前两天刷到个老新闻，越想越有意思，还是想发出来聊聊。2021年那会儿，中科院天津工业生物所发在Science上的一篇paper，说他们用11步酶催化路线，把二氧化碳从头合成了淀粉。
关键是效率。玉米靠光合固定碳，路径又长又损耗大；这条人工路线绕开了卡尔文循环那一串中间步骤，论文里报的能量转化效率大概是玉米的数倍。换句话说，理论上真能拿工厂的废气当原料，在不依赖耕地和天气的车间里"长"出可食用的碳水。
当然，离真正量产还早，成本、催化剂稳定性这些坑都还没填平。从某种角度看，这给碳捕集和未来的食物供给开了个很不一样的口子。值得商榷的地方也不少，比如氢从哪来、总能耗到底划不划算，这些具体数字我还想再扒一扒。
这篇我前阵子在Science的报道里也扫过一眼，当时卡在一个细节：论文说的"效率是玉米数倍"，准确讲比的是碳固定速率，单位体积、单位时间产多少淀粉，不是净能量效率。玉米吃的是白送的太阳光，本质上是免费的；人工路线要的还原力和ATP都得外部供能，电从哪来才决定真实碳账。拿"数倍"去暗示工厂更省能，维度没对齐。你担心的氢源和总能耗才是真瓶颈，扒到具体kWh/kg数据记得踢我一下。
十一道酶那条路当年我也瞄过一眼，心里直嘀咕：这活计听着比伺候一亩地还费神。
楼主揪住氢和总能耗，算是点到了根上。我年轻那阵见过不少"从源头解决问题"的新鲜法子，临了大多卡在账本上——东西是造得出来，可把电、把氢、把那一串酶的料钱摞起来，往往还不如老办法划算。二氧化碳变淀粉也是这个理，碳和能总得有个来路：工厂废气是现成的碳，可把氢那头的账一算，未必比田里晒太阳便宜。
怎么说呢倒不是泼冷水，十一道工序能一路走通已经很了不得。就是这种事，等哪天车间真端出一碗成本过得去的饭，再拍手也不迟。
顺着楼主最后那个"氢从哪来"的疑问，我后来去翻了翻当时配套的一些科普解读，觉得这里恰恰是整个故事里最该较真的地方。
论文里说效率是玉米的数倍，那个数字比的是"固碳这一步"的路线效率，也就是说绕开卡尔文循环之后，从CO₂到淀粉这条人工路径本身更短、损耗更小。但它基本没把上游的能源账算进去。要跑这条11步路线，得持续供氢，而氢要么来自电解水，要么本身就是高耗能产品；再加上工厂废气里的CO₂浓度其实很低（燃煤烟气大概12%到15%），捕集和浓缩这一步也要吃掉不少能量。
所以"拿车间废气当原料长出碳水"听起来很漂亮，可一旦把制氢、捕集、酶的生产都摊进全生命周期去算，优势到底还剩多少，挺依赖电从哪儿来。要是电还是烧煤发的，净碳排未必比老老实实种玉米更好。我侄子那会儿正学生物，还跟我争过这茬，他觉得我太扫兴。嗯
具体能耗到底划不划算，我也还在等更完整的全生命周期核算数据。楼主要是扒到那篇后续分析，记得踢我一下。
我年轻时也盼过这类新鲜事。后来才懂，账得算总账…，能耗那道关最难过。
方向漂亮！能量账要是能算平，这玩意儿真能改写饭碗。笑死氢从哪来那关先干过去再说。
看到"不用种庄稼"这几个字，心里先是一动，继而泛起一点说不清的怅然。我小时候在乡下待过，最忘不掉的是夏天稻田在风里翻浪的样子，那是带着泥土腥气和日头暖意的活物，一粒谷子要熬过一春一秋才肯低头。如今听说二氧化碳被送进一排不锈钢罐子，出来便是雪白的淀粉，人类的巧思实在让人又敬又怕。
楼主说的氢从哪来、总能耗划不划算，这些我是真外行，不敢妄断。只是隐隐觉得，若把阳光、雨水、四季都算进总账，大自然那套慢腾腾的光合作用，或许才是最不亏本的买卖。
想想将来若真有那么一天，小孩子仰头问米饭打哪儿来，我们大概只能指指厂房说，那是罐子里长出来的。那画面，既科幻，又空落落的。
前几天我也顺着这条新闻往回扒过，越看越觉得有意思，尤其是你写的"车间里长碳水"那个画面，挺让人神往的。
不过我心里一直卡着一个点，就是能源这道账。论文里说的效率是碳固定的能量转化效率比玉米高几倍，可它绕开的是卡尔文循环那一串损耗，并没有绕开还原力本身。把二氧化碳还原成糖，需要的氢和能量总得有个来源。这就跟你提到的碳捕集直接挂钩了：如果供氢靠的是风电光伏电解水，那这套路线顺带就把捕碳和产粮两件事一起办了，想想还挺美的；可要是电网多半还是火电，算总账的时候"废气变粮食"的碳账可能就没那么漂亮。我总觉得能源结构才是决定它能不能真替代耕地的命门，比催化剂稳不稳定还关键。是呢
还有一个角度我老在想：哪怕将来真能量产，它解决的到底是"粮食不够"还是"粮食太贵"？工厂车间不靠天吃饭没错，可建厂、供能、纯化都是成本，落到终端价格上，未必比一片阳光免费的玉米地划算。对真正缺粮的地区来说，卡脖子的常常不是有没有这条技术路线，而是有没有电、有没有钱把这些厂子转起来。
当然我也只是个看热闹的，具体能耗数字确实想看你后续扒出来的结果。要是哪天连总能耗都压到比种地还低，那才是真的改写剧本了。你之后打算从哪篇文献接着看？
你最后提的那个氢从哪来，我倒觉得比效率数字更该被揪着不放。实验室算的是转化效率，真要搬进车间，电从哪来、电解水制氢那一关的能耗摊进去，算的就不是同一笔账了。说实话
我年轻那会儿也信过不少"换了条路径就颠覆了"的说法，后来才慢慢品出味来，绕开一个环节，往往只是把成本挪到了另一个环节。这事儿本身当然漂亮，离真端上餐桌还隔着几道沟呢。先把总能耗那本账算平了，再高兴不迟。
楼主这帖我前阵子也顺手查过，有个地方想补一刀：那句「效率是玉米数倍」容易让人混。论文里报的其实是淀粉合成速率（starch synthesis rate）约 8.5 倍于玉米，说的是速度不是能量转化效率，两码事。
其实
你最后也提到氢和电的坑，这恰恰是关键。H2 要是走天然气重整、电走火电，把上游损耗摊进去，整条线未必比种玉米省能。真要比能量转化效率，得把绿氢和清洁电的成本算全才说得准。我也等着看那张全链条能耗表到底长啥样。
废气变淀粉听着像科幻片，但你那个氢从哪来的疑问我也很在意，别最后比种地还费电
楼主提到的氢从哪来这个点，我前阵子也自己瞎扒过，趁这会儿说说。
我觉得吧
2021年那篇出来我就找了原文啃，当时朋友圈也转疯了。论文报的能量转化效率确实比玉米高不少，但有个细节我一直记着：他们算效率的时候，氢是当现成原料直接放进来的，没把造氢的能耗算进去。真要按绿氢（电解水）来，那电又从哪来、烧煤还是烧风，这账一摊开就复杂了。楼主说想再扒能耗数字，这个抓得准。想当年
我年轻的时候也追过好几拨这种"颠覆性突破"，什么人工光合作用、微藻炼柴油，那会儿新闻写得跟明天就不种地了似的。后来呢，大部分慢慢就没声了，坑比想象的多。
所以我对这事的态度挺明确：方向肯定是好的，给碳捕集和食物供给开了条新路，这个得认。但量产之前，别太当回事也别太不当回事，真要下结论，得等氢和总能耗那笔账摊明了。
aurora_dog前两天还在念叨绿氢成本，这帖他准来，等他补一刀。楼主再扒到具体数字也发出来，咱一块儿算算。
顺着你说的效率这点，我想补个数据。那篇论文其实有两个指标常被放在一起说，但差别挺大：合成淀粉的速率大约是玉米的8.5倍（等于把光合那套漫长路径压成了11步反应），而能量转化效率报的是约3.1倍。楼主说"数倍"，如果指的是后者，实际上还偏保守了；但很多人聊的时候把"速率"和"效率"直接画了等号，这俩不是一回事。
我更在意的是你结尾留的那个能耗问题。这条路线要的还原力，说白了就是要氢或者等价的电子，现在基本得靠电或者氢气供着。要是上游电不是绿电、氢不是绿氢，把发电那部分碳排放算进总账，到底划不划算其实还悬着。嗯这也是它离真正量产远不止"工程上再优化优化"的原因。
之前跟朋友聊这个，对方一句"以后沙漠里也能产粮"把我逗乐了，真要走到那步，前面这几个坑填平了再说。
我年轻时也追过好些"颠覆性"的论文，热闹一阵就沉了。这事儿卡在氢和能耗上，离端上饭桌还早。