Per la sua tesi di laurea a Princeton, Mark Herrema ha studiato i sussidi agricoli e ha ideato una soluzione guidata dal mercato per la fame nel mondo. Niente sembra un ordine troppo alto per l'imprenditore determinato, che si è laureato in politica.
Da allora Herrema, 33 anni, ha spostato la sua attenzione sui cambiamenti climatici, in particolare, trovando un modo per catturare i gas serra e metterli a frutto. Lui e Kenton Kimmel, un compagno di classe del liceo, hanno fondato la società Newlight Technologies con sede a Irvine, in California, nel 2003. Dopo anni di ricerca, il team ha scoperto un modo per produrre plastica dalle emissioni di carbonio che in realtà è più conveniente rispetto alla plastica a base di petrolio . La "salsa segreta" è un biocatalizzatore che combina aria e metano e riassembla tutte le molecole di carbonio, idrogeno e ossigeno in un termoplastico che i produttori chiamano AirCarbon.
Herrema condivide la sua storia con Smithsonian.com.
Cominciamo con il problema. Quale problema stai cercando di risolvere?
Newlight è iniziato nel 2003 con una domanda. Invece di considerare le emissioni di carbonio come un problema, cosa accadrebbe se potessimo utilizzare le emissioni di carbonio come materia prima per produrre materiali e se tali materiali superassero i materiali a base di petrolio in termini di prezzo e prestazioni?
Se potessimo farlo, avremmo un potente processo per affrontare due problemi: primo, la dipendenza dal petrolio, sostituendo il petrolio con emissioni di carbonio catturate, e secondo, i cambiamenti climatici, creando una piattaforma di cattura del carbonio guidata dal mercato. E se il mondo fosse in competizione per l'uso delle emissioni di carbonio come risorsa? Ci sono poche cose che possiamo immaginare che sarebbero così potenti nell'affrontare il cambiamento climatico.
Quindi, cos'è esattamente Newlight Technologies? Potresti darmi il tuo pitch dell'ascensore?
Newlight è stata fondata per realizzare questa visione. Il risultato netto, dopo oltre un decennio di ricerca e sviluppo, è AirCarbon, un materiale termoplastico realizzato combinando aria e catturato emissioni di carbonio a base di metano che altrimenti diverrebbero parte dell'aria. Il materiale è resistente come la plastica a base di olio e significativamente meno costoso.
Come si fa esattamente la plastica?
Il processo di produzione inizia con le emissioni di metano generate in luoghi come discariche, fattorie, impianti per il trattamento delle acque e impianti di produzione di energia, ovunque venga emesso il metano laddove altrimenti verrebbe scaricato o bruciato. La prima cosa che facciamo è catturare quel metano.
Ad esempio, in una fattoria, il materiale organico viene spesso trattenuto in un'area confinata, come un serbatoio, dove produce metano, e questo metano viene scaricato o instradato in un tubo e infine bruciato, con essenzialmente il 100 percento del carbonio rilasciato in aria. Nel nostro processo, invece di lasciare sfiatare quel tubo o alimentare un dispositivo di combustione, reindirizziamo il tubo al nostro reattore di conversione. All'interno del reattore, mescoliamo le emissioni di metano con acqua, aria e il nostro biocatalizzatore. Qui, il biocatalizzatore estrae ossigeno dall'aria e carbonio e idrogeno dal metano e combina quelle molecole per creare una molecola polimerica termoplastica a catena lunga, chiamata AirCarbon.
Successivamente, rimuoviamo AirCarbon dal reattore e, dopo una fase di lavorazione a valle, lo fondiamo in un pellet, dove può quindi essere trasformato in forme e utilizzato per sostituire le materie plastiche a base di olio.
Come sono le palline di plastica, prima di essere trasformate in altri prodotti. (Nuova luce) Come sei riuscito a rendere questo processo conveniente?
La scienza di base per convertire il metano in polimeri termoplastici esiste da molti decenni. Sfortunatamente, mentre esisteva la scienza, la sfida chiave e la ragione per cui il processo non era mai stato commercializzato, era il costo. Prima di Newlight, il costo per produrre polimeri dalle emissioni di metano era circa 2-3 volte superiore al costo di produzione di materie plastiche a base di petrolio. Sfortunatamente, pochissime aziende possono permettersi di utilizzare un materiale a quel livello di prezzo. Quindi, la nostra sfida fondamentale è stata: come possiamo realizzare questo processo in modo tale da poter competere sul prezzo delle materie plastiche a base di petrolio? In definitiva, la nostra svolta fondamentale è stata la nostra biocatalizzatore.
In particolare, in passato, tutti i biocatalizzatori erano auto-limitanti, il che significa che potevano produrre solo una certa quantità di polimero prima di spegnersi e produrre anidride carbonica anziché polimero. Numericamente, per produrre un chilogrammo di plastica, era necessario creare un chilogrammo di biocatalizzatore, e questa era la massima resa, il che rendeva i costi di produzione molto costosi.
Nel corso di circa dieci anni di lavoro, abbiamo sviluppato un nuovo tipo di biocatalizzatore che non si spegne da solo. Ogni chilogrammo di biocatalizzatore che produciamo produce circa nove chilogrammi di polimero, nove volte più materiale per lo stesso input rispetto alle opzioni precedenti, consentendo a Newlight di produrre polimeri da gas serra a un prezzo che presenta una riduzione percentuale dei costi a doppia cifra rispetto al costo per produrre materie plastiche dal petrolio.
Come ti è venuto in mente questo concetto?
Ho letto un articolo del Los Angeles Times sulle emissioni di metano delle mucche nel 2003, intitolato "Far raffreddare le mucche". L'articolo descriveva il volume preciso di metano - 634 litri - emesso per mucca al giorno, e questo numero ha avviato una catena di domande: quanto metano produce un'azienda agricola? Che dire di una contea, uno stato, una discarica o una struttura energetica?
Quello che era sembrato un concetto astratto di emissioni di carbonio ora sembrava così reale, così tangibile. La domanda ardente era: se così tanti dei nostri materiali sono fatti di carbonio, perché stiamo lasciando andare tutto questo carbonio nell'aria? Perché non usarlo per fabbricare materiali, in particolare materiali che altrimenti sarebbero fatti dal petrolio, come la plastica?
Ho collaborato con Kenton Kimmel per fondare Newlight e, nel 2006, Evan Creelman si è unito al nostro team. Per nove anni, Newlight ha lavorato nel silenzio radio - nessun sito Web, nessuna presenza pubblica - perché abbiamo detto che fino a quando non avremmo potuto superare la plastica a base di petrolio sul prezzo, non c'era nulla di cui parlare.
Una sedia realizzata con AirCarbon. (Nuova luce) Come descriveresti il tuo successo fino ad oggi?
Nell'agosto del 2013, dieci anni dopo la nostra fondazione, Newlight ha iniziato le operazioni presso il primo impianto di produzione AirCarbon su scala commerciale al mondo in California, dove stiamo combinando aria con metano proveniente da una fattoria per produrre termoplastici AirCarbon.
Dall'ampliamento commerciale di Newlight, AirCarbon è stato utilizzato in numerosi prodotti, tra cui sedie di KI, borse di Dell e custodie per telefoni cellulari di Sprint. Nel 2013, Newlight ha avuto cinque applicazioni di prodotto. Entro 12 mesi dal nostro ampliamento commerciale, siamo passati a oltre 75 applicazioni e oggi stiamo lavorando con oltre 60 aziende Fortune 500 per lanciare AirCarbon in vari prodotti negli Stati Uniti, in Europa e in Asia, dalle applicazioni automobilistiche e componenti elettronici, a bottiglie, tappi e film.
Oggi ci concentriamo sull'espansione, con il nostro prossimo passo di riferimento per scalare la produzione fino a 50 milioni di sterline all'anno. Una delle ultime importanti innovazioni nella produzione di materie plastiche - la tecnologia UNIPOL di Union Carbide - ha ridotto il capitale e i costi operativi del processo di produzione di materie plastiche e è passata da un'idea a oltre 60 miliardi di sterline all'anno nella produzione annuale. Vediamo un altrettanto significativo cambiamento nel risparmio sui costi e miriamo a raggiungere una scala simile.
Parallelamente, il nostro obiettivo è costruire più strutture di conversione, in modo da poter espandere la tecnologia di produzione di AirCarbon in modo rapido ed efficiente, in luoghi come fattorie e discariche ai razzi [deliranti] del Nord Dakota e del Texas, dove la quantità di carbonio viene lanciata ed emessa ogni giorno - carbonio che potremmo convertirci in materiali — è così intenso che dallo spazio queste aree rurali illuminano il cielo di notte come Chicago o New York.
Membri del team Newlight in uno dei loro stabilimenti produttivi in California. (Nuova luce) Che impatto vedi Newlight Technologies sulla riduzione delle emissioni di gas a effetto serra?
Quando tieni AirCarbon in mano, circa il 40 percento del peso che senti è l'ossigeno estratto dall'aria e il 60 percento è carbonio e idrogeno dalle emissioni di carbonio catturate, carbonio che altrimenti sarebbe diventato parte dell'aria.
La nostra speranza è che AirCarbon inizi un cambiamento di paradigma, in cui iniziamo a considerare le emissioni di gas a effetto serra come una risorsa, una materia prima che può essere utilizzata per produrre materiali di alta qualità, i più vantaggiosi e più sostenibili al mondo.
Pensi che Newlight possa aiutare a risolvere la tensione tra coloro che sono interessati a limitare le emissioni di carbonio e coloro che ritengono che tali restrizioni saranno paralizzanti per l'economia? Se é cosi, come?
Assolutamente. AirCarbon è una parte di Atlas Shrugged e una parte di Verità scomoda . Riteniamo che i cambiamenti climatici non saranno risolti con sussidi o tasse. Pensiamo che l'unico modo per risolvere i cambiamenti climatici, nel tempo e nella scala richiesta, sia attraverso soluzioni guidate dal mercato, in cui consumatori e marchi fanno parte della soluzione, in cui i prodotti che realizziamo costano meno e catturare il carbonio e a cui tutti partecipiamo.
Alla fine, ciò che è così eccitante per noi di AirCarbon è che cambia i termini del dibattito. Se la realtà è una situazione di stallo politico, dobbiamo smettere di combattere la stessa lotta e concentrarci su terreno e soluzioni comuni. Siamo tutti d'accordo sul fatto che preferiremmo utilizzare il sequestro del carbonio domestico rispetto al petrolio per produrre prodotti, e possiamo tutti concordare sul fatto che preferiremmo utilizzare materiali di cattura del carbonio che costano meno dei materiali a base di petrolio.
