在過去的200年里,人類向大氣層排放了萬億噸級(jí)二氧化碳,如同給地球造了個(gè)大棚,它們又被稱為——溫室氣體。
為了讓地球呼吸暢快，人類用了很多種方式去表達(dá)對(duì)地球的“愛”。常見的方式是減排，包括使用清潔能源，提高能源使用效率，減少一次性物品使用等，但人類總要排放碳，地球也會(huì)吸收碳，理想狀態(tài)下吸收量與排放量相抵消，這就是傳說中的“碳中和”。
碳中和：是指將co2等溫室氣體的人為排放量被人為努力（如將co2封存與轉(zhuǎn)化、植樹種草等）和自然過程所吸收，即排放和吸收相等，實(shí)現(xiàn)凈碳排放為零。
對(duì)于“co2轉(zhuǎn)化”這一世界級(jí)難題，深圳先進(jìn)院“特等生”們給出了新思路——將原本作為排放廢棄物的co2進(jìn)行資源化利用，通過開發(fā)電催化與生物轉(zhuǎn)化級(jí)聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)co2向高附加值長(zhǎng)碳鏈產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。也就是說人類制造出的廢氣能被人類利用起來，制作成實(shí)用性強(qiáng)的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“自產(chǎn)自銷”。
圖源：東方ic
深圳先進(jìn)院的這群“特等生”們分別是深圳先進(jìn)院合成所研究員于濤、深圳先進(jìn)院碳中和所副研究員張小龍、深圳先進(jìn)院合成所高級(jí)工程師夏霖，他們都是“碳中和”研究各主要環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)人。
關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)“碳中和”，深圳先進(jìn)院“三劍俠”是這樣說的。
于 濤——深圳先進(jìn)院合成所研究員
今年4月，于濤團(tuán)隊(duì)與合作者成功實(shí)現(xiàn)了co2到葡萄糖和脂肪酸的轉(zhuǎn)化，相關(guān)成果以封面文章形式發(fā)表于《自然—催化》雜志，他表示：“基于電催化技術(shù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將聯(lián)合作戰(zhàn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)co2到各類蛋白質(zhì)如肉蛋白、飼料蛋白等高附加值產(chǎn)物的合成?！?br>張小龍——深圳先進(jìn)院碳中和所副研究員
負(fù)責(zé)新型高效電催化劑開發(fā)的張小龍介紹道：當(dāng)前，電催化co2還原產(chǎn)物往往局限于簡(jiǎn)單小分子化學(xué)品，其附加值低?！皩㈦姶呋夹g(shù)與合成生物學(xué)結(jié)合，開發(fā)電/生物串聯(lián)催化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)co2向高附加值產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化?！?br>夏 霖——深圳先進(jìn)院合成所高級(jí)工程師
“我的工作就像是電催化體系與合成生物體系的‘粘合劑’，運(yùn)用交叉學(xué)科與集成的方法將兩者有機(jī)結(jié)合，同時(shí)用數(shù)學(xué)建模、熱力學(xué)計(jì)算、物理、化學(xué)等方法，研發(fā)出能夠用于co2高附加值產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)的裝置，進(jìn)一步推動(dòng)鏈條式、規(guī)?；瘜?shí)現(xiàn)co2的綠色轉(zhuǎn)化與利用。”夏霖表示。
co2 電催化與生物煉制原型示范平臺(tái)亮相高交會(huì)
這個(gè)問題其實(shí)可以用大小朋友都愛玩的“樂高”積木來舉個(gè)例子。
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可以將co2理解為一個(gè)“積木原材料”，電催化技術(shù)負(fù)責(zé)把co2高效組合成一單元、二單元、三單元等的“基礎(chǔ)積木單元”（低碳化學(xué)品），再把這些基礎(chǔ)積木單元根據(jù)各種各樣的組合拼接“說明書”，通過合成生物技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合拼接，最終形成各種用途的“積木造型”（高附加值產(chǎn)品）。
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這些“積木造型”最終將會(huì)是米、油、糖等基礎(chǔ)原料，或者是香水、藥品等精細(xì)化學(xué)品。
深圳先進(jìn)院不僅擁有“特等生”，還在今年高交會(huì)上帶來了好消息。
院士領(lǐng)銜！深圳先進(jìn)院碳中和技術(shù)研究所去籌成立
11月15日，在第二十四屆高交會(huì)開幕首日，深圳先進(jìn)院碳中和技術(shù)研究所（簡(jiǎn)稱“碳中和所”）揭牌儀式在會(huì)展中心舉行，標(biāo)志著深圳先進(jìn)院碳中和所正式去籌成立。
中國(guó)科學(xué)院院士、著名碳材料與能源材料科學(xué)家成會(huì)明擔(dān)任碳中和所所長(zhǎng)。
開發(fā)和利用可再生能源實(shí)現(xiàn)“碳中和”
作為“碳中和”領(lǐng)域?qū)＜?，成?huì)明致力于新型儲(chǔ)能材料與器件、太陽能光催化材料、碳納米管、石墨烯等研發(fā)，在我國(guó)碳材料與儲(chǔ)能領(lǐng)域作出了突出貢獻(xiàn)。成會(huì)明表示，輪胎、纖維、塑料等工業(yè)原料目前都以化石資源為主，隨著石油、天然氣等資源的枯竭，可以把co2作為工業(yè)原料、生產(chǎn)原料加以利用，將其轉(zhuǎn)變成具有工業(yè)價(jià)值的資源或者農(nóng)產(chǎn)品。
“這不僅有助于減少碳排放，還能促進(jìn)‘碳中和’循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！背蓵?huì)明表示。
成會(huì)明院士
對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)“碳中和”，成會(huì)明指出“開發(fā)和利用可再生能源是根本途徑，而co2轉(zhuǎn)化與利用也是主要路徑之一”。
眾所周知，co2非常穩(wěn)定，是一種惰性分子，不易活化——如果要進(jìn)行轉(zhuǎn)化就需要施加能量，因此需要發(fā)展高效的催化劑；從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，單憑電催化轉(zhuǎn)化成的甲醇、乙醇、甲酸等產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有限，這時(shí)則需要多學(xué)科交叉研究，比如利用合成生物學(xué)轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)物。這里說的，便是上面所提到的“碳中和”相關(guān)技術(shù)研究“三劍俠”所研究與實(shí)踐的事情。
充分發(fā)揮學(xué)科交叉特色推動(dòng)研發(fā)與創(chuàng)新
化石能源屬于有限能源，最終會(huì)被消耗殆盡，那么人類的子孫后代如何穿衣吃飯？
立足這一角度，通過co?轉(zhuǎn)化，將co?作為資源加以利用，更能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，為后代提供保障?；谶@一出發(fā)點(diǎn)，碳中和所的研究團(tuán)隊(duì)已與深圳先進(jìn)院相關(guān)的研究團(tuán)隊(duì)密切合作，充分發(fā)揮學(xué)科交叉特色，共同推動(dòng)碳中和相關(guān)技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。
1、如與合成所研究co2生物轉(zhuǎn)化的于濤團(tuán)隊(duì)和研究合成生物與電化學(xué)交叉融合的夏霖團(tuán)隊(duì)合作；
2、與研究無人駕駛的集成所李慧云團(tuán)隊(duì)共同開展智慧能源和車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)方面的研究；
3、與研究碳匯的集成所陳勁松團(tuán)隊(duì)就碳匯與碳排放的檢測(cè)開展合作等。
培育和輸出一批“碳中和”優(yōu)秀人才
國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、深圳先進(jìn)院院長(zhǎng)樊建平表示，深圳先進(jìn)院在碳中和領(lǐng)域，充分發(fā)揮學(xué)科交叉與人才隊(duì)伍優(yōu)勢(shì)，通過整合現(xiàn)有碳中和領(lǐng)域相關(guān)科研力量和引進(jìn)海內(nèi)外高端人才，打造在可再生能源生產(chǎn)、能源高效存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化、二氧化碳捕獲與轉(zhuǎn)化、智慧能源與新型電力系統(tǒng)等關(guān)鍵碳中和領(lǐng)域的一流人才隊(duì)伍，瞄準(zhǔn)核心共性技術(shù)突破，以源頭創(chuàng)新為產(chǎn)業(yè)賦能，助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
深圳先進(jìn)院樊建平院士
碳中和所也將培育和輸出一批碳中和技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)秀人才——
目前，碳中和所已有各類人才60余人、碩士博士研究生50多人，首批設(shè)立了低維能源材料研究中心、先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究中心兩個(gè)研究單元。
未來3至5年還將成立若干個(gè)研究中心，各類人員總規(guī)模達(dá)到500至800人，基本涵蓋碳中和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
未來，碳中和所將建立碳中和技術(shù)創(chuàng)新全鏈條，培育和帶動(dòng)與碳中和相關(guān)的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成未來可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈，并助力深圳市優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展；為政府和企業(yè)在零碳低碳能源供給、低碳與零碳產(chǎn)業(yè)鏈、碳吸收與生態(tài)再生等方面提供發(fā)展戰(zhàn)略與政策咨詢。
努力推動(dòng)“碳中和”相關(guān)技術(shù)走進(jìn)現(xiàn)實(shí)
同日，深圳先進(jìn)院、**局集團(tuán)共同在“碳中和”技術(shù)研究上來了一次超前升級(jí)——共同成立“co2綠色轉(zhuǎn)化未來產(chǎn)業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，聯(lián)合研發(fā)首個(gè)合作項(xiàng)目“基于電催化co2轉(zhuǎn)化與生物煉制的綠色制造”。
簽約儀式現(xiàn)場(chǎng)照片
11月15日，在第二十四屆高交會(huì)開幕首日，深圳先進(jìn)院與**局集團(tuán)在會(huì)展中心舉行了實(shí)驗(yàn)室共建協(xié)議簽約儀式，將依托聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室共同開展的首個(gè)聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目。
據(jù)介紹，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將圍繞高效co2催化轉(zhuǎn)化材料與器件開發(fā)、低碳化學(xué)品合成生物學(xué)轉(zhuǎn)化、多碳源綜合利用轉(zhuǎn)化與系統(tǒng)集成等三方面開展研究；將建成圍繞co2綠色轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的千噸級(jí)裝置和中試線，為建設(shè)綠色生物制造產(chǎn)業(yè)園和相關(guān)產(chǎn)業(yè)集群奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)碳中和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
據(jù)悉，此次合作是深圳先進(jìn)院碳中和所最大的一筆產(chǎn)業(yè)合作項(xiàng)目，也是繼深圳先進(jìn)院材料所喻學(xué)鋒團(tuán)隊(duì)在二維黑磷領(lǐng)域與興發(fā)集團(tuán)簽訂超億元橫向委托合同后，深圳先進(jìn)院獲得的又一合作經(jīng)費(fèi)近億元的重大項(xiàng)目。
談及合作契機(jī)，深圳先進(jìn)院樊建平院士表示，自建設(shè)伊始深圳先進(jìn)院與**局就在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、技術(shù)合作等方面有著密切的合作，“深圳先進(jìn)院自蛇口起步，與**局的合作由來已久”。
**局集團(tuán)戰(zhàn)略發(fā)展部副部長(zhǎng)張華則表示，綠色科技產(chǎn)業(yè)是**局集團(tuán)重點(diǎn)培育的新興產(chǎn)業(yè)之一，但僅靠企業(yè)的科技創(chuàng)新力量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要推動(dòng)“產(chǎn)學(xué)研用”各方的協(xié)同合作。
“基于**局集團(tuán)與深圳先進(jìn)院的前期合作基礎(chǔ)，我們希望能夠以產(chǎn)業(yè)需求牽引科技攻關(guān)，通過整合各方技術(shù)和產(chǎn)業(yè)資源，推動(dòng)碳中和領(lǐng)域相關(guān)的科技成果落地轉(zhuǎn)化，開辟碳中和領(lǐng)域新賽道，推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)‘30.60’目標(biāo)的如期實(shí)現(xiàn)”張華說。
搶抓產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合率先開辟碳中和新賽道
近年來，我國(guó)憑借低成本和規(guī)?；瘎?chuàng)新優(yōu)勢(shì)，建立起具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的風(fēng)電、光伏等新興產(chǎn)業(yè)鏈，已成為全球可再生能源領(lǐng)域超大投資國(guó)和生產(chǎn)國(guó)。
根據(jù)國(guó)際能源署的推算，全球清潔能源年投資額有望在2030年超過2萬億美元。在此背景下，應(yīng)該如何抓住碳中和產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)？
“碳中和產(chǎn)業(yè)前景廣闊，但需發(fā)展顛覆性技術(shù)。”中國(guó)科學(xué)院院士、著名碳材料與能源材料科學(xué)家成會(huì)明在會(huì)上分析，比如：新能源汽車領(lǐng)域可重點(diǎn)發(fā)展車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)；節(jié)能增效方面可重點(diǎn)發(fā)展碳排放檢測(cè)與碳匯技術(shù)；能源儲(chǔ)存方面可以重點(diǎn)發(fā)展新型儲(chǔ)能電池；可再生能源方面可以重點(diǎn)發(fā)展集中式海上光伏與風(fēng)電、分布式光伏等；依托龍頭企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展智慧能源網(wǎng)絡(luò)和新型電力系統(tǒng)等。
那么，在碳中和領(lǐng)域什么是顛覆性技術(shù)呢？
隨著“碳中和技術(shù)研究所”正式去籌成立、“co2綠色轉(zhuǎn)化未來產(chǎn)業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”正式成立、“基于電催化co2轉(zhuǎn)化與生物煉制的綠色制造”正式啟動(dòng)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合下，答案將呼之欲出。
在不久的未來，綠色精細(xì)化工和精細(xì)農(nóng)業(yè)將成為趨勢(shì)。成會(huì)明表示，以后人類不再只從土地上生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品，也可以從實(shí)驗(yàn)室中得到農(nóng)產(chǎn)品，像蛋白質(zhì)、淀粉等。
合作模式極具創(chuàng)新，不斷放大科研成果產(chǎn)業(yè)化規(guī)模效應(yīng)
值得關(guān)注的是，該合作由成會(huì)明牽頭并擔(dān)任聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任，將帶領(lǐng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)突破由新能源驅(qū)動(dòng)的糧食、燃料、高價(jià)值化學(xué)品的可持續(xù)大規(guī)模制造技術(shù)，建立國(guó)際領(lǐng)先的co2利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。
據(jù)了解，本次合作模式采用的是深圳先進(jìn)院率先探索出的“蝴蝶模式”，這是科研成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化方面實(shí)現(xiàn)科研產(chǎn)業(yè)一體化推進(jìn)的一種模式。在該模式下，科研成果“0-1-10-∞”的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模效應(yīng)被不斷放大。
也就是說——一般科研項(xiàng)目覆蓋的階段：
是“0-1”，技術(shù)從零到有即算完成；或是“1-10”，技術(shù)從有到產(chǎn)業(yè)化前；又或是“10-∞”，從一個(gè)成熟完整的技術(shù)鏈條到投入大規(guī)模生產(chǎn)。
而聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，在聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成員、深圳先進(jìn)院合成所研究員于濤團(tuán)隊(duì)與合作者成功實(shí)現(xiàn)的co2到葡萄糖和脂肪酸的轉(zhuǎn)化的科學(xué)驗(yàn)證基礎(chǔ)上，將進(jìn)一步貫穿“1-10-∞”全過程，更大程度地提高了成功率。
據(jù)成會(huì)明透露，根據(jù)研發(fā)進(jìn)展，**局集團(tuán)有意向在該領(lǐng)域設(shè)立基金，如果在研發(fā)過程中產(chǎn)生了可以轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的成果，如新型催化劑、酵母等，即啟動(dòng)“沿途下蛋”模式，經(jīng)內(nèi)部評(píng)估后有望隨即進(jìn)行轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，甚至規(guī)模生產(chǎn)。
高交會(huì)上深圳市碳中和先進(jìn)技術(shù)協(xié)會(huì)正式成立
國(guó)家最新部署指出，要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型；積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和；開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)是一場(chǎng)廣泛而深刻的社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革。在碳中和的重大歷史機(jī)遇下，牢牢緊抓碳中和產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)，才能進(jìn)一步提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。
深圳先進(jìn)院讀研怎么樣(聯(lián)合培養(yǎng)研究生到底好不好)
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