◆ 中国化工学会绿碳资源利用专业委员会（绿碳专委会）◆

中国化工学会绿碳资源利用专业委员会（绿碳专委会）以中国科学院青岛生物能源与过程研究所为依托单位，聚焦解决生物质与二氧化碳等可再生、可循环碳资源绿色转化利用中的关键科学问题，以及新能源体系中的关键技术与工程问题。

绿碳专委会以促进我国绿色低碳及新能源战略性新兴产业发展，助力循环经济体系构建为目标，致力于促进跨学科交流，催生合成生物工程、光电化学催化以及热化学催化等绿碳科学与新能源领域的标志性原创成果，推动关键技术以及“实验室—中试—产业”转化链条的落地应用，规范行业技术标准与评价体系。

2026年3月28日，绿碳科学发展研讨会在青岛召开。德国科学院院士、西湖大学曾安平教授应邀出席，并作题为“一碳生物技术：重塑未来生物制造产业”引导报告。

一碳生物技术：重塑未来生物制造产业 

 背景介绍 

生物制造是以生物体为工具，通过代谢工程、合成生物学等技术实现物质高效生产的新型制造模式，被视为第四次工业革命的核心驱动力之一。在本次引导报告中，曾安平教授围绕生物制造中一碳生物技术领域，系统介绍了发展现状与最新进展，指出了存在的关键科学技术问题、技术挑战，以及未来的发展方向：通过微生物代谢工程改造，实现CO₂、甲烷、甲醇等一碳原料到高附加值产物的转化。

曾安平教授在绿碳科学发展研讨会作引导报告

 报告内容介绍 

1 生物制造：合成生物技术引领下的产业变革

全球生物制造产业规模持续扩大，成为引领未来经济增长的战略性新兴产业。我国政府高度重视生物制造发展，《“十四五”生物经济发展规划》明确提出将其作为保障粮食安全、能源安全、产业链供应链安全的重要抓手，并在《“十五五”规划纲要》中进一步强调推动生物制造成为新的经济增长点。

2 一碳生物技术的关键科学问题与突破方向

一碳化合物（CO、CO₂、CH₄、甲酸、甲醇、甲醛）是潜力巨大的生物合成原料，对其利用是碳中和的必经之路。大量的基础研究已经为一碳分子的转化应用提供了坚实的科学基础，阐明了CO₂的天然固碳途径，并设计了人工固碳途径，但仍然存在许多基础科学和工程问题迫切需要解决，包括：需要昂贵的能量辅因子（ATP、NAD(P)H），细胞代谢网络的相互干扰，合成途径长、多酶体系复杂，细胞鲁棒性差，固碳效率低，能量利用率差以及产品有限等。

一碳生物技术领域中的关键科学问题在于需要深刻理解化学-生物耦合过程基础和协同调控机制，在解析生物-化学耦合催化的适配机制、生物-化学模块适配及耦合系统构建以及生物-化学耦合工艺强化与中试诸方面开展研究，达到创制生物-化学高效耦合系统，实现新能源驱动的CO₂到长链化合物合成新技术和新工艺并应用于产业化。

3 一碳生物技术的重点研究方向

C1-Cx代谢是从无机化合物到有机化合物的重要过程，而低值碳原料普遍能量低、难以与生物体系中传统的能量电子供体相耦合。以C1-Cx代谢路径重构为突破口，通过模块化设计开发气态（CO₂/CO）与液态一碳碳源（甲酸等）自适应转化系统，耦合电-化学-生物催化技术，突破碳能传递瓶颈。通过搭建AI驱动的蛋白质进化与高通量筛选平台，构建大规模低碳生物制造工艺，布局从低碳利用基础研究到工业化应用的关键环节，实现从低碳、废碳到绿色化学品、未来食品、生物医药的高值转变。

4 一碳生物技术的产业化前景

一碳生物技术已经应用于将一碳化合物（CO、CO₂、甲烷等）转化为燃料、化学品和材料，二元醇生物合成与过程开发是其中成功的典型案例。曾安平教授团队首创基于巴氏梭菌的1,3-丙二醇（PDO）高效联产技术，开辟了从CO₂/甲醇到PDO的合成路线，为解决原料可持续性问题提供了新方案，降低了生产成本，在中国实现了产业化，打破了美国杜邦公司在该领域的垄断。

未来，一碳生物技术将实现对原料加工与转化过程的范式变革。传统路径依赖化石资源（石油、煤炭）或经济作物（糖类生物质），需高温高压或生物炼制。而一碳生物技术则直接利用CO₂、甲酸等一碳化合物，通过蛋白质/酶分子机器构成的“细胞工厂”，在常温常压下实现“凭‘空’合成”，具有最短途径、最高效率特征，可支撑能源、化工、材料等超30万亿美元市场，是颠覆格局的高效可持续技术。

专家介绍

曾安平 教授

曾安平教授, 德国国家工程院第一位华人教授院士，2022年初全职加盟西湖大学，任合成生物学和生物工程讲席教授，合成生物学与生物智造中心创始主任，浙江全省智能低碳生物合成重点实验室主任, 浙江省最高科技计划“鲲鹏行动”支持专家，教育部长江学者奖励计划讲席教授。回国前是汉堡工业大学终身教授，生物过程与生物系统工程研究所所长。曾任汉堡工业大学化工及过程工程学院院长 ，德国华人教授学会主席，欧盟、德国科学基金会及联邦科教部大型科研项目首席科学家。学术杂志Engineering in Life Sciences (Wiley) 和Synthetic Biology and Engineering主编。Green Carbon 期刊顾问委员会委员。

主要研究领域为合成生物学与生物制造，从生物合成过程基础到利用酶，微生物及动物细胞的大规模工业生物技术开发，尤其在二元醇及氨基酸的生物合成，能量代谢及低碳生物转化方面的有多项原创发现和发明，发表论文330 多篇，专利（含申请）40多项，在国际上首创“四无”1,3-丙二醇生产工艺实现万吨级工业应用。

 原文链接 

曾安平院士与Green Carbon | 一碳生物技术：重塑未来生物制造产业

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