隨著全球氣候變化加劇，截至2025年1月，大氣中二氧化碳濃度已突破420ppm閾值。據(jù)國(guó)際能源署（IEA）預(yù)測(cè)，本年度人為排放的二氧化碳總量將達(dá)367億噸，其中約92億噸被海洋吸收，占總排放量的25%以上。這一自然過(guò)程雖緩解了溫室效應(yīng)，卻導(dǎo)致海水pH值持續(xù)下降，威脅著珊瑚礁、貝類(lèi)等鈣化生物生存。在此背景下，如何將海量二氧化碳轉(zhuǎn)化為可利用資源成為產(chǎn)業(yè)界與科研界的焦點(diǎn)。

  一、海洋碳捕獲技術(shù)突破，二氧化碳資源化利用開(kāi)啟新篇章

  中國(guó)報(bào)告大廳發(fā)布的《2025-2030年中國(guó)二氧化碳行業(yè)項(xiàng)目調(diào)研及市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)評(píng)估報(bào)告》指出，全球海洋作為最大天然碳庫(kù)，其吸收的二氧化碳已引發(fā)顯著酸化問(wèn)題。最新數(shù)據(jù)顯示，海水表層pH值在過(guò)去百年間下降約0.1個(gè)單位，相當(dāng)于酸度提升近30%。為破解這一困局，某研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出"電催化+生物催化耦合系統(tǒng)"，首次實(shí)現(xiàn)從天然海水中高效捕集二氧化碳并轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品的全流程閉環(huán)。

  該技術(shù)通過(guò)新型電解裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超500小時(shí)，在實(shí)際海水環(huán)境中達(dá)成70%以上的碳捕集效率。關(guān)鍵突破在于研制的鉍基催化劑可將二氧化碳精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為甲酸溶液，同步副產(chǎn)氫氣，避免了傳統(tǒng)工藝中鹽類(lèi)沉積導(dǎo)致的電極鈍化難題。

  二、生物催化重構(gòu)代謝路徑，二氧化碳向綠色材料轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

  在資源化利用環(huán)節(jié)，研究者通過(guò)合成生物學(xué)手段改造海洋需納弧菌，使其具備以甲酸為唯一碳源高效生長(zhǎng)的能力。該工程菌株可將甲酸轉(zhuǎn)化為琥珀酸（聚丁二酸丁二醇酯核心單體）和乳酸（聚乳酸原料），成功在1升至5升發(fā)酵罐中完成放大實(shí)驗(yàn)。

  碳同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)證實(shí)，最終產(chǎn)物分子中的碳原子100%源自初始捕獲的二氧化碳?；诖思夹g(shù)路線合成的可降解塑料PBS及PLA吸管產(chǎn)品已通過(guò)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，證實(shí)了從海洋到材料產(chǎn)業(yè)化的可行性。值得注意的是，乳酸路徑的拓展為開(kāi)發(fā)多樣化生物基材料提供了新方向。

  三、模塊化平臺(tái)構(gòu)建碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)，多領(lǐng)域應(yīng)用前景顯現(xiàn)

  研究團(tuán)隊(duì)提出該系統(tǒng)具備高度擴(kuò)展性：通過(guò)電催化參數(shù)與代謝通路的組合優(yōu)化，可定制生產(chǎn)有機(jī)酸、表面活性劑及食品配料等多元產(chǎn)品。據(jù)測(cè)算，若將全球1%的海洋二氧化碳捕集量轉(zhuǎn)化為材料制品，每年可減少約360萬(wàn)噸碳排放，相當(dāng)于種植2億棵成年樹(shù)木。

  當(dāng)前技術(shù)已具備中試規(guī)模生產(chǎn)能力，在生物塑料領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化示范。未來(lái)隨著催化劑成本降低和工程菌株效率提升（目標(biāo)產(chǎn)能提升至現(xiàn)有水平5倍），該系統(tǒng)有望成為"雙碳"戰(zhàn)略下海洋資源開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)路徑。

  重構(gòu)碳循環(huán)體系的產(chǎn)業(yè)革命

  2025年的實(shí)踐表明，海洋不再是被動(dòng)的碳吸收者，而正在轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕Y源寶庫(kù)。通過(guò)將二氧化碳捕集與生物制造深度融合，這項(xiàng)創(chuàng)新不僅解決了海水酸化難題，更開(kāi)辟了綠色材料、清潔能源、醫(yī)藥化工等多領(lǐng)域的新賽道。隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)性持續(xù)優(yōu)化，預(yù)計(jì)到2030年該模式或推動(dòng)全球碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)模突破千億美元量級(jí)，為人類(lèi)社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供關(guān)鍵解決方案。

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