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不少人还记得2021年刷屏的一则科技消息,中科院天津工业生物所成功实现二氧化碳人

不少人还记得2021年刷屏的一则科技消息,中科院天津工业生物所成功实现二氧化碳人工合成淀粉,相关研究成果登上国际顶级期刊《科学》。

不过在当时,这项技术并不被大众看好,实验室阶段每公斤合成淀粉成本高达120元,足足是普通玉米淀粉的三十多倍,很多人都觉得这只是停留在实验室里的技术,很难走向实用化。

谁也没有想到,我国科研团队降本增效的速度远超想象,短短几年时间,就走完了欧美科研团队预估需要十年才能完成的路程。

2022年1月,全球首条吨级人工合成淀粉中试装置在天津正式投产,设备稳定运行时长突破3000小时,累计产出淀粉超2吨。

经历一轮技术优化后,合成淀粉成本直接降到20至30元每公斤,降幅达到83%,技术落地速度让人惊叹。

截至2024年5月,中国依旧是全球唯一一个实现二氧化碳合成淀粉吨级量产的国家,业内专家直言,欧美一众顶尖科研团队,在这项技术上至少落后我们10到15年,短期内很难实现追赶。

按照行业预测,等到2030年之前,人工合成淀粉的成本就能降到3至4元每公斤,和天然玉米淀粉价格持平,正式具备大规模普及的条件。

这项技术能快速压缩成本,主要依托三大核心路径,能源成本占据整体成本的60%至70%,也是降本的关键,这套技术依靠绿电制氢,再结合二氧化碳催化反应生成甲醇,最终借助多酶催化合成淀粉,能量转化效率是传统植物光合作用的5倍以上。

依托我国西北大型光伏基地,当地电价低至0.1-0.2元/度,算下来每公斤淀粉的能源成本仅2元左右。

酶制剂的升级同样功不可没,从2021年至今,这部分成本已经下降上万倍,随着AI酶设计、固定化酶等新技术不断落地,未来酶制剂成本还能再降九成,酶的使用时长也能延长十倍以上。

除此之外,产能扩大带来的规模效应,也能进一步摊薄开支,设备折旧、日常运营等成本可降低40%至80%。

根据发展规划,2028年千吨级示范项目建成后,合成淀粉成本会降至5-8元每公斤,率先在高端工业领域替代传统淀粉。到2030至2032年,西北绿电基地将建起万吨级生产工厂,届时人工淀粉成本有望低于天然淀粉,全面进入民用市场。

这项突破的意义,早已不止于一项新技术,我国仅依靠全球9%的耕地,养活了世界近20%的人口,粮食安全一直是重中之重,工厂化合成淀粉,能大幅减少耕地、水资源的消耗,降低化肥和农药的使用,让粮食生产不再单纯依赖自然条件。

同时它也为深空探索扫清了障碍,月球、火星基地无法开展传统种植,只要具备电力和二氧化碳,就能持续产出淀粉,为星际探索筑牢物资基础。放眼长远,食品、饲料、化工、纺织等诸多依赖淀粉的行业,都将迎来颠覆性改变,全球相关产业链也会被重新塑造。

回看2021年那篇科研论文,它从来都不只是一项普通的学术成果,而是一个全新时代的开端,当二氧化碳能够转化为粮食,人类不仅摆脱了传统的粮食焦虑,也在未来科技赛道上,踏出了至关重要的一步。