泡沫塑料的梦想——至少是“梦幻般地生产”非常特殊的泡沫塑料，在这一项目中，工业企业和科学家们通力合作，把火力发电厂废气中的二氧化碳作为生产聚氨酯泡沫塑料的原材料。这一化学反应技术是一种革命性的技术，但其经济性还不够理想。

作为一种有害工业废气和环境大气的杀手，二氧化碳的无害化应用就是将其转换为化学工业所需的原材料。这样不仅可以减少有害气体二氧化碳的排放，而且也可以节约宝贵的石油和天然气资源。植物细胞生长所需的碳就是完全利用空气中的二氧化碳进行光合作用反应的产物。化学家手中的这种反应已经在实践中开花结果，二氧化碳拥有相对比较稳定的分子结构，一般不会产生其他反应，恰恰就是这种反应惰性使得从废气中回收碳失去了吸引力。而现在化学工业企业却在摩拳擦掌，拜耳材料科技公司，勒沃库森化工集团的材料科学领域的专业企业，在Dormagen市建造年产5000t二氧化碳原材料的工业化生产线。那里，将利用二氧化碳生产多元醇——生产聚氨酯（PUR）的前期产品。

庄严的圣杯？

40多年来，人们一直都幻想着从各种石油产品生产的废弃物——二氧化碳中生产出有用的碳元素。但二氧化碳分子极低的反应性能使这种应用变得非常不经济。没有强力的反应促进剂是无法让二氧化碳分子产生化学反应的。因此，化工集团巨人拜耳公司集中精力开始了二氧化碳催化剂的研发。

“它的化学反应就像庄严的圣杯一样。”拜耳二氧化碳聚醚投资管理部的Karsten Malsch博士说。“所有的研究都遇到了阻碍，迄今为止没有把二氧化碳转换成大分子的途径。”梦幻般的化学反应成为他们的一块硬骨头，一块让科学家们啃了几十年的硬骨头。现在，这块骨头似乎被啃出了裂纹。“找到门了！”Malsch先生肯定地说道。但通往成功的道路还很遥远，在与CAT Caralytic Center公司开发了锌基催化器之前，拜耳公司已经进行了200多次不同物质催化的试验测试。从二氧化碳中获取多元醇和环氧丙烷，经济地生产出一种源于石油基础的聚氨酯前期产品，似乎触手可得，就在眼前。

从实验室到工业化生产的途经是专业团队合力开发的项目，5位来自科学界和工业领域的专家们领导着国家资金资助的开发项目“梦幻生产”，除了拜耳技术服务公司以外，拜耳材料科技公司和RWE能源供应公司、亚琛著名的鲁尔工业大学RWTH和CAT等都参与了这一项目，组成了一个由高等学府、拜耳集团领导的研发组织。在他们的共同努力下，2011年在拜耳公司勒沃库森厂建成了一套试验设备。这一流程设备生产时所需的二氧化碳气来自RWE公司的科隆市附近Niederaußem地区的火力发电厂，加入环氧丙烷之后会转换成粘稠的无色物质——多元醇。

图1 在新的流程工艺设备中，二氧化碳气体在催化剂的作用下生产出了化工产品生产所需的前期原材料

实现梦幻的“绿灯”

经过3年的试生产，认为现在是可以正式开始工业化规模生产的时候了。在Dormagen市拜耳公司现有的聚醚生产厂里将按照新的流程工艺技术每年生产5000t聚醚。“在这一产能较小的生产设备中进行工业化生产的目的是进一步开发更加合适的流程工艺技术。”梦幻生产项目负责人Malsch先生说。在Dormagen，拜耳公司可以利用工业园联合生产的组织结构获得更多的协调合作。例如，所需的二氧化碳就是从邻近的Kemira氨生产设备那里得到的，而作为拜耳公司所需的原料则是这一氨生产设备排放出来的垃圾废气。

从2016年开始，将利用生产出来的多元醇生产聚氨酯泡沫塑料，例如隔热板、球鞋、汽车零部件、床垫或者沙发靠垫中使用的泡沫塑料。“我们第一次出现了只出不进的费用问题。但我们寄希望于聚氨酯，我们的中期计划，或者说下一阶段的任务，是利用其盈利。”

至少这种新工艺、新技术生产的材料与传统工艺技术生产的材料有着相同的质量，同时又有着更好的可持续发展效果。据报道，二氧化碳成为生产所需的原材料，可以部分节约以石油为原料的环氧丙烷。而无论如何新工艺的二氧化碳平衡比任何传统工艺技术都好。另一个关键点就是，全球每年的聚氨酯需求量高达1500万t，而且这种材料的市场、应用还有着巨大的潜力，把大爆炸般增长的新兴国家的需求量增长也计算在内的话，聚氨酯市场的年增长率在5%左右。

图2 废气之梦：把有害的废气变成有用的原材料。新型的催化剂能够促成二氧化碳的分解，这就有可能把火力发电厂的废气变成塑料产品生产的原材料了

利用泡沫材料制造

未来会有环保型的床垫和隔热板吗？不会全部是环保型的。但利用二氧化碳终究会节约石油产品，但不会完全放弃古生物资源的利用。拜耳估计的节约潜力大约为20%，其中包括打开二氧化碳气体分子顽固的锁。2012年统计的，德国最大火力发电厂的烟囱，每年的排放量是1.47亿t二氧化碳，从这一数字来看，采用这一新技术的工厂不能算是绿色工业吗？

亚琛市鲁尔工业大学RWTH科学家的计算说明，在整个使用寿命周期内这一流程工艺设备消耗的能源很少，排放的二氧化碳也很少。尽管生产出来的5000t不是一个大数目，但这终究是一个良好的开端。真正有利可图的是这种方法，它所使用的能源包括了风力发电的能源。虽然风能有着较大的波动，但在电解技术的帮助下可以把风能发出的电力转换为可以存储的氢（参见色块中的说明）。虽然这条征途比起二氧化碳聚氨酯显得还有点遥远。“当然，目前我们所做的一切还远远满足不了市场的需求。”拜耳材料科技公司总经理Patrick Thomas先生直截了当地承认说，“但我们有一个受到专利保护的技术，同时我们也公开声明，我们或许是唯一一个采用这一技术生产多元醇的生产厂，但新的技术还会不断出现。”

拜耳公司对获得的共鸣，对可以节约宝贵石油资源感到满意。亚琛鲁尔工业大学RWTH对基础研究的成果感到满意，而RWE能源供应公司则对火力发电厂开始利用二氧化碳分离技术感到满意。

废气变成泡沫塑料是否真的有经济性意义？泡沫塑料生产厂会继续存在下去？拭目以待。无论如何，梦是活的。也许你的下一个梦就是在二氧化碳变成的床垫上产生的。

可以存储的氢

把二氧化碳分解开来要耗费很多的能源。没有人会否定烧煤或者烧石油分解空气-二氧化碳会是非常经济的。当有可再生能源发出的电力可用时，情况就会不同了。

恰恰在这一点上，像拜耳公司、西门子公司、RWE公司和其他许多工业企业都参加了名为CO2RRECT的项目。这一项目的目的是，将太阳能或者风能发出的电力用于氢电解，生产出可以存储的氢。利用这种氢可以生产出像甲酸或者一氧化碳之类的中间产品。而一氧化碳是生产除多元醇之外第二种聚氨酯产品——氰酸酯的重要原料。这一工艺技术可以强力地推动梦幻生产项目，但在2020年之前实现还要打一个巨大的问号。