二氧化碳合成淀粉技术有望诺贝尔奖？还有这些黑科技“变碳为宝”呢
中国科学家研究出一个有可能拿到诺贝尔奖的科研成果，那就是这几天非常火的，中国科学家是成功的把二氧化碳合成了淀粉，你说厉害不厉害。
9月23日，中国科学院召开新闻发布会，介绍该院天津工业生物技术研究所，在人工合成淀粉方面取得的重要进展。研究人员发明了一种颠覆性的淀粉制备方法，不依赖植物光合作用，以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功合成出淀粉，在全世界首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，这一科研成果使淀粉生产从传统农业种植模式转向工业车间生产模式，变成为可能，是一次原创的颠覆性的技术新突破。
碳捕集、利用与封存，是通过给排放源加装脱碳装置，将二氧化碳收集起来加以利用或封存。目前，常用的方法包括化学吸收法、物理吸附法、膜分离法等。所捕集到的二氧化碳，可应用于食品加工、化学产品生产等工业化利用领域。碳达峰、碳中和目标的提出，为绿色低碳技术提供了历史性机遇，也使得碳捕集、利用与封存技术受到更多关注，迎来更大的发展空间。
碳中和不等于零排放，而是要实现碳排放和碳吸收的平衡。就碳排放而言，数据显示，能源燃烧是我国主要的二氧化碳排放源，占全部碳排放的88%左右。正因此，实现碳中和的一个抓手就是调整能源结构、减少碳排放，比如，控制化石能源总量，提高利用效能，实施可再生能源替代行动，等等。不过，虽然非化石能源的消费比重逐渐增加，但我国能源消费依然以煤炭等化石能源为主，其作为我国兜底保障能源的地位和作用短期内较难改变。针对存量化石能源，增加碳吸收的意义不言而喻。
碳捕集、利用与封存技术就是增加碳吸收的手段之一，被认为是推动化石能源清洁高效利用、应对全球气候变化的有效方法。联合国政府间气候变化专门委员会评估报告指出，如果没有碳捕集、利用与封存技术，减排成本将会成倍增加，估计增幅平均高达138%。国际能源署预测，到2050年，碳捕集、利用与封存技术将贡献约14%的二氧化碳减排量，描绘出这一技术的广阔市场前景。
那么，变碳为宝技术发展的怎么样了呢？小编就带大家来盘点一下
除了种树，固碳还要用高科技干预
从逻辑上讲，减少大气中的二氧化碳有两个努力方向：一是减少输入，即在最短时间内转变我们的能源获取方式，不再使用石油、煤炭、天然气等富碳燃料，减少人类活动产生的二氧化碳；二是增加去路，即尽最大可能提高环境和人工二氧化碳的固定能力，直接降低大气中的二氧化碳浓度。
第一条路径，目前可谓困难重重。因此，第二条路径——提高环境和人工二氧化碳的固定能力，成为技术研发的焦点。
花草树木，不单单是美丽的人间风景，也是勤勉的固碳小能手。植物始于本能的光合作用，仿佛是它们给予地球的美妙祝福：吸收二氧化碳和水，合成构建植物躯干的有机物质，并释放氧气。森林作为陆地生态系统的主体，就是陆地上最大的“固碳仓库”。
然而，植物虽然能固碳，但时效性慢，难以在短时间内遏制强劲的二氧化碳增加趋势。通过工程干预进行碳捕捉，这一思路便应运而生。
当前碳捕捉技术的核心目的，是将人类活动产生的二氧化碳收集起来，加以储存甚至利用，避免其排放到大气中。主要技术方向有三个，分别是：碳捕捉与储存、碳捕捉与能源化利用、碳捕捉与资源化利用。
捕食温室气体，微藻变“碳”为宝
在距离内蒙古鄂尔多斯市200多公里外的鄂托克旗产业园内，一种国家地理标志农产品——鄂托克旗螺旋藻正处于快速生长期。这种古老物种虽然形貌微小，但它的一项功能却令人称奇：捕食烟气中的二氧化碳，并将其转化为蛋白质、碳水化合物、油脂和色素等高附加值产品，成为利用自然规律实现固碳减排的“妙招”。
“微藻固定二氧化碳示范能力可达每年万吨级，固碳微藻相关产品经济产值超2亿元。”国家重点研发计划“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”项目“二氧化碳烟气微藻减排技术”负责人、浙江大学程军教授接受科技日报记者采访时表示，经过4年技术攻关，浙江大学牵头联合国内19家高校、科研院所和龙头企业完成了微藻固碳工程示范，为二氧化碳资源化利用、实现碳中和国家目标贡献了具备经济可行性的技术方案。
二氧化碳代替石油做化工原料
这是另一个绝妙的固碳方案，即把二氧化碳作为工业生产的原料使用。我们当前绝大多数的人造材料、合成制品，都是石油化工的产物。换句话说，就是都源自地球上的动植物数亿年前收集的二氧化碳。理论上，以今天人类对物质的认识和改造水平，完全可以将捕捉到的二氧化碳，用于制备当前从石油中衍生得到的化学品和材料。其关键在于，在这天马行空的改造中，怎样有效控制成本。
二氧化碳是一种极其稳定的分子，作为原料参与化工合成，需要吸收大量能量。这也意味着其转化成本非常高昂。科学家们必须先找到一条低耗能的转化路径。事实上，截至当前，基于二氧化碳的产品开发技术，已经衍生出诸如建筑材料、化学品、塑料聚合物、碳纤维和碳材料等极具潜力的分支。对于其资源化利用的明天，我们尽可拭目以待。
瑞士公司制造的“空气捕获”设备，收集二氧化碳“喂”蔬菜。
二氧化碳也能做燃料
这是将二氧化碳捕捉之后，再次用来获取能量的一项技术路径。简单说，就是把二氧化碳变成燃料。二氧化碳一直是燃料燃烧后的尾气成分，甚至被用来灭火，“二氧化碳燃料”这个名词组合，难免让人感觉有些怪异。但科学家真的让这种奇思妙想变成了现实。碳捕捉后进行能量开发，最先人们考虑的是，采用太阳能模拟植物光合作用，将二氧化碳固定成燃料。结果发现，即便实现了这个反应，也只能算是对高品位能源的储能再释放，有点得不偿失。
直到热机工作原理的新认识出现，相关技术才开始突飞猛进。以往热机工作都是通过燃料燃烧，加热腔室，获取密闭空间的气体膨胀，从而驱动热机运转。容易想到，加热不是热机工作的目的，而只是手段。如果我们的燃料原本就是极低温的，恢复到正常温度，也会产生巨大膨压，即便不燃烧，也能驱动热机运转。
二氧化碳恰是这样一种神奇物质。常压下，它以零下78.5℃超低温、固态干冰的形式存在；到了约10个大气压的环境中，又会变成液体流动，便于输送。如果用干冰作为工作介质，就可以吸收环境中的热量，从而受热气化。如果这一过程被限制在一个封闭容器中，就可以得到数十个大气压的常温二氧化碳气体。理论上，这种高压、常温气体，完全可以推动气动机械做功。
根据这一理念，低温热机迅速诞生。这几乎是蒸汽机革命之后，人类对驱动能源做的最有意思的一次尝试。碳捕捉完成后形成的干冰物质，作为驱动热机运转的燃料，气化后释放到空气中，之后再次被捕捉回来，从而保持一种人类活动与大气状态之间的奇妙平衡。
文章来源： 科技日报，北晚新视觉