Untuk tesis seniornya di Princeton, Mark Herrema mempelajari subsidi pertanian dan menemukan solusi yang didorong pasar untuk kelaparan dunia. Tampaknya tidak ada perintah yang terlalu tinggi untuk wirausaha yang tekun, yang mengambil jurusan politik.
Herrema, 33, sejak itu mengalihkan fokusnya ke perubahan iklim — khususnya, menemukan cara untuk menangkap gas rumah kaca dan memanfaatkannya dengan baik. Dia dan Kenton Kimmel, teman sekelas sekolah menengah, mendirikan perusahaan Newlight Technologies yang berbasis di Irvine, California pada tahun 2003. Setelah bertahun-tahun melakukan penelitian, tim tersebut meluncurkan cara untuk memproduksi plastik dari emisi karbon yang sebenarnya lebih murah dari pada plastik berbahan dasar minyak. . "Saus rahasia" adalah biokatalis yang menggabungkan udara dan metana, dan menyusun kembali semua karbon, hidrogen, dan molekul oksigen menjadi termoplastik yang oleh pembuatnya disebut AirCarbon.
Herrema berbagi kisahnya dengan Smithsonian.com.
Mari kita mulai dengan masalahnya. Masalah apa yang Anda coba perbaiki?
Newlight dimulai pada tahun 2003 dengan sebuah pertanyaan. Alih-alih memandang emisi karbon sebagai masalah, bagaimana jika kita bisa menggunakan emisi karbon sebagai bahan baku untuk membuat bahan, dan bagaimana jika bahan-bahan itu dapat mengimbangi bahan berbasis minyak pada harga dan kinerja?
Jika kita bisa melakukan itu, kita akan memiliki proses yang kuat untuk mengatasi dua masalah: pertama, ketergantungan minyak, dengan mengganti minyak dengan emisi karbon yang ditangkap, dan kedua, perubahan iklim, dengan menciptakan platform penangkapan karbon yang digerakkan oleh pasar. Bagaimana jika dunia bersaing untuk menggunakan emisi karbon sebagai sumber daya? Ada beberapa hal yang dapat kita bayangkan yang akan sangat kuat dalam mengatasi perubahan iklim.
Jadi, apa sebenarnya Teknologi Newlight? Bisakah Anda memberi saya lift Anda?
Newlight didirikan untuk mewujudkan visi ini. Hasil bersih, setelah lebih dari satu dekade penelitian dan pengembangan, adalah AirCarbon, bahan termoplastik yang dibuat dengan menggabungkan udara dan menangkap emisi karbon berbasis metana yang jika tidak akan menjadi bagian dari udara. Bahannya sekuat plastik berbahan dasar minyak dan jauh lebih murah.
Bagaimana tepatnya Anda membuat plastik?
Proses produksi dimulai dengan emisi metana yang dihasilkan di tempat-tempat seperti tempat pembuangan sampah, pertanian, pabrik pengolahan air dan fasilitas produksi energi — di mana pun metana dipancarkan di tempat yang seharusnya dibuang atau dibakar. Hal pertama yang kami lakukan adalah menangkap metana itu.
Misalnya, di pertanian, bahan organik sering disimpan di area terbatas, seperti tangki, tempat ia menghasilkan metana, dan metana ini dibuang atau dialirkan ke pipa dan akhirnya dibakar, dengan dasarnya 100 persen karbon dilepaskan ke udara. Dalam proses kami, alih-alih membiarkan pipa melampiaskan atau memberi makan perangkat pembakaran, kami mengarahkan pipa ke reaktor konversi kami. Di dalam reaktor, kami mencampur emisi metana dengan air, udara dan biokatalis kami. Di sini, biokatalis menarik oksigen keluar dari udara, dan karbon serta hidrogen dari metana, dan menggabungkan molekul-molekul itu untuk membuat molekul polimer termoplastik rantai panjang, yang disebut AirCarbon.
Selanjutnya, kami menghapus AirCarbon dari reaktor, dan setelah langkah pengolahan hilir, mencairkannya menjadi pelet, di mana kemudian dapat diproses menjadi bentuk dan digunakan untuk menggantikan plastik berbasis minyak.
Seperti apa bentuk pelet plastik, sebelum dibuat menjadi produk lain. (Cahaya baru) Bagaimana Anda bisa membuat proses ini hemat biaya?
Ilmu dasar untuk mengubah metana menjadi polimer termoplastik ada selama beberapa dekade. Sayangnya, sementara ilmu pengetahuan itu ada, tantangan utama, dan alasan proses tidak pernah dikomersialkan, adalah biaya. Sebelum Newlight, biaya untuk memproduksi polimer dari emisi metana adalah sekitar 2 hingga 3 kali lebih tinggi daripada biaya untuk memproduksi plastik berbasis minyak. Sayangnya, sangat sedikit perusahaan yang mampu menggunakan bahan pada tingkat harga itu. Jadi, tantangan pendiri kami adalah: bagaimana kita melakukan proses ini sedemikian rupa sehingga kita dapat mengalahkan harga plastik berbasis minyak? Pada akhirnya, terobosan utama kami adalah biokatalis kami.
Secara khusus, di masa lalu, semua biokatalis bersifat mandiri, yang berarti bahwa mereka hanya bisa membuat sejumlah polimer sebelum mereka mematikan diri dan membuat karbon dioksida alih-alih polimer. Secara numerik, untuk membuat satu kilogram plastik, Anda perlu membuat satu kilogram biokatalis, dan itu adalah hasil maksimum, yang menjadikan biaya produksi sangat mahal.
Selama sekitar sepuluh tahun bekerja, kami mengembangkan jenis biokatalis baru yang tidak mematikan diri. Setiap kilogram biokatalis yang kami buat menghasilkan sekitar sembilan kilogram polimer — sembilan kali lebih banyak bahan untuk input yang sama dari opsi sebelumnya, memungkinkan Newlight untuk membuat polimer dari gas rumah kaca pada titik harga yang menampilkan pengurangan biaya persentase dua digit dibandingkan dengan biaya. untuk menghasilkan plastik dari minyak.
Bagaimana Anda menghasilkan konsep ini?
Saya membaca artikel Los Angeles Times tentang emisi metana dari sapi pada tahun 2003, yang disebut “Membuat Sapi Menjadi Pendingin.” Artikel itu menggambarkan volume metana yang tepat — 634 liter — dipancarkan per sapi per hari, dan angka ini memulai rangkaian rantai pertanyaan: berapa banyak metana yang dihasilkan pertanian? Bagaimana dengan county, state, landfill atau fasilitas energi?
Apa yang tampak seperti konsep abstrak emisi karbon sekarang tampak begitu nyata, sangat menyentuh. Pertanyaan yang membakar adalah, jika begitu banyak bahan kita terbuat dari karbon, mengapa kita membiarkan semua karbon ini masuk ke udara? Mengapa tidak menggunakannya untuk membuat bahan, terutama bahan yang seharusnya dibuat dari minyak, seperti plastik?
Saya bekerja sama dengan Kenton Kimmel untuk menemukan Newlight, dan pada 2006, Evan Creelman bergabung dengan tim kami. Selama sembilan tahun, Newlight bekerja di radio-hening — tidak ada situs web, tidak ada kehadiran publik — karena kami mengatakan bahwa sampai kami dapat mengimbangi harga plastik berbahan dasar minyak, tidak ada yang perlu dibicarakan.
Kursi yang terbuat dari AirCarbon. (Cahaya baru) Bagaimana Anda menggambarkan kesuksesan Anda hingga saat ini?
Pada bulan Agustus 2013, sepuluh tahun setelah pendirian kami, Newlight memulai operasi di fasilitas produksi AirCarbon skala komersial pertama di dunia di California, di mana kami menggabungkan udara dengan metana dari sebuah peternakan untuk membuat termoplastik AirCarbon.
Sejak peningkatan skala komersial Newlight, AirCarbon telah digunakan di sejumlah produk, termasuk kursi dari KI, tas dari Dell dan kasing ponsel dari Sprint. Pada 2013, Newlight memiliki lima aplikasi produk. Dalam 12 bulan peningkatan skala komersial kami, kami tumbuh menjadi lebih dari 75 aplikasi, dan hari ini kami bekerja dengan lebih dari 60 perusahaan Fortune 500 untuk meluncurkan AirCarbon di berbagai produk di AS, Eropa dan Asia, dari aplikasi otomotif dan komponen elektronik, hingga botol, tutup dan film.
Fokus kami hari ini adalah ekspansi, dengan langkah tolok ukur kami berikutnya adalah meningkatkan produksi hingga 50 juta pound per tahun. Salah satu inovasi besar terakhir dalam produksi plastik - teknologi UNIPOL Union Carbide - mengurangi biaya modal dan pengoperasian proses produksi plastik dan tumbuh dari sebuah ide menjadi lebih dari 60 miliar pound per tahun dalam produksi tahunan. Kami melihat langkah-perubahan yang sama pentingnya dalam penghematan biaya, dan kami bertujuan untuk mencapai skala yang sama.
Secara paralel, fokus kami adalah membangun lebih banyak fasilitas konversi, sehingga kami dapat memperluas teknologi produksi AirCarbon dengan cepat dan efisien, di tempat-tempat seperti pertanian dan tempat pembuangan sampah ke nyala [fracking] North Dakota dan Texas, di mana jumlah karbon yang dibakar dan dipancarkan setiap hari — karbon yang kita bisa mengubahnya menjadi bahan — sangat kuat sehingga dari luar angkasa daerah pedesaan ini menerangi langit di malam hari seperti Chicago atau New York.
Anggota tim Newlight di salah satu pabrik mereka di California. (Cahaya baru) Apa dampak yang Anda lihat dari Teknologi Newlight terhadap pengurangan emisi gas rumah kaca?
Ketika Anda memegang AirCarbon di tangan Anda, sekitar 40 persen dari berat yang Anda rasakan adalah oksigen yang ditarik dari udara dan 60 persen adalah karbon dan hidrogen dari emisi karbon yang ditangkap — karbon yang seharusnya bisa menjadi bagian dari udara.
Harapan kami adalah bahwa AirCarbon memulai perubahan paradigma, di mana kami mulai melihat emisi gas rumah kaca sebagai sumber daya, bahan baku yang dapat digunakan untuk menghasilkan bahan berkualitas tinggi, paling diuntungkan, paling berkelanjutan di dunia.
Apakah Anda pikir Newlight dapat membantu menyelesaikan ketegangan antara mereka yang tertarik membatasi emisi karbon dan mereka yang merasa pembatasan seperti itu akan melumpuhkan perekonomian? Jika ya, bagaimana caranya?
Benar. AirCarbon adalah satu bagian Atlas Shrugged dan satu bagian An Inconvenient Truth . Adalah keyakinan kami bahwa perubahan iklim tidak akan diselesaikan dengan subsidi atau pajak. Kami berpikir bahwa satu-satunya cara kami akan menyelesaikan perubahan iklim, dalam waktu dan pada skala yang diperlukan, adalah melalui solusi yang digerakkan oleh pasar, di mana konsumen dan merek merupakan bagian dari solusi, di mana produk yang kami hasilkan lebih murah dan lebih murah. menangkap karbon, dan di mana kita semua berpartisipasi dalam hal itu.
Pada akhirnya, apa yang sangat menarik bagi kami tentang AirCarbon adalah bahwa hal itu mengubah ketentuan perdebatan. Jika kenyataannya adalah kebuntuan politik, kita harus berhenti berjuang dalam perjuangan yang sama dan fokus pada landasan bersama dan solusi. Kita semua bisa sepakat bahwa kita lebih suka menggunakan penyerapan karbon domestik daripada minyak untuk membuat produk, dan kita semua bisa sepakat bahwa kita lebih suka menggunakan bahan penangkap karbon yang harganya lebih murah daripada bahan berbasis minyak.
