C-ZERO：从天然气中提取清洁氢气的低功耗解决方案

问：请简单介绍一下C-Zero为希望加速向低碳未来转型的石油和天然气公司提供了什么？

C-Zero开发了一种将天然气转化为氢气和固体碳的新颖工艺。由此产生的“绿松石”氢可按需提供清洁、低成本的能源，而固体碳可用于多种有益的应用或永久封存。该工艺几乎不产生二氧化碳，且电能输入量低，因此可以在任何有天然气的地方进行。

C-Zero首席执行官扎克·琼斯

问：C-Zero是一家成立于2018年的相对较新的公司。您能给我们简单介绍一下您从成立到现在的历程吗？

C-Zero成立于2018年，旨在将加州大学圣巴巴拉分校 (USCB) 的Eric McFarland博士的研究商业化。麦克法兰在过去的二十年里一直在研究甲烷化学，并从2016年开始，开始寻找从天然气中生产氢气和固体碳的方法，并且直接二氧化碳排放量接近于零。迄今为止，该公司已从著名投资者Breakthrough Energy Ventures（比尔·盖茨的清洁能源基金）；SK Gas，韩国第二大企业集团 SK 集团的一部分；意大利石油巨头埃尼集团、全球最大的涡轮机制造商之一三菱重工；AP Ventures，一家总部位于英国、专注于氢能的风险投资基金；大宗商品交易商托克 (Trafigura) 和欧洲最大的公用事业公司之一Engie New Ventures筹集了5000万美元。这笔资金支持了C-Zero首个试点工厂的开发和建设，该工厂将于今年晚些时候上线，预计将于2024年第一季度全面投入使用。C-Zero拥有一支精简但不断壮大的团队，拥有超过25名员工和扩大专利组合，拥有20多个同族专利。

问：我们来谈谈你们使用热催化将天然气中的碳提取为致密固体的技术。你能解释一下这个过程是如何运作的吗？

甲烷热解具有挑战性，因为它需要将大量的高品位热量添加到分子中，而分子在破裂时很容易使传热表面结焦。当传热表面结焦时，通过传热表面的热通量急剧下降，反应停止。当今唯一的商业甲烷热解工艺使用高温等离子体来添加裂解甲烷所需的热量，从而避免了这种现象。

C-Zero的目标市场是可再生电力容量系数不高的市场，因此开发了一种低电能工艺，同时仍将反应器的供热部分和碳形成部分分开。此外，该工艺消耗了其生产的部分氢气，因此直接二氧化碳排放量接近于零，该公司希望这将使美国获得更高级别的45V氢气生产税收抵免资格以及类似的激励措施在全球范围内兴起。

问：利用甲烷热解有许多有吸引力的因素。这些优点包括碳可以以固体形式提取，无需将二氧化碳封存在地下，而且热解可以利用现有的天然气基础设施。这些因素到底有多大的优势呢？

生产固体碳作为废物流而不是二氧化碳的能力显着降低了封存能源成本，并为场地位置提供了高度的灵活性。根据定义，输出二氧化碳流的CCS项目受到连接到末端封存点的可用二氧化碳管道的限制，这极大地影响了许多拟议设施的可行性。获得开发二氧化碳管道的权利的能力是一项重大挑战，许多地区封存的地质可用性也是如此。

现有天然气管道的全球可用性对C-Zero技术来说是一个重大福音，特别是相对于电解技术。C-Zero工艺所需的能源是天然气，并且基础设施已经到位，可以在目前使用天然气的许多工业使用点建立C-Zero设施。与电解不同，不需要额外的可再生能源基础设施来匹配其运行能耗，从而真正减少排放。这方面仍然存在很大争议，并且经常被模糊地解释，但许多人认为，任何仅用于绿色氢生产而不是减少化石燃料发电的可再生能源仍然在减少排放。

问：去年夏天，你们完成了由SK Gas牵头的3400万美元融资，用于建设天然气脱碳试点项目。试点项目进展到什么程度了？您能否告诉我们您开发第一个商业单元的计划？

答：该公司目前正在德克萨斯州建设一座试点工厂，将于今年年底启动，并于2024年第一季度末全面投产，氢气生产能力高达400公斤/天。C-Zero已与公用事业和工业发电商签署了意向书，这些发电商总共拥有超过100GW的天然气发电量，并且有兴趣大规模部署C-Zero的技术。

C-Zero计划在2024年下半年筹集B轮融资，以支持该公司第一个商业系统的开发，该系统目前的设计产能为每天5-6吨氢气。该商业单元的工程和设计工作已经开始，目标是在2024年下半年完成选址和初步许可。

问：你们团队中的很多人都拥有建设化工厂的深厚背景。这对开发用于生产绿松石氢的热催化解决方案有何帮助？

答：我们的团队将对热催化的深刻理解与数十年建造一些世界上最大的化工厂的经验相结合。公司拥有一支强大的团队，25名全职员工中近一半拥有博士学位，在化学和能源领域拥有丰富的经验。这种水平的经验对于成功将实验室的想法转化为工业现实至关重要。

问：热解在使各种能源系统脱碳方面具有巨大潜力，包括发电、重工业供暖、燃料电池用商品氢的生产、合成氨或精炼。市场到底有多大？

答：全球近75%的温室气体 (GHG) 排放来自交通、电力和工业部门。如今，这些行业严重依赖天然气来提供可靠的按需能源，但同时也会产生大量二氧化碳。这些行业脱碳对于推进全球能源转型至关重要。

C-Zero的工艺使用天然气作为工艺原料和工艺能源，电力消耗低。这使得可再生电力容量系数较低的地区（例如日本、韩国以及欧洲和北美的高纬度地区）的天然气脱碳成为可能。基于这些特征，总体潜在市场每年达数十亿美元，并且随着全球对氢的需求而增长。

问：展望未来，C-Zero的短期和长期目标是什么？

截至2023年第三季度，C-Zero已与潜在客户签署了数十份意向书。作为一家小公司，C-Zero缺乏在早期阶段与所有这些实体合作的资源，因此正在为选定的潜在客户提供通过可行性研究计划与公司技术和业务团队合作的机会，该计划将在2024年的过程。

该计划旨在确定C-Zero的技术是否适合参与者的氢气需求，并揭示与下游氢气消耗过程（例如与联合循环涡轮机的热集成）的任何协同效应。计划结束时，希望在2025年继续进入前端工程和设计 (FEED) 阶段的参与者将按照参与者和C-Zero共同商定的条款优先使用该公司的技术。

C-Zero的目标是在2020年代末建立多个商业规模的设施，目标是到2023年调试一条以该技术最大效率规模运行的单一工艺流程。