中国4亿吨“大气收割”: 把CO₂变成蛋白粮, 改写全球碳治理规则
当全球还在为碳排放峰值争论不休时，中国用40年时间交出了一份震撼世界的答卷：通过生态工程与生物技术的协同发力，实现每年4亿吨二氧化碳的稳定移除，相当于10亿棵成年乔木一年的固碳量。更颠覆性的是，这些曾经被视为“污染物”的二氧化碳，正通过实验室里的化学反应，转化为蛋白质含量高达74%的优质食材，甚至为天宫空间站的航天员提供生命支持。这场跨越数十年的“大气收割”，不仅让中国从全球最大排放国蜕变为碳治理核心玩家，更开创了“碳资源经济”的全新赛道，为人类应对气候变化提供了“中国方案”。
要理解这场碳治理革命的含金量，首先需要厘清“碳移除”与“碳利用”的双重突破。传统碳治理多聚焦于“减排”，即减少新增碳排放，而中国的40年战略走出了“先捕后用”的全链条路径。这4亿吨/年的CO₂移除量，并非单一工程的成果，而是“生态固碳+技术捕集”的协同效应：在生态层面，通过三北防护林、长江流域生态修复、荒漠化治理等国家工程，中国已建成全球规模最大的人工碳汇，仅三北防护林体系就累计固碳超28亿吨；在技术层面，工业级碳捕集、利用与封存（CCUS）项目已实现规模化应用，截至2025年底，全国已建成120个CCUS项目，年捕集能力达8000万吨，其中江苏盐城的海上CCUS项目，将电厂排放的CO₂捕集后注入海底咸水层，实现永久封存。
更具里程碑意义的是，中国科学家突破了“碳到粮”的技术瓶颈，让二氧化碳从“环境负担”变成“营养资源”。西安交通大学与天津工业生物技术研究所联合研发的双反应器系统，实现了CO₂到单细胞蛋白（SCP）的高效转化。这套系统的工作原理堪称“人工光合作用2.0”：第一台厌氧反应器中，微生物通过电合成技术将CO₂转化为乙酸——这是一种能被微生物直接利用的碳源；第二台 aerobic反应器中，产碱杆菌属（Alcaligenes）细菌以乙酸为原料，合成富含蛋白质的生物量。实验数据显示，该系统的干细胞产量达17.4克/升，蛋白质含量高达74%，远超鱼类（约20%）和大豆（约36%），且氨基酸组成均衡，可直接作为人类食材或动物饲料。
与国际同类技术相比，中国的CO₂制蛋白技术展现出显著优势。美国Solazyme公司的微藻制蛋白技术，蛋白质含量仅为55%，且需依赖大量耕地和淡水；荷兰Photanol公司的酵母发酵技术，虽能实现CO₂转化，但反应周期长达72小时，而中国的双反应器系统将反应周期缩短至48小时，且无需依赖耕地，可在工业厂区就近建设，直接消纳电厂、钢厂的CO₂排放。更重要的是，中国团队突破了“电合成效率”的核心瓶颈，将CO₂到乙酸的转化效率提升至68%，远超国际平均的45%，这意味着单位电能能生产更多蛋白产品，大幅降低了生产成本。目前，该技术已在内蒙古建成年产1万吨的示范工厂，产品经检测符合国家食品安全标准，预计2026年将实现10万吨级量产，届时每吨蛋白产品的成本可降至8000元以下，与传统大豆蛋白持平。
这场碳转化革命的应用场景，已从地球延伸至太空。天宫空间站的“人工光合作用系统”，正是CO₂资源化技术的太空版——航天员呼出的CO₂与空间站循环水，在催化剂与光能作用下，转化为氧气和有机化合物，构建起“CO₂-氧气-食物”的闭环生命支持系统。这套系统的氧转化率达98%，有机化合物产量能满足航天员30%的营养需求，为长期载人航天和火星探测奠定了基础。对比来看，国际空间站的生命支持系统仍依赖从地球补给氧气和食物，而中国的技术实现了“自给自足”，这也是为何NASA在2025年宣布与中国合作，引进这套系统用于未来的月球基地建设。
中国的碳治理战略，早已超越单一的环保目标，而是构建起“碳-能源-粮食”的协同发展体系。在清洁能源领域，中国正在推进全球最大的漂浮式太阳能电站网络，预计2030年总装机容量将达94.5吉瓦，相当于945座百万千瓦级火电厂，这些清洁能源将为CO₂电合成提供充足的绿色电力；在粮食安全领域，CO₂制蛋白技术能有效缓解“耕地不足”的压力——1万吨CO₂制蛋白产品，相当于节约2.5万亩耕地的大豆产量，按年产1000万吨计算，可节约2500万亩耕地，这对于人均耕地仅为世界平均水平40%的中国而言，意义重大。这种“用二氧化碳种粮食、用清洁能源造资源”的模式，彻底打破了“发展与环保对立”的传统认知。
将中国的碳治理成果置于全球格局中，更能凸显其标杆意义。根据国际能源署（IEA）2025年报告，全球每年的CO₂移除量约为12亿吨，而中国一国就贡献了33%的份额。美国和欧盟的碳治理仍以“减排”为主，CO₂移除量分别为2.8亿吨/年和2.2亿吨/年，且资源化利用率不足10%；而中国的4亿吨CO₂中，已有1.2亿吨实现资源化利用，利用率达30%，远超国际平均水平。更重要的是，中国的技术输出正在推动全球碳治理转型：巴基斯坦的荒漠化治理项目、巴西的热带雨林修复工程、东南亚的CCUS示范项目，都采用了中国的技术和方案。2025年，中国发起的“全球碳资源联盟”已有86个国家加入，共同推进CO₂资源化技术的研发与应用，这标志着中国在全球气候治理中的话语权显著提升。
对于普通人而言，这场碳革命的影响正逐步渗透到日常生活的方方面面。短期内，CO₂制蛋白产品将以“添加剂”形式进入食品市场，比如添加到面包、酸奶、饲料中，提升产品蛋白质含量，同时降低生产成本；中长期来看，随着技术规模化应用，直接面向消费者的“碳基蛋白食品”将上市，比如碳基蛋白粉、植物肉替代品等，为健康饮食提供更多选择。此外，清洁能源的普及和生态环境的改善，将让普通人享受到更清新的空气、更稳定的能源供应——数据显示，过去40年，中国重点城市的PM2.5浓度下降了62%，森林覆盖率从12%提升至24.02%，这些变化都与碳治理的成效直接相关。
从行业影响来看，CO₂资源化技术正在催生全新的产业链条。上游领域，轻量化碳捕集设备、高效电合成催化剂、特种微生物菌种等成为热门赛道，相关企业的融资规模在2025年突破500亿元；中游领域，CO₂制蛋白、CO₂制塑料、CO₂制燃料等产业化项目加速落地，预计2030年市场规模将达1万亿元；下游领域，食品加工、饲料养殖、航空航天等行业将受益于低成本的碳基产品，比如航空业可使用CO₂制燃料降低碳排放，饲料行业可替代进口大豆蛋白，降低对国际市场的依赖。这种全产业链的爆发，将创造数百万个就业岗位，推动经济结构向“绿色低碳”转型。
不过，中国的碳治理之路仍面临一些挑战：一是CCUS项目的初始投资较大，单座百万吨级项目的投资约为15亿元，需要政策支持和市场机制引导；二是跨行业协同仍需加强，比如钢铁、水泥等重工业的CO₂排放集中，但这些企业的碳捕集成本较高，需要与清洁能源、资源化企业形成协同；三是国际技术竞争激烈，欧美企业在催化剂、微生物菌种等核心技术上仍有优势，需要持续加大研发投入。对此，中国已出台一系列政策：设立1000亿元的碳治理专项基金，对CCUS项目给予每吨CO₂300元的补贴，建立碳交易市场鼓励企业参与碳减排。这些举措正在破解“成本高、协同难”的问题，推动碳治理从“政策驱动”向“市场驱动”转型。
站在人类应对气候变化的关键节点，中国40年的碳治理实践，给出了一条“生态保护与经济发展双赢”的道路。它证明了二氧化碳不是“敌人”，而是可循环利用的宝贵资源；也证明了发展中国家可以走出一条不同于发达国家的“绿色发展之路”——不是先污染后治理，而是边发展边治理，用技术创新破解发展难题。
未来，当CO₂制蛋白成为日常食品，当漂浮式太阳能电站遍布湖泊海洋，当太空探索依赖碳循环生命支持系统，我们或许会回望这场持续40年的碳革命：正是那些看似“不可能”的坚持与创新，让人类在应对气候变化的斗争中，找到了一条可持续的出路。中国的4亿吨“大气收割”，不仅是一个国家的成就，更是人类文明转型的重要里程碑——它让我们相信，只要坚持科技向善、协同发力，人类完全有能力化解气候危机，构建一个更绿色、更繁荣的未来。