革命性技術突破！
forcode：據說生產甲醇最經濟的方法是用煤炭制甲醇，製備過程中，可以把煤炭中的廢渣和硫化物給析出，這樣就用環保的方式利用劣質煤炭了。如果能夠再把甲醇轉化為澱粉，那相當於煤炭變成了糧食，山西地下埋著的煤炭，都可以轉化為人和動物可以吃的糧食……
//中國科學院天津工業生物技術研究所馬延和研究員帶領團隊，採用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計、構建了11步反應的非自然固碳與澱粉合成途徑，在實驗室中首次實現從二氧化碳到澱粉分子的全合成。核磁共振等檢測發現，人工合成澱粉分子與天然澱粉分子的結構組成一致。實驗室初步測試顯示，人工合成澱粉的效率約為傳統農業生產澱粉的8。5倍。在充足能量供給的條件下，按照目前技術引數，理論上1立方米大小的生物反應器年產澱粉量相當於我國5畝玉米地的年產澱粉量。這條新路線使澱粉生產方式從傳統的農業種植向工業製造轉變成為可能，為從CO2合成複雜分子開闢了新的技術路線。該工藝的理論能量轉換效率僅為2%左右。
本文通訊作者馬延和研究員表示，該成果為從二氧化碳到澱粉生產的工業車間製造打開了一扇窗，如果未來該系統過程成本能夠降低到與農業種植相比具有經濟可行性，將會節約90%以上的耕地和淡水資源，避免農藥、化肥等對環境的負面影響，提高人類糧食安全水平，促進碳中和的生物經濟發展，推動形成可持續的生物基社會。《科學》雜誌新聞部執行主任梅根·菲蘭認為，該研究成果將為我們未來透過工業生物製造生產澱粉這種全球性重要物質提供新的技術路線；中科院院士趙國屏表示，這是一項具有“頂天立地”重大意義的科研成果；德國科學院院士、歐洲科學院院士曼弗雷德·雷茲稱，本項工作將該領域的研究向前推進了一大步。
中科院官網：從二氧化碳到澱粉人工合成研究取得原創性突破
（來源：天津工業生物技術研究所）
https：//www。cas。cn/yw/202109/t20210924_4806812。shtml
《科學》雜誌官網：
Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide
https：//www。science。org/doi/10。1126/science。abh4049
相關成果使澱粉生產的
傳統農業種植模式
向
工業車間生產模式
轉變成為可能，併為二氧化碳原料合成複雜分子提供了新技術路線。如果未來該系統過程成本能夠降低至與農業種植相比具有經濟可行性，將可能節約90%以上的耕地和淡水資源，同時減少農藥、化肥等對環境的負面影響，提高人類糧食安全水平，促進碳中和的生物經濟發展，推動形成可持續的生物基社會。
網友：澱粉不值錢，不珍貴。紅薯畝產幾千斤，玉米也一千多斤。都忙著紅薯玉米變醇，比如地瓜燒。煤炭不可再生，能量含量遠高於含大量氧基團的澱粉葡萄糖纖維素生物質，其實還挺珍貴的，做糧食太浪費。一般是把煤炭的能量轉化成肥料如合成氨來催化促進糧食澱粉生產，好比催化劑以少量來促進。直接用煤炭轉澱粉成本太高，不划算了。
forcode：關鍵證明這條路徑技術上可行，成本可以不斷最佳化。未來AI和機器人技術足夠發達後，一切產品都會極度便宜……
網友：不是技術問題，是目前沒有經濟價值問題。再最佳化也沒意義。每一次轉化都是能源的損失，必須從低附加值往高附加值產品轉化才可行。目前是醇比澱粉珍貴。一斤玉米一塊錢，一斤醇，汽油好幾塊。價格反應了當前人類社會更缺的是醇以及醇往後的化工工業。不過要是能把醇做成豬頭那或許有經濟價值。
forcode：要站在千年的角度，以發展的眼光來看問題，在飛船內，透過種植作物來獲取糧食，太昂貴太漫長，如果可以直接車間合成糧食，這是革命性突破，傳統依賴土地種植的農業，是高度內卷、勞動生產率提升速度極慢的模式；這種合成農業，包括二氧化碳合成澱粉、營養液培育肌纖維人造肉的技術，實際上把農業變成了製造業，製造業是技術快速迭代進步、不依賴土地、不依賴天氣、勞動生產率不斷提升的模式，從此以後，人類農業將不再內卷。
在手機上出現30萬畫素攝像頭的時候，大部分人只會嘲笑這種攝像頭就是垃圾，成本昂貴、成像質量低劣，卻看不到這種技術應用與移動網際網路、智慧手機結合在一起，將產生的革命性影響，更看不到短影片、直播帶貨等基於移動攝像頭髮展起來的一連串商業變革、社會變革……
網友：以前看到一個數據，地球動物的總重量40%是人類，5*%是人類飼養的牲畜供人類食用，野生動物只有幾個點，老哥如何看待這個情況
forcode：這是二八定律在地球生態圈的表現，如果把植物、微生物算進來，人類只佔地球生物量的不到0。01%……
//如果將地球上的生物按照質量從大到小進行排序，人類會排第幾？
生物圈的組成是生物學中的一個基本問題，但一直以來，我們缺乏對不同生物群的生物量進行全球定量記錄。近來，魏茨曼科學研究學院和加州理工學院的研究人員就做了這樣一項有意思的調查，他們對地球上的所有生物進行了生物量普查，為我們呈現了一副生物圈構成的全貌。調查的結果被刊登於近期的《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。
根據計算，他們發現地球上所有生物共含有約5500億噸的碳。
這是一個非常龐大的數字。佔據這一總量榜首的是重4500億噸碳的植物，它們佔所有生物的82%。排第二的是細菌，它的總重約為700億噸碳，是所有生物量的13%。也就是說，剩下的所有其他生物——從原生生物到古生菌、從真菌到動物，僅佔世界生物量的5%。
在這5%的生物量中，佔大頭的是真菌，重120億噸碳。古生菌和原生生物分別以70億噸碳和40億噸碳位列第四、第五名。動物類排名第六，總量為20億噸碳，排名僅高於重2億噸碳的病毒。
令人意外的是，人類的人口數量雖然多達76億，並且佔據對地球的主導地位，卻在體重方面如此微不足道——我們只佔地球上所有生命構成的0。01％，遠遠少於大多數物種。例如病毒的重量就是人類的3倍、魚類是人類的12倍、節肢動物（昆蟲類）是人類的17倍。更意外的是，連軟體動物、環節動物、和人類飼養的牲畜家禽的生物量都在人類之上。
儘管人類在動物中的生物量很小，但卻擁有無比強大的破壞性。自人類文明崛起以來，已造成了83%的野生哺乳類動物的喪失，仍大量存在的是人類飼養的牲畜。據新的調查顯示，養殖的家禽佔地球上所有鳥類的70％，只有30％的鳥類是野生。對於哺乳動物而言，情況更加嚴峻：在地球上的所有哺乳動物中，有60％是飼養的牲畜——主要是牛和豬，36％是人類，而野生動物，僅佔4％。
在地球上的所有哺乳動物中，96％是牲畜和人類，只有4％是野生哺乳動物。
所以，跟細菌、真菌和植物比起來，人類所佔據的生態圈的份額，仍然不值一提……
隨著人類這一物種的異軍突起，人類社會這一本來隸屬於自然的一部分，越來越醒目。人類改造自然界為我所用，不斷“人工化”自然環境，英國那樣優美的草地，並非自然狀態，而是精心維護出來的，我在義大利多洛米蒂看到專門給草地撒牛糞的拖拉機，我在托斯卡納看到在草地上收割苜蓿草賣給牛羊農場主過冬，才明白要維護出茂盛的人造草地，需要耗費多少人力物力……
阿西莫夫的《基地》系列，描述銀河帝國將首都行星（木星大小）整個地表都硬化，這個行星人口上千億，全部從事管理整個銀河帝國的行政文書工作……
人類對地球的改造，也會不斷擴大人工化環境的比重，你看一下衛星地圖，可以發現美國東西海岸大量城市已經從點狀細菌腐蝕瘢痕發展到線狀甚至面狀，這都是人類改造自然界的結果，城市化不斷蔓延，就算綠色的森林、農場都打上了人工痕跡，抽取地下水的旋轉噴灌系統，在地面形成了面積數千畝的圓型農場，這在太空中都可以看到，這都是現代人類社會對大自然改造的結果……
工業革命至今不過數百年，人類已經將地球改造得面目全非。再過數千年，地球被完全人工化是可以預見的，沙漠、隔壁、海洋、地底、近地軌道都會佈滿各種人工不動產和動產……
再往後，人類會擴張到整個太陽系、銀河系……
農業勞動生產率之所以難以不斷提升，很重要的一個硬約束就是土地，由於土地總體有限，人多地少是基本格局，所以人類不可能將貧瘠低產的土地淘汰出市場，也就無法不斷提升土地產出。一旦合成農業技術被證明可行，人類的糧食將不再依賴土地，那效率低的技術路線、公司就會被優勝劣汰掉，市場競爭變得高度激烈，低效率的公司出局，高效率的公司獲得更大市場份額。而低效率的農民和土地，很難被市場競爭淘汰掉，所以才有無壓力、躺平的田園牧歌般的農村生活，這種生活或許很悠閒享受，社會進步速度卻非常慢……
合成農業絕對是人類社會一次革命性突破！
網友：近在眼前的變革就是植物工廠，是目前能源換糧食最可行也最廉價的方案，尤其未來加大電價峰谷價差後，糧食本身就將成為一種“儲能方式”，晝生夜息變成晝息夜生，而且絕對安全環保解約土地，也不需要考慮與居民區的遠近和消防問題，只是變現通道是食品。而且這種方式生產的糧食是個淨吸碳過程，傳統農業的機械勞作化學施肥和附帶產生的大量發酵過程實際上完全抵消了有效作物的那點固碳作用，甚至是個淨排碳過程。
植物工廠的成本下降速度是非常驚人的，以標誌性的生菜為例，斤成本已經逼近20元，幾年前還在60元以上，這還僅僅是依靠光譜配方的最佳化就實現了的。植物工廠的全流程成本更低，無蟲害無病害無需農藥，營養液配置簡單環保，損耗極低，做成品菜只需簡單的清洗，人工和水資源都大幅節約。生產過程用的水除了進入作物的基本完全回收，整體溫室培養沒有季節問題。可變成本能夠攤非常低，成本可以無限接近電費乘以綜合轉換率。
forcode：我估計這個是土地成本和建築成本極低情況下的價格，單層植物工廠，照樣需要佔據大量土地，而超高層建築用作植物工廠，價格就貴太多倍了。如果是沙特這種高收入沙漠國家，為了實現高價格新鮮蔬菜的本地供給，植物工廠還是合算的，畢竟沙漠土地不值錢，可以建單層的室內植物工廠，建築成本也拉低了。
前年我對集裝箱感興趣，搜尋閱讀了
各種基於集裝箱開發的應用
，除了集裝箱改造的方艙醫院，集裝箱改造的房屋，集裝箱改造的植物工廠，居然還有集裝箱改造的鮑魚、海產品養殖，可以卡車運送到西北內陸地區，在當地養殖高價海鮮，供應當地市場……
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