果蔬普遍增產(chǎn)30%左右，生產(chǎn)期普遍縮短7至10天……記者近日從江門雙碳實驗室獲悉，該實驗室在二氧化碳氣肥技術方面取得重大突破，相關技術在全國多地推廣應用。

　　二氧化碳氣肥技術只是江門雙碳實驗室研究成果之一，實驗室成立伊始，江門雙碳實驗室主任徐明教授便定下目標，要做“頂天立地”的研究。

　　何謂“頂天立地”？“頂天”即瞄準國內(nèi)外科技發(fā)展前沿和重大科學問題，開展基礎與應用基礎研究，開展重大科技攻關；“立地”則是立足當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，加快科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，為相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的技術支撐。

　　黨的二十屆三中全會《決定》提出，要健全因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力體制機制。當前，江門雙碳實驗室建設正在由1.0版向2.0版邁進。“我們將更加突出應用，加強科技研發(fā)與地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)合，加速‘雙碳’領域關鍵核心技術攻關和成果應用示范，加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力。”徐明表示。

　　文/圖 張浩洋 陳健瑩

　　技術在“中國蔬菜之鄉(xiāng)”成功推廣

　　走進江門雙碳實驗室，一片規(guī)劃嚴整、生機盎然的試驗田引人注目，多款蔬菜正貪婪地吸收養(yǎng)分。這里便是徐明領銜的科研團隊打造的二氧化碳生物利用示范基地。

　　該基地有何特別之處？“大量實驗表明，提高二氧化碳濃度，短時間內(nèi)可以提高光合速率。這是二氧化碳氣肥工作原理，而難點在于如何實現(xiàn)精準增施。”徐明表示，經(jīng)過20多年的研究，團隊針對光合作用和二氧化碳施肥機理，利用物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、大數(shù)據(jù)和人工智能技術，結(jié)合溫室大棚栽培管理經(jīng)驗，研發(fā)了一套二氧化碳直接農(nóng)業(yè)回用技術，開發(fā)光—溫—水—肥—氣一體化管理系統(tǒng)，并在試驗田中取得喜人的成果——產(chǎn)量提升，生產(chǎn)周期縮短。

　　全新的設施農(nóng)業(yè)管理技術如何推廣？徐明將目光投向了“中國蔬菜之鄉(xiāng)”——山東壽光，并取得了成功。

　　2022年，徐明帶領團隊來到山東壽光，成片的溫室大棚映入眼簾，經(jīng)過幾天的走訪調(diào)研，他知道來對了地方。“壽光大棚種植時間長、規(guī)模大，企業(yè)、農(nóng)戶對高科技的接受程度很高。”徐明說。

　　“物聯(lián)網(wǎng)智能傳感系統(tǒng)通過各類傳感器，可實時監(jiān)測溫室大棚內(nèi)的空氣溫濕度、二氧化碳濃度、土壤溫濕度、葉片葉綠素含量、土壤養(yǎng)分等指標，系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡把氣象傳感器和二氧化碳傳感器聯(lián)系起來，不僅可以實現(xiàn)遠程實時數(shù)據(jù)傳輸，而且能夠根據(jù)作物生長發(fā)育需要，通過智能專業(yè)管理模塊對溫室大棚內(nèi)的氣候環(huán)境進行實時調(diào)控……”聽完徐明的介紹，老董果蔬種植專業(yè)合作社負責人董慶華眼前一亮，對全新的設施農(nóng)業(yè)管理技術產(chǎn)生了濃厚興趣。

　　董慶華是壽光的辣椒種植大戶，當?shù)厝硕冀兴袄苯反笸酢薄Ｔ谂c徐明深入交談后，董慶華堅定了合作信心。

　　“我們前期選取14個大棚作為推廣點，其中7個大棚增施二氧化碳氣肥，另外7個作為對照進行測產(chǎn)比較。統(tǒng)計結(jié)果表明，尖椒項目產(chǎn)量每畝提高2437.5公斤，產(chǎn)值增加6964元。”徐明團隊成員博士研究生李騰飛表示。

　　一枝獨秀不是春，多個示范項目隨后在山東壽光乃至濰坊陸續(xù)開展。根據(jù)示范結(jié)果，增施二氧化碳的土地，果蔬普遍增產(chǎn)30%左右，在不增加其他投入的情況下，每年每畝可增收2萬元至3萬元。“按照6.67公頃溫室大棚計算，第一年總投資80萬元至110萬元，可增收200萬元至300萬元。”李騰飛表示，從第二年開始，農(nóng)戶每年只需要投入二氧化碳費用40萬元至60萬元，凈收入就能超150萬元，由于采用智能化管理，管理成本不高，投資回報率將超過100%。

　　成功孵化兩家創(chuàng)業(yè)公司

　　今年以來，出差對于李騰飛而言已是屢見不鮮，多地奔波的背后是二氧化碳儲存與濃度控制技術在全國多省的成功實踐。

　　“我們通常結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，選取市場好、產(chǎn)值高的作物進行實驗推廣。”李騰飛介紹，例如在陜西省西安市，溫室大棚二氧化碳氣肥推廣項目選取了葡萄、番茄、草莓和火龍果等品種。

　　“實驗棚火龍果開花期比對照棚提前7天，火龍果開花數(shù)量增加30%—50%。實驗棚草莓平均糖度為12.4%，而對照棚只有9.9%，草莓的口感和品質(zhì)明顯改善。”李鵬飛說。

　　值得一提的是，第一個非示范性（直接在生產(chǎn)上推廣應用）二氧化碳氣肥項目此前落戶西安市閻良區(qū)，該區(qū)域甜瓜種植面積達4333公頃，總產(chǎn)量20余萬噸，有廣闊的市場空間。園區(qū)老板直接拍板在其園區(qū)安裝一套二氧化碳氣肥系統(tǒng)，目前二氧化碳促生長效果明顯。

　　實驗室需要技術“輸血”，同樣需要著眼于創(chuàng)新“造血”。如今，江門雙碳實驗室已就二氧化碳氣肥技術孵化氣孔科技（廣東省）有限責任公司、山東碳澤農(nóng)業(yè)科技有限公司兩家創(chuàng)業(yè)公司。

　　目前，江門雙碳實驗室已在山東壽光設立成果轉(zhuǎn)化基地，與壽光美瑞農(nóng)業(yè)發(fā)展集團、山東碳谷生態(tài)科技有限公司、山東凱爾仕氣體有限公司、山東壽光老董果蔬種植專業(yè)合作社等企業(yè)和農(nóng)戶合作推廣應用二氧化碳氣肥技術，總投資近2000萬元。

　　在徐明看來，溫室大棚智能化二氧化碳施肥項目除推動種植業(yè)高效發(fā)展外，還能夠為上下游多個產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。

　　“我們每年需要向溫室大棚加注上億噸二氧化碳，這些二氧化碳主要來自火電廠、鋼廠等排放源，需要通過二氧化碳捕集技術和設備，把排放的氣體進行凈化提純和壓縮液化。”徐明說，該項目的推廣應用也能夠進一步發(fā)揮江門雙碳實驗在二氧化碳捕集、有機柔性光伏、分布式儲能、微電網(wǎng)、碳計量等領域的技術和人才優(yōu)勢，整合實驗室的科創(chuàng)資源，推動實驗室相關成果快速落地轉(zhuǎn)化。

　　打造大灣區(qū)高水平國際科技合作創(chuàng)新基地

　　“積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和”被寫入黨的二十大報告。然而，碳達峰碳中和屬于系統(tǒng)性工程，覆蓋多個領域，涉及大量關鍵技術。

　　針對“雙碳”目標面臨的諸多技術挑戰(zhàn)，江門雙碳實驗室系統(tǒng)布局硅能源電力系統(tǒng)、新型儲能技術、碳計量與生物利用、碳捕集封存與工業(yè)利用、“雙碳”政策與系統(tǒng)設計五大研究領域，整合地方、高校、科研院所、企業(yè)優(yōu)質(zhì)科研資源，聯(lián)合開展雙碳領域?qū)W科交叉融合的應用基礎研究、關鍵核心技術攻關，打造粵港澳大灣區(qū)高水平國際科技合作創(chuàng)新基地。

　　其中，江門雙碳實驗室研究團隊發(fā)明的高遷移率n型有機半導體高分子材料，開啟了“新晶體管時代”，并登上了《自然》雜志封面，相關研究多次打破柔性光伏轉(zhuǎn)化效率世界紀錄。顏河教授團隊研發(fā)的有機太陽能電池，在室內(nèi)光下的光電轉(zhuǎn)化效率突破30%，相關項目已納入本地科技產(chǎn)業(yè)基金項目庫。

　　此外，江門雙碳實驗室儲能團隊參與南方電網(wǎng)牽頭的廣東省“新型儲能與新能源”重大專項旗艦項目“耦合型電化學儲能電站全過程安全防控關鍵技術及裝備研究”；開展適用不同類型儲能系統(tǒng)的多種相態(tài)滅火劑聯(lián)合使用的耦合作用機理研究，提出熱失控下火源快速撲滅、降溫、隔離的消防安全技術。

　　立足陳皮產(chǎn)業(yè)，研究團隊于2022年和2023年先后在廣東新會和廣西主要產(chǎn)區(qū)實地取茶枝柑樣品1816份，經(jīng)實驗室分析測試，再經(jīng)過機器學習等數(shù)據(jù)處理，初步建立了不同產(chǎn)區(qū)的陳皮特征數(shù)據(jù)庫。目前，對于新會產(chǎn)區(qū)陳皮識別準確率達92.5%以上。與此同時，研究團隊還收集了2012—2023年的新會陳皮樣品近50份，初步建立了不同年份的新會陳皮特征數(shù)據(jù)庫。目前，對于新會陳皮年份識別準確率達90%以上。

　　科技成果本地轉(zhuǎn)化成效明顯

　　當前，外向型企業(yè)對開展碳披露和產(chǎn)品碳足跡核算需求巨大，江門雙碳實驗室也積極對接江門本地企業(yè)，助力企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，科技成果本地轉(zhuǎn)化成效明顯。

　　目前，碳計量與碳管理團隊已對接江門市外向型企業(yè)、出口企業(yè)10余家，為其提供碳計量咨詢，開展產(chǎn)品碳足跡核算項目合作，江門綠潤環(huán)保科技有限公司（以下簡稱“綠潤科技”）便是其中之一。

　　從2020年開始，綠潤科技主推“生活污泥源頭減量+燃煤電廠耦合摻燒”資源化利用解決方案，通過多個運營項目的實踐，已經(jīng)取得一定的成果，但在市場不斷擴大的同時，難題也接踵而至。“減污降碳協(xié)同增效政策出臺后，在‘雙碳’大背景下，我們的資源化利用解決方案的先進性如何體現(xiàn)？一整套流程下來到底降低了多少碳排放？”綠潤科技總經(jīng)理王明生說出了心中的疑問。

　　在科技部門“牽線搭橋”后，江門雙碳實驗室與綠潤科技順利對接。“我們明確污泥處理處置碳排放的研究邊界，著力計算不同污泥處理處置過程的碳排放量，構(gòu)建起污泥處理處置碳排放清單。”李磊是2022年10月加入江門雙碳實驗室的生態(tài)學博士后，在碳計量研究方面有著豐富的經(jīng)驗。“我們估算出綠潤科技污泥處理處置的碳排放量，并對其新工藝的減污降碳關鍵技術進行分析和評價。”李磊說。

　　嘗到甜頭的還有鶴山市綠湖農(nóng)莊有限公司，作為廣東省單體養(yǎng)豬規(guī)模最大企業(yè)，該公司產(chǎn)生的大量養(yǎng)豬廢水亟待解決。對此，江門雙碳實驗室科研團隊在該公司養(yǎng)豬廢水處理池中現(xiàn)場采集水樣，經(jīng)科學鑒定，發(fā)現(xiàn)綠藻門綠球藻1株、小球藻1株。后續(xù)將進行毛細管分離，瓊脂平板克隆，用于18s分子鑒定和實現(xiàn)微藻藻種的逐級放大培養(yǎng)，得到養(yǎng)豬沼液處理的本地藻種。“基于微藻的養(yǎng)豬沼液污水處理，能有效實現(xiàn)減污、增匯與生物質(zhì)生產(chǎn)，為進一步推動我國微藻生物技術在碳中和的應用提供啟示。”李磊說。

　　來源：江門日報