减少甲烷排放是应对气候变化的首要任务，因为它倾向于将热量滞留在大气中：在20年的时间尺度上，甲烷的变暖效应是二氧化碳的84倍。
然而，作为天然气的主要成分，甲烷也是一种有价值的燃料和几种重要化学品的前体。利用甲烷排放来制造负碳材料的主要障碍是，甲烷气体的人为来源——垃圾填埋场、农场、油井和气井——相对较小，分布在大片地区，而传统的化学处理设施庞大而集中。这使得捕获、运输和将甲烷转化为有用气体的成本高得令人望而却步。因此，大多数公司在排放甲烷的地方燃烧或“燃烧”甲烷，将其视为沉没成本和环境责任。
麻省理工学院的子公司Emvolon正在采用一种新的方法来处理甲烷，将汽车发动机改造成模块化的、具有成本效益的化工厂。该公司的系统可以在现场提取甲烷气体并生产甲醇和氨等液体燃料；然后，这些燃料可以用标准的卡车集装箱使用或运输。
Emvolon联合创始人兼首席执行官Emmanuel Kasseris说：“我们认为这是一种新的化学制造方式。”“我们从甲烷开始，因为甲烷是一种丰富的排放物，我们可以把它作为一种资源。有了甲烷，我们可以同时解决两个问题：全球约15%的温室气体排放来自需要绿色燃料的难以减少的行业，如航运、航空、重型重型卡车和铁路。另外15%的排放来自垃圾填埋场和油井等分布式甲烷排放。”
该公司表示，通过使用大规模生产的发动机和消除对管道等基础设施的投资，甲烷转化在经济上具有足够的吸引力，可以大规模采用。该系统还可以将间歇性可再生能源产生的绿色氢转化为氨，这是另一种可用于使肥料脱碳的燃料。
卡塞里斯说：“在未来，我们将需要绿色燃料，因为你不能给大型船只或飞机供电——你必须使用高能量密度、低碳足迹、低成本的液体燃料。”“生产这些绿色燃料的能源要么是分布式的，比如甲烷，要么是可变的，比如风。所以，你不可能有一个拥有自己邮政编码的大型工厂（生产绿色燃料）。你要么是分布式的，要么是可变的，这两种方法都适合这种模块化设计。”
从一个“疯狂的想法”到一家公司
2004年，卡塞里斯第一次来到麻省理工学院攻读机械工程研究生，当时他在斯隆汽车实验室（Sloan Automotive Lab）撰写了一份关于未来交通运输的报告。在攻读博士学位期间，他为一家汽车和能源公司财团开发了一种提高内燃机燃油效率的新技术，毕业后他就去了这家公司工作。
2014年左右，莱斯利·布朗伯格（Leslie Bromberg）找到了他，这位73岁的77岁博士是一位拥有100多项专利的连续发明家，他在麻省理工学院等离子体科学与聚变中心担任首席研究工程师近50年。
卡塞里斯回忆说：“莱斯利有一个疯狂的想法，想把内燃机改造成反应堆。“我在工业界工作时就考虑过这个问题，我很喜欢它，但当时我的公司认为这项工作需要更多的验证。”
布朗伯格通过美国能源部资助的一个项目证实了这一点，在这个项目中，他使用柴油发动机“改造”甲烷——一种高压化学反应，甲烷与蒸汽和氧气结合产生氢气。这项工作给卡塞里斯留下了深刻的印象，让他在2016年回到麻省理工学院担任研究科学家。
Kasseris回忆道：“除了其他一些项目外，我们还致力于这个想法，最终我们决定从麻省理工学院获得工作许可，并全力以赴。”“当你是麻省理工学院的发明家时，与麻省理工学院的技术许可办公室合作非常容易。你可以获得一个低成本的授权选项，你可以用它做很多事情，这对一家新公司来说很重要。然后，一旦你准备好了，你就可以敲定许可证，所以麻省理工学院很有帮助。”
Emvolon继续与麻省理工学院的研究界合作，与名誉教授John Heywood一起赞助项目，并参与麻省理工学院创业指导服务和麻省理工学院工业联络计划。
由发动机驱动的化工厂
Emvolon系统的核心是一种现成的“富燃料”汽车发动机，其燃料与空气的比例高于完全燃烧所需的燃料与空气的比例。
卡塞里斯说：“说起来容易，但这需要大量（知识产权），而这正是麻省理工学院开发的。”“不是将气体中的甲烷燃烧成二氧化碳和水，而是将其部分燃烧或部分氧化成一氧化碳和氢气，这是合成各种化学物质的基础。”
氢气和一氧化碳是中间产物，用于通过进一步反应合成不同的化学物质。这些处理步骤就在发动机旁边进行，发动机可以自己发电。Emvolon的每个独立系统都可以安装在一个40英尺的集装箱内，每天可以从30万标准立方英尺的甲烷气体中生产约8吨甲醇。
该公司从绿色甲醇开始，因为它是航运和重型运输等难以减少的行业的理想燃料，也是其他高价值化学品（如可持续航空燃料）的优良原料。为了实现脱碳目标，许多船舶已经改用绿色甲醇。
今年夏天，该公司还获得了能源部的一笔拨款，用于调整其工艺，以利用太阳能和风能等能源生产清洁液体燃料。
卡塞里斯说：“我们希望扩展到其他化学品，如氨，以及其他原料，如生物质和可再生电力产生的氢，我们已经在这个方向上取得了可喜的成果。”“我们认为，我们有一个很好的解决方案，用于能源转型，并在转型的后期阶段，用于电子制造。”
可扩展的方法
Emvolon已经在马萨诸塞州沃本（Woburn）占地5000平方英尺的总部建立了一个每天可生产6桶绿色甲醇的系统。
卡塞里斯说：“对于化学技术，人们谈论的是扩大风险，但对于发动机，如果它在单缸中工作，我们知道它在多缸发动机中也能工作。”“这只是工程学。”
上个月，Emvolon宣布与Montauk Renewables达成协议，将在德克萨斯州的一个垃圾填埋场附近建造一个商业规模的示范装置，最初每年将生产多达15,000加仑的绿色甲醇，后来将扩大到250万加仑。通过在蒙托克的其他地点进行扩展，该项目可以扩大十倍。
卡塞里斯说：“我们的整个过程被设计成一种非常现实的能源转型方法。”“我们的解决方案是在不需要补贴的情况下，以目前市场愿意支付的价格生产绿色燃料和化学品。将发动机用作化工厂，我们可以获得接近大型工厂的单位产出的资本支出，但在模块化规模下，使我们能够接近低成本的原料。此外，我们的模块化系统只需要100万到1000万美元的小额投资，就能在几周内快速部署，一次部署一个，而不像大型化工厂那样需要多年的基本建设项目，耗资数亿美元。”
