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近億元合作達成！聚焦二氧化碳轉化與利用
11月15日，在第二十四屆高交會開幕首日，中國科學院深圳先進技術研究院（簡稱“深圳先進院”）與招商局集團有限公司（簡稱“招商局集團”）宣布共同成立“CO2綠色轉化未來產業聯合實驗室”，并在會展中心舉行實驗室共建協議簽約儀式。簽約儀式上，雙方還宣布將依托聯合實驗室，共同開展首個聯合研發項目——“基于電催化CO2轉化與生物煉制的綠色制造”，項目合作金額近億元。現場，深圳先進院碳中和技術研究所正式去籌成立。
該合作由中國科學院院士、深圳先進院碳中和技術研究所所長成會明牽頭并擔任聯合實驗室主任，將帶領聯合實驗室團隊突破由新能源驅動的糧食、燃料、高價值化學品的可持續大規模制造技術，建立國際領先的CO2利用技術產業創新體系。此次合作是深圳先進院碳中和所最大的一筆產業合作項目。
“我們的合作由來已久”
2020年9月，中國向世界宣布，力爭于2030年前實現碳達峰、在2060年前實現碳中和。作為能源消耗大國，我國在實現“雙碳”目標上任重道遠。有數據顯示，我國當前二氧化碳年排放量大約為100億噸左右，約為全球總排放量的四分之一。而能源消費產生的碳排放占我國二氧化碳總排放的85%以上。
“深圳先進院自蛇口起步，與招商局的合作由來已久。” 深圳先進院院長樊建平介紹，自建設伊始，深圳先進院與招商局就在創新創業、技術合作等方面有著密切的合作。
他表示，在碳中和領域，深圳先進院將充分發揮學科交叉與人才隊伍優勢，通過整合現有碳中和領域相關科研力量和引進海內外高端人才，打造在可再生能源生產、能源高效存儲與轉化、二氧化碳捕獲與轉化等關鍵碳中和領域的一流人才隊伍，聚焦突破核心共性技術，以源頭創新為產業賦能，助力我國實現“雙碳”目標。
簽約儀式現場 深圳先進院供圖
談及合作契機，招商局集團副總經理鄧仁杰表示，招商局集團作為央企，在實現“雙碳”目標上有著重要責任。一直以來，招商局集團與深圳先進院保持著密切的合作關系，并將綠色科技產業作為重點培育的新興產業之一。
“基于招商局集團與深圳先進院的前期合作基礎，我們希望能夠以產業需求牽引科技攻關，通過整合各方技術和產業資源，推動碳中和領域相關的科技成果落地轉化，開辟碳中和領域新賽道，推動新興產業發展。”鄧仁杰說。
規模化實現CO2轉化與利用
所謂碳中和，是指將CO2等溫室氣體的人為排放量被人為努力（如將CO2封存與轉化、植樹種草等）和自然過程所吸收，即排放和吸收相中和，實現碳足跡為零。
“開發和利用可再生能源是實現‘碳中和’的根本途徑。”成會明表示，當前，輪胎、纖維、塑料等工業原料都以化石資源為主，隨著石油、天然氣等資源的枯竭，可以把CO2作為工業原料、生產原料加以利用，將其轉變成具有工業價值的資源。這不僅有助于減少碳排放，還能促進‘碳中和’循環經濟發展。
基于此，由成會明院士牽頭與招商局集團合作共建的“CO2綠色轉化未來產業聯合實驗室”將圍繞高效CO2催化轉化材料與器件開發、低碳化學品合成生物學轉化、多碳源綜合利用轉化與系統集成等三方面開展研究。
CO2電催化與生物煉制原型示范平臺亮相高交會 深圳先進院供圖
當前，電催化CO2還原產物往往局限于簡單小分子化學品，其附加值低。“將電催化技術與合成生物學結合，開發電/生物串聯催化技術，能夠實現CO2向高附加值產品的轉化”。負責新型高效電催化劑開發的聯合實驗室成員、深圳先進院碳中和所副研究員張小龍介紹道
今年4月，聯合實驗室成員、深圳先進院合成所研究員于濤團隊與合作者成功實現了CO2到葡萄糖和脂肪酸的轉化，相關成果以封面文章形式發表于《自然—催化》雜志，他表示，“基于電催化技術，項目團隊將聯合作戰，進一步實現CO2到各類蛋白質如肉蛋白、飼料蛋白等高附加值產物的合成。”
“我的工作就像是電催化體系與合成生物體系的‘粘合劑’，運用交叉學科與集成的方法將兩者有機結合，同時用數學建模、熱力學計算、物理、化學等方法，研發出能夠用于C02高附加值產品規模化生產的裝置，進一步推動鏈條式、規模化實現CO2的綠色轉化與利用。”聯合實驗室成員、深圳先進院合成所高級工程師夏霖表示。
據介紹，聯合實驗室將建成圍繞CO2綠色轉化為高附加值產品的千噸級裝置和中試線，為建設綠色生物制造產業園和相關產業集群奠定基礎，推動碳中和相關產業的發展。
緊抓碳中和產業發展契機
近年來，我國憑借低成本和規模化創新優勢，建立起具有較強競爭力的風電、光伏等新興產業鏈，已成為全球可再生能源領域最大投資國和生產國。根據國際能源署的推算，全球清潔能源年投資額有望在2030年超過2萬億美元。在此背景下，應該如何抓住碳中和產業發展契機？
“碳中和產業前景廣闊，但需發展顛覆性技術。”成會明分析指出，比如，在新能源汽車領域可重點發展車網互動技術；在節能增效方面可重點發展碳排放檢測與碳匯技術；在能源儲存方面可以重點發展新型儲能電池；在可再生能源方面可以重點發展集中式海上光伏與風電、分布式光伏等。同時還可以依托龍頭企業重點發展智慧能源網絡和新型電力系統等。
在碳中和領域，深圳先進院于2021年6月開始籌建碳中和技術研究所，匯聚和建設碳中和領域優勢科研力量，未來將建成立若干個研究中心，各類人員規模達到500至800人，基本涵蓋碳中和相關技術領域。
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