二氧化碳生物转化的战略定位与政策支持 - 二氧化碳生物转化是生物制造领域极具潜力的方向，被“十五五”规划建议列为需全链条推动关键核心技术攻关的重点领域之一[10] - 二氧化碳被视为重要的“碳资源”和生物制造的第三代原料，可通过生物技术转化为淀粉、蛋白质、燃料及可降解塑料[10][11] 人工固碳路径的技术突破 - 2016年德国科学家设计出第一条自然界不存在的高效固碳途径CETCH循环，其固碳效率显著高于天然的卡尔文循环[13] - 2021年科研人员创建出仅包含4步反应的已知最短固碳路径POAP循环[13] - 2023年德国团队成功将人工设计的THETA循环“植入”大肠杆菌，迈出了将复杂人工固碳途径移入细胞内的第一步[13] 二氧化碳合成淀粉的产业化进展 - 2021年中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化学物理研究所，在国际上首次实现不依赖植物光合作用的二氧化碳到淀粉的人工全合成[15] - 该人工合成淀粉系统与光伏和电解水产氢装置联用，可利用阳光、水和二氧化碳合成淀粉，其合成速率和理论能量转化效率均超过玉米等农作物[15] - 基于酵母“底盘”细胞构建可合成淀粉的细胞工厂，使淀粉生产从传统农业模式向工业车间生产模式转变成为可能[15] 二氧化碳合成蛋白质的工业化路径 - 微生物蛋白以二氧化碳或工业尾气为原料，具有“不与人争粮、不与粮争地”的优势[16] - 2024年美国公司宣布利用土壤细菌通过气体发酵技术将回收的二氧化碳转化为微生物蛋白[16] - 2025年以二氧化碳为原料生产酵母蛋白的工业化装置在内蒙古成功投产，标志着工业化生产路径逐步成为现实[16] 二氧化碳转化化学品与燃料的应用 - 二氧化碳可通过生物转化生产各类化学品，为化工行业开辟低碳甚至负碳的新路径[16] - 在生物燃料领域，研究人员将电催化二氧化碳所得的乙酸利用酵母转化为脂肪酸、β—法尼烯等多碳分子，提供了绿色生物燃料制备新思路[16] 可降解塑料领域的创新 - 2025年研究人员构建“人工海洋碳循环系统”，直接捕集海水中的二氧化碳并将其合成为可完全生物降解的塑料[17] - 该技术展示了将海水转化为绿色材料的产业化可能性，同时为解决海洋酸化问题提供了新方案[17]