
為了解決這個課題,我們考慮首先將成分作為乙醇使用,將剩余的成分用于食品和營養補充劑等,通過更高效地應用成分就可以形成一個整體的商業模式。
考慮到藻類的多種用途,我們希望通過與相關領域的其他企業合作,進一步拓展藻類的可能性。
——這下我們了解了藻類的魅力和潛力。
福島:謝謝您這么說!太好了。
此外,藻類還有一個很大的魅力。那就是它在沙漠和水域沿岸地區也能生長。
甘蔗和玉米等也可以制成生物燃料,但這些農作物很難在鹽分高的地方或沙漠生長。但是,如果結合能夠固化二氧化碳的DAC系統的話,DREAMO將能夠在沙漠和水域沿岸等地區培養。
我們的DREAMO是非常強的藻類。另外,我們構建的培養系統與一般的培養系統相比,培養液的再利用效率更高,只需添加少量的水(回收的藻類中所含的水)和養分即可重復使用。同樣的培養液可以有效利用大約3個月。
如果制造食物的土地被用于制造燃料,就會導致食物短缺。我認為藻類的很大魅力就在于它不會爭占土地。
DREAM×藻=DREAMO,為地球環境和人類著想
——聽說Honda在研究藻類的時候,我們都很驚訝。
福島:我就是因為想研究藻類才加入了Honda。我一直很喜歡藻類。我感覺Honda很重視挑戰精神,應該會讓我從事相關研究。
剛進公司的時候,雖然做的是別的工作,但我還是對藻類研究念念不忘,于是我就找了個機會和社長直接談。社長當場就同意我去“試試看”。
就這樣我獨自開始研究,后來成員也慢慢地多了起來。
2年前,我們成立了一個回收、轉化二氧化碳的研究小組。之前我們只有一個團隊并專注于CO2的相關研究,現在我們的團隊已經有了許多優秀的成員。
——也遇到了很多困難吧?
福島:其實,研究剛開始的3年,完全沒有頭緒,藻類研究差點宣告結束。但我實在不想放棄,所以我去逐一詢問需要生物燃料的事業部。
當時,二輪事業部門給了我強大的支持。他們跟上面說:“這是我們部門需要的技術,我們肯定會用到的。”真的是太給力了。
在二輪領域電動化也在發展。不過,電動摩托車的價格會變高,特別是在日常代步使用二輪的印度、東南亞等新興國家,買得起電動摩托車的人很有限。我們不愿意因為電動化的浪潮而讓更多的人出行不便。從這個意義上說,我認為生物燃料是可以服務于人的。
──最后,請談一談DREAMO的未來目標。
福島:為了培養DREAMO,無論寒暑,我們從不停歇,即使被雨雪濕透我們也堅持工作。
我們為什么要如此拼命呢?這是因為DREAMO除了回收二氧化碳之外,還可以變成食物,還可以在新興國家創造新的就業機會,這可能會給那些饑餓困苦的人們帶來幫助。
我認為既然Honda制造排放二氧化碳的汽車,那么就有義務回收二氧化碳。
二氧化碳的增加導致全球變暖加劇,干旱等大規模的自然災害也會增加,一些發展中國家的人民可能會因此而受苦,我希望為此而做一點力所能及的事。