腐殖质——土壤的超级食物

　　

初创公司Humify开发了一种技术，可以重新激活土壤作为碳汇。

炎热潮湿的温度，没有光线，没有空气，然后是强烈的气味：当在初创公司Humify的实验室里，高压炊具被点燃时，很难想象在这样的条件下产生的产物——一种黑色的液体污泥——可能有助于影响气候变化和世界的食物供应。

气候救援作为一个商业案例：在勃兰登堡的特尔托，一个来自化学、生物学和工程学领域的多学科团队正在研究一种能够实现成本效益高的碳捕获的过程。这个想法是：人工腐殖质物质是在200摄氏度的温度下，用一点压力和水从有机废物中产生的。腐殖质一旦进入土壤，就会结合水分和有价值的矿物质，从而促进一个吸引微生物的健康生态系统。人类肠道菌群是土壤中忙碌的一群帮手，为植物提供营养。通过它们的活动，它们将CO< 0>束缚在土壤中，因此是Humify解决气候问题的关键。

用绿色化学对抗气候变化

正是由于细菌的存在，土壤才成为世界上最大的CO ₂ 储集层。不幸的是，人类也使它成为世界上最大的CO ₂  生产者。森林砍伐、沼地干涸涸和集约化工业化农业都导致了土壤CO ₂ 储存能力的下降，以及微生物被破坏导致的排放增加。“如果顺其自然，这些地区将需要长达3000年的时间才能恢复自然。这个时间框架可以通过热液过程大大加快：富含某些微生物，超级腐殖质在几周内就能产生，使土壤再次肥沃，”Humify联合创始人兼首席财务官哈拉尔德·平格兴奋地说。

然而，这项技术并不新鲜。1913年，德国化学家弗里德里希·贝吉斯（Friedrich Bergius）已经在研究高压工艺了。1931年，他因伯吉乌斯-皮尔方法获得诺贝尔奖，该方法使不依赖原油生产合成燃料成为可能。多亏了Markus Antonietti， 90年后，燃料生产可以变成一种土壤改良的方法，也可以解决世界粮食问题。他是波茨坦-戈姆的马克斯·普朗克胶体和界面研究所（MPIKG）所长。在他的实验室（他亲切地称之为他的“厨房”）进行的一次实验中，他发现水热过程中化学过程的变化可以在很短的时间内产生聚合物。它们类似于天然聚合物——高度复杂的碳分子。“第二个，更大的惊喜，然而，”研究人员说，“是土壤中的细菌对人工聚合物有反应。”Humify的想法就此诞生。当涉及到结合大量的CO时，土壤的规模是巨大的：“每公顷一吨腐殖质物质在第一年就会在土壤中结合多达50吨的碳，因为我们的产品刺激了土壤中的生物，”Antonietti报告说。他还说：“在几年内，农业将不得不养活100亿人，而土壤质量越来越差。快速和可持续的土壤改良来得正是时候。这是因为在中国的田间试验中，Humify腐殖质使作物产量提高了20%。而且我们还必须克服气候危机。”

圆圈闭合

科学家马库斯·安东尼奥蒂在一次科技活动中遇到了哈拉尔德·平格。这位经验丰富的经理投资有前途的初创企业已有一段时间了。他意识到Antonietti结合碳的方法是多么高效和简单。他们于2023年与绿色科技领域的连续创业者安德烈亚斯·迪茨（Andreas Dittes）一起在波茨坦成立了Humify GmbH。在平格看来，Humify腐殖质是“科学与商业相结合实现可持续影响的完美范例”。作为大型上市公司的前首席执行官和首席财务官，Pinger对成本效益和可扩展的解决方案特别感兴趣。他看到了腐殖质的巨大潜力，因为当腐殖质成为一种真正好的肥料时，工业农业部门将会注意到这一点。“农业每公顷土地产生大量生物质，这些生物质已经被用于沼气厂。由此产生的发酵残留物可以在腐殖质工厂进一步加工成腐殖质，理想情况下就在能源生产的旁边，并提供给农业部门在尽可能短的时间内清除。反过来，他们可以及时将超级腐殖质应用到他们的收获区域，”平格说，概述了这种商业模式。循环经济尤为突出。

“压力”

制造过程也应遵循循环经济的原则。然而，该团队在将压力锅原理的实验室实验转化为工业大规模生产方面面临着许多挑战。到目前为止，Humify只生产了少量腐殖质，但实际需求要高得多。Antonietti从全球的角度考虑：“20亿公顷的可耕地实际上需要20亿吨的腐殖质。”但即使在较小的区域规模上，Humify也需要能够将大量生物质转化为腐殖质的生产设施，以便公司盈利。然而，市场上还没有这么大的设备。因此，工程师们正在全力开发一种全新的技术。他们已经有了建造的专利。目前正在计划建立一个年产3000吨Humify的初步试验工厂。Humify的化学家兼首席技术官Svitlana Filonenko说：“我们现在正在研究一种聪明的解决方案，在加热和冷却生物质时最大限度地减少能源消耗。”对于专注于市场的Pinger来说，这些目标至关重要：“如果我们能够生产出具有合适热管理的人工腐殖质物质，我们将具有竞争力。”这与其他碳捕获的想法形成了鲜明的对比，到目前为止，这些想法主要是由于成本太高而失败的。

当Antonietti问他的研究助理Filonenko她是否愿意为一家旨在帮助改善土壤健康和支持再生农业实践的新公司贡献她的科学专业知识时，她毫不犹豫。在马克斯·普朗克胶体和界面研究所担任小组组长的六年里，菲洛年科的研究重点是了解有机物质的转化。如今，她特别喜欢“在初创企业工作所带来的自由”。许多科学家想用他们的研究为气候危机做点什么，但他们的想法往往不能进入应用阶段。当我听说Humify要进军现实世界时，我惊呆了。这是一份有意义的工作，”她补充说：“但你必须准备好承担风险。”她的梦想是最终将移动Humify系统应用到偏远的农场。这也将消除将生物质运输到场地的需要，因为它将直接反馈到现场的农业循环中。