中國生物制造：“三步走”實現(xiàn)跨越式發(fā)展

地溝油煉出航空燃油、二氧化碳合成淀粉……生物制造讓越來越多的“不可思議”變成現(xiàn)實。日前，記者采訪了解到，隨著基因檢測成本快速下降以及基因編輯技術快速發(fā)展，可實現(xiàn)低成本優(yōu)化或重塑生物生產(chǎn)過程，使先進生物制造技術產(chǎn)業(yè)化應用成為可能。萬億級的產(chǎn)業(yè)藍海正在加速形成。

生物制造“角色”多變

今年《政府工作報告》首次提出“未來產(chǎn)業(yè)投入增長機制”，為生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展裝上政策新引擎。為何生物制造能獲此青睞？

賽迪研究院消費品工業(yè)研究所所長李博洋認為，這與生物制造能帶來巨大的可能性密切相關。通過與工程技術、信息技術、材料科學等深度融合，生物制造將演繹出豐富多彩的“角色”。這也或將成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革戰(zhàn)略的制高點。

李博洋介紹，在制造業(yè)領域，生物制造是以前沿生物科學為基礎，以先進工業(yè)生物技術為核心，利用生物體機能改造現(xiàn)有制造過程，或利用生物質(zhì)資源進行能源、材料與產(chǎn)品生產(chǎn)的新型制造方式。以葡萄糖為例，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式只能通過擴大產(chǎn)能來提升產(chǎn)量，而生物制造方式則可以通過提升生產(chǎn)效率來提升產(chǎn)量，有效突破擴大生產(chǎn)規(guī)模瓶頸，大幅降低成本，對現(xiàn)有生產(chǎn)方式產(chǎn)生顛覆性影響。

在實現(xiàn)“雙碳”目標過程中，生物制造能在原料、工藝、回收利用等多個環(huán)節(jié)實現(xiàn)減排，降低工業(yè)過程能耗、物耗，減少二氧化碳排放及空氣、水、土壤污染。以1,3-丙二醇生物制造為例，與石油路線相比，二氧化碳減排63%，能耗減少30%，原料成本下降37%。

在保障國家安全發(fā)展過程中，生物制造能為生物安全治理、應對重大新發(fā)突發(fā)傳染病、動植物疫情以及潛在的生化武器威脅提供技術、產(chǎn)品、裝備和解決方案；提高藥物、藥材的生產(chǎn)效率，降低藥品成本，實現(xiàn)稀缺藥材的人工合成；顛覆性重構人類食物鏈，有效緩解糧食安全壓力。

國際賽道競逐激烈

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已有60多個國家和地區(qū)全面推進生物經(jīng)濟和生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

李博洋告訴記者，縱觀全球，生物制造大多以確保糧食安全、滿足人類營養(yǎng)健康需求、適應氣候變化、減少資源依賴等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求為目標，將高價值食品配料及添加劑、生物醫(yī)藥、生物燃料、生物基材料等作為生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。此外，還有部分國家依托資源和產(chǎn)業(yè)稟賦培育出以海洋資源為核心的“藍色生物經(jīng)濟”、以農(nóng)林資源為核心的“綠色生物經(jīng)濟”，另有葡萄牙、西班牙提出“循環(huán)生物經(jīng)濟”等較有特色的生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

李博洋進一步補充，國際上，生物制造賽道一片火熱，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢各有千秋。我國在生物制造領域起步較早，在2018年就確定了綠色生物制造技術重大研發(fā)計劃。北京、上海、安徽、江蘇等超30個省份均布局生物制造產(chǎn)業(yè)，全國發(fā)酵行業(yè)擁有3000億元產(chǎn)值、3000萬噸的規(guī)模。美國在生物基化學品和材料、生物醫(yī)藥、生物能源與生物燃料、食品添加劑等領域具有優(yōu)勢；英國在干細胞、組織工程與海洋生物、制藥和生物制品業(yè)等領域具有優(yōu)勢；德國在生物基化學品和材料、生物醫(yī)藥等領域具有優(yōu)勢；日本在高性能生物材料、生物塑料、生物制藥、生物燃料等領域具有優(yōu)勢。

三步走壯大產(chǎn)業(yè)

從起步到壯大，我國生物制造產(chǎn)業(yè)如何實現(xiàn)跨越式發(fā)展？“根據(jù)發(fā)展基礎，我國推進生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展將分為三步走。”李博洋說。

2022~2025年為固本強基階段。通過強化頂層設計和戰(zhàn)略部署，圍繞生物制造“芯片”——核心工業(yè)酶和工業(yè)菌種的創(chuàng)制，建立引領未來的生物制造前沿技術系統(tǒng)，實現(xiàn)創(chuàng)新能力顯著提升、關鍵技術自主可控、生物制造技術支撐體系基本建立、重點產(chǎn)業(yè)生物制造滲透率明顯提升的目標。

2026~2030年為全面崛起階段。通過優(yōu)化制度和政策環(huán)境，積極培育市場需求，大力推進生物制造示范工程，不斷壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，建成全球生物經(jīng)濟的重要一極。在此階段，我國將力爭實現(xiàn)先進生物制造產(chǎn)業(yè)及相關服務業(yè)增加值超4萬億元，生物制造滲透率達到8%以上，產(chǎn)業(yè)邁向中高端。

2031~2035年為繁榮發(fā)展階段。通過推進綠色生物制造方式在生產(chǎn)、生活、生態(tài)等領域的全面應用，支撐制造強國建設，助力實現(xiàn)碳中和。生物制造技術應用空間將不斷拓展，生物制造滲透率達到15%，先進生物制造產(chǎn)業(yè)及相關服務業(yè)增加值突破10萬億元，以二氧化碳為原料的工業(yè)生物轉化新技術全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用。

“‘十五五’是我國生物制造全面崛起的關鍵時期。”李博洋表示，著眼當下，推進生物制造要加快構建創(chuàng)新+產(chǎn)業(yè)+管理三大產(chǎn)業(yè)體系。創(chuàng)新發(fā)展體系建設重點在于創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈、數(shù)據(jù)鏈“五鏈融合”；管理服務體系建設重點在于政策機制創(chuàng)新、優(yōu)化審評審批、打造服務平臺、強化區(qū)域對接、推動開放合作；現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設重點在于加快發(fā)展重點產(chǎn)業(yè)、企業(yè)梯隊打造、產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈韌性安全、產(chǎn)業(yè)空間和全球配置資源能力。

“‘十五五’期間要重點發(fā)展生物醫(yī)藥、生物基化學品/材料、生物能源、生物發(fā)酵、生物工程食品、生物飼料、生物技術裝備、生物服務的‘7+1’生物制造產(chǎn)業(yè)體系。”李博洋進一步梳理了生物制造的發(fā)展方向并指出，在基礎化工領域，要推動生物基材料產(chǎn)業(yè)鏈條式集聚化、規(guī)模化發(fā)展，持續(xù)提升生物基纖維材料、包裝材料、輕紡材料、可降解塑料等的經(jīng)濟性和市場競爭力。在生物能源領域，以大規(guī)模替代石油基能源為目標，進一步降低纖維素乙醇、生物高級醇的生產(chǎn)成本，提高合成效率和經(jīng)濟性。以解決生物制氫得率低、速率低等瓶頸問題為重點，加快生物制氫前沿技術研究突破，推動生物制氫工業(yè)化進程。