◆ 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。湖北工业大学彭良才教授应邀出席，并作题为“科学的中庸之道：全通道全组分绿色高效高值驱动的生物制造”引导报告。

科学的中庸之道：全通道全组分绿色高效高值驱动的生物制造

 背景介绍 

面对全球气候变化与能源危机的双重挑战，发展可持续的生物质资源已成为国际共识。彭良才教授团队长期致力于植物细胞壁结构解析、生物质绿色转化及高值化利用研究。在本次报告中，彭良才教授提出“科学的中庸之道”理念，强调在生物质精炼过程中实现效率与可持续性的平衡，并通过LIBATE系统推动粮食作物秸秆的全绿色转化，助力碳中和目标实现。

彭良才教授在绿碳科学发展研讨会作引导报告

 报告内容介绍 

1 科学的中庸之道与碳能的中庸之道

彭良才教授以“科学的中庸之道”开篇，提出在科学研究中应融合“哲学家的思想、艺术家的情怀、科学家的勤奋”。在此基础上，进一步提出“碳能的中庸之道”，强调在生物质转化过程中，需兼顾资源利用效率与环境友好性，避免极端化技术路线，实现系统性的最优解。

LIBATE系统（Liquid hot water pretreatment for depolymerization, Inducing lignocellulose for enzymes secretion, Biochar generation for de-toxification and CO₂ capture, Acclimation Technology for Engineered-yeast tolerance）是彭良才教授团队提出的集成化生物质精炼策略，核心包括液态热水预处理用于生物质解聚、诱导分泌纤维素酶系、制备生物碳用于解毒及二氧化碳捕集、工程酵母耐受性驯化技术。该系统旨在提升生物乙醇的工业化生产能力，实现生物质的全利用与零残留，同时联产高值生物碳，构建可持续的碳能循环体系。

团队利用机器学习（XGBoost）方法，结合三种共享社会经济路径（SSP）情景，对2100年前全球十大国家新耕地中前4种主要粮食作物的总产量进行估算。结果显示，在SSP1-1.9情景下，通过LIBATE系统对15种主要粮食作物的4种生物质用途进行优化，可显著提升全球二氧化碳封存量，助力全球温控目标实现。

2 高值生物质材料的制备与应用

彭良才教授团队深入研究了纤维素合酶基因CesA的功能，通过调控纤维素结晶度与聚合度，可有效降低木质纤维素的抗降解性，获得了水稻纤维素合酶基因CesA的天然位点突变体Osfc16，在不影响产量的前提下，生物质产量提高25%-41%，酶解产糖效率显著提升，生物乙醇产量提高3-7倍。

一种针对OsCESA4、7、9复合物进行基因工程改造的新型模型

团队利用水稻突变体秸秆制备纳米纤维素（CNFs）与纳米晶体（CNCs），通过AFM表征其结构特性；结合超声处理与真菌酶系协同作用，生产高酶活的纤维素复合酶，产酶残渣可制备超级电容器，显著提升比电容性能；开发基于水稻秸秆的重金属离子吸附剂、纳米木质素（LNPs）、碳量子点（CQD）等高值材料。

利用CRISPR/Cas9技术对CesA基因家族进行定点突变与敲除，可构建多种水稻突变体，如cesa4、cesa7、cesa9，用于制备气凝胶、石墨烯等材料。

绿色预处理驱动木质纤维素多途径高值化转化

3 合成生物学的中庸之道

传统合成生物学常通过过表达或敲除关键基因来强化某一功能，但往往导致植物生长受损、代谢失衡。彭良才教授团队采取了一种双向比较策略：分别过表达拟南芥次生壁合成相关基因AtCesA7和水稻初生壁合成相关基因OsCesA5。两者均未影响植株正常生长发育，却在细胞壁结构、纳米纤维素及纳米晶体产率等方面表现出截然相反的特征，揭示了同一调控网络下不同节点的过表达可产生互补性结果。团队研究不仅关注基因层面的调控，还结合响应面法优化预处理条件，实现低污染、高效率的绿色制备；AFM、TEM、TGA、FTIR等多尺度表征，系统揭示木质纤维素结构与功能关系。

合成生物学的“中庸”是在基因表达强度、细胞壁组成之间取得平衡；在结构与功能之间实现协同；在遗传改造与绿色工艺之间实现融合。这种基因工程与绿色化学工艺的协同优化，正是合成生物学追求的可持续、高效、可控的体现。

专家介绍

彭良才 教授

彭良才，2006年教育部“长江学者”特聘教授，湖北工业大学生命科学与健康工程二级岗教授，博士生导师，生物质与生物能源团队负责人，Green Carbon副主编。

彭良才教授长期致力于植物纤维素生物合成和纳米纤维解构改性，细胞壁代谢调控网络与生物质纳米原料选育，生物质绿色预处理与酶工程，纤维素燃料乙醇与生物质液体燃油，生物质纳米增强复合材料和元件，生物质纳米电化学储存与催化材料和元件，生物碳与纳米碳纤维等方面的研究。主持科技部国家重点研发计划、农业部转基因生物新品种培育科技重大专项、973前期计划、教育部、科技部高等学校学科创新引智基地、国家自然科学基金等国家级科研项目20余项，在Science, Science Bulletin, Nature Communications, Biotechnology Advances, Bioresource Technology, Green Chemistry, Carbohydrate Polymers, Plant Biotechnology Journal, Journal of Integrative Plant Biology，Green Carbon等国际权威期刊发表SCI论文150余篇；著作2部；授权国家发明专利10项；特邀国内外学术报告80余场。

 原文链接 

彭良才教授与Green Carbon | 科学的中庸之道：全通道全组分绿色高效高值驱动的生物制造

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