我国科学家突破二氧化碳人工合成淀粉技术，这一突破对当下及未来会产生哪些影响？ 第4页

评价这个工作并不容易，舆论总是抱有“出个大新闻”的心态来讲科研故事。让外行读者看了科研新闻产生一种“星辰大海"的感觉，起码知乎这个问题下面又有各种答主要去冲出大气层去开发火星，甚至金星了（(*^_^*)）。人家论文究竟说的是什么呢？

这其实是一篇做chemoenzymatic synthesis的论文，也就是设计特定的酶用在化学合成里。从二氧化碳固碳在文中只有谨慎的提及，因为所有作者都是做生物方面的。二氧化碳固碳其实是电化学光催化这个另外的大领域的话题。论文致谢这里提到了

We thank P. Kang from Tianjin University for introducing us to the fundamental principles of CO2 electroreduction.

可见这些作者作为二氧化碳电还原的门外汉，还是不敢居功，老实致谢。

而他们实际使用的原料也就是甲醇和甲醛。估计也是直接购买的。没有必要自己合成。作者只是引用了文献说这些东西可以光催化合成——这方面论文非常多，甚至兰州有个年产一千多吨的工程。

作者开发的人工合成路径只需要11步就能从二氧化碳合成淀粉，然而他们主要是工作是从第三步开始的——这当然已经是特别显著的进展，所以起了个好名字叫ASAP，碰瓷英文as soon as possible的缩写，让人印象深刻。在我看来，这就是通行的文章讲故事的方式而已。值得学习。

总体来说，这个文章还是一篇有一点“炫技”色彩的论文，如果单纯追求淀粉产率的话，没有必要坚持整个全合成都只用酶。传统的化工合成方法起码走到论文的第五步合成d-glyceraldehyde 3-phosphate并不是什么太难的事情。从第九步的phosphoglucomutase到最终产物的淀粉合成所需的聚合反应，我个人认为还是传统工艺里高温高压（不是太难的事情）更容易一点，鲁棒性也绝对更好。这么算来，论文内有也只有C6 modulus里的三步更有价值。当然我也能理解，从发文章角度来说，这样全部都用酶合成的文章更容易冲高，但是也大大限制了这个技术的实用性。从这个角度来看，作者及其所属单位如果不组织多学科攻关，那这也就是一篇故事讲的很好的正刊论文而已。个人觉得这篇论文虽然可以看到一些潜力，但和人工牛胰岛素的合成这项诺奖级别工作的意义还是不能同日而语——离新华社和各位答主的期望，还差的很呢！！

既然说了这是优化，因为从二氧化碳到糖到淀粉，已经有方法了。

那就看效率。效率到底比以前提高多少，离商用还有多远距离。

比方说，从二氧化碳到葡萄糖，比以前的方法好在哪，效率提高多少，成本节省多少。。

而不是哗众取宠。

别把大家都当成文科生，当成编辑，记者这样的职业。哈。

学过高中化学都知道，就是碳氧，变成糖。看似很简单吧，没什么难的吧。但是却是从无机物到有机物。这个跨度很大的。

这是要解锁世代飞船科技树前置技术的节奏？

握艹，我要失业了？

我一个搞农机的，梦想就是让农民伯伯们不用再辛苦地种地，全都整上大机器，结果？

不用种地了？

这一步是淀粉，那膳食纤维，氨基酸蛋白质还远么？

维生素，矿物质还远么？

我没活干了？

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说几点正经的

当年合成氨，进而合成硝酸铵、碳酸氢铵的工艺路线，在当时的人们看来，也是无比的复杂，成本无比的高昂，但现在呢？

如今合成淀粉，尽管流程长、成本高，但想低成本的工程落地，可能真的不需要太久。

如果淀粉能大规模量产，对农业的冲击自然是非常大，但也没有想象的那么大；

水果照样吃，蔬菜照样炒，花生瓜子栗子核桃，也是一样也不能少；

但是，玉米小麦土豆等主打淀粉的作物，可能需要调整品种，种植结构；

我们会有近乎无限的饲料去养鱼、养猪、养牛、养羊、养鸡、养鸭……

烧雏鸡、烧花鸭

红烧排骨、糖醋里脊

新疆烤全羊、内蒙小火锅、铁锅炖大鹅……

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很多小伙伴关心工厂淀粉的成本问题，觉得在核聚变提供的廉价电力到来之前，工厂淀粉的成本很难降下来，我倒是觉得电费不是问题。

按照淀粉的能量在15310KJ/kg来计算，看科普博览的数据效率会超过10％，所以合成一公斤需要42度电。再就是这作为一个产业链并不长的工厂完全可以建在风电，光电充足的地方，还顺便调峰了，这样电的成本可以在2毛甚至更低。这样每公斤是8块钱，如果电费是1毛，那么工厂淀粉的电力成本是每公斤4块钱。

但是，技术是不断发展的，目前光伏的效率、电池板寿命还远没到瓶颈，许多年后，光伏发电的成本降到5分钱一度甚至更低都有可能。合成淀粉的转化效率再继续发展，稍微提高一点，那从太阳能到淀粉的综合转化效率到30%并不是不可能的事情。这样工厂淀粉的电力成本可能就在几毛钱。

反应装置、酶的成本，随着技术的进一步发展，我觉得也是可以降下来的。

再看玉米淀粉，当前玉米淀粉之所以是3块钱一公斤，原因有很多。一是当前的关于玉米的一系列补贴，农机补贴，作业补贴，加工补贴等等。工厂淀粉成熟后，这档子补贴是不是还有就不一定了。

二是玉米精加工的其他产物附加值高，淀粉便宜点卖也无所谓，如果以后物产更丰富了，其他产物卖不上价钱了，淀粉可能价格有变化。

所以，等技术真正成熟后，工厂淀粉不见得成本会高太多。

而且工厂淀粉还有着量大，产量稳定，不影响国家粮食稳定供应等一系列优点。

再就是超纯淀粉可能还有其他高价值用途，总比从粮食里提纯来的实在。

差点忘了最重要的，有了工厂淀粉，可以节省出海量的优质耕地，海量的淡水，这些事物又得值多少钱！

碳中和这事也就罢了，关键是如果可以工厂通过二氧化碳合成淀粉，岂不是以后不用种地了？

如果粮食安全不需要以耕地面积来保证，只需要开几个电厂，二氧化碳制造厂和淀粉合成工厂，这以后全世界就再也没有饥荒存在了吧？

大国小国随便开几家工厂，全世界粮食自由，这也太恐怖了。

到时候炒粮食期货的不得哭死？粮价就再没有波动性，价格会跌到海沟里去。。。。

而且这样小国和大国之间的差距会进一步缩小，粮食自主可以保证了，国土面积和耕地面积意义就不大了，小国可以闷头开工厂，爆兵，第一产业不存在，影响战争的因素会变化非常大，搞不好发动战争的会更多。

科学到应用的路还很长，但是一般人一看到科学突破就开始浮想联翩。

就这个成果目前说它有什么重大影响还为时尚早。

从科学到应用之间还隔着技术，工艺，和成本控制。

许多科学成果在转化成应用的时候往往会遇到巨大的瓶颈。比如说可控核聚变，其实五六十年前理论就被提出了。那个时候的人无比乐观，觉得也就五十年人类就能掌握可控核聚变了。

但是真的研究下去会发现，稳定可控长期放电需要的技术太多！五十年后又五十年，今天都不知道可控核聚变何时能商业化。至于改变世界，无从谈起。

这个二氧化碳合成淀粉的成果，虽然很振奋人心。但是距离真正改变人类社会可能还有不小的距离。比如如何大规模低成本地合成反应所需的生物酶？比如生产淀粉所需消耗的能量到底有多少，是否能降低到一个比种植更便宜的状态？

总之，目前还只能谨慎地乐观。罗马不是一日建成的，科研成果其实极少能立刻带来巨大改变，都是要等许多相关的成果都成熟以后才可能真正带来巨大改变。比如鼠标，要知道鼠标发明者可是一分钱专利费都没有赚到，因为等到第一台苹果电脑问世的时候，专利保护期早就过了。

当然我大致看了一下这个成果，学术科研上的价值其实非常高。其实在学术上的影响会更大。

真的，牛X大了。

我大概看了一下

太阳能—光伏发电—电解制氢

二氧化碳+光伏制氢+催化剂——甲醇

甲醇——合成淀粉

我们本质上来说，一些能源都是来自于太阳供给，光合作用产生的淀粉也是把太阳能固化的结果。

那这个思路，就是用光伏发电将太阳能转化成电能，然后电解水制氢储能。

然后用氢气+催化剂还原二氧化碳生成甲醇，也就是把能量固化在二氧化碳中。

最后甲醇合成淀粉，简直秒啊。

淀粉水解变成葡萄糖，葡萄糖在人体最终代谢产物本来就是水+二氧化碳。

妙啊，真的秒极了。

除了能量损耗，别的没有变化。

我们是不是可以想象，工业化人工合成淀粉的时代是不是已经快要到来？

真的能工业化，意味着，再也没也有人会饿肚子了。

简直牛X

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  dao-bi 网友的相关建议: 
      

我看有人问，这个能不能获得诺贝尔奖。

诺贝尔奖分为5大类物理、化学、医学、文学、和平，物理学奖和化学奖由瑞典皇家科学院评定，生理学或医学奖由瑞典皇家卡罗林医学院(卡罗林斯卡学院)评定，文学奖由瑞典文学院评定，和平奖由挪威议会选出。

这个技术感觉在化学、和平奖上都能蹭上，解决了碳的问题，也解决了粮食问题。不过能不能得，就不一定了。

（有鉴于评论区的留言补充下，我是觉得在人工合成淀粉这个技术足以被称为「对人类有巨大贡献的技术」，也就达到诺奖级别，而一个技术必然是承前启后的，但能领奖的就三个人，也有可能是基础科研的人去领，不一定是实现的人，也可能是都有）

这一点也不用太着急，每次诺贝尔奖都是评选的多年以前的事。

至于合成成本，这个是要靠技术迭代的，现在还处于实验室级别，并不能工业化（也就是降低成本、增加效率虽然也是实验追求之一，但是作为第一次成功合成的实验室产物，成本这个问题并不是首要考虑）。

作为这件事的第一步，无疑是划时代的技术。

当然以后肯定有天然淀粉、人工淀粉之分了，也就像现在说的有机一样，价格翻出去好多倍。

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讲点专业的artificial starch anabolic pathway (ASAP)，人工淀粉合成代谢途径。目前已经进化到3代了。

1代是从甲醇（methanol）合成淀粉，2代是增效ASAP 2.0的淀粉生产率提高了7.6倍。

现在ASAP3.0是直接从CO2+H2合成。

原光合作用理论能量转换效率仅为2%左右，目前的反应仅需要11步，其效率是玉米中淀粉生物合成的 8.5 倍。

按照目前的技术参数，在不考虑能量输入的情况下，一立方米生物反应器的年淀粉产量理论上相当于种植 1/3 公顷玉米的淀粉年产量。

这种技术放开了想，甚至可以作为在没有足够空气、植物的外星生存的底层技术，实现人工生态系统的碳循环。

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  sywx 网友的相关建议: 
      

绝对是诺奖中的诺奖。

两百年国运，浩浩汤汤。

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