本文來自35鬥微信公衆号，作者陳欣雨。

2021年10月30日，我國又一項“全球首次”科研成果正式面世，中國農業科學院飼料研究所與北京首鋼朗澤新能源科技有限公司（以下簡稱：北京首鋼郎澤）聯合宣布——我國已成功實現從一氧化碳到蛋白質的合成，并已形成萬噸級别的工業産能。

面對工業廢氣難以處理這一全球性問題，這一發現突破了天然蛋白質植物合成的條件限制，彌補了我國農業的最大短闆，同時對助力碳中和、碳達峰、搶占全球工業廢氣處理這一制高點具有戰略性意義。

作為中國經濟發展和城鎮化發展的關鍵載體和重要動力，支撐制造強國戰略的核心載體，工業發展過程中不可避免地會遇到碳排放集中、工業廢氣難處理等情況，但如果能對其加以利用，定能從中“淘金”。

一、醇梭菌應用最為成熟，已有萬噸級工業量産能力

據百科信息，工業廢氣，是指企業廠區内燃料燃燒和生産工藝過程中産生的各種排入空氣的含有污染物氣體的總稱。這些廢氣有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氫、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氫、一氧化碳、硫酸（霧） 鉛汞、铍化物、煙塵及生産性粉塵，排入大氣，會污染空氣。這些物質通過不同的途徑呼吸道進入人的體内，有的直接産生危害，有的還有蓄積作用，會更加嚴重地危害人的健康。不同物質會有不同影響。

上述種種污染物、可能對人體造成的嚴峻後果以及在日益嚴苛的環保要求和綠色發展理念下，煙道廢氣除塵、脫硫、脫硝……工業廢氣的處理成為了企業必須接受的挑戰和要求，更是相關從業者不得不跨越的關卡。在此背景下，我國也湧現出了一批批針對工業廢氣“變廢為寶”研究的企業和科研院所，以工業廢氣為原料“無中生有”，正在成為相關行業從業者的“新時尚”。35鬥統計了我國部分從事工業廢氣轉化為“二代産品”以及部分經濟産物的相關企業以及科研成果。

圖：我國部分從事工業廢氣轉化為“二代産品”的相關企業以及科研成果 數據來源：據公開資料收集

目前，已擁有萬噸級的工業生産能力的北京首鋼郎澤算得上是工業廢氣處理中的“領跑者”，憑借乙醇梭菌蛋白，企業還獲得了我國第一張飼料原料新産品證書。

作為分離于兔子腸道的發酵菌種，乙醇梭菌能夠以含一氧化碳和二氧化碳的尾氣及氨水為原料，再曆經液體發酵、離心等工序，獲得單細胞蛋白産物。農科院飼料所團隊的系統分析對産物進行了更進一步的探索，科研人員表明乙醇梭菌蛋白結構簡單，粗蛋白質含量高達83%以上，18種氨基酸占蛋白質比例達94%；蛋白質消化率大于95%，在粗蛋白含量、部分氨基酸占蛋白質比例上擁有其獨特的優勢。同時，其所具有的10種必需氨基酸含量和結構比例接近魚粉、遠優于豆粕的特性也讓其能夠被大量應用于飼料中。

在可預見的将來，這一技術的“小荷微露”對改善我國大豆需要大量進口的現狀提供了解決思路，并且還能降低養殖戶的飼料成本。同時，其對減碳，助力碳中和、碳達峰也有着重要意義。作為工業排放尾氣中的“常客”，一氧化碳和二氧化碳在工業廢氣中所占比例較大，這項研究成果能夠充分對這些廢氣進行利用，“憑空”制造出蛋白質、飼料等經濟産物，不僅解決了碳排放的煩惱，還實現了飼料生産，真正是一舉多得。

據媒體報道，目前河北首朗郎澤已擁有年産蛋白5000噸的能力，同時，全球首套鐵合金工業尾氣生物發酵裝置也已經于2021年5月在甯夏平羅縣試運行成功，同樣具備蛋白5000噸的年産量。

圖：首鋼朗澤首個商業化工廠 圖片來源：北京日報（如有侵權請聯系作者删除）

據專家估算，工業化生産1000萬噸乙醇梭菌蛋白（蛋白含量83%），即相當于進口大豆的2800萬噸（蛋白含量30%）當量，這些舉措可減少二氧化碳排放2.5億噸。這一成果如果能大規模地在相關企業間進行推廣，不僅開辟了一條低成本且能生産優質飼料蛋白質的新道路，假以時日，這還将演變為一場碳循環、碳利用、碳捕集的革命。

整體來看，據有關專家表示，我國鋼鐵冶金、石化煉油、電石等行業，其年産工業尾氣的數量已達萬億立方米之多，如能将其中的50%加以利用，可年産乙醇5000萬噸、飼料蛋白500萬噸，減少二氧化碳排放1.25億噸，節約糧食1.6億噸，相當于4億畝耕地的年産量。

二、海外學術研究和公司起步較早，明星公司LanzaTech融資超3億美元

數量驚人的工業廢氣處理不僅是中國、更是全球都必須突破的一道難關，面對如此龐大的市場和工業廢氣排放量，全球各國和地區也緊鑼密鼓地開啟了針對工業廢氣轉化的研究，以期在将來的博弈中搶占戰略制高點。35鬥統計了目前全球範圍中部分研究團隊對工業廢氣進行處理進而生成部分經濟産物。

圖：國外部分從事工業廢氣轉化為“二代産品”的相關企業以及科研成果 數據來源：據公開資料收集

衆多企業和機構讓人類看到了工業廢氣再利用的另一種可能，工業廢氣的去向也不再是從前的“歸去山林”。在人們探索工業廢氣處理的過程中，其間也誕生出了不少“明星企業”，其中就包括2005年成立于新西蘭的LanzaTech。

圖：LanzaTech技術處理示意圖 圖片來源：LanzaTech官網（圖片若涉及版權問題請聯系作者删除）

此前，美國的生物燃料出版月刊發表的年度排行榜将LanzaTech評為世界上最熱門的生物能源公司，之後，LanzaTech的身影就常常出現在“50 家生物經濟熱門公司”的榜單上。作為一家基于氣體發酵技術的碳回收商，LanzaTech将工業廢氣等非食物、低價值的氣體轉化為丁二醇或者乙醇，随後再進行深度的處理。目前，其利用合成生物學技術成功實現了廢碳源發酵産生乙醇、用乙醇制成FENCTOPGREENBio3-PET纖維等。

LanzaTech的所開發的技術能還将鋼廠産生的富碳廢氣轉化為其他基本化學品。2013年，西門子冶金技術部與LanzaTech達成了合作，在此之後的十年間，其計劃向全球鋼鐵行業提供環保解決方案；2018年5月，以富碳氣體為原料生産乙醇的技術也正式在河北省曹妃甸京唐鋼廠正式投入商用；上文提到的北京首鋼郎澤也與LanzaTech香港有限公司達成了合作；除此之外，LanzaTech還與維珍集團、聯合利華等建立了合作關系。

根據Crunchbase數據顯示，經過8輪融資，LanzaTech已獲得總額超過3億美元的投資，其背後投資者不乏Khosla Ventures、K1W1、啟明創投等的身影，也浮現出了中國國際投資公司（CITIC）和中石化資本等中國投資者的影子。LanzaTech還将領域拓展到了航空業、家庭護理等多個領域，其産品也基本涵蓋了航空燃料、香水、洗衣粉和家用清潔劑等，可謂是工業廢氣處理企業中的“尖子生”。

LanzaTech 正利用基因測序和編輯技術為合成生物學産業添磚加瓦。在實驗室中，科研人員以專業知識為工具，已成功地誘導轉基因細菌生産50餘種不同的工業碳氫化合物，下一步，企業正踏入丙酮和異丙醇進入商業化的進程。

35鬥也期待，在未來能有更多更好技術更加先進的企業在工業廢氣處理這一賽道上湧現出來，為全人類的健康和環保事業做貢獻。

三、行業尚存安全性、量産應用等諸多問題，可與“雙碳”目标契合

目前，工業廢氣轉化為經濟産物中所用最多的原料是一氧化碳、二氧化碳以及部分碳氫混合物，因此，碳捕集利用與封存技術（ Carbon Capture, Utilization and Storage，以下簡稱 CCUS）也成為了目前工業廢氣大批量處理中常用的一種技術。《國家“十三五”科學和技術發展規劃》中也提及了“要發展二氧化碳捕集利用與封存技術”。不過，CCUS也存在一些隐患，比如氣體洩露問題、不穩定、技術難度大、成本高昂、缺乏全流程示範經驗等，而在我國，則是有着CCUS相關設施數量較少、項目規模較小等桎梏。

圖：CCUS示意圖 圖片來源：華寶證券創新部圖

盡管目前的CCUS還存在大量的痛難點，然而，痛難點中所蘊藏着的，不隻是夜以繼日的研究和孜孜不倦的千百遍試驗，還有的是将痛難點攻克之後的柳暗花明和工業廢氣處理的快速發展。

首先是化石燃料和能源生産的過程中捕捉和封存二氧化碳所産生的成本極其昂貴；其次，作業地點必須經過嚴格考察，不能因某些人為或自然因素造成相關氣體的逸散，運輸和處理這些氣體時所需要用到的管道和相關設施須經過标準化檢驗；再次，在陸地上進行作業，民衆或會産生抵觸情緒；最後，則是技術的“卡脖子”，CCUS部分核心技術掌握在歐美等國家手上，我國還需加快科研進度，迎頭趕上，與國際先進水平齊平。

盡管上述難題成為了工業廢氣處理的阻礙，但相關工業企業仍可以憑借CCUS打造“第二生長曲線”，激發内生生長動力；在“碳中和”背景下，我國工業行業有着龐大的減排需求，能使得CCUS快速增長；最後，在有關政策的推動下，也能提升企業和機構破解難題的積極性，假以時日，定能打赢CCUS這場硬仗。

無限未來，無限可能。一項項全新的技術就如同彙成大海的一滴滴水，當技術和成果各就其位，百川歸海，奔湧的浪花才能承托起工業廢氣處理這艘巨輪，勇往直前，乘風破浪。

參考資料：

1.《曹妃甸首鋼朗澤全球首套工業尾氣生物固碳項目顯奇效》

2.《轉化工業廢物為藻類生物質，生物技術初創獲1100萬歐元融資》

3.《國際最新研究：工程細菌可“變廢為寶”用工業廢氣生産化工原料》

4.《工業之美｜這座全球最大的二氧化碳工廠，将廢氣做成化肥和飲料》

5.《繼獲中石化投資之後，碳回收技術明星公司LanzaTech再拓合作品牌》

6.《合成生物學碳捕捉全球第一股「LanzaTech」估值22億美元即将上市》

7.《應對氣候變化，碳捕集和利用難在哪兒》

8.《對話LanzaTech：碳固定技術如何成為制造業的下一個明星？》

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