“超越电动”：看BMW i品牌如何成就未来豪华出行
汽势Auto-First|孙金凤
随着电动化成为全球汽车发展的大趋势，豪华品牌的电动化也在加快脚步。
德系豪华品牌三强BBA（奔驰、宝马、奥迪）已吹响大举进攻电动车的号角，并制定了雄心勃勃的发展规划。紧随其后的是雷克萨斯、凯迪拉克、沃尔沃等二线豪华品牌。与此同时，中国车企也不甘落后，北汽极狐、东风岚图、上汽智己、吉利极氪等高端新能源品牌接连诞生。加上特斯拉和“蔚小理”等造车新势力，高端电动车市场未来的激烈厮杀已经是可以预见的事情。
不可否认，新能源是条新赛道，燃油车领域的竞争优势未必能在这个领域延续。谁能抢先通过产品、理念、营销模式上的创新，打动消费者，谁就能在未来的竞争中赢得更多胜算。
最近，宝马在电动化方面的动作令人关注。宝马集团首个为BMW i品牌定制的“超越电动 BMW i灵感空间”巡展，正在全国展开。这次历时两个半月、落地10座城市的大型巡展，被外界看做是BMW i品牌旗下两款重磅新车——创新BMW iX和创新BMW i4上市前的路演，同时也是让消费者近距离体验BMW i品牌“超越电动”的创新精神及品牌内涵的绝佳机会。
BMW i灵感空间巡展，两款创新车型诠释i品牌
创新BMW iX和创新BMW i4两款重磅新车是此次巡展的绝对主角。BMW iX已经在上海和成都车展亮相，首次与全国消费者近距离接触。而BMW i4则是刚刚在德国慕尼黑车展全球首发，首次在中国市场亮相。
在创新BMW iX上，我们可以看到宝马对未来出行和未来豪华的思考和追求。宝马集团在设计、数字互联、电动化和自动驾驶等战略创新领域的最新成果，都毫不保留的用在了这款车上。
秉承极简主义设计风格，BMW iX由内而外营造了移动的“现代豪华会客厅”氛围，并采用了BMW有史以来最简约的内饰，削减了50%物理按钮、取消了传统的中控台。与此同时，新车还搭载了“Shy Tech隐形科技”,将科技隐藏于无形。
代表宝马全新电动化、数字化征程的全新BMW iDrive，被率先搭载在创新BMW iX上，BMW操作系统8.0、一体式悬浮曲面屏、经过重新设计的控制面板和用户界面，以及强大的互联和数据处理能力，将驾驶者与车辆之间的互动带入日益智能的数字化未来。首次搭载的5G互联技术和千兆以太网的应用，也为云计算、车路协同和自动驾驶功能的不断升级做好了准备。
首次在中国亮相的BMW首款纯电动四门轿跑车创新BMW i4，将澎湃驾驶乐趣、运动轿跑美学与数字科技融为一体，树立电动驾驶标杆。
创新BMW i4搭载第五代eDrive电驱技术，配合先进的底盘技术、智能轻量化设计以及优异的空气动力学特性，塑就了极致的运动性能。BMW i4 M50是BMW M 家族的首款纯电动车型，该车通过前桥与后桥的两台电动机，可产出400 千瓦 / 544马力的最大输出功率，峰值扭矩高达795牛米，零到百公里加速仅需3.9秒，在WLTP标准下续航里程可达510公里，为用户打造超越同级的电动驾驶体验。
这两款产品作为宝马集团电动化战略最新成果，融汇了宝马集团在数字互联和电动化等创新领域的技术结晶，也全面展示了宝马集团电动化的最新进程。
据汽势Auto-First了解，创新BMW iX将在今年年底正式上市。
全生态链布局 构建与用户全新的沟通方式
宝马是最早布局和践行电动化战略的豪华品牌。早在2011年初，宝马就发布了全新的电动子品牌"i" ，并很快推出了量产车型 i3与i8，让中国消费者初步体验到了“电动宝马”的魅力。
如今创新BMW iX和创新BMW i4的推出，不仅标志着i品牌的发展步入全新阶段，同时也意味着宝马集团的电动化转型进入第二阶段。在这个阶段，宝马更注重全生态链的布局，为用户带来全方位的电动出行体验。
除了BMW iX和BMW i4这样的创新产品外，宝马还在补能、用户生态和电池等方面全方位布局。
为了优化用户的电动出行体验，解决续航忧虑，目前，宝马集团在不断扩充经销商充电站，预计今年可扩展到350家。同时，宝马也正在加速接入国网电动汽车公司绿电服务。通过与主流充电服务运营商的密切合作，计划到2021年底，宝马充电桩数量将达到36万根，包括15万根直流快充充电桩。
此外，宝马还不断完善品牌专属充电站的建设，覆盖机场、商场、酒店等新能源车重点使用区域。目前，BMW品牌专属预约停车充电服务已推广至国内5大城市的6座机场以及全国10多个热门商圈。
除了积极布局充电网络建设之外，宝马还为用户搭建了充电服务平台。BMW新能源车用户可以通过BMW车载互联驾驶、BMW云端互联APP等多个渠道，轻松便捷地查找最近的充电桩、查看充电桩实时使用状态，并在线上完成预约和付款，享受便捷的一站式服务。
在“三电”核心技术上，2025年宝马将推出第六代BMW eDrive电力驱动系统，搭载在“新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)上。同时，宝马集团携手合作伙伴向固态电池新创企业 Solid Power投资1.3亿美元，计划在2022年开展100 安时固态电芯车规级标准的测试及整车的集成，2025年前推出应用固态电池的原型车，并在2030年前将技术应用于量产车。
打造最绿色电动车，可持续发展贯穿产业链始终
更值得关注的是，与其他车企发布的电动化战略不同，作为豪华车市场的引领者，宝马集团的目标是打造“最绿色“的电动车。
宝马是首家提出从产品全生命周期来看碳减排的汽车公司。在宝马来看，豪华与可持续密不可分，宝马“最绿色”的电动车是产品全生命周期的“绿色”，包括从设计开发、供应链、生产、使用到回收阶段，针对供应商、 生产及使用阶段分别提出明确的碳减排目标。
按照宝马制定的最新计划，到2030年，平均单车全生命周期碳排放将较2019年降低40%。其中，供应链端单车平均减排较2019年减少20%、生产层面减排80%、使用阶段减排50%。至2030年，宝马集团全产业链减碳目标为2亿吨。2050年将实现全价值链碳中和的目标。
事实上，宝马全生命周期的减排计划已经在创新BMW iX和 创新BMW i4上得以充分体现。
以 BMW iX 为例，其开发和生产中不再使用稀土材料，再生铝的比例也不断增加;电池阴极材料中原料钴的比例已可降至10%以下。高压蓄电池组中使用的锂来自于澳大利亚的硬岩矿，并且根据公司的环境和可持续性标准开采。
同时，宝马还注重资源的循环利用。BMW iX中控台上的控制面板采用可持续生产的FSC认证木材；内饰和织物均采用了大量再生材料制作，例如织物/微纤维内饰采用了50%的再生聚酯纤维材料，地毯地垫更是采用了100%再生尼龙材料；座椅真皮采用橄榄叶萃取物处理，而非传统的鞣制剂，这些萃取物来自于每年在欧洲修剪橄榄树林后收集的树叶。
可持续发展的理念贯穿电动化进程始终，BMW i品牌所打造的“最绿色”电动车的愿景正在一步步实现。而产品全生命周期的减排打造出的“最绿色”汽车，也将吸引拥有相同理念的消费者，与宝马一道，为节能减排贡献力量。
汽势观点：
今年是宝马的电气化大年，创新BMW iX和创新BMW i4的推出，将进一步完善宝马电动化产品矩阵，让消费者体验到“超越电动”的出行体验。而从这两款创新车型上，也让人们看到了BMW i品牌打造最绿色电动汽车的品牌愿景，以及引领豪华、可持续、智能化出行的发展蓝图。
未来，宝马还将推出纯电动BMW 5系、BMW 7系、BMW X1等众多纯电动车型。至2023年，宝马集团将在全球提供约13款纯电动车型，纯电动车型将覆盖几乎目前BMW品牌进入的每个细分市场。到2025年，宝马集团将进入电动化发展全新阶段，并推出 “新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)。未来10年中，公司预计将在全球完成约1000万辆宝马集团纯电动车的交付。到2030年，纯电动车型有望占据宝马集团全球销量的一半。可以看到，宝马正在加速电动化转型，持续引领豪华车市。
#宝马# #BMWi品牌#
汽势Auto-First|孙金凤
随着电动化成为全球汽车发展的大趋势，豪华品牌的电动化也在加快脚步。
德系豪华品牌三强BBA（奔驰、宝马、奥迪）已吹响大举进攻电动车的号角，并制定了雄心勃勃的发展规划。紧随其后的是雷克萨斯、凯迪拉克、沃尔沃等二线豪华品牌。与此同时，中国车企也不甘落后，北汽极狐、东风岚图、上汽智己、吉利极氪等高端新能源品牌接连诞生。加上特斯拉和“蔚小理”等造车新势力，高端电动车市场未来的激烈厮杀已经是可以预见的事情。
不可否认，新能源是条新赛道，燃油车领域的竞争优势未必能在这个领域延续。谁能抢先通过产品、理念、营销模式上的创新，打动消费者，谁就能在未来的竞争中赢得更多胜算。
最近，宝马在电动化方面的动作令人关注。宝马集团首个为BMW i品牌定制的“超越电动 BMW i灵感空间”巡展，正在全国展开。这次历时两个半月、落地10座城市的大型巡展，被外界看做是BMW i品牌旗下两款重磅新车——创新BMW iX和创新BMW i4上市前的路演，同时也是让消费者近距离体验BMW i品牌“超越电动”的创新精神及品牌内涵的绝佳机会。
BMW i灵感空间巡展，两款创新车型诠释i品牌
创新BMW iX和创新BMW i4两款重磅新车是此次巡展的绝对主角。BMW iX已经在上海和成都车展亮相，首次与全国消费者近距离接触。而BMW i4则是刚刚在德国慕尼黑车展全球首发，首次在中国市场亮相。
在创新BMW iX上，我们可以看到宝马对未来出行和未来豪华的思考和追求。宝马集团在设计、数字互联、电动化和自动驾驶等战略创新领域的最新成果，都毫不保留的用在了这款车上。
秉承极简主义设计风格，BMW iX由内而外营造了移动的“现代豪华会客厅”氛围，并采用了BMW有史以来最简约的内饰，削减了50%物理按钮、取消了传统的中控台。与此同时，新车还搭载了“Shy Tech隐形科技”,将科技隐藏于无形。
代表宝马全新电动化、数字化征程的全新BMW iDrive，被率先搭载在创新BMW iX上，BMW操作系统8.0、一体式悬浮曲面屏、经过重新设计的控制面板和用户界面，以及强大的互联和数据处理能力，将驾驶者与车辆之间的互动带入日益智能的数字化未来。首次搭载的5G互联技术和千兆以太网的应用，也为云计算、车路协同和自动驾驶功能的不断升级做好了准备。
首次在中国亮相的BMW首款纯电动四门轿跑车创新BMW i4，将澎湃驾驶乐趣、运动轿跑美学与数字科技融为一体，树立电动驾驶标杆。
创新BMW i4搭载第五代eDrive电驱技术，配合先进的底盘技术、智能轻量化设计以及优异的空气动力学特性，塑就了极致的运动性能。BMW i4 M50是BMW M 家族的首款纯电动车型，该车通过前桥与后桥的两台电动机，可产出400 千瓦 / 544马力的最大输出功率，峰值扭矩高达795牛米，零到百公里加速仅需3.9秒，在WLTP标准下续航里程可达510公里，为用户打造超越同级的电动驾驶体验。
这两款产品作为宝马集团电动化战略最新成果，融汇了宝马集团在数字互联和电动化等创新领域的技术结晶，也全面展示了宝马集团电动化的最新进程。
据汽势Auto-First了解，创新BMW iX将在今年年底正式上市。
全生态链布局 构建与用户全新的沟通方式
宝马是最早布局和践行电动化战略的豪华品牌。早在2011年初，宝马就发布了全新的电动子品牌"i" ，并很快推出了量产车型 i3与i8，让中国消费者初步体验到了“电动宝马”的魅力。
如今创新BMW iX和创新BMW i4的推出，不仅标志着i品牌的发展步入全新阶段，同时也意味着宝马集团的电动化转型进入第二阶段。在这个阶段，宝马更注重全生态链的布局，为用户带来全方位的电动出行体验。
除了BMW iX和BMW i4这样的创新产品外，宝马还在补能、用户生态和电池等方面全方位布局。
为了优化用户的电动出行体验，解决续航忧虑，目前，宝马集团在不断扩充经销商充电站，预计今年可扩展到350家。同时，宝马也正在加速接入国网电动汽车公司绿电服务。通过与主流充电服务运营商的密切合作，计划到2021年底，宝马充电桩数量将达到36万根，包括15万根直流快充充电桩。
此外，宝马还不断完善品牌专属充电站的建设，覆盖机场、商场、酒店等新能源车重点使用区域。目前，BMW品牌专属预约停车充电服务已推广至国内5大城市的6座机场以及全国10多个热门商圈。
除了积极布局充电网络建设之外，宝马还为用户搭建了充电服务平台。BMW新能源车用户可以通过BMW车载互联驾驶、BMW云端互联APP等多个渠道，轻松便捷地查找最近的充电桩、查看充电桩实时使用状态，并在线上完成预约和付款，享受便捷的一站式服务。
在“三电”核心技术上，2025年宝马将推出第六代BMW eDrive电力驱动系统，搭载在“新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)上。同时，宝马集团携手合作伙伴向固态电池新创企业 Solid Power投资1.3亿美元，计划在2022年开展100 安时固态电芯车规级标准的测试及整车的集成，2025年前推出应用固态电池的原型车，并在2030年前将技术应用于量产车。
打造最绿色电动车，可持续发展贯穿产业链始终
更值得关注的是，与其他车企发布的电动化战略不同，作为豪华车市场的引领者，宝马集团的目标是打造“最绿色“的电动车。
宝马是首家提出从产品全生命周期来看碳减排的汽车公司。在宝马来看，豪华与可持续密不可分，宝马“最绿色”的电动车是产品全生命周期的“绿色”，包括从设计开发、供应链、生产、使用到回收阶段，针对供应商、 生产及使用阶段分别提出明确的碳减排目标。
按照宝马制定的最新计划，到2030年，平均单车全生命周期碳排放将较2019年降低40%。其中，供应链端单车平均减排较2019年减少20%、生产层面减排80%、使用阶段减排50%。至2030年，宝马集团全产业链减碳目标为2亿吨。2050年将实现全价值链碳中和的目标。
事实上，宝马全生命周期的减排计划已经在创新BMW iX和 创新BMW i4上得以充分体现。
以 BMW iX 为例，其开发和生产中不再使用稀土材料，再生铝的比例也不断增加;电池阴极材料中原料钴的比例已可降至10%以下。高压蓄电池组中使用的锂来自于澳大利亚的硬岩矿，并且根据公司的环境和可持续性标准开采。
同时，宝马还注重资源的循环利用。BMW iX中控台上的控制面板采用可持续生产的FSC认证木材；内饰和织物均采用了大量再生材料制作，例如织物/微纤维内饰采用了50%的再生聚酯纤维材料，地毯地垫更是采用了100%再生尼龙材料；座椅真皮采用橄榄叶萃取物处理，而非传统的鞣制剂，这些萃取物来自于每年在欧洲修剪橄榄树林后收集的树叶。
可持续发展的理念贯穿电动化进程始终，BMW i品牌所打造的“最绿色”电动车的愿景正在一步步实现。而产品全生命周期的减排打造出的“最绿色”汽车，也将吸引拥有相同理念的消费者，与宝马一道，为节能减排贡献力量。
汽势观点：
今年是宝马的电气化大年，创新BMW iX和创新BMW i4的推出，将进一步完善宝马电动化产品矩阵，让消费者体验到“超越电动”的出行体验。而从这两款创新车型上，也让人们看到了BMW i品牌打造最绿色电动汽车的品牌愿景，以及引领豪华、可持续、智能化出行的发展蓝图。
未来，宝马还将推出纯电动BMW 5系、BMW 7系、BMW X1等众多纯电动车型。至2023年，宝马集团将在全球提供约13款纯电动车型，纯电动车型将覆盖几乎目前BMW品牌进入的每个细分市场。到2025年，宝马集团将进入电动化发展全新阶段，并推出 “新世代”车型系列 (DIE NEUE KLASSE)。未来10年中，公司预计将在全球完成约1000万辆宝马集团纯电动车的交付。到2030年，纯电动车型有望占据宝马集团全球销量的一半。可以看到，宝马正在加速电动化转型，持续引领豪华车市。
#宝马# #BMWi品牌#
#老马新观察[超话]#【跨越式突破！中国首次在实验室实现人工合成淀粉】#我国基础研究获重大突破# 粮食不需要土地种植，可以在生产车间中制造出来。如今，这个看似天方夜谭的想象正在成为可能。#我国科学家突破人工合成淀粉技术#
日前，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物所”）在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。
“这也意味着，我们所需要的淀粉，今后可以将二氧化碳作为原料，通过类似酿造啤酒的过程，在生产车间中制造出来。”天津工业生物所所长马延和说。
将二氧化碳还原生成甲醇，再转化为淀粉
淀粉是人类粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，将太阳光能、二氧化碳和水转化而成。
长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。
这次，天津工业生物所的科研人员就成功创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。这条路线涉及11步核心生化反应，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此，将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。
“我们想到了光能—电能—化学能的能量转变方式。”天津工业生物所副所长王钦宏说：“首先，光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气；然后，通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。”
自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。王钦宏说：“要想人工实现这个过程，关键是要制造出自然界中原本不存在的酶催化剂。”
科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。这种路径不仅能合成易消化的支链淀粉，还能合成消化慢、升糖慢的直链淀粉。
“也许在不久的将来，不需要种地，也能够满足我们对碳水化合物的需要。”王钦宏说。
在人工合成途径构建上实现跨越式突破
不依赖植物光合作用、人工合成碳水化合物，一直是世界各国科学家的梦想。此前，华人科学家杨培东曾带领团队利用聚糖反应成功将二氧化碳转化为多种单糖混合物。
“但是，他们还尚未实现复杂碳水化合物的人工定向合成。”天津工业生物所副研究员蔡韬说：“也就是说，他们的路线方法合成的是多种简单糖类化合物的混合物，还很难定向到其中的一种。”
专家介绍，淀粉高效人工合成的挑战主要来自低密度太阳能到高密度电能和氢能，低浓度二氧化碳到高浓度二氧化碳，以及复杂合成途径到简单合成途径3个方面。此前，在众多科研人员的努力下，前两个问题已基本得到了解决。
“这次，我们主要在人工合成途径构建方面实现了跨越式突破。”马延和说。
他介绍，一是跨越了人工途径进化的鸿沟。克服了不同来源、不同遗传背景的生物酶之间热力学与动力学不匹配等瓶颈，二氧化碳到淀粉的碳转化速率和效率显著提升；二是跨越了从虚拟到现实的鸿沟。团队用计算机可以设计出很多条合成途径，通过各种模块的组装和适配，最终筛选出了符合条件的路径，实现了人工淀粉合成。
“经过分析鉴定，我们合成的淀粉样品无论成分还是理化性质，都和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
据科研团队介绍，在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。
马延和说：“这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。”
创新科研组织模式，让不同专长的团队协同攻关
专家预计，如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性，将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展。
重大原创性突破的背后，除了科研团队多年的努力和坚持之外，科研组织模式的创新功不可没。
天津工业生物所自2015年起，聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用，开展需求导向的科技攻关，集聚所内外创新资源，加强“学科—任务—平台”整合，实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局，组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。
传统科研模式一般以课题组为单元进行，优势是能够集中在一个领域方向，但不是所有的研究项目都适合这样的模式。
马延和说：“比如，我们这个项目是一个多领域多方向交叉的工作，这就需要将具备不同专长的人和团队组织起来，协同合作才能够完成，传统科研模式显然不太适合。”
根据项目特点，研究所创立了新的科研组织模式，即三维管理模式。
“三维管理模式，具体来说就是所里统一拨付经费，设立总体研究部、研究组和平台实验室。”蔡韬说：“总体研究部负责项目矩阵管理；研究组是根据领域方向和学科布局设置的特色学科组，实现专业分工；平台实验室则负责为项目提供装备方法支撑。”
“在这种新模式下，要实现哪一步目标、需要哪些人来做哪些任务，我们在整个项目层面都会事先进行具体分析。”蔡韬说，“比如，途径设计就是由所里生物设计中心科技组来负责，总体研究部通过任务分解，将相关研究任务定向委托给他们。简单来说，这个模式更容易实现专业的人做专业的事，全预算的方式也能够保证团队一直稳定地做这一件事。”
项目实施过程中，也会对承担分任务的科研团队进行严格考核。通不过考核的团队，则由新的团队替换来重新完成任务。
“整个项目过程中，共有十多个小团队参与。”蔡韬说，“不同团队聚在一起，为一件事、一个目标、一个任务共同努力，协同攻关，最终实现了原创性重大突破。”（人民日报） https://t.cn/R2WxdDX
日前，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物所”）在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。
“这也意味着，我们所需要的淀粉，今后可以将二氧化碳作为原料，通过类似酿造啤酒的过程，在生产车间中制造出来。”天津工业生物所所长马延和说。
将二氧化碳还原生成甲醇，再转化为淀粉
淀粉是人类粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，将太阳光能、二氧化碳和水转化而成。
长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。
这次，天津工业生物所的科研人员就成功创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。这条路线涉及11步核心生化反应，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此，将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。
“我们想到了光能—电能—化学能的能量转变方式。”天津工业生物所副所长王钦宏说：“首先，光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气；然后，通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。”
自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。王钦宏说：“要想人工实现这个过程，关键是要制造出自然界中原本不存在的酶催化剂。”
科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。这种路径不仅能合成易消化的支链淀粉，还能合成消化慢、升糖慢的直链淀粉。
“也许在不久的将来，不需要种地，也能够满足我们对碳水化合物的需要。”王钦宏说。
在人工合成途径构建上实现跨越式突破
不依赖植物光合作用、人工合成碳水化合物，一直是世界各国科学家的梦想。此前，华人科学家杨培东曾带领团队利用聚糖反应成功将二氧化碳转化为多种单糖混合物。
“但是，他们还尚未实现复杂碳水化合物的人工定向合成。”天津工业生物所副研究员蔡韬说：“也就是说，他们的路线方法合成的是多种简单糖类化合物的混合物，还很难定向到其中的一种。”
专家介绍，淀粉高效人工合成的挑战主要来自低密度太阳能到高密度电能和氢能，低浓度二氧化碳到高浓度二氧化碳，以及复杂合成途径到简单合成途径3个方面。此前，在众多科研人员的努力下，前两个问题已基本得到了解决。
“这次，我们主要在人工合成途径构建方面实现了跨越式突破。”马延和说。
他介绍，一是跨越了人工途径进化的鸿沟。克服了不同来源、不同遗传背景的生物酶之间热力学与动力学不匹配等瓶颈，二氧化碳到淀粉的碳转化速率和效率显著提升；二是跨越了从虚拟到现实的鸿沟。团队用计算机可以设计出很多条合成途径，通过各种模块的组装和适配，最终筛选出了符合条件的路径，实现了人工淀粉合成。
“经过分析鉴定，我们合成的淀粉样品无论成分还是理化性质，都和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
据科研团队介绍，在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。
马延和说：“这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。”
创新科研组织模式，让不同专长的团队协同攻关
专家预计，如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性，将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展。
重大原创性突破的背后，除了科研团队多年的努力和坚持之外，科研组织模式的创新功不可没。
天津工业生物所自2015年起，聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用，开展需求导向的科技攻关，集聚所内外创新资源，加强“学科—任务—平台”整合，实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局，组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。
传统科研模式一般以课题组为单元进行，优势是能够集中在一个领域方向，但不是所有的研究项目都适合这样的模式。
马延和说：“比如，我们这个项目是一个多领域多方向交叉的工作，这就需要将具备不同专长的人和团队组织起来，协同合作才能够完成，传统科研模式显然不太适合。”
根据项目特点，研究所创立了新的科研组织模式，即三维管理模式。
“三维管理模式，具体来说就是所里统一拨付经费，设立总体研究部、研究组和平台实验室。”蔡韬说：“总体研究部负责项目矩阵管理；研究组是根据领域方向和学科布局设置的特色学科组，实现专业分工；平台实验室则负责为项目提供装备方法支撑。”
“在这种新模式下，要实现哪一步目标、需要哪些人来做哪些任务，我们在整个项目层面都会事先进行具体分析。”蔡韬说，“比如，途径设计就是由所里生物设计中心科技组来负责，总体研究部通过任务分解，将相关研究任务定向委托给他们。简单来说，这个模式更容易实现专业的人做专业的事，全预算的方式也能够保证团队一直稳定地做这一件事。”
项目实施过程中，也会对承担分任务的科研团队进行严格考核。通不过考核的团队，则由新的团队替换来重新完成任务。
“整个项目过程中，共有十多个小团队参与。”蔡韬说，“不同团队聚在一起，为一件事、一个目标、一个任务共同努力，协同攻关，最终实现了原创性重大突破。”（人民日报） https://t.cn/R2WxdDX
【跨越式突破！中国首次在实验室实现人工合成淀粉】#我国基础研究获重大突破# 粮食不需要土地种植，可以在生产车间中制造出来。如今，这个看似天方夜谭的想象正在成为可能。#我国科学家突破人工合成淀粉技术#
日前，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物所”）在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。
“这也意味着，我们所需要的淀粉，今后可以将二氧化碳作为原料，通过类似酿造啤酒的过程，在生产车间中制造出来。”天津工业生物所所长马延和说。
将二氧化碳还原生成甲醇，再转化为淀粉
淀粉是人类粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，将太阳光能、二氧化碳和水转化而成。
长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。
这次，天津工业生物所的科研人员就成功创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。这条路线涉及11步核心生化反应，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此，将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。
“我们想到了光能—电能—化学能的能量转变方式。”天津工业生物所副所长王钦宏说：“首先，光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气；然后，通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。”
自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。王钦宏说：“要想人工实现这个过程，关键是要制造出自然界中原本不存在的酶催化剂。”
科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。这种路径不仅能合成易消化的支链淀粉，还能合成消化慢、升糖慢的直链淀粉。
“也许在不久的将来，不需要种地，也能够满足我们对碳水化合物的需要。”王钦宏说。
在人工合成途径构建上实现跨越式突破
不依赖植物光合作用、人工合成碳水化合物，一直是世界各国科学家的梦想。此前，华人科学家杨培东曾带领团队利用聚糖反应成功将二氧化碳转化为多种单糖混合物。
“但是，他们还尚未实现复杂碳水化合物的人工定向合成。”天津工业生物所副研究员蔡韬说：“也就是说，他们的路线方法合成的是多种简单糖类化合物的混合物，还很难定向到其中的一种。”
专家介绍，淀粉高效人工合成的挑战主要来自低密度太阳能到高密度电能和氢能，低浓度二氧化碳到高浓度二氧化碳，以及复杂合成途径到简单合成途径3个方面。此前，在众多科研人员的努力下，前两个问题已基本得到了解决。
“这次，我们主要在人工合成途径构建方面实现了跨越式突破。”马延和说。
他介绍，一是跨越了人工途径进化的鸿沟。克服了不同来源、不同遗传背景的生物酶之间热力学与动力学不匹配等瓶颈，二氧化碳到淀粉的碳转化速率和效率显著提升；二是跨越了从虚拟到现实的鸿沟。团队用计算机可以设计出很多条合成途径，通过各种模块的组装和适配，最终筛选出了符合条件的路径，实现了人工淀粉合成。
“经过分析鉴定，我们合成的淀粉样品无论成分还是理化性质，都和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
据科研团队介绍，在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。
马延和说：“这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。”
创新科研组织模式，让不同专长的团队协同攻关
专家预计，如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性，将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展。
重大原创性突破的背后，除了科研团队多年的努力和坚持之外，科研组织模式的创新功不可没。
天津工业生物所自2015年起，聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用，开展需求导向的科技攻关，集聚所内外创新资源，加强“学科—任务—平台”整合，实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局，组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。
传统科研模式一般以课题组为单元进行，优势是能够集中在一个领域方向，但不是所有的研究项目都适合这样的模式。
马延和说：“比如，我们这个项目是一个多领域多方向交叉的工作，这就需要将具备不同专长的人和团队组织起来，协同合作才能够完成，传统科研模式显然不太适合。”
根据项目特点，研究所创立了新的科研组织模式，即三维管理模式。
“三维管理模式，具体来说就是所里统一拨付经费，设立总体研究部、研究组和平台实验室。”蔡韬说：“总体研究部负责项目矩阵管理；研究组是根据领域方向和学科布局设置的特色学科组，实现专业分工；平台实验室则负责为项目提供装备方法支撑。”
“在这种新模式下，要实现哪一步目标、需要哪些人来做哪些任务，我们在整个项目层面都会事先进行具体分析。”蔡韬说，“比如，途径设计就是由所里生物设计中心科技组来负责，总体研究部通过任务分解，将相关研究任务定向委托给他们。简单来说，这个模式更容易实现专业的人做专业的事，全预算的方式也能够保证团队一直稳定地做这一件事。”
项目实施过程中，也会对承担分任务的科研团队进行严格考核。通不过考核的团队，则由新的团队替换来重新完成任务。
“整个项目过程中，共有十多个小团队参与。”蔡韬说，“不同团队聚在一起，为一件事、一个目标、一个任务共同努力，协同攻关，最终实现了原创性重大突破。”（人民日报）
日前，中国科学院天津工业生物技术研究所（以下简称“天津工业生物所”）在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。该成果于北京时间9月24日在线发表在国际学术期刊《科学》。
“这也意味着，我们所需要的淀粉，今后可以将二氧化碳作为原料，通过类似酿造啤酒的过程，在生产车间中制造出来。”天津工业生物所所长马延和说。
将二氧化碳还原生成甲醇，再转化为淀粉
淀粉是人类粮食的最主要成分，同时也是重要的工业原料。目前淀粉主要由农作物通过光合作用，将太阳光能、二氧化碳和水转化而成。
长期以来，科研人员一直在努力改进光合作用这一生命过程，希望提高二氧化碳和光能的利用效率，最终提升淀粉的生产效率。
这次，天津工业生物所的科研人员就成功创制了一条利用二氧化碳和电解产生的氢气合成淀粉的人工路线。这条路线涉及11步核心生化反应，淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。
从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为淀粉中储存的化学能。因此，将光能高效地转变为化学能并储存下来成为关键。
“我们想到了光能—电能—化学能的能量转变方式。”天津工业生物所副所长王钦宏说：“首先，光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气；然后，通过催化剂利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能。这个过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。”
自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。王钦宏说：“要想人工实现这个过程，关键是要制造出自然界中原本不存在的酶催化剂。”
科研人员挖掘和改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将甲醇转化为淀粉。这种路径不仅能合成易消化的支链淀粉，还能合成消化慢、升糖慢的直链淀粉。
“也许在不久的将来，不需要种地，也能够满足我们对碳水化合物的需要。”王钦宏说。
在人工合成途径构建上实现跨越式突破
不依赖植物光合作用、人工合成碳水化合物，一直是世界各国科学家的梦想。此前，华人科学家杨培东曾带领团队利用聚糖反应成功将二氧化碳转化为多种单糖混合物。
“但是，他们还尚未实现复杂碳水化合物的人工定向合成。”天津工业生物所副研究员蔡韬说：“也就是说，他们的路线方法合成的是多种简单糖类化合物的混合物，还很难定向到其中的一种。”
专家介绍，淀粉高效人工合成的挑战主要来自低密度太阳能到高密度电能和氢能，低浓度二氧化碳到高浓度二氧化碳，以及复杂合成途径到简单合成途径3个方面。此前，在众多科研人员的努力下，前两个问题已基本得到了解决。
“这次，我们主要在人工合成途径构建方面实现了跨越式突破。”马延和说。
他介绍，一是跨越了人工途径进化的鸿沟。克服了不同来源、不同遗传背景的生物酶之间热力学与动力学不匹配等瓶颈，二氧化碳到淀粉的碳转化速率和效率显著提升；二是跨越了从虚拟到现实的鸿沟。团队用计算机可以设计出很多条合成途径，通过各种模块的组装和适配，最终筛选出了符合条件的路径，实现了人工淀粉合成。
“经过分析鉴定，我们合成的淀粉样品无论成分还是理化性质，都和自然生产的淀粉一模一样。”蔡韬说。
据科研团队介绍，在充足能量供给的条件下，按照目前的技术参数推算，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于我国5亩土地玉米种植的平均年产量。
马延和说：“这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，并为二氧化碳原料合成复杂分子开辟了新的技术路线。”
创新科研组织模式，让不同专长的团队协同攻关
专家预计，如果未来该系统过程成本能够降低到可与农业种植相比的经济可行性，将可能会节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，促进碳中和的生物经济发展。
重大原创性突破的背后，除了科研团队多年的努力和坚持之外，科研组织模式的创新功不可没。
天津工业生物所自2015年起，聚焦人工合成淀粉与二氧化碳生物转化利用，开展需求导向的科技攻关，集聚所内外创新资源，加强“学科—任务—平台”整合，实现各方科研力量的有机融合和高效协同。研究所根据项目研究需求进行人才布局，组建了当初平均年龄30周岁的优秀青年科学家团队。
传统科研模式一般以课题组为单元进行，优势是能够集中在一个领域方向，但不是所有的研究项目都适合这样的模式。
马延和说：“比如，我们这个项目是一个多领域多方向交叉的工作，这就需要将具备不同专长的人和团队组织起来，协同合作才能够完成，传统科研模式显然不太适合。”
根据项目特点，研究所创立了新的科研组织模式，即三维管理模式。
“三维管理模式，具体来说就是所里统一拨付经费，设立总体研究部、研究组和平台实验室。”蔡韬说：“总体研究部负责项目矩阵管理；研究组是根据领域方向和学科布局设置的特色学科组，实现专业分工；平台实验室则负责为项目提供装备方法支撑。”
“在这种新模式下，要实现哪一步目标、需要哪些人来做哪些任务，我们在整个项目层面都会事先进行具体分析。”蔡韬说，“比如，途径设计就是由所里生物设计中心科技组来负责，总体研究部通过任务分解，将相关研究任务定向委托给他们。简单来说，这个模式更容易实现专业的人做专业的事，全预算的方式也能够保证团队一直稳定地做这一件事。”
项目实施过程中，也会对承担分任务的科研团队进行严格考核。通不过考核的团队，则由新的团队替换来重新完成任务。
“整个项目过程中，共有十多个小团队参与。”蔡韬说，“不同团队聚在一起，为一件事、一个目标、一个任务共同努力，协同攻关，最终实现了原创性重大突破。”（人民日报）
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