果蔬普遍增产30%左右，生产期普遍缩短7至10天……记者近日从江门双碳实验室获悉，该实验室在二氧化碳气肥技术方面取得重大突破，相关技术在全国多地推广应用。
二氧化碳气肥技术
只是江门双碳实验室研究成果之一，
实验室成立伊始，
江门双碳实验室主任徐明教授
便定下目标，
要做“顶天立地”的研究。
何谓“顶天立地”？
“顶天”即瞄准国内外科技发展前沿和重大科学问题，开展基础与应用基础研究，开展重大科技攻关；“立地”则是立足当地产业发展需求，加快科技成果转移转化，为相关产业发展提供有力的技术支撑。
党的二十届三中全会《决定》提出，要健全因地制宜发展新质生产力体制机制。 当前，江门双碳实验室建设正在由1.0版向2.0版迈进。“我们将更加突出应用，加强科技研发与地方产业发展的结合，加速‘双碳’领域关键核心技术攻关和成果应用示范，加快培育新质生产力。”徐明表示。
技术在“中国蔬菜之乡”
成功推广
走进江门双碳实验室，一片规划严整、生机盎然的试验田引人注目，多款蔬菜正贪婪地吸收养分。这里便是徐明领衔的科研团队打造的二氧化碳生物利用示范基地。
江门双碳实验室的“二氧化碳生物利用示范基地”。江门日报记者周华东 摄
该基地有何特别之处？“大量实验表明，提高二氧化碳浓度，短时间内可以提高光合速率。这是二氧化碳气肥工作原理，而难点在于如何实现精准增施。”徐明表示，经过20多年的研究，团队针对光合作用和二氧化碳施肥机理，利用物联网、无线通信、大数据和人工智能技术，结合温室大棚栽培管理经验，研发了一套二氧化碳直接农业回用技术，开发光—温—水—肥—气一体化管理系统，并在试验田中取得喜人的成果——产量提升，生产周期缩短。
全新的设施农业管理技术如何推广？徐明将目光投向了“中国蔬菜之乡”——山东寿光，并取得了成功。
2022年，徐明带领团队来到山东寿光，成片的温室大棚映入眼帘，经过几天的走访调研，他知道来对了地方。“寿光大棚种植时间长、规模大，企业、农户对高科技的接受程度很高。”徐明说。
“物联网智能传感系统通过各类传感器，可实时监测温室大棚内的空气温湿度、二氧化碳浓度、土壤温湿度、叶片叶绿素含量、土壤养分等指标，系统通过无线网络把气象传感器和二氧化碳传感器联系起来，不仅可以实现远程实时数据传输，而且能够根据作物生长发育需要，通过智能专业管理模块对温室大棚内的气候环境进行实时调控……”听完徐明的介绍，老董果蔬种植专业合作社负责人董庆华眼前一亮，对全新的设施农业管理技术产生了浓厚兴趣。
董庆华是寿光的辣椒种植大户，当地人都叫他“辣椒大王”。在与徐明深入交谈后，董庆华坚定了合作信心。
“我们前期选取14个大棚作为推广点，其中7个大棚增施二氧化碳气肥，另外7个作为对照进行测产比较。统计结果表明，尖椒项目产量每亩提高2437.5公斤，产值增加6964元。”徐明团队成员博士研究生李腾飞表示。
一枝独秀不是春，多个示范项目随后在山东寿光乃至潍坊陆续开展。根据示范结果，增施二氧化碳的土地，果蔬普遍增产30%左右，在不增加其他投入的情况下，每年每亩可增收2万元至3万元。“按照6.67公顷温室大棚计算，第一年总投资80万元至110万元，可增收200万元至300万元。”李腾飞表示，从第二年开始，农户每年只需要投入二氧化碳费用40万元至60万元，净收入就能超150万元，由于采用智能化管理，管理成本不高，投资回报率将超过100%。
在山东寿光的大棚内，利用二氧化碳气肥技术种植的番茄长势良好。
成功孵化两家创业公司
今年以来，出差对于李腾飞而言已是屡见不鲜，多地奔波的背后是二氧化碳储存与浓度控制技术在全国多省的成功实践。
“我们通常结合当地实际情况，选取市场好、产值高的作物进行实验推广。”李腾飞介绍，例如在陕西省西安市，温室大棚二氧化碳气肥推广项目选取了葡萄、番茄、草莓和火龙果等品种。
“实验棚火龙果开花期比对照棚提前7天，火龙果开花数量增加30%—50%。实验棚草莓平均糖度为12.4%，而对照棚只有9.9%，草莓的口感和品质明显改善。”李鹏飞说。
江门双碳实验室内，科研工作者正在工作。黄胜 摄
值得一提的是，第一个非示范性（直接在生产上推广应用）二氧化碳气肥项目此前落户西安市阎良区，该区域甜瓜种植面积达4333公顷，总产量20余万吨，有广阔的市场空间。园区老板直接拍板在其园区安装一套二氧化碳气肥系统，目前二氧化碳促生长效果明显。
实验室需要技术“输血”，同样需要着眼于创新“造血”。如今，江门双碳实验室已就二氧化碳气肥技术孵化气孔科技（广东省）有限责任公司、山东碳泽农业科技有限公司两家创业公司。
目前，江门双碳实验室已在山东寿光设立成果转化基地，与寿光美瑞农业发展集团、山东碳谷生态科技有限公司、山东凯尔仕气体有限公司、山东寿光老董果蔬种植专业合作社等企业和农户合作推广应用二氧化碳气肥技术，总投资近2000万元。
在徐明看来，温室大棚智能化二氧化碳施肥项目除推动种植业高效发展外，还能够为上下游多个产业带来新的发展机遇。
“我们每年需要向温室大棚加注上亿吨二氧化碳，这些二氧化碳主要来自火电厂、钢厂等排放源，需要通过二氧化碳捕集技术和设备，把排放的气体进行净化提纯和压缩液化。”徐明说，该项目的推广应用也能够进一步发挥江门双碳实验在二氧化碳捕集、有机柔性光伏、分布式储能、微电网、碳计量等领域的技术和人才优势，整合实验室的科创资源，推动实验室相关成果快速落地转化。
江门双碳实验室。江门日报记者 周华东 摄
打造大湾区高水平
国际科技合作创新基地
“积极稳妥推进碳达峰碳中和”被写入党的二十大报告。然而，碳达峰碳中和属于系统性工程，覆盖多个领域，涉及大量关键技术。
针对“双碳”目标面临的诸多技术挑战，江门双碳实验室系统布局硅能源电力系统、新型储能技术、碳计量与生物利用、碳捕集封存与工业利用、“双碳”政策与系统设计五大研究领域，整合地方、高校、科研院所、企业优质科研资源，联合开展双碳领域学科交叉融合的应用基础研究、关键核心技术攻关，打造粤港澳大湾区高水平国际科技合作创新基地。
其中，江门双碳实验室研究团队发明的高迁移率n型有机半导体高分子材料，开启了“新晶体管时代”，并登上了《自然》杂志封面，相关研究多次打破柔性光伏转化效率世界纪录。颜河教授团队研发的有机太阳能电池，在室内光下的光电转化效率突破30%，相关项目已纳入本地科技产业基金项目库。
此外，江门双碳实验室储能团队参与南方电网牵头的广东省“新型储能与新能源”重大专项旗舰项目“耦合型电化学储能电站全过程安全防控关键技术及装备研究”；开展适用不同类型储能系统的多种相态灭火剂联合使用的耦合作用机理研究，提出热失控下火源快速扑灭、降温、隔离的消防安全技术。
立足陈皮产业，研究团队于2022年和2023年先后在广东新会和广西主要产区实地取茶枝柑样品1816份，经实验室分析测试，再经过机器学习等数据处理，初步建立了不同产区的陈皮特征数据库。目前，对于新会产区陈皮识别准确率达92.5%以上。与此同时，研究团队还收集了2012—2023年的新会陈皮样品近50份，初步建立了不同年份的新会陈皮特征数据库。目前，对于新会陈皮年份识别准确率达90%以上。
科技成果
本地转化成效明显
当前，外向型企业对开展碳披露和产品碳足迹核算需求巨大，江门双碳实验室也积极对接江门本地企业，助力企业低碳转型，科技成果本地转化成效明显。
江门日报记者周华东 摄
目前，碳计量与碳管理团队已对接江门市外向型企业、出口企业10余家，为其提供碳计量咨询，开展产品碳足迹核算项目合作，江门绿润环保科技有限公司（以下简称“绿润科技”）便是其中之一。
从2020年开始，绿润科技主推“生活污泥源头减量+燃煤电厂耦合掺烧”资源化利用解决方案，通过多个运营项目的实践，已经取得一定的成果，但在市场不断扩大的同时，难题也接踵而至。“减污降碳协同增效政策出台后，在‘双碳’大背景下，我们的资源化利用解决方案的先进性如何体现？一整套流程下来到底降低了多少碳排放？”绿润科技总经理王明生说出了心中的疑问。
在科技部门“牵线搭桥”后，江门双碳实验室与绿润科技顺利对接。“我们明确污泥处理处置碳排放的研究边界，着力计算不同污泥处理处置过程的碳排放量，构建起污泥处理处置碳排放清单。”李磊是2022年10月加入江门双碳实验室的生态学博士后，在碳计量研究方面有着丰富的经验。“我们估算出绿润科技污泥处理处置的碳排 放量，并对其新工艺的减污降碳关键技术进行分析和评价。”李磊说。
尝到甜头的还有鹤山市绿湖农庄有限公司，作为广东省单体养猪规模最大企业，该公司产生的大量养猪废水亟待解决。对此，江门双碳实验室科研团队在该公司养猪废水处理池中现场采集水样，经科学鉴定，发现绿藻门绿球藻1株、小球藻1株。后续将进行毛细管分离，琼脂平板克隆，用于18s分子鉴定和实现微藻藻种的逐级放大培养，得到养猪沼液处理的本地藻种。“基于微藻的养猪沼液污水处理，能有效实现减污、增汇与生物质生产，为进一步推动我国微藻生物技术在碳中和的应用提供启示。”李磊说。
