新比利时啤酒公司正安装巨型热泵以减少排放 - 彭博社

AtmosZero公司的锅炉在安装至新比利时啤酒厂前正在进行最终测试。

摄影师：本杰明·拉斯穆森（为彭博绿色频道拍摄）柯林斯堡是个相对较小的城镇，蓄着巫师般胡须的安德鲁·柯林斯格外显眼。官方身份上，他是全国性精酿啤酒初创企业新比利时酿酒公司的碳中和工程师；非正式场合里，他被称作"气候问题专家"，常被人拉住讨论拯救地球的点子——其中大部分都相当不成熟。

“通常这些建议听得我牙酸，“柯林斯坦承。但三年前，一位新比利时同事在儿童足球赛上与其他家长闲聊时，偶然听到个创意：由酿酒厂沿街而立的初创企业AtmosZero研发的电动锅炉。

锅炉通过加热水产生蒸汽，这对酿酒及其他众多工业流程至关重要。迄今为止，几乎所有锅炉都依赖化石燃料制造蒸汽，再通过管道输送至从供暖到消毒等各种终端用途。

“我试图用热力学原理难倒他们，“柯林斯回忆首次与AtmosZero团队会面时的情景，“但他们正确回答了我所有问题。我真心欣赏听到的方案。”

AtmosZero公司一台锅炉的盘管装置。摄影师：Benjamin Rasmussen（为彭博绿色频道拍摄）五月初的某个时候，该公司的首款产品——本质上是一台工业级热泵，将被固定在新比利时啤酒厂的地面上，替换掉该厂三台向科罗拉多天空排放碳的锅炉之一。

“我们完全可以在旗下四家啤酒厂都安装这种设备，”柯林斯表示。

‘凡有生物加工之处皆需锅炉’

事实证明，蒸汽是持续大规模碳排放的源头。全球各地工业锅炉蹲伏在某种火焰之上，将蒸汽喷涌进管道系统的场景比比皆是。食品饮料、造纸、制药和生化工厂是蒸汽消耗大户，它们利用热能催化化学反应并保持精密设备清洁。

“凡涉及生物加工的地方都离不开锅炉，”AtmosZero公司首席执行官兼联合创始人艾迪生·斯塔克指出。该公司本周刚荣获彭博新能源财经先锋奖。

多数情况下，蒸汽不过是热能的载体。大学校园和大型公寓楼通常配备巨型锅炉，通过管道将蒸汽输送到分散的居住单元。

科罗拉多州洛弗兰市AtmosZero工厂内，工人正在焊接部件。摄影师：Benjamin Rasmussen（为彭博绿色频道拍摄）总的来说，工业锅炉消耗了全球约8%的初级能源，每年排放22.5亿吨温室气体，这大致相当于600座燃煤电厂的碳足迹。此外，数百台这样的设备在美国那些已超过空气污染限制的县区持续运转。

全球工业热生产按燃料来源划分

2022年为29,754太瓦时

来源：彭博新能源财经，国际能源署

斯塔克拥有麻省理工学院机械工程博士学位，在新冠封锁期间，他手头时间充裕，对这些数据产生了浓厚兴趣。他正在提升自己的酸面包制作技艺，同时试图在长期被忽视的工业流程中寻找一些容易实现的碳减排机会。他意识到，自内战以来，这种不起眼的锅炉几乎没有发生什么变化。

“过去160年，我们基本上都在使用同样的产品，”斯塔克解释道，“我当时想，‘我们应该重新发明它。’”

‘热泵中的F-150’

从美学角度看，AtmosZero锅炉并没有什么未来感。它看起来像是电气变压器和大箱式空调机组的混搭体。

AtmosZero内部也没有什么特别之处，装满了现代热泵中相当标准的组件——金属网格、近似喷气发动机的压缩机以及充满制冷剂的管道。

AtmosZero锅炉压缩机使用的机械加工钢材。摄影师：Benjamin Rasmussen（为彭博绿色频道拍摄）如果说AtmosZero真有什么秘制蒸汽配方，那便是其压缩机组。这些内部研发的组件拥有超常的空气动力学设计，能以较低能耗输送高温蒸汽。

市面上现有众多电锅炉，其原理是通过压缩机和风扇组将空气加热至沸水温度。多数厂商的诀窍在于利用预热空气——这需要铺设管道回收工厂周边的"废热”。新建工厂时规划（并支付）这些额外管道尚属可行，但对新比利时啤酒厂这类现有工厂而言，这笔投资可能远超减碳收益。

“成本因素会让谈判几乎无法推进，“新比利时啤酒厂的柯林斯解释道。

而AtmosZero锅炉的强劲性能使其能直接利用环境空气制汽，无需复杂管道或安装工程。它就像客厅里的取暖器般静置厂房，在冬末寒潮中仍能持续输出302华氏度（150摄氏度）蒸汽，当时进气温度仅9华氏度。

这使公司能采取务实销售策略：他们推销的是设备，而非基建工程。相比其旨在替代的燃烧锅炉，该产品所需的审批许可流程大幅简化。

“它即插即用，就像复制粘贴一样简单，”斯塔克说道，“堪称热泵界的福特F-150。”

绿色经济账

美国工厂普遍使用价格相对低廉的天然气驱动锅炉。但在日本、韩国和西欧等依赖更昂贵、污染更重的化石燃料地区，AtmosZero设备的经济效益和环保优势更为显著。

随着电网绿色化程度持续提升，AtmosZero电锅炉的运行成本和排放将进一步降低，这一卖点将更具吸引力。同时，该技术也为工厂提供了轻松达标的环保解决方案。

随着订单增长，公司计划将科罗拉多州拉夫兰工厂规模扩大五倍。不过工业电锅炉尚处发展初期——目前AtmosZero仅有一个可披露的客户，且在科罗拉多州立大学仅运行着一台原型机。

左图为科罗拉多州新比利时啤酒厂的酵母储藏窖，右图是该公司的啤酒灌装流水线。图片来源：新比利时啤酒公司(2)科罗拉多州的新比利时啤酒厂是理想的试验场。该厂需要持续加热约400桶处于不同酿造阶段的啤酒，并经常使用额外蒸汽清洗容器。虽然当地天然气价格较低，但蒸汽环节仍占该厂总碳足迹的四分之一强。据柯林斯估算，AtmosZero设备可帮助削减约9%的碳排放。

绿色数学正在向有利的方向倾斜。大约40%供应啤酒厂的电力来自可再生能源。公司还从其场地内获取约15%的电力负荷：它拥有一个小型太阳能农场，并收集啤酒酿造过程中释放的气体来驱动两台发电机。

当AtmosZero装置下月初在啤酒厂启动运行时，它将生产该设施所需蒸汽的大约三分之一。更重要的是，据柯林斯称，AtmosZero锅炉在经济上将与化石燃料锅炉持平。

“它是有竞争力的，甚至不需要绿色溢价这种理由，“斯塔克说。“我不想开发一种需要依赖无限绿色溢价的技术。”

AtmosZero锅炉顶部的线圈。摄影师：Benjamin Rasmussen为彭博绿色拍摄