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創新的語言通常強調顛覆——淘汰低效產業,並用更精簡、技術更先進的版本取而代之。顛覆性變革在能源產業中最為複雜和重要,它對我們的生活方式的方方面面都產生了影響,涉及全球工業、經濟和氣候。當今合成生物學的一個主要焦點是生物燃料的設計和生產,以顛覆當前的石油開採方式,並朝著更碳中和的能源未來邁進。生物燃料不僅要顛覆細胞代謝網路的複雜性,還要顛覆全球能源生產複雜的政治、經濟和技術網路。正如科學社會學家阿德里安·麥肯齊所說,“事實證明,生物燃料是非常棘手的思考物件。”
麥肯齊在他最近發表於《生物學和生物醫學科學史與哲學研究》期刊的論文《合成生物學與生物燃料的技術性》中,考察了生物燃料產業中的三家初創公司——合成基因組學公司、艾米瑞斯公司和焦耳無限公司——作為案例研究,探討了合成生物學和生物燃料“如何產生、變化和持久”,並提出了“合成生物學如何將潛在的技術物件轉化為實際的技術物件?”的問題。
這些公司設計和銷售其產品的方式,無論是目前正在生產的產品,還是新技術承諾的未來產品,都突顯了生產能源所必需的技術組合和供應鏈,並提出了關於未來的不同的“如果……會怎樣?”的問題。然而,雖然生物燃料公司提出了在酵母桶或藻類池塘中生產燃料的方式的顛覆性變革,但它們仍然依賴於許多支援我們當前基礎設施和產業的網路。麥肯齊寫道:
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雖然合成生物學可能會提出生產下一代生物燃料的革命性方法,但這些燃料是航空、公路運輸和航運等相互關聯的大型技術系統的一部分,這些系統已經形成了一個世紀或更長時間。在某些方面,無論合成生物學多麼具有革命性,它在改變廣泛的社會技術運輸系統方面都幾乎無能為力……下一代生物燃料與現有運輸社會技術系統之間的緊密契合意味著合成生物學承諾的“革命性”創新很可能只是為了改變甚少。
目前的生物燃料研究人員對他們未來的產品如何融入燃料管道和運輸基礎設施有著廣泛的設想,從需要採用完全不同型別的運輸管道、汽車燃料電池和加油站的氫氣生產,到可以“直接替代”成熟的石油基礎設施而無需太多加工的“石油複製品”柴油燃料。在埃克塞特大學和石油公司殼牌的研究人員最近發表的論文中,部分資金來自殼牌研究的資助,這些石油複製品是在大腸桿菌中以加工過的糖為原料生產的,這不僅將這些分子置於當前的燃料和運輸基礎設施中,而且也置於生產生物分子供應鏈所需的糖的農業系統中。在該論文的結論和新聞採訪中,研究人員明確指出,完成這項工作以及擴大這種分子的生產規模需要許多基礎設施——政治、經濟、技術和生物。
要真正顛覆燃料生產方式並超越複製石油工業的系統,還需要做更多的工作。在思考生物燃料並使碳分子的來源和燃料分子的鍵能可見化的過程中,我們可以提出新的“如果……會怎樣?”的問題,並開始想象新的工業生態系統。正如麥肯齊在他的文章結尾所說,“[生物燃料]將許多事物聯絡在一起,不是為了創造全新的或迄今為止無法想象的東西。恰恰相反,它們以仍然可以轉化的方式製造出熟悉的東西——燃料。”