工業化合成糧食與人類文明新紀元_風聞

如果人類實現了工業化合成糧食，那將給世界帶來什麼呢？

我認為它是新時代的農業革命，跟新仙女木事件後導致人類農業產生的意義相當。人類不僅僅可以解決糧食危機，而且為邁向星辰大海做好了準備。

下面以二氧化碳人工合成澱粉為例，分析工業化合成糧食有哪些特點。

第一個特點，工業化合成糧食對電力的穩定性要求較低。

現在的農業是一年種植一季或多季，可以實現供人類一年甚至多年來食用。人工合成澱粉，是在工廠裏，用水、二氧化碳、電力，合成澱粉。也就是説，可以用很短時間，就可以生產供一年或多年食用的澱粉。

因此，工業化的糧食生產對電力的穩定性相比其他生產就要低得多。只要一年內把糧食生產出來即可。

因此它可以用峯谷電生產。例如夜裏電費較低，那麼可以在夜裏開工生產。它還可以用風電、光伏電這些穩定性非常差的電力。還有西南地區，存在水電棄電的情況。

但這些電對於工業化生產糧食就沒問題，有風有太陽有水的時候，就開機生產糧食。目前電力存儲的技術還不成熟，而工業化生產糧食把這些本來要浪費掉的電力變成了可以吃的食物。

這豈不是美事一件嗎？

第二，對水的利用效率大大提高。

世界農業用水佔比佔總用水的70%。這些水大部分用於作物蒸騰和地表蒸發，利用率很低。而工業化生產糧食，因為水是在工廠裏循環使用，蒸發損失很小。初步估算，其整體耗水量可能僅為傳統農業的十分之一甚至百分之一。

第三，二氧化碳成了寶貝。

此前工廠產生的二氧化碳都被排入了大氣，現在可以直接收集起來，用於澱粉生產。以後再也沒有二氧化碳排放產生的全球變暖等不良影響了。二氧化碳都變成了錢。

第四，大大減少糧食生產需要的耕地。

現在能作為農業生產的耕地，其實需要有很苛刻的條件。例如當地需要温度不冷不熱，降雨充沛，有河流、地下水作為灌溉用水，沒有颱風這些自然災害，地形要平坦，便於耕作。

而工業化合成糧食，完全可以在非耕地進行。整個生產過程在一個巨大的罐子也就是生物反應器中進行，類似於啤酒發酵或生物製藥。工廠可以建在沙漠、戈壁、鹽鹼地、城市郊區、甚至地下。只要保證水、二氧化碳、電力的供應充足，就可以生產。

那麼未來人工合成糧食會是什麼生產方式呢？

首先就是集中在廠區例如鋼鐵廠，收集工廠排出的二氧化碳。然後用管道運輸到糧食生產廠區。

第二就是生產地點。

我認為有三個地點很合適。

沿海風電或太陽能資源很豐富的地區，例如江蘇、河北沿海。這裏可以用風電進行海水淡化和糧食生產。

廣大西部地區，這裏的風力、太陽能資源豐富，可以建立大面積的電站，然後工業化生產糧食。

西南省份水電豐富的地區，這裏不缺水，又有水電，也非常適合。

因此以上這些地區會迎來行業發展的機遇。

前面之所以把工業化合成糧食看成是人類的農業革命，是因為它有非常巨大的意義。

首先，它可以幫助人類解決糧食安全、荒漠化、地下水超採的問題。

如果能用工業化合成糧食，那麼人類基本不再擔心吃不飽肚子。以後就可以不再需要有以前那麼大面積的耕地，這些土地可以退耕還林、還草、還濕。因此未來世界的生態會大大好轉。

人類的荒漠化主要還是因為農耕、過度放牧而產生。這些作為農牧生產的土地以後都可以進行生態修復。

2000-2015年全球土地退化、恢復評估圖。中科院供圖。

此外，當前人類面臨着非常緊迫的糧食、水資源危機。例如，從印度到北非一帶的半乾旱、乾旱地區，這裏人口眾多，而且都因為種植糧食出現了地下水超採的情況。在未來20年左右，地下水都將陸續枯竭。

2018年各流域因農業部門導致的水資源壓力程度地圖（聯合國糧農組織官網）

前面提到工業化合成糧食對水的消耗是傳統農業的10%甚至更低。未來農業需要的水會大大減少。這將有助於地下水的恢復。

所以工業化合成糧食，是一項把人類從馬爾薩斯陷阱中拯救出來的偉大技術。

第二，它能幫助人類開啓星艦時代。

地球是人類的搖籃。但人類不能永遠呆在搖籃裏。人類終將走出地球，移民月球、火星，甚至飛出太陽系。

但這裏面有一個很實際的問題，怎麼解決食物的供應？

在漫長的星際旅行中，不可能帶上全部的食物。可行的方式是以核聚變為能源，在飛船上生產食物。

當前的人工合成澱粉仍處於實驗室研究階段，其成本據估算高達30萬美元/斤，約合413萬元/噸。而傳統玉米澱粉的市場價格，大約在2500至3000元/噸。這相差了至少137萬倍。

人工合成澱粉要實現商業化，還需要10到15年，甚至更長時間。

希望這一天早日到來。