2025年，当世界科技界的目光还在被AI吸引时，在天津，发生了一件足以改变人类文明走向的大事。

中国科学院天津工业生物技术研究所主导的“二氧化碳人工合成淀粉”项目，正式从实验室克级试验，迈向了吨级中试阶段！

就意味着，中国已经完成了从“0到1”的科学发现，正在跨越从“1到100”的工业实现。

毫无疑问，一场关乎14亿人饭碗、关乎全球地缘政治洗牌、关乎人类终极命运的革命，即将到来。

01

二氧化碳到淀粉

说到底，人类的进化过程，本质上是一个认识能量、转化能量的过程。

一开始，人类只能通过狩猎、采摘野果，来获得自然中已经转化的能量。

后来，人类学会了种庄稼，种下种子，最终收割那一颗颗充满碳水化合物的粮食。

也正是因为农业的出现，让人类第一次把能量转化掌握在了自己手里，这是人类诞生文明的基础。

但问题在于，这种能量转化的效率，太低了。

光合作用，本质上是一个极其复杂的生化过程。

植物通过叶绿体，利用太阳能，将二氧化碳和水转化成碳水化合物。

这个过程涉及约60步代谢反应，能量转化效率极低，通常不到2%。

而且，植物需要几个月的生长周期，需要大量的水、肥料、土地，还要在这个过程中合成纤维素、木质素等一大堆我们吃不了的“副产品”。

除此之外，这种合成方式，不确定性也很高。

比如，云层遮蔽的光能不能充分利用，病虫害影响光合作用效率，水肥供应不足或过量会中断能量转化，还有旱涝灾害引发的植物枯萎等等，等等等等。

为啥古代动不动就有饥荒？就是因为这种能量转换效率又低又不稳定。

2014年，中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和在高铁上，突然有了一个疯狂的脑洞：

既然植物的能量转换太慢、效率太低，我们能不能撇开植物，自己设计一条“捷径”？

能不能像造化肥、造塑料一样，在车间里直接把空气中的二氧化碳“捏”成淀粉？

这个想法在2014年被提出时，外界普遍嗤之以鼻。

但是马延和，还是坚持着做了。

他认为，当时天津工生所已经实现人参、天麻、红景天等一批药用、经济植物有效组分的异源细胞合成，在相关领域有雄厚基础，没准真的能成功。

中科院很有前瞻眼光，意识到了这个项目的巨大价值，2016年1月1日，马延和成功拿到了国家立项。

虽然对项目难度早有预估，但实验开始后，困难还是超出了大家的想象。

植物细胞合成淀粉经过了数亿年的进化调教，精密无比，人类想凭空设计一套新路径去替代它？怎么可能那么容易？

研发团队经过3年多的奋战，试管里终于出现了那抹令人心颤的蓝色——那是碘液遇到淀粉后的特征反应！

虽然只有微乎其微的一点点，但这抹蓝色，证明了路子通了。

又经过三年的优化，2021年9月24日，中国终于向世界宣布：

我们首次在实验室实现了从二氧化碳到淀粉的合成！

这是人类从新石器时代进入农业社会以来，第一次在底层逻辑上，摆脱了对土地、阳光和季节的绝对依赖！

说起来，这个二氧化碳合成淀粉技术，原理也并不复杂。

首先需要电，电解水制成氢气和氧气，然后把二氧化碳和氢反应造出甲醇，最后通过工程化的酶，将这些一碳化合物像搭积木一样，精准地拼接成淀粉。

这是一个“0到1”的惊天突破，但马延和心里清楚，实验室里的瓶瓶罐罐，解决不了中国的粮食安全问题。

如果不能把成本降下来，不能把规模做上去，这就是一个昂贵的实验室魔术，而不是工业革命。

2022年底，二氧化碳人工合成淀粉工程化测试平台建成，百升级装置启动测试。

这意味着，整条合成路径第一次走出实验室、进入生产线，科研团队正式朝“从1到10”的目标迈进。

到了2025年，试验已经走到了吨级中试。

这意味着，这项技术已经走出了实验室，开始接受工业化成本和工程稳定性的考验。

按照现在的进度，在2030年之间，完成千吨级试验，是完全可能的。

这种对传统农业的“降维打击”，其意义不亚于当年人类从采集狩猎转向定居农业。

02

第二次农业革命

当然，如果仅仅把这项技术，看作是“多了一种生产淀粉的方法”，那格局就太小了。

我们需要把镜头拉高，站在中美博弈的大形势之下，就会明白这项技术的真正意义。

很多人有一种错觉，觉得中国粮食已经连续多年丰收，我们不缺粮。

但这只是表象。

真实的数据是：中国虽然实现了“口粮绝对安全”（大米、小麦自给率很高），但在饲料用粮和工业用粮上，我们存在着巨大且极度危险的缺口。

以2024年的数据为例，中国全年的粮食进口量依然维持在1.5亿吨左右的高位。

其中最刺眼的是大豆，进口量常年突破1亿吨，对外依存度超过80%。

这1亿吨大豆是拿来干什么的？主要是榨油和做饲料。

这1亿吨进口大豆背后，是美国、巴西、阿根廷数亿亩的耕地。

换句话说，中国实际上是在租用全世界的耕地来养活中国人的胃。

在全球化美好的年代，这是经济互补；但在地缘政治波诡云谲的今天，这就是软肋，就是被人扼住的咽喉。

那为什么我们不能自己种？因为没地了。

中国为了保住饭碗，死死守住18亿亩耕地红线。

这18亿亩，是中国社会的稳定器。

为了这根红线，我们限制了城市扩张，牺牲了无数工业用地的机会。

但即便如此，土地依然不够用。

要想完全替代那1亿吨进口大豆和几千万吨进口玉米，我们至少还需要增加6亿到8亿亩的耕地。

这在中国目前的地理条件下，是物理意义上的“不可能完成的任务”。

这就是中国农业的死结：有限的土地，承载不了无限的工业化肉蛋奶需求。

“人工合成淀粉”技术的出现，直接跳出了土地的维度。

按照目前天津所中试基地的数据测算：

在能量供给充足的条件下，1立方米大小的生物反应器，其年产淀粉量，相当于5亩玉米地的年平均产量。

请仔细品味这个换算关系：1立方米 = 5亩地。

这意味着什么？

意味着如果我们建立一个标准化的工业车间，堆叠这些反应器，一个稍微大点的工厂，其产能就能抵得上一整个县的耕地。

按照理论推算，如果未来这项技术成熟并大规模推广，我们只需要一个中等规模的化工园区，也许就能生产出全中国所需的工业淀粉。

这将节约出数以亿亩计的耕地！

这些被解放出来的耕地，可以去种大豆，去种蔬菜，去恢复生态。

那条勒在中国脖子上的“粮食进口锁链”，将在这个工业奇迹面前，寸寸断裂。

这不仅仅是生产力的提升，更是生存空间的物理拓展。

我们不再需要在平原、山地里和老天爷抢饭吃，我们是在向工业文明要空间。

当然，一定会有杠精跳出来说：“别吹了，现在的成本肯定比种玉米贵多了，电费不要钱吗？氢气不要钱吗？”

没错，目前的成本确实高于农业种植。

但任何新技术在诞生初期，成本都是昂贵的。

早期的光伏发电成本是火电的十几倍，早期的青霉素比黄金还贵。

但我们要往前看。

人工合成淀粉的核心原料是什么？是二氧化碳和氢气。

核心成本是什么？是电。

说到电，中国可就不困了，中国拥有全世界最庞大的风能、太阳能装机量啊。

在西北的戈壁滩上，在内蒙古的草原上，我们有无数的风机和光伏板，在源源不断生产绿电。

但这些绿电有一个巨大的痛点：不稳定，且消纳难。

当风太大或者阳光太好时，电网承受不住，大量的电是被“弃”掉的，这就是所谓的“垃圾电”。

人工合成淀粉工厂，恰恰可以成为这些“垃圾电”最好的蓄水池。

它不需要像居民用电那样每分每秒都稳定，它可以配合风光电的波动进行生产。

这样一来，逻辑闭环就出现了：

中国利用西北廉价的、甚至原本要被废弃的绿电，电解水产生氢气；

同样用电，捕获工业排放的二氧化碳；

在反应器里，将这些气体，变成了洁白的淀粉。

说白了，就是将不稳定的、难以储存的电力，通过化学键转化为稳定的、可长期储存的食物（淀粉）。

这相当于把粮食变成了电力的“固态电池”。

这种逻辑一旦跑通，中国的能源战略和粮食战略将实现深度耦合。

我们将不再需要单纯依赖土地的产出，而是依靠我们的工业规模和能源基建来保障生存。

当中国西部的光伏电价降到1毛钱甚至更低时（这在未来十年是大概率事件），人工合成淀粉的成本将呈现断崖式下跌，直到低于农业种植成本。

这意味着什么，意味着农业要彻底迎来革命了！

人类历史上有过一次农业革命，那是从采集狩猎走向农耕，人类从此被束缚在土地上。

而现在，我们正在经历第二次革命：农业的去土地化。

一旦淀粉可以工业化量产，随之而来的将是蛋白质的工业化量产！

几乎和中国发布二氧化碳变淀粉技术的同时，中国农业科学院饲料研究所也宣布了一条重大科研突破：

全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成！

我勒个去，二氧化碳生产淀粉，一氧化碳生成蛋白质！

这意味着什么？意味着，未来的农业将分为两层：

底层农业（能量与基础营养）：淀粉、糖、基础蛋白，全部由工厂通过“空气+电”大规模制造。

底层农业成本极低，无限供应，用来做饲料、工业原料和基础食品。

顶层农业（风味与享受）：天然的有机蔬菜、高品质水果、放养的牛羊。

这些保留在土地上，提供给人类享受生活。

这才是新时代的中国农业。

03

星际种族

很多人可能会质疑：既然原理已经公布，难道其他国家不能迅速复制吗？

这里涉及到一个核心的门槛：成本。

二氧化碳合成淀粉的成本主要有两个，一是电，二是酶。

先来看看电，刚才我们提到了消纳绿电，那是个路子，但不足以作为解决所有人类淀粉需求的技术方案。

真正让二氧化碳合成淀粉具有光辉前景的是“可控核聚变”。

现在，中国在合肥的“全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）”不断刷新纪录。

一旦在未来几十年内，人类实现可控核聚变，意味着我们将获得近乎无限、价格近乎为零的廉价能源。

中国就是那个最可能抢先实现的国家。

再来看看酶。

如果说人工合成淀粉的路径图是“电路图”，那么各种催化酶就是“处理器芯片”。

在自然界中，这些酶的活性极低且极不稳定，中国科学家的核心竞争力，并不在于发现了那11步反应路径，而在于通过蛋白质工程和定向进化，开发出了自然界中原本不存在的、具有极高工业效率的定向催化酶。

这种“生物催化剂”的研发，难度不亚于光刻机。

你需要通过超级计算机模拟蛋白质的折叠，需要在数以亿计的变异体中筛选出性能最优的那一颗。

目前，中国在合成生物学领域的投入已经进入爆发期。

天津工业生物技术研究所等机构，不仅是在合成淀粉，更是在构建一个庞大的“生物元件库”。

这才是中国合成淀粉产业的护城河。

所以，“无限廉价能源”+“空气合成淀粉技术”+“催化酶工业化生产”，在这个技术上，中国将没有对手，连带着人类的生存模式将发生根本性颠覆。

首先，就是颠覆地缘政治。

在传统地缘政治学中，土地是核心资产。

在传统的麦金德“心脏地带”理论或斯皮克曼的“边缘地带”理论中，地理环境决定了国家的兴衰。

拥有密西西比大平原的美国，天生就具备成为粮食霸权的基础。

缺乏可耕地的国家，注定要在战略上受制于人。

所以，为了争夺肥沃的冲积平原、为了争夺水源，人类打了几千年的仗。

但如果粮食可以像打印文件一样在工厂里源源不断地生产出来，土地作为“生存空间”的溢价就大幅下降了。

在这个新范式下，只要一个国家拥有强大的工业体系和能源获取能力，它就能脱离土地闲置，通过合成生物学手段支撑起人口生存。

你看，那么多非洲和中东国家，就是因为干旱和土地沙化，陷入了“贫困-饥饿-动荡”的死循环。

如果未来能够利用当地丰富的阳光资源进行大规模光伏发电，再利用中国的合成淀粉技术，它们就能在荒漠上建立起一座座“粮食工厂”。

吃饭的问题解决了，那地缘政治的矛盾就解决了大半，和平不就来了？

其次，颠覆的是粮食霸权。

基辛格曾经说过一句名言：“如果你控制了石油，你就控制了所有国家；如果你控制了粮食，你就控制了所有人类。”

几十年来，西方国家，特别是美国，一直把粮食作为一种隐形的战略武器。

在冷战时期，美国就曾利用粮食禁运来遏制苏联。

在现代，通过ABCD四大粮商控制定价权，让发展中国家在粮食危机中因为买不起粮而政权崩溃，是屡见不鲜的剧本。

在传统逻辑下，只要人类还依赖土地种粮，就永远无法绕开这四大粮商。

因为全球最肥沃的土地在美洲，而美洲的种子、化肥、收购仓储和跨洋运输，几乎全在这些巨头的掌握之中。

一旦气候异常或地缘冲突爆发，粮价的波动往往不取决于产量的增减，而取决于粮商们的金融操纵。

空气合成淀粉技术的出现，本质上是在搞“去中心化”。

为什么粮食武器这么好用？

因为耕地是不可再生的，气候是不可控的，一个国家的农业产能是有天花板的。

但是，“人工合成淀粉”技术，直接掀翻了这个天花板。

当淀粉的生产从“广袤的农田”收缩到“紧凑的工厂”，粮食生产的半径被极大地缩短了。

工厂可以建立在销区附近，可以建立在沙漠边缘，甚至可以建立在电力充足的工业区。

这意味着，过去那种“巴西种豆、美国定价、中国购买、全球航运”的长链条贸易模式，将被“本地生产、本地消费”的工业模式所取代。

一旦中国大规模推广这项技术，四大粮商控制世界的能力，将被大幅削弱。

当淀粉不再是一种稀缺的、依赖长途跨海运输的初级产品，而变成一种标准化的、可以随时开工生产的工业品时；

当中国将这种“工厂化产粮”的技术模块化、外销化，像输出高铁和基建一样输出“淀粉工厂”时，西方国家手里那根“控制人类”的绳索，是不是就彻底断了？

所以，中国通过这项技术，实际上是在向世界提供一种“终极生存方案”。

这种方案不仅是技术性的，更是政治性的，它让世界无数国家真正从西方国家隐形欺压之下解放了出来。

第三，颠覆的是石油霸权乃至美元霸权。

现在的全球粮食体系，本质上是“石油农业”。

化肥、农药、农业机械、远洋运输，每一个环节都是石油堆出来的。

粮价和油价是挂钩的，而油价是挂钩美元的。

所以，粮食霸权=石油霸权=美元霸权。

中国的人工合成淀粉，走的是什么路线？

光伏/风能/核能->电->氢->淀粉。

看到没？这是一条完全脱离石油的路线！

当中国可以用自己的“绿电”生产粮食时，我们就切断了粮食与美元石油体系的脐带。

这不仅是粮食安全，这是金融安全，中国不再需要那么多外汇储备，也不用那么依赖美元！

未来，人民币的锚，也许不再仅仅是庞大的工业品，还将包括我们向世界提供的、以千瓦时计价的粮食生产能力！

如果我们把眼光投向更遥远的未来，空气合成淀粉甚至是人类成为“多行星物种”的关键门票。

马斯克总是谈论火星移民，但大家都知道这是扯淡。

火星上没有肥沃的土壤，没有氧气，只有稀薄的大气，而那大气中95%都是二氧化碳。

如果在火星上开展传统农业，需要建立巨大的加压温室，土壤改良需要几个世纪。

但如果使用中国这种空气合成淀粉的技术呢？逻辑就完全变了。

火星上有无穷无尽的二氧化碳，只要有了核聚变电池提供的能量，人类就可以在火星基地里直接“打印”出淀粉。

这样，人类才能真正走向星辰大海。

从这个意义上说，中国在天津实验室里迈出的一小步，实际上是整个人类文明史的一大步。

当我们不再被束缚在地球表面那层薄薄的土壤之上，当我们能够从空气中、从任何有碳源的地方提取热量，人类的扩张范围，将不再受限于生物圈的承载力！

我们，将成为真正的“星际种族”！

04

文明的航向

写到最后，我不禁想起了电影《流浪地球》。

在电影里，为了应对太阳危机，人类不得不依靠重聚变发动机产生的能量来制造蚯蚓干充饥。

蚯蚓干，那玩意想想就恶心。

现实中的中国科学家走得更远，也更优雅，我们在用工业化思维，来解决粮食问题。

我们不相信土地的恩赐是永恒的，我们只相信生产力的提升是无止境的。

这种技术背后，折射出的是中国特有的解决问题的方式：

面对资源匮乏，我们不走扩张掠夺的老路，而是通过科技进步向微观世界要产出，向工业体系要效率。

从实验室的试管到天津的吨级中试线，这一步跨出，意味着中国正在从底层逻辑上重新定义“农业”。

这也许没有战场上的炮火连天那么引人注目，但其影响力将穿透世纪。

它预示着一个新时代的到来：

在这个时代，人类将真正掌握自己的命运，不再受制于土地的贫瘠，不再受制于气候的变幻，不再受制于地缘的博弈。

中国的目标，从来不是在旧秩序里分一杯羹，而是通过颠覆性的技术革命，为全人类创造一个全新的、基于工业理性的生存范式。

这才是真正的“大国重器”。

它不直接杀伤任何人，它只是静默地在工厂里运转，通过每一个分子的精准拼装，把人类从上万年的匮乏阴影中拉出来。

这场由中国发起的农业革命，终将改变人类文明的航向。

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