二氧化碳的绿色应用：赢创与西门子联合研究项目进入第二阶段

2019年10月10日，赢创工业集团和西门子共同宣布其联合研究项目Rheticus进入第二阶段。将建设一座高效试验工厂，利用由可再生能源生产的电力和细菌将二氧化碳和水转化为特种化学品。此前，两家公司耗时两年验证了利用生物反应器和电解器进行人工光合作用的技术可行性，顺利完成了第一阶段的相关工作。目前，赢创和西门子正在赢创德国马尔基地内，建设一座由生物反应器和电解器共同组成的试验设施。第二阶段的工作将持续至2021年，并将获得德国联邦教育及研究部（BMBF）约350万欧元的资金支持。

“Rheticus项目的创新技术有望促进德国能源体系的成功转型，” 赢创负责该项目的Thomas Haas博士如此表示。“在未来，该技术平台可在任何能获取二氧化碳的地方安装——例如，发电厂或沼气厂。借助人工光合作用，我们能够以二氧化碳作为原材料，生产高价值的化学品。”西门子为Rheticus项目开发世界上首个二氧化碳电解器。“我们正在开发一套能够应对能源转型过程中各种问题的灵活系统，” 西门子Power2X研究负责人Karl-Josef Kuhn谈道。“我们可以通过将可再生能源转化为特种化学品或燃料等实用物质的方式实现能源储备。整个生产过程灵活度高，可助力应对电力供给中的波动，稳定电网。”

试验设施由电解器和生物反应器组成，预计将于2020年初投入运行。反应第一步是在电解器中，利用电力将二氧化碳和水转化为一氧化碳和氢气。然后，借助特殊微生物，通过代谢过程将混合气体中的一氧化碳转化成化学品。为实现上述进程，西门子和赢创分别贡献了自己的核心技术能力，即电解和生物技术。人工光合作用结合了化工和生物技术，利用能源将二氧化碳和水转化为高价值化学品。植物以相似的方式进行着天然光合作用：叶子利用叶绿素、酶和阳光以合成能量丰富的重要营养素葡萄糖。Rheticus项目的另一优势在于，该技术平台使用二氧化碳作为原材料，有助于降低大气中的二氧化碳含量。例如，生产一吨丁醇需要消耗三吨二氧化碳。

合成模块已于2019年春季在赢创投用。其核心是一个8米高、容量达2000升的不锈钢生物反应器。微生物以氢气和一氧化碳为主要营养物，在其中连续工作。西门子也已开发出全球首个全自动二氧化碳电解器，并于2019年夏季集成进容器中。该二氧化碳电解器拥有10个电解槽，电极的总表面积达3000平方厘米。

未来几个月，双方将完成电解器和生物反应器的整合。此外，一套用于处理生物反应器中液体的装置正在建设中，以保障最终产物为纯化学品。

在试验设施内，细菌将生产丁醇和己醇，以供后续研究。这些物质将用作生产特种塑料、食品添加剂等的原料。事实上，通过调整具体的菌株和反应条件，试验设施也能够生产其他特种化学品。

Rheticus项目第二阶段完成后，赢创和西门子将拥有一个独特的技术平台，利用灵活的模块化工艺将二氧化碳转化为特种化学品、人工燃料等富能物质。