【跨越式突破 中国首次在实验室实现人工合成淀粉】
  粮食不需要土地种植,可以在生产车间中制造出来。如今,这个看似天方夜谭的想象正在成为可能。
  日前,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称“天津工业生物所”)在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展,在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。
  “这也意味着,我们所需要的淀粉,今后可以将二氧化碳作为原料,通过类似酿造啤酒的过程,在生产车间中制造出来。”天津工业生物所所长马延和说。
  将二氧化碳还原生成甲醇,再转化为淀粉
  淀粉是人类粮食的最主要成分,同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用,将太阳光能、二氧化碳和水转化而成。
  长期以来,科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程,希望提高二氧化碳和光能的利用效率,最终提升淀粉的生产效率。
  这次,天津工业生物所的科研人员就成功创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。这条路线涉及11步核心生化反应,淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
  从能量角度看,光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此,将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。
  “我们想到了光能—电能—化学能的能量转变方式。”天津工业生物所副所长王钦宏说:“首先,光伏发电将光能转变为电能,通过光伏电水解产生氢气;然后,通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇,将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%,远超光合作用的能量利用效率。”
  自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。王钦宏说:“要想人工实现这个过程,关键是要制造出自然界中原本不存在的酶催化剂。”
  科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂,最终优中选优,使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。这种路径不仅能合成易消化的支链淀粉,还能合成消化慢、升糖慢的直链淀粉。
  “也许在不久的将来,不需要种地,也能够满足我们对碳水化合物的需要。”王钦宏说。
  在人工合成途径构建上实现跨越式突破
  不依赖植物光合作用、人工合成碳水化合物,一直是世界各国科学家的梦想。此前,华人科学家杨培东曾带领团队利用聚糖反应成功将二氧化碳转化为多种单糖混合物。
  “但是,他们还尚未实现复杂碳水化合物的人工定向合成。”天津工业生物所副研究员蔡韬说:“也就是说,他们的路线方法合成的是多种简单糖类化合物的混合物,还很难定向到其中的一种。”
  专家介绍,淀粉高效人工合成的挑战主要来自低密度太阳能到高密度电能和氢能,低浓度二氧化碳到高浓度二氧化碳,以及复杂合成途径到简单合成途径3个方面。此前,在众多科研人员的努力下,前两个问题已基本得到了解决。
  “这次,我们主要在人工合成途径构建方面实现了跨越式突破。”马延和说。
  他介绍,一是跨越了人工途径进化的鸿沟。克服了不同来源、不同遗传背景的生物酶之间热力学与动力学不匹配等瓶颈,二氧化碳到淀粉的碳转化速率和效率显著提升;二是跨越了从虚拟到现实的鸿沟。团队用计算机可以设计出很多条合成途径,通过各种模块的组装和适配,最终筛选出了符合条件的路径,实现了人工淀粉合成。
  “经过分析鉴定,我们合成的淀粉样品无论成分还是理化性质,都和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
  据科研团队介绍,在充足能量供给的条件下,按照目前的技术参数推算,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。
  马延和说:“这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。”
  创新科研组织模式,让不同专长的团队协同攻关
  专家预计,如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性,将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源,避免农药、化肥等对环境的负面影响,提高人类粮食安全水平,促进碳中和的生物经济发展。
  重大原创性突破的背后,除了科研团队多年的努力和坚持之外,科研组织模式的创新功不可没。
  天津工业生物所自2015年起,聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用,开展需求导向的科技攻关,集聚所内外创新资源,加强“学科—任务—平台”整合,实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局,组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。
  传统科研模式一般以课题组为单元进行,优势是能够集中在一个领域方向,但不是所有的研究项目都适合这样的模式。
  马延和说:“比如,我们这个项目是一个多领域多方向交叉的工作,这就需要将具备不同专长的人和团队组织起来,协同合作才能够完成,传统科研模式显然不太适合。”
  根据项目特点,研究所创立了新的科研组织模式,即三维管理模式。
  “三维管理模式,具体来说就是所里统一拨付经费,设立总体研究部、研究组和平台实验室。”蔡韬说:“总体研究部负责项目矩阵管理;研究组是根据领域方向和学科布局设置的特色学科组,实现专业分工;平台实验室则负责为项目提供装备方法支撑。”
  “在这种新模式下,要实现哪一步目标、需要哪些人来做哪些任务,我们在整个项目层面都会事先进行具体分析。”蔡韬说,“比如,途径设计就是由所里生物设计中心科技组来负责,总体研究部通过任务分解,将相关研究任务定向委托给他们。简单来说,这个模式更容易实现专业的人做专业的事,全预算的方式也能够保证团队一直稳定地做这一件事。”
  项目实施过程中,也会对承担分任务的科研团队进行严格考核。通不过考核的团队,则由新的团队替换来重新完成任务。
  “整个项目过程中,共有十多个小团队参与。”蔡韬说,“不同团队聚在一起,为一件事、一个目标、一个任务共同努力,协同攻关,最终实现了原创性重大突破。” 
  来源:人民日报

#立陶宛正寻求方案以修复与中国外交裂痕# 【立陶宛总统:正与他国合作,寻求缓和与中国大陆关系】立陶宛政府频频在台湾问题上触碰中方红线,导致双方关系恶化。据立陶宛国家广播电视台(LRT)9月23日消息,正在美国访问的立陶宛总统瑙塞达(Gitanas Nausėda)表示,立陶宛和中国大陆都需要寻求解决方案,以修复双方最近的外交裂痕。

“我们正在努力,与个别国家合作……只是想消除已经形成的困境。”瑙塞达在纽约对媒体说。

报道称,根据瑙塞达的说法,任何解决方案都需要“尊重”立陶宛自主决定与哪一国或地区发展经济文化关系的权利。

他说:“我相信,问题的解决方案掌握在两国手中,单边行动可能只会产生部分结果……我认为,我们可以在协调人的帮助下,通过展现出谈判和对话的意愿来解决这场冲突。”

在接受媒体采访前,瑙塞达于当地时间21日在第76届联合国大会一般性辩论上发表讲话。LRT注意到,尽管立陶宛与中国大陆关系恶化,但瑙塞达在发言中谴责了白俄罗斯在立陶宛边境助长移民危机,以及俄罗斯对乌克兰等地的“持续侵略”等,并未提到中国大陆。

瑙塞达对媒体说:“在15分钟(的发言)里,我们必须向世界发声,我们真的需要说出对我们和世界都很重要的话,我做到了。”

在立陶宛不顾中方反复交涉,宣布允许台当局以“台湾”名义设立“代表处”后,中方上个月宣布,决定召回中国驻立陶宛大使,并要求立政府召回驻中国大使。

此后,立陶宛方面一边坚称“没有做错任何事”,一边又希望中国大使返回立陶宛。

瑙塞达的首席外交政策顾问斯凯吉里特(Asta Skaisgirytė)23日对LRT表示,立陶宛和中国可以各自让大使重返工作岗位,这“将是第一个友好的信号”,可能是解决两国因台湾问题引发双边关系危机的第一步。

但斯凯吉里特依然“嘴硬”,声称即使是中国大陆这样的世界强国,也不应该“对立陶宛发号施令”,决定它应该和谁“做朋友”、应该设立什么样的代表机构。

她还试图为立陶宛与台当局搞官方往来开脱,称设立“代表处”并不意味着“外交承认”,立陶宛将继续尊重“一个中国”政策。

斯凯吉里特的这套说辞,与欧盟对外行动署的论调如出一辙,后者也曾宣称,欧盟成员国同台湾互设“代表处”不违反“一个中国”政策。

【#限电停产席卷10余省#,电力人士:一些电厂越发电越亏,缺口扩大】限电、停产,正在席卷包括江苏、浙江、山东、广西、云南等在内的至少10余个省份。

受此影响,9月22日起,多家A股上市公司密集发布了关于限电停产的公告。

功能性遮阳材料生产商西大门公告称,由于电力供应紧张,浙江省近日对辖区内重点用能企业实行用电降负荷,在确保安全的前提下对重点用能企业实施停产,预计将停产至9月30日。公司目前被迫临时停产,预计影响遮阳面料产量约11.54万平方米/日。

南京化纤公告称,受江苏省电力供应紧张的影响,全资子公司江苏金羚纤维素纤维有限公司9月22日临时停产,预计10月上旬恢复生产。受化工原料价格大幅上涨推动,江苏金羚粘胶短纤产品的生产成本涨幅较大,销售毛利已为负数。公司判断江苏金羚本次因供电影响而临时停产不会对公司的经营业绩产生重大不利影响。

限电、停产的背后,主要有双重因素叠加,一是煤炭供应偏紧、电煤价格高企导致的电力供应紧张,二是一些地区出于能耗双控压力而采取能源消费管控措施。在碳达峰、碳中和的目标下,这一轮限电、停产,尤其凸显了处理好中长期绿色转型与短期经济平稳增长之间关系的重要性。

双重压力下的限电停产

9月23日,东部某省份一家包装材料工厂的负责人给员工发消息称:刚接供电局通知,工厂10点起拉闸停电,具体来电时间待定。

前一天,他们已经收到了“开四停三”的口头通知,周五到周日暂不要求全停,但每天仍有三个时间段需要配合停电。

该工厂一位负责人向21世纪经济报道记者介绍,停电将导致生产成本增加,更严重的是生产力大大削减,交货周期延长,马上双十一临近,快速消费品的包装需求剧增,各个客户都在催促交货。现在接新订单也比较谨慎了,需要事先跟客户说明货期至少要延长1到2周,影响难以估量,而且还不清楚限电要持续到什么时候。

多地通知的电力供应紧张背后,除了经济复苏、外需旺盛等需求侧的因素之外,供给侧的原因也格外凸显,煤炭供应紧张,电煤价格始终在高位运行,煤电厂库存持续降低,停机、检修等现象频现。

一位电力系统人士向记者表示,确实已经出现了一些发电厂越发电越亏损的情况,发电厂不愿意亏本发售电,积极电力供应缺口扩大。

21世纪经济报道记者还了解到,目前,有的省份电力缺口在持续扩大,影响或远超过几个月前的一轮限电。

另一方面,一些地区同时还面临着能耗双控的压力。今年5月,国家发改委环资司召开部分节能形势严峻地区谈话提醒视频会议,对一季度能耗强度不降反升的浙江、广东、广西、云南、青海、宁夏、新疆等省区节能主管部门负责同志进行谈话提醒,督促有关地区进一步加大能耗双控工作力度,确保完成本地区年度能耗双控目标任务。

然而,上半年结束后,形势并未好转。国家发改委发布的《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》显示,青海、宁夏、广西、广东、福建、新疆、云南、陕西、江苏9个省(区)上半年能耗强度不降反升,为一级预警。

多个省份为了降能耗采取了积极行动。江苏省于9月8日至30日开展年综合能耗5万吨以上企业专项节能监察行动,监察范围包括全省年综合能耗5万吨标准煤以上323家企业、综合能耗5万吨标准煤以上29家“两高”项目和2020年以来投产的综合能耗5000吨标准煤以上存量“两高”项目。

9月11日,云南省发布了《关于坚决做好能耗双控有关工作的通知》,提出加强重点行业管控,譬如,9月水泥产量在8月份产量基础上压减80%以上,10-12月全部水泥企业错峰生产时间不少于40天;确保工业硅企业9-12月份月均产量不高于8月产量的10%(即削减90%产量)。

能耗双控制度调整能否“救场”?

针对煤炭保供稳价的问题,国家发改委、能源局等部门近日采取了一系列措施,包括派出督导组,赴相关重点省份和企业、港口开展能源保供稳价工作督导;组织相关省区经济运行部门、面向东北区域主要煤炭生产企业、保供煤矿和东北地区重点发电供热企业,集中补签采暖季煤炭中长期合同,将发电供热企业中长期合同占用煤量的比重提高到100%;降低旺季电厂存煤标准,电煤消费旺季原则上电厂存煤可用天数应保持在7-12天,用煤高峰期存煤上限不高于12天等。

有分析人士指出,随着国家引导地方不断释放煤炭产能,减少囤积居奇等现象,煤炭价格可以降得下来。

能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥则从另一个视角向21世纪经济报道记者表达了观点,煤炭的生产、库存、供应等因素影响了短期的煤价,但从长期来看,如果加上碳税、环境税等,煤炭的价格应该高,这样才能更好地促成煤电厂的转型以及可再生能源的发展。

中金也曾在此前的一份研报中指出,尖峰缺电或成为新常态,在构建新型电力系统过程中,坚定清洁能源发展、完善电价和储能机制,加强电网灵活性和调度能力,将是长期工作和投资方向。

从2020年的数据看,我国的火电发电量占比仍然超过了70%。而清华大学发布的一份 “中国长期低碳发展战略与转型路径研究”成果显示,在2℃控温目标下,到2050年,我国非化石能源电力将占总发电量的约90%,基本形成以新能源和可再生能源为主体的近零碳排放能源体系。

事实上,处理短期的缺电问题与中长期的电力转型之间的关系只是一个缩影,在碳达峰、碳中和目标下,如何妥善处理短期经济平稳增长与中长期绿色转型之间的关系,考验多方的智慧。

一些地区已经出现了有所“跑偏”的现象,今年7月以来,中央及部委就屡屡强调先立后破,纠正运动式“减碳”,防止有的地方对高耗能项目搞“一刀切”关停等。

第十三届全国政协经济委员会副主任、中国发展研究基金会副理事长刘世锦在近日的公开演讲中表示,中国实现碳达峰、碳中和的目标,现阶段采取的还是从上到下、层层分解任务目标,用行政性手段来实施,在相当长一段时间,还没有很好的替代性办法。这种办法的优点是短期内行动比较快,也会取得明显的成效,但指标分配不合理、激励不足、搭便车、经济平衡性较差等问题或难避免。

刘世锦强调,要防止降碳被滥用,成为行政性不当干预的另外一种借口,严重影响生产生活的正常运行。实现碳达峰、碳中和目标,关键是用绿色技术替代传统技术,是要减少碳排放,而不是减少生产能力,更不是在不具备绿色技术的情况下,人为地打乱正常的供求秩序。

对于能耗双控带来的一些“硬约束”,国家发改委9月16日印发了《完善能源消费强度和总量双控制度方案》,给予了很多灵活空间,包括:国家层面预留一定总量指标,统筹支持国家重大项目用能需求、可再生能源发展等;对能耗强度降低达到国家下达激励目标的省份,其能源消费总量在五年规划当期能耗双控考核中免予考核;对超额完成激励性可再生能源电力消纳责任权重的地区,超出最低可再生能源电力消纳责任权重的消纳量不纳入年度和五年规划当期能源消费总量考核等。

尤其是最后一点备受关注,即通过更多地使用可再生能源,地方获得更大的经济发展空间。

有受访人士向记者表示,政策在不断完善的过程中,但还有待地方具体落实执行。这一系列调整,增加了能耗双控制度的灵活性、合理性,能够更好地兼顾节能降耗与经济增长的平衡,能耗双控制度对经济运行的影响也会缓解。(21世纪经济报道)


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