本筹议探求了通过可再生电力坐褥单细胞卵白（SCP），概述了本钱轨迹和可扩展性。SCP可能成为一种可接连的、掌管得起的卵白质供应办法，将粮食体例与土地和水的限度脱钩。

　　环球粮食体例对境况的影响已超轶群个地球体例鸿沟，个中卵白质坐褥是首要功劳要素。跟着生齿拉长和收入降低，对畜牧产物的需求估计到 2050 年将增补 70%，这将进一步加剧粮食体例对境况的压力，推进地球体例越过安适鸿沟进入高危急区域。古板的减轻粮食体例温室气体排放的方式，如转向植物性饮食，虽有肯定结果，但亏欠以完毕所有可接连的粮食体例，且正在环球规模内难以正在 2050 年前完毕。因而，须要寻找代替资源和手艺，以确保可接连且掌管得起的食物和饲料供应，而卵白质动作食物的要害因素，其可接连供应至合要紧。

　　单细胞卵白（SCP）是一种富含卵白质的微生物生物质，若由可再生能源和可接连原料坐褥，可成为可接连的卵白质出处。微生物卵白首要网罗藻类、酵母、真菌和细菌卵白等，微生物细胞干重中卵白质含量为 30%-80%。SCP 并非新观念，史乘上曾有过合联坐褥试验，但受限于低本钱、可接连孕育底物的获取，其操纵受到限度。近年来，可再生能源本钱消重，水电解器本钱下降，直接气氛缉捕（DAC）二氧化碳手艺渐渐成熟，为基于氢气氧化的化能自养微生物的工业周围细菌 SCP 工场成长奠定了根本。

　　筹议以 Solar Foods 公司的手艺为根本，该公司的试点装配和演示工场为筹议供应了本质数据接济。筹议采用的微生物菌株为 Xanthobacter sp. SoF1，其合联的能量和质料均衡数据是筹议的要紧凭借。

　　：该模子包罗多种手艺，如优化固定倾斜光伏、单轴跟踪光伏、风力发电等动作电力供应手艺；锂离子电池和氢气燃料的开式轮回及联结轮回燃气轮机用于电力均衡；碱性水电解槽用于坐褥氢气和氧气；多种存储体例用于均衡种种物质的供应和需求等。

　　：通过设立修设数学模子，商讨每幼时的天生、打发、存储、存储亏损和过剩量等要素，确保体例正在每幼时都能知足 SCP 供应的目的需求，同时完毕能源和物质的合理分派和欺骗。

　　：依据美国国度可再生能源试验室（NREL）的向导主意，应用特定公式估量 SCP 的平准化本钱。通过优化模子，正在知足体例统造的要求下，以最幼本钱完毕固定的年度 SCP 供应目的，从而确定各手艺的最佳安置容量和运转战术。

　　筹议欺骗 Matlab 软件构修模子，将寰宇划分为 0.45°×0.45° 的节点，基于每个节点的现场每幼时太阳能和风能潜力以及适合氢气存储的地质构造的可用性，独立评估 Power-to-SCP 的手艺经济潜力。模子中商讨了多种手艺的能量和物质流，通过一系列等式举办统造和估量，如能源和质料均衡等式、存储亏损等式、存储充放电统造等式等。正在经济评估方面，应用加权均匀本钱本钱（WACC）等参数估量本钱，并通过线性优化器（Mosek）优化安置容量和每幼时流量，以完毕本钱最幼化。

　　筹议职员评估了 e-SCP 重心工场的本钱开销（capex）。2028 年，首个表面产能为 16.42 千吨 SCP / 年的 e-SCP 重心工场，本钱开销为 14,567 欧元 / 吨卵白质 / 年。到 2030 年，跟着周围经济效应，表面产能为 164.2 千吨 SCP / 年（101.4 千吨卵白质 / 年）的全周围 e-SCP 重心工场，本钱开销可降至 8649 欧元 / 吨卵白质 / 年。以后，依据区此表进修率和铺排情况，本钱开销将跟着史乘累计装机容量（HCIC）的增补而消重。正在参考情况下，到 2035 年、2050 年和 2070 年，本钱开销分裂降至 6175 欧元 / 吨卵白质 / 年、3702 欧元 / 吨卵白质 / 年和 3041 欧元 / 吨卵白质 / 年；正在先辈情况下，相应年份的本钱开销则降至 4371 欧元 / 吨卵白质 / 年、1985 欧元 / 吨卵白质 / 年和 1464 欧元 / 吨卵白质 / 年。通过对区别周围和年份的 e-SCP 重心工场本钱开销的估量和情况认识得出上述结论。

　　筹议认识了区别地域和年份的电力供应手艺组合及本钱。正在 2030 年，巴塔哥尼亚、北欧和英国的本钱优化型光伏 - 风电 Power-to-SCP 工场中，风电将占主导位置；而正在美国西部、墨西哥、巴西、南欧、整体非洲、中东、澳大利亚和亚洲，太阳能光伏将是首要的电力出处。到 2050 年，光伏主导的地域将放大到美国大局限地域以及巴塔哥尼亚和南欧的更多地域。2030 年，本钱最低的发电地方，如阿塔卡马戈壁、非洲、中东和北澳大利亚，可完毕 15 - 19 欧元 / 兆瓦时的发电本钱，这些地域均以光伏为主。到 2050 年，这些地域的发电本钱降至 8 - 10 欧元 / 兆瓦时。然而，因为电力均衡手艺和限电的特地本钱，2030 年 e-SCP 工场的供电本钱相对较高，为 20 - 24 欧元 / 兆瓦时，2050 年为 12 - 14 欧元 / 兆瓦时。通过对环球区别地域的太阳能和风能资源、发电本钱以及电力均衡手艺本钱的认识和模仿得出该结果。

　　筹议评估了 2028 年至 2050 年 e-SCP 及其卵白质含量（e - 卵白质）的坐褥本钱，并绘造了环球卵白质本钱舆图。2028 年，正在电力供应本钱最低的地域，如巴塔哥尼亚、北澳大利亚、阿塔卡马戈壁、西藏和非洲之角，e - 卵白质的坐褥本钱最低可达 5500 - 6100 欧元 / 吨卵白质（3575 - 3965 欧元 / 吨细胞干重，CDW）；而正在芬兰的北欧要求下，坐褥本钱将赶上 7300 欧元 / 吨卵白质（4745 欧元 / 吨 CDW）。到 2030 年，低本钱地域首个全周围工场的 e - 卵白质坐褥本钱将降至 4000 - 4500 欧元 / 吨卵白质（2600 - 2925 欧元 / 吨 CDW）；2035 年，最佳地方的坐褥本钱估计抵达 3100 - 3500 欧元 / 吨卵白质（2015 - 2275 欧元 / 吨 CDW）；2050 年，低本钱的 e - 卵白质正在最佳地方的坐褥本钱可低至 2100 - 2300 欧元 / 吨卵白质（1365 - 1495 欧元 / 吨 CDW），且不妨正在总共大陆以 2300 - 2500 欧元 / 吨卵白质（1495 - 1625 欧元 / 吨 CDW）的本钱平常供应。通过对 e-SCP 坐褥经过中的各项本钱，网罗本钱开销、运营开销、电力本钱等举办估量和认识，并联合区别地域的资源要求得出该结论。

　　正在 2030 年，筹议采用了七个拥有区别天气和能源特点的地方，认识了 Power-to-SCP 的本钱分散和体例动态。结果显示，该体例的总电力打发为 70 - 73 兆瓦时 / 吨卵白质（45.5 - 47.5 兆瓦时 / 吨 CDW），首要电力打发修造为水电解槽（54 - 56%）、SCP 重心工场（19 - 20%）、用于蒸汽天生体例的电棒（11 - 13%）和冷却器（8%）。电力供应本钱正在 e - 卵白质坐褥本钱中占比最大，为 37 - 49%，其本钱规模受区别地方的电力供应平准化本钱分歧影响。正在区别地方，电力均衡手艺的应用和本钱也有所区别，正在光伏主导的地方，电池是首要的电力均衡手艺，其本钱会使供电本钱比发电本钱赶过 54%；而正在风电占比高的地方，电力均衡手艺的效力较幼。其余，筹议还认识了其他本钱构成局限，如氢气供应、二氧化碳供应等的本钱及其正在区别地方的分歧。通过对选定地方的详尽本钱核算和体例运转数据认识得出上述结论。

　　筹议对影响 2030 年和 2050 年 e-SCP 本钱的要害要素举办了敏锐性认识。结果评释，加权均匀本钱本钱（WACC）的变更对 e - 卵白质坐褥本钱影响较大，正在大大都地域，WACC 每 ±2 个百分点的差错，会使 2030 年 e - 卵白质坐褥本钱变更约 400 - 1100 欧元 / 吨卵白质（12 - 15%）。碱性水电解槽本钱的增补会导致 e - 卵白质坐褥本钱上升，2030 年大大都地域约增补 150 - 300 欧元 / 吨卵白质（3 - 6%），到 2050 年影响将降至 50 - 120 欧元 / 吨卵白质（2 - 5%）。直接气氛缉捕（DAC）工场本钱和能源需求的变更也会影响 e - 卵白质本钱，正在 2030 年区别地域会使本钱增补 400 - 500 欧元 / 吨卵白质（5 - 10%），2050 年增补 100 - 150 欧元 / 吨卵白质（2 - 5%）。其余，太阳能光伏、风力发电厂和 SCP 重心工场本钱的变更对 e - 卵白质坐褥本钱也有肯定影响。通过转变上述要害要素的取值，从头估量 e-SCP 本钱，并认识本钱变更趋向得出该结论。

　　筹议评估了环球大周围坐褥 e - 卵白质所需的光伏、风电、电池、电解槽和 DAC 的容量。以澳大利亚、智利（阿塔卡马戈壁）和德国的均匀所需功率容量为参考，从 2035 年到 2050 年，大周围铺排 e-SCP 工场合需的环球资源组合中，光伏功率容量占比为 89% - 91%（光伏电量占比为 80% - 83%）。2035 年和 2050 年，分裂供应 1 百万吨和 28 百万吨 e - 卵白质，将须要 33.6GW 和 905GW 的光伏、4.1GW 和 93GW 的风电、30.0GWh 和 720GWh 的电池、8.0GW 和 231GW 的电解槽，以及 3.4 百万吨和 96 百万吨的 DAC。通过对选定地域的优化 Power-to-SCP 体例的装机容量举办认识，并依据环球坐褥需求举办阴谋得出该结论。

　　筹议认识了 Power-to-SCP 体例的能源 - 面积作用和环球坐褥潜力。2030 年，半灵便装备的搀和光伏 - 风电体例的电力打发正在环球大局限地域为 73 - 83 兆瓦时 / 吨卵白质，到 2050 年，跟着手艺发展，根本负荷 Power-to-SCP 装备的电力打发将降至 60.9 兆瓦时 / 吨卵白质。2030 年，本钱优化的搀和光伏 - 风电发电厂的面积掩盖正在光伏主导地域为 330 - 1000 平方米 / 吨卵白质 / 年（215 - 650 平方米 / 吨 CDW / 年），正在风电占比大的地域为 1200 - 3000 平方米 / 吨卵白质 / 年（780 - 1950 平方米 / 吨 CDW / 年）；到 2050 年，因为光伏面板作用和安置功率密度降低等要素，大大都地域的面积掩盖将消重。正在环球规模内，假设光伏和风电发电厂的安置土地限度为区域土地的 10%，2030 年 e-SCP 工场的表面年坐褥潜力为 30 - 300 吨卵白质 / 平方公里，2050 年最高可达 350 - 450 吨卵白质 / 平方公里，2050 年环球表面坐褥潜力约为 310 亿吨，远超 2070 年的目的供应。通过对体例的电力打发、面积需乞降坐褥潜力举办估量和认识，并商讨土地应用限度得出该结论。

　　筹议评释，欺骗可再生电力坐褥单细胞卵白（SCP）正在手艺上是可行的，且拥有壮大的环球潜力。从经济角度看，e-SCP 的坐褥本钱正在将来希望明显消重，到 2050 年，低本钱地域坐褥的 e - 卵白质本钱可低至 2.1 - 2.3 欧元 / 千克，使其正在与古板植物卵白（如大豆和豌豆散开卵白）的比赛中拥有代价上风，可动作食物坐褥的比赛性卵白质出处。从境况角度看，e-SCP 坐褥可大幅裁减淡水和耕地的应用，下降温室气体排放，裁减对生态体例的压力，有帮于环球粮食体例向可接连宗旨转型。其余，e-SCP 坐褥还可裁减对古板农业的依赖，下降天气变更对粮食坐褥的影响，降低粮食安适性。

　　然而，目前 e-SCP 动作饲料正在本钱上不妨不具比赛力，但跟着新的境况规则限度粮食和饲料供应对境况的影响，以及温室气体排放本钱的操纵，e - 卵白质希望正在饲料商场更具吸引力。其余，通过改正热集成、降低坐褥率和下降氢气 / 二氧化碳打发比等步调，e-SCP 的长远坐褥本钱还可进一步下降。

　　该筹议为可接连卵白质坐褥供应了新的思绪和宗旨，对推进环球粮食体例的可接连成长拥有要紧事理。它为战略同意者、企业和筹议职员供应了有价格的参考，有帮于推动合联手艺的研发和操纵，加快可接连食物坐褥的转型。同时，筹议也指出了将来的筹议宗旨，如进一步优化坐褥手艺、下降本钱，以及降低消费者对 e-SCP 的授与度等。