【科技助农 人勤春早】2月21日，巨野县柳林镇去年建设的5000亩高标准农田里，井灌设施已投入使用，刚刚浇过的麦苗春意浓浓。“这几年，俺们从种到收全部实现机械化了，但最难的是浇地，扯四五捆电线还到不了地头，有时为占井，都是夜里扛着被子睡在井边看井。自‘高标田’建设后，机井电桩插上卡，地头‘水龙头’流出水。”说起“高标田”，柳林镇代楼村村民崔荣军一脸喜色。
据了解，柳林镇高标准农田项目涉及机井56眼、低压管道28000多米、高压线路2800米、道路铺设3000多米，按照“因地制宜、集中连片、整体推进”模式，大力开展“田、土、水、路、林、电、技、管”综合开发。“原来地块小，种地很费事，村里年轻人都不愿意干。今年高标准农田地头都打井了，地下也埋上管子了，今年春耕大伙儿的干劲更足了！”柳林镇代楼村村民崔德枝说。
“目前，柳林镇5000亩高标准农田项目已全面完工投入使用，初步形成田成片、渠相通、路相连，惠及周边10余个村庄，受惠群众达万人，让农民群众实实在在享受到实施农村基础设施建设带来的实惠，高标准农田真正成为农民愿意种的稳产田、高产田！”柳林镇党委书记王阳峰告诉记者。
近年来，巨野县坚持集中连片、设施配套、整体开发利用的原则，大力推进高标准农田建设，有效增强了农业综合生产能力。2020年巨野县投资8000余万元建设的8万亩高标准农田已全面投入使用，涉及田庄镇、麒麟镇、龙堌镇、柳林镇等10个乡镇，项目区的农田水利基础设施及灌排条件得到明显改善，抗灾减灾能力明显增强。目前，全县建设高标准农田达11万亩。
2月22日，核桃园镇乐土村的一块麦田地头上，村民王刘全对眼前正在建设的“高标田”充满期待：“以前田间小路一遇雨雪天，庄稼都拉不出来，现在沟、路、渠、井、闸、涵、电、泵井等设施齐全，每亩粮食增产个一二百斤不成问题。”
“核桃园镇的高标准农田建设项目，截至目前已完成机井27眼、桥涵21座、路面土方基础3公里，井管建设很快完工，今年清明节前群众就可以灌溉春苗了。”核桃园镇党委副书记柳絮说。
高标准农田建设也加快了土地流转步伐。巨野县大义镇王店村是一个种粮大村，由于务农村民老龄化严重，村内不少土地出现了没人种、没人管的半荒状态，土地产值低。为了打破这一困境，2019年，村“两委”通过党支部领办合作社对全村的土地实行托管服务。“村党支部成立合作社，对全村土地进行托管，统一管理。目前全村土地托管四千余亩，占全村的80%以上，通过高标准农田建设，又大大提升了土地的产能产值。”王店村党支部书记王甫建告诉记者。同时，该合作社还通过实行土地集约化经营，服务周边五个村庄近两万亩农田。巨野县农业农村局局长张天栋介绍，目前，全县土地流转率已达52.4%以上。
“外出打工久了，就不想回来种地了，10余亩地在自己手上也是浪费，还不如托管出去。”独山镇于楼村村民于晓明一家7口人，共有10余亩地，自己与孩子常年在外地打工，回家的次数屈指可数。4年前，他将地全部“托付”给了当地的农业合作社打理。“还别说，当年年底一算账，把我们一家人乐坏了，家里田地收入再加上在外打工挣的钱，足足有10余万，比往年全部收入多出两倍多。”于晓明说。
济宁任城区：手机上看住“口粮地”
□记者 王浩奇 通讯员 袁进 梁春峰
2月21日下午，济宁市任城区安居街道桥西村一块2亩多的撂荒地，一小时引来三拨人“光顾”，平时少人问津的农田里一时热闹起来。
事情要从一条匿名信息说起。“耕地不明原因撂荒。”当天下午3点多，一条配有两张现场图片的举报信息通过微信小程序上传到任城区耕地保护田长制监管平台。收到手机提示信息，村干部第一时间赶到；正在邻村巡查的街道自然资源所所长周平勇十多分钟后到达现场；区自然资源局耕保科和自然资源执法监察大队工作人员根据平台导航紧急赶到。经调查得知，这块地在平台上已有“前科”。
“都怪我当时不懂政策，盲目行动，又给大家添麻烦了。”撂荒地主人张全国一边忙着挖沟排水，一边不好意思地解释。去年10月，张全国为增加收入，私自将农田挖成鱼塘建设垂钓项目。结果，没等鱼苗进塘，事情就被传到了监管平台，项目因实施后将改变耕地地类变更被立即叫停。他紧接着又将鱼塘填平，对地块进行了复耕。白忙活一个多月，不仅误了种粮农时，还因地处采煤塌陷区积了不少水，这才被迫撂了荒。他现在一边排水，一边等天气回暖，准备重新种粮种菜。
“守住全区耕地红线，我们时刻准备着。哪里有丝毫异常，都会通过耕地保护田长制监管平台触碰各级监管‘神经’，我们将立即前往处置。”任城区自然资源执法监察大队副大队长贾宝群告诉记者，这次举报尽管存在误会，但他们没有白来，一是对此前问题的处置进程进行了回访，二是对村民进行了进一步的政策宣讲和复耕指导。
去年4月，任城区建立区、镇（街道）、村（社区）三级田长制体系，构建“党政同责、部门协同、公众参与、上下联动”的“田长制”管理体系，将耕地和永久基本农田分层设置农田网格，建立以村（社区）为单位的网格化管理机制，由区长、镇长（街道办主任）和村（社区）主要负责人分别担任一级、二级和三级田长。一二三级田长分别以一季度、两周、一周为周期对负责区域进行巡查，及时发现并上报违法用地、耕地“非农化”“非粮化”等行为，通过“田长吹哨、部门报到”，实现土地违法违规行为“早发现、早制止、严查处”。
为规范“田长制”监管、提高工作效率，任城区以互联网和3S技术为基础，开发耕地保护田长制监管平台，通过线索上报、信息核实、违法研判、违法处置、绩效评价和综合监管等功能，实现耕地保护全生命周期监管。各级田长能够利用手机上的“田长制”APP实时上传违法行为，查看耕地和永久基本农田情况。任城区自然资源执法监察大队则能随时查看举报地块信息，对违法占用耕地和永久基本农田行为做到及早处置。平台还能通过实时跟踪记录巡查轨迹，对开展巡查任务的田长进行有效监管。平台同时设有群众举报微信小程序，群众通过扫描公布在村里的二维码就可举报违法行为，实现“人人都是田长，指尖保护耕地”。
作为省级自然资源“数字赋能”试点项目，任城区耕地保护田长制监管平台上线半年共收到提报线索194条，已处置完成159宗。目前，当地正进行平台二期功能开发，新功能将引入监控摄像头、巡查无人机，自动抓拍、比图、识别，对疑似破坏耕地违法行为及时预警并上报各级田长，通过“人防＋技防”实现对耕地和永久基本农田全天候无死角监控。
临沂费县：200亩麦田换种记
□记者 纪伟 通讯员 高云野
初春的沂蒙山，麦苗已蹿出20多厘米高。费县东蒙镇巨庄村村民王立志三天两头下地观察麦苗长势，“我种了十几年临麦4号，对这个品种的脾气比较熟悉，今年刚换了济麦23，得多上心。”
巨庄村有2700多人，人均土地一亩出头，但其中算得上良田的平坦耕地只有1400亩，大多是小麦与玉米轮作。王立志今年50岁出头，在村里是种庄稼的老把式，除了耕种自家的地，还从同村人手中流转了6亩多地，陆续购置了播种机等4台农机。“种了大半辈子地，但省里的专家却说咱种的地不大行，非让我换种子。”王立志回忆起换种之初的情景，直言当时颇有些不服气。
2020年，省农科院开始对口帮扶费县，派出了一大批专家来到田间地头，为沂蒙老区人民提供专业的农业技术支持，该院作物所研究员王旭清被派驻到巨庄村。
王旭清第一次来到王立志的麦地里，简单一交流，就看出了端倪。“老品种用了多年，自播自种，品种已经有些退化了，辛苦半年，小麦亩产也只有1000斤出头，我当时就推荐老王改种济麦23，亩产能到1600斤。”王旭清回忆说，但当时老王直摆手，表示改种新品种心里没底，还是老品种种着踏实。
庄稼人之间的事，总要在田地里见真章。去年麦收结束后，正是翻整土地种玉米的时候，王旭清在村里协调了十几亩地，种下了13个玉米新品种，作为推广良种的示范田。
巨庄村的玉米地过去几年常受锈叶病困扰，严重影响产量。去年，又到了锈叶病高发的时节，有些村民家的玉米遭了病，但十几亩示范田里的玉米，却长势喜人。
“当时我就觉得，这些专家还真是有两把刷子。”王立志说。去年冬小麦播种前，王立志找到了巨庄村党支部书记王立金，表示想试试专家带来的新麦种。8亩庄稼地，种上了济麦23。被事实说服的村民不只王立志，这一茬小麦，改换麦种的足足有200多亩。
除了让巨庄村的良田保持高产，王旭清还在推进一个更大的计划。去年9月，在省农科院的安排下，王旭清开始担任巨庄村的“第一村主任”，力争对该村的农业生产进行系统性提升，破题之举就是让巨庄村的小麦进行订单式生产。
“不同的小麦品种做出的面粉特点各异，强筋粉适合做面包，中筋粉适合做馒头面条。以前村民卖粮食时不作区分，面粉厂收购时就很头疼，因为这会导致同一个时间段做出来的馒头面条口感不稳定。”王旭清告诉记者，当地有一家左三姐食品科技开发有限公司，常年收购周边村庄的小麦，王旭清的同事龚魁杰就在该公司驻点帮扶。在两人的撮合下，这家公司计划与巨庄村达成订单生产协议，根据公司的生产需求，在巨庄村改种适销对路的麦种。这样一来，公司可以保证产品质量，村民卖粮的价格也能提升。（大众日报）
据了解，柳林镇高标准农田项目涉及机井56眼、低压管道28000多米、高压线路2800米、道路铺设3000多米，按照“因地制宜、集中连片、整体推进”模式，大力开展“田、土、水、路、林、电、技、管”综合开发。“原来地块小，种地很费事，村里年轻人都不愿意干。今年高标准农田地头都打井了，地下也埋上管子了，今年春耕大伙儿的干劲更足了！”柳林镇代楼村村民崔德枝说。
“目前，柳林镇5000亩高标准农田项目已全面完工投入使用，初步形成田成片、渠相通、路相连，惠及周边10余个村庄，受惠群众达万人，让农民群众实实在在享受到实施农村基础设施建设带来的实惠，高标准农田真正成为农民愿意种的稳产田、高产田！”柳林镇党委书记王阳峰告诉记者。
近年来，巨野县坚持集中连片、设施配套、整体开发利用的原则，大力推进高标准农田建设，有效增强了农业综合生产能力。2020年巨野县投资8000余万元建设的8万亩高标准农田已全面投入使用，涉及田庄镇、麒麟镇、龙堌镇、柳林镇等10个乡镇，项目区的农田水利基础设施及灌排条件得到明显改善，抗灾减灾能力明显增强。目前，全县建设高标准农田达11万亩。
2月22日，核桃园镇乐土村的一块麦田地头上，村民王刘全对眼前正在建设的“高标田”充满期待：“以前田间小路一遇雨雪天，庄稼都拉不出来，现在沟、路、渠、井、闸、涵、电、泵井等设施齐全，每亩粮食增产个一二百斤不成问题。”
“核桃园镇的高标准农田建设项目，截至目前已完成机井27眼、桥涵21座、路面土方基础3公里，井管建设很快完工，今年清明节前群众就可以灌溉春苗了。”核桃园镇党委副书记柳絮说。
高标准农田建设也加快了土地流转步伐。巨野县大义镇王店村是一个种粮大村，由于务农村民老龄化严重，村内不少土地出现了没人种、没人管的半荒状态，土地产值低。为了打破这一困境，2019年，村“两委”通过党支部领办合作社对全村的土地实行托管服务。“村党支部成立合作社，对全村土地进行托管，统一管理。目前全村土地托管四千余亩，占全村的80%以上，通过高标准农田建设，又大大提升了土地的产能产值。”王店村党支部书记王甫建告诉记者。同时，该合作社还通过实行土地集约化经营，服务周边五个村庄近两万亩农田。巨野县农业农村局局长张天栋介绍，目前，全县土地流转率已达52.4%以上。
“外出打工久了，就不想回来种地了，10余亩地在自己手上也是浪费，还不如托管出去。”独山镇于楼村村民于晓明一家7口人，共有10余亩地，自己与孩子常年在外地打工，回家的次数屈指可数。4年前，他将地全部“托付”给了当地的农业合作社打理。“还别说，当年年底一算账，把我们一家人乐坏了，家里田地收入再加上在外打工挣的钱，足足有10余万，比往年全部收入多出两倍多。”于晓明说。
济宁任城区：手机上看住“口粮地”
□记者 王浩奇 通讯员 袁进 梁春峰
2月21日下午，济宁市任城区安居街道桥西村一块2亩多的撂荒地，一小时引来三拨人“光顾”，平时少人问津的农田里一时热闹起来。
事情要从一条匿名信息说起。“耕地不明原因撂荒。”当天下午3点多，一条配有两张现场图片的举报信息通过微信小程序上传到任城区耕地保护田长制监管平台。收到手机提示信息，村干部第一时间赶到；正在邻村巡查的街道自然资源所所长周平勇十多分钟后到达现场；区自然资源局耕保科和自然资源执法监察大队工作人员根据平台导航紧急赶到。经调查得知，这块地在平台上已有“前科”。
“都怪我当时不懂政策，盲目行动，又给大家添麻烦了。”撂荒地主人张全国一边忙着挖沟排水，一边不好意思地解释。去年10月，张全国为增加收入，私自将农田挖成鱼塘建设垂钓项目。结果，没等鱼苗进塘，事情就被传到了监管平台，项目因实施后将改变耕地地类变更被立即叫停。他紧接着又将鱼塘填平，对地块进行了复耕。白忙活一个多月，不仅误了种粮农时，还因地处采煤塌陷区积了不少水，这才被迫撂了荒。他现在一边排水，一边等天气回暖，准备重新种粮种菜。
“守住全区耕地红线，我们时刻准备着。哪里有丝毫异常，都会通过耕地保护田长制监管平台触碰各级监管‘神经’，我们将立即前往处置。”任城区自然资源执法监察大队副大队长贾宝群告诉记者，这次举报尽管存在误会，但他们没有白来，一是对此前问题的处置进程进行了回访，二是对村民进行了进一步的政策宣讲和复耕指导。
去年4月，任城区建立区、镇（街道）、村（社区）三级田长制体系，构建“党政同责、部门协同、公众参与、上下联动”的“田长制”管理体系，将耕地和永久基本农田分层设置农田网格，建立以村（社区）为单位的网格化管理机制，由区长、镇长（街道办主任）和村（社区）主要负责人分别担任一级、二级和三级田长。一二三级田长分别以一季度、两周、一周为周期对负责区域进行巡查，及时发现并上报违法用地、耕地“非农化”“非粮化”等行为，通过“田长吹哨、部门报到”，实现土地违法违规行为“早发现、早制止、严查处”。
为规范“田长制”监管、提高工作效率，任城区以互联网和3S技术为基础，开发耕地保护田长制监管平台，通过线索上报、信息核实、违法研判、违法处置、绩效评价和综合监管等功能，实现耕地保护全生命周期监管。各级田长能够利用手机上的“田长制”APP实时上传违法行为，查看耕地和永久基本农田情况。任城区自然资源执法监察大队则能随时查看举报地块信息，对违法占用耕地和永久基本农田行为做到及早处置。平台还能通过实时跟踪记录巡查轨迹，对开展巡查任务的田长进行有效监管。平台同时设有群众举报微信小程序，群众通过扫描公布在村里的二维码就可举报违法行为，实现“人人都是田长，指尖保护耕地”。
作为省级自然资源“数字赋能”试点项目，任城区耕地保护田长制监管平台上线半年共收到提报线索194条，已处置完成159宗。目前，当地正进行平台二期功能开发，新功能将引入监控摄像头、巡查无人机，自动抓拍、比图、识别，对疑似破坏耕地违法行为及时预警并上报各级田长，通过“人防＋技防”实现对耕地和永久基本农田全天候无死角监控。
临沂费县：200亩麦田换种记
□记者 纪伟 通讯员 高云野
初春的沂蒙山，麦苗已蹿出20多厘米高。费县东蒙镇巨庄村村民王立志三天两头下地观察麦苗长势，“我种了十几年临麦4号，对这个品种的脾气比较熟悉，今年刚换了济麦23，得多上心。”
巨庄村有2700多人，人均土地一亩出头，但其中算得上良田的平坦耕地只有1400亩，大多是小麦与玉米轮作。王立志今年50岁出头，在村里是种庄稼的老把式，除了耕种自家的地，还从同村人手中流转了6亩多地，陆续购置了播种机等4台农机。“种了大半辈子地，但省里的专家却说咱种的地不大行，非让我换种子。”王立志回忆起换种之初的情景，直言当时颇有些不服气。
2020年，省农科院开始对口帮扶费县，派出了一大批专家来到田间地头，为沂蒙老区人民提供专业的农业技术支持，该院作物所研究员王旭清被派驻到巨庄村。
王旭清第一次来到王立志的麦地里，简单一交流，就看出了端倪。“老品种用了多年，自播自种，品种已经有些退化了，辛苦半年，小麦亩产也只有1000斤出头，我当时就推荐老王改种济麦23，亩产能到1600斤。”王旭清回忆说，但当时老王直摆手，表示改种新品种心里没底，还是老品种种着踏实。
庄稼人之间的事，总要在田地里见真章。去年麦收结束后，正是翻整土地种玉米的时候，王旭清在村里协调了十几亩地，种下了13个玉米新品种，作为推广良种的示范田。
巨庄村的玉米地过去几年常受锈叶病困扰，严重影响产量。去年，又到了锈叶病高发的时节，有些村民家的玉米遭了病，但十几亩示范田里的玉米，却长势喜人。
“当时我就觉得，这些专家还真是有两把刷子。”王立志说。去年冬小麦播种前，王立志找到了巨庄村党支部书记王立金，表示想试试专家带来的新麦种。8亩庄稼地，种上了济麦23。被事实说服的村民不只王立志，这一茬小麦，改换麦种的足足有200多亩。
除了让巨庄村的良田保持高产，王旭清还在推进一个更大的计划。去年9月，在省农科院的安排下，王旭清开始担任巨庄村的“第一村主任”，力争对该村的农业生产进行系统性提升，破题之举就是让巨庄村的小麦进行订单式生产。
“不同的小麦品种做出的面粉特点各异，强筋粉适合做面包，中筋粉适合做馒头面条。以前村民卖粮食时不作区分，面粉厂收购时就很头疼，因为这会导致同一个时间段做出来的馒头面条口感不稳定。”王旭清告诉记者，当地有一家左三姐食品科技开发有限公司，常年收购周边村庄的小麦，王旭清的同事龚魁杰就在该公司驻点帮扶。在两人的撮合下，这家公司计划与巨庄村达成订单生产协议，根据公司的生产需求，在巨庄村改种适销对路的麦种。这样一来，公司可以保证产品质量，村民卖粮的价格也能提升。（大众日报）
苏州日历 | 东山停云陇
东山雕花楼花园的东隅墙上，镶嵌着一块圆形的精美砖雕，据考证为明代遗物，砖雕内容生动繁复，一条蛟龙正在云水翻腾之中做探首状，体现了民间雕刻匠人巧夺天工的技艺。砖雕上方的匾额题名“停云陇”，由明代苏州书法家范允临题写。
摄影师 @小月牙＿
#日历##苏州[超话]# https://t.cn/RyhoNN9
东山雕花楼花园的东隅墙上，镶嵌着一块圆形的精美砖雕，据考证为明代遗物，砖雕内容生动繁复，一条蛟龙正在云水翻腾之中做探首状，体现了民间雕刻匠人巧夺天工的技艺。砖雕上方的匾额题名“停云陇”，由明代苏州书法家范允临题写。
摄影师 @小月牙＿
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#碳中和##双碳目标##低碳##碳达峰#
【碳中和：凭“空”制出液态燃料】
“云里铜乌风作籁，天边金掌露成霜。”这句宋诗是对金铜仙人承露盘的生动描述，表明在古代人们就懂得从空气中“捕获”所需成分——水了。
两千多年后的今天，人们依然致力于研究如何有效利用空气。只不过如今的研究大大增加了科技含量，其中的趋势之一是注重空气中碳的转化与利用。例如，微藻生物固碳技术，利用空气中的二氧化碳生产燃料、化学品和食物等；二氧化碳甲烷化技术，通过金属催化，将二氧化碳转化为天然气，实现二氧化碳资源化利用。
今天，让我们关注——
瞄向空气中碳的转化利用
有人可能会问：为什么要重视空气中碳的转化和利用呢？这主要从两点考虑——
首先是从物质上看。作为碳基生命，生物都需要碳，所以很自然地想要把空气里的碳转化为食物。
其次是从能量上看。供能所需的有机物都含有碳，而它们释放能量后会变成二氧化碳散发到空气中。如果把这些二氧化碳再转化为储能物质，就可实现碳中和，即碳的收支相抵，减轻温室效应。
去年，中国科学家在实验室中首次实现从空气中的二氧化碳到淀粉分子的全合成，为应对粮食危机和气候变化提供了一条很有前景的策略。这是受光合作用启发，人类智慧对自然智慧的一种模仿。
无独有偶，近日瑞士苏黎世联邦理工学院的科研团队设计了一套利用阳光和空气直接生产液态烃或甲醇燃料的装置，为吸收和利用二氧化碳提供了又一条光明之路。
据顶级学术期刊《自然》杂志报道，这种装置在日常条件下运行，能在一天7小时的工作时间内生产32毫升甲醇。
众所周知，自然界有一条重要定律，那就是质量守恒。物质在化学反应过程中，原子种类不变，数目不增不减，只是发生重新结合，从一种连接方式转化为另一种连接方式。就像一个班级调换座位后重新划分小组一样，又进行重组，但班里的人没有变。
如果我们想要得到甲醇或其他液态烃类燃料，那么制备它们的原料也应含有同样元素，即碳、氢、氧。空气属于混合物，里面含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳以及其他物质。其中二氧化碳约占0.04%，水蒸气和其他杂质约占0.002%。
这就为以空气为原料生产液体燃料提供了可能：经由空气捕获装置收集和纯化，可得到较为纯净的二氧化碳（纯度98%）和水（污染物低于千万分之二）。
接下来的任务，就是把二氧化碳和水转化为燃料。
鉴于直接转化比较困难，一种权宜之计就是先把它们制备成合成气，即氢气和一氧化碳。这是制备许多化工原料的原料气。这套实验装置采用的方法是利用太阳能，驱动二氧化碳和水蒸气与三氧化二铈发生氧化还原反应，二氧化碳和水分别被还原为一氧化碳和氢气，而三氧化二铈被氧化为二氧化铈。氧化产物二氧化铈还可通过吸热，还原为氧气和三氧化二铈，便于再次循环利用。
市面上，三氧化二铈价格大约为1万元/吨，称不上昂贵，且可循环利用。合成气一氧化碳和氢气进入反应设备后，生成目的产物液态烃或甲醇，也就是空气燃料。
说到这里，大家或许会想到，二氧化碳合成淀粉的路线里，也有合成甲醇这一步，但那里用的是氢气还原，而这里用的是三氧化二铈还原。
“质”“量”兼优的能源利用方式
这条以空气为原料制备液态燃料的路线，理论上可行，实际上是否行得通呢？
首先让我们看一下产量。研究人员发现，该装置在正常工作条件下一天运行7小时，通过连续17次氧化还原循环，共获得96.2升的合成气。这些合成气，可在装置中进一步加工成甲醇。
装置测得的合成气单程摩尔转化率为27%，产生的甲醇纯度为65%。
剩余未转化的合成气经过6次循环转化后，最终总摩尔转化率为85%。一天运行7小时后，就得到了上述所提到的纯甲醇32毫升。这个产量的燃烧热和一盏功率为9瓦的日光灯照明15小时消耗的电量相当。
当然，这种设备并非只生产甲醇，通过选择具体的合成工艺，也可定制其他烃类燃料。
研究者认为，如果该项成果投入商业应用，将会创造巨大收益。例如，商业规模的太阳能燃料工厂可使用10个定日镜场，假设每个定日镜场收集100兆瓦的太阳辐射热能，系统总体效率为10%，那么每天就可生产95000升煤油，足够为一架载有325名乘客的空中客车提供从伦敦到纽约往返一趟的燃料。
这样看来，产量算是可观，那么这些燃料的质量如何呢？
我们和常规的航空燃料对比一下：目前生产航空煤油的常规方式是重油加氢裂化，产物中会不可避免地带有含硫化合物、含氮化合物、稠环芳烃、重金属等空气污染物。而通过该太阳能氧化还原装置生产出来的喷气燃料，通过燃烧测试表明，有害物质排放显著减少。相比之下，优势明显。另外，石油属于不可再生能源，而空气可源源不断地获取，从长远来看也更有前景。
在这个太阳能氧化还原装置里，二氧化碳和水在太阳能作用下会转化为液体燃料，而当液体燃料投入使用后又会生成二氧化碳和水。从物质角度考虑，碳排放和消耗相等，所以研究者称其为“碳中和的里程碑”。
从能量角度考虑，在燃料制备过程中，能量大多来自太阳能，而后续燃料燃烧又可根据需要转化为其他形式的能量。因此，这相当于间接利用了清洁能源。
面向未来发掘“清风”潜力
谈到这里，有人可能会质疑：为什么不直接制备氢气做燃料？这样就不再产生二氧化碳了呀！
其主要原因有两个：一是氢气作燃料，虽可减排，但不能吸收大气中已有的二氧化碳；二是限于目前的储氢技术，氢能在交通、家居等场景的普及还不现实。
其实，这项成果对未来最大的意义，并不是提供一个终极的能源生产方式，而是提供一个比较有性价比的固碳乃至碳中和手段，同时有望缓解碳氢燃料短缺且不可再生的危机。
此外，研究者算了一笔账：基于当前太阳能燃料系统的工作性能，空气捕获装置捕获量每年达到10万吨二氧化碳时，大约需要4500平方米的占地面积。假设系统总体效率为10%，那么这样一个太阳能燃料工厂每年将生产约3400万升燃料。相比之下，2019年全球航空煤油消耗量为4140亿升，若要完全满足全球需求，所有太阳能发电厂的总占地面积约为45000平方公里，相当于撒哈拉沙漠面积的0.5%。在人迹罕至的荒漠里，除了“大漠孤烟直，长河落日圆”的胜景之外，还可平添几分科技氛围。
这样看来，太阳能燃料系统原料易得、环境友好、占地面积并不大，似乎很容易推广。而实际上面临着诸多挑战：太阳能热化学燃料的初始投资成本很高，每升常规喷气燃料的成本通常不超过1美元，每升太阳能喷气燃料的成本却到了10美元。所以，其在短期内并不占优。
鉴于此，研究者拿出方案：呼吁政策支持，为第一代商用太阳能燃料发电工厂创造一个短期市场；实现自我提升，通过规模效应和流程优化，降低关键部件的生产成本，从而提升市场竞争力。
从质量守恒的角度来看，碳虽不会消失，但可转化为一种有益的存在形式，不管是淀粉还是燃料。这些转化途径都不是终极方式，也不是非此即彼。碳中和不会就此止步，未来会出现更多脱碳途径，各自发挥不同作用、适用不同条件。
“惟江上之清风，与山间之明月，耳得之而为声，目遇之而成色，取之无禁，用之不竭。是造物者之无尽藏也”。说出此话的北宋文学家苏轼尽管很有洞察力，但他或许想不到清风不仅能为“无米炊”，还能化作“万金油”。的确，到目前为止，我们还不知道二氧化碳究竟蕴藏着多大的转化潜力、存在多少种可能的用途。这一切，均取决于人类的想象力，这正是创新和改变的源泉。
【碳中和：凭“空”制出液态燃料】
“云里铜乌风作籁，天边金掌露成霜。”这句宋诗是对金铜仙人承露盘的生动描述，表明在古代人们就懂得从空气中“捕获”所需成分——水了。
两千多年后的今天，人们依然致力于研究如何有效利用空气。只不过如今的研究大大增加了科技含量，其中的趋势之一是注重空气中碳的转化与利用。例如，微藻生物固碳技术，利用空气中的二氧化碳生产燃料、化学品和食物等；二氧化碳甲烷化技术，通过金属催化，将二氧化碳转化为天然气，实现二氧化碳资源化利用。
今天，让我们关注——
瞄向空气中碳的转化利用
有人可能会问：为什么要重视空气中碳的转化和利用呢？这主要从两点考虑——
首先是从物质上看。作为碳基生命，生物都需要碳，所以很自然地想要把空气里的碳转化为食物。
其次是从能量上看。供能所需的有机物都含有碳，而它们释放能量后会变成二氧化碳散发到空气中。如果把这些二氧化碳再转化为储能物质，就可实现碳中和，即碳的收支相抵，减轻温室效应。
去年，中国科学家在实验室中首次实现从空气中的二氧化碳到淀粉分子的全合成，为应对粮食危机和气候变化提供了一条很有前景的策略。这是受光合作用启发，人类智慧对自然智慧的一种模仿。
无独有偶，近日瑞士苏黎世联邦理工学院的科研团队设计了一套利用阳光和空气直接生产液态烃或甲醇燃料的装置，为吸收和利用二氧化碳提供了又一条光明之路。
据顶级学术期刊《自然》杂志报道，这种装置在日常条件下运行，能在一天7小时的工作时间内生产32毫升甲醇。
众所周知，自然界有一条重要定律，那就是质量守恒。物质在化学反应过程中，原子种类不变，数目不增不减，只是发生重新结合，从一种连接方式转化为另一种连接方式。就像一个班级调换座位后重新划分小组一样，又进行重组，但班里的人没有变。
如果我们想要得到甲醇或其他液态烃类燃料，那么制备它们的原料也应含有同样元素，即碳、氢、氧。空气属于混合物，里面含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳以及其他物质。其中二氧化碳约占0.04%，水蒸气和其他杂质约占0.002%。
这就为以空气为原料生产液体燃料提供了可能：经由空气捕获装置收集和纯化，可得到较为纯净的二氧化碳（纯度98%）和水（污染物低于千万分之二）。
接下来的任务，就是把二氧化碳和水转化为燃料。
鉴于直接转化比较困难，一种权宜之计就是先把它们制备成合成气，即氢气和一氧化碳。这是制备许多化工原料的原料气。这套实验装置采用的方法是利用太阳能，驱动二氧化碳和水蒸气与三氧化二铈发生氧化还原反应，二氧化碳和水分别被还原为一氧化碳和氢气，而三氧化二铈被氧化为二氧化铈。氧化产物二氧化铈还可通过吸热，还原为氧气和三氧化二铈，便于再次循环利用。
市面上，三氧化二铈价格大约为1万元/吨，称不上昂贵，且可循环利用。合成气一氧化碳和氢气进入反应设备后，生成目的产物液态烃或甲醇，也就是空气燃料。
说到这里，大家或许会想到，二氧化碳合成淀粉的路线里，也有合成甲醇这一步，但那里用的是氢气还原，而这里用的是三氧化二铈还原。
“质”“量”兼优的能源利用方式
这条以空气为原料制备液态燃料的路线，理论上可行，实际上是否行得通呢？
首先让我们看一下产量。研究人员发现，该装置在正常工作条件下一天运行7小时，通过连续17次氧化还原循环，共获得96.2升的合成气。这些合成气，可在装置中进一步加工成甲醇。
装置测得的合成气单程摩尔转化率为27%，产生的甲醇纯度为65%。
剩余未转化的合成气经过6次循环转化后，最终总摩尔转化率为85%。一天运行7小时后，就得到了上述所提到的纯甲醇32毫升。这个产量的燃烧热和一盏功率为9瓦的日光灯照明15小时消耗的电量相当。
当然，这种设备并非只生产甲醇，通过选择具体的合成工艺，也可定制其他烃类燃料。
研究者认为，如果该项成果投入商业应用，将会创造巨大收益。例如，商业规模的太阳能燃料工厂可使用10个定日镜场，假设每个定日镜场收集100兆瓦的太阳辐射热能，系统总体效率为10%，那么每天就可生产95000升煤油，足够为一架载有325名乘客的空中客车提供从伦敦到纽约往返一趟的燃料。
这样看来，产量算是可观，那么这些燃料的质量如何呢？
我们和常规的航空燃料对比一下：目前生产航空煤油的常规方式是重油加氢裂化，产物中会不可避免地带有含硫化合物、含氮化合物、稠环芳烃、重金属等空气污染物。而通过该太阳能氧化还原装置生产出来的喷气燃料，通过燃烧测试表明，有害物质排放显著减少。相比之下，优势明显。另外，石油属于不可再生能源，而空气可源源不断地获取，从长远来看也更有前景。
在这个太阳能氧化还原装置里，二氧化碳和水在太阳能作用下会转化为液体燃料，而当液体燃料投入使用后又会生成二氧化碳和水。从物质角度考虑，碳排放和消耗相等，所以研究者称其为“碳中和的里程碑”。
从能量角度考虑，在燃料制备过程中，能量大多来自太阳能，而后续燃料燃烧又可根据需要转化为其他形式的能量。因此，这相当于间接利用了清洁能源。
面向未来发掘“清风”潜力
谈到这里，有人可能会质疑：为什么不直接制备氢气做燃料？这样就不再产生二氧化碳了呀！
其主要原因有两个：一是氢气作燃料，虽可减排，但不能吸收大气中已有的二氧化碳；二是限于目前的储氢技术，氢能在交通、家居等场景的普及还不现实。
其实，这项成果对未来最大的意义，并不是提供一个终极的能源生产方式，而是提供一个比较有性价比的固碳乃至碳中和手段，同时有望缓解碳氢燃料短缺且不可再生的危机。
此外，研究者算了一笔账：基于当前太阳能燃料系统的工作性能，空气捕获装置捕获量每年达到10万吨二氧化碳时，大约需要4500平方米的占地面积。假设系统总体效率为10%，那么这样一个太阳能燃料工厂每年将生产约3400万升燃料。相比之下，2019年全球航空煤油消耗量为4140亿升，若要完全满足全球需求，所有太阳能发电厂的总占地面积约为45000平方公里，相当于撒哈拉沙漠面积的0.5%。在人迹罕至的荒漠里，除了“大漠孤烟直，长河落日圆”的胜景之外，还可平添几分科技氛围。
这样看来，太阳能燃料系统原料易得、环境友好、占地面积并不大，似乎很容易推广。而实际上面临着诸多挑战：太阳能热化学燃料的初始投资成本很高，每升常规喷气燃料的成本通常不超过1美元，每升太阳能喷气燃料的成本却到了10美元。所以，其在短期内并不占优。
鉴于此，研究者拿出方案：呼吁政策支持，为第一代商用太阳能燃料发电工厂创造一个短期市场；实现自我提升，通过规模效应和流程优化，降低关键部件的生产成本，从而提升市场竞争力。
从质量守恒的角度来看，碳虽不会消失，但可转化为一种有益的存在形式，不管是淀粉还是燃料。这些转化途径都不是终极方式，也不是非此即彼。碳中和不会就此止步，未来会出现更多脱碳途径，各自发挥不同作用、适用不同条件。
“惟江上之清风，与山间之明月，耳得之而为声，目遇之而成色，取之无禁，用之不竭。是造物者之无尽藏也”。说出此话的北宋文学家苏轼尽管很有洞察力，但他或许想不到清风不仅能为“无米炊”，还能化作“万金油”。的确，到目前为止，我们还不知道二氧化碳究竟蕴藏着多大的转化潜力、存在多少种可能的用途。这一切，均取决于人类的想象力，这正是创新和改变的源泉。
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