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(shí)。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(shù)快速發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)低成本優(yōu)化或重塑生物生產(chǎn)過程，使先進(jìn)生物制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成為可能。萬億級的產(chǎn)業(yè)藍(lán)海正在加速形成。

生物制造“角色”多變

今年《政府工作報(bào)告》首次提出“未來產(chǎn)業(yè)投入增長機(jī)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(fèi)品工業(yè)研究所所長李博洋認(rèn)為，這與生物制造能帶來巨大的可能性密切相關(guān)。通過與工程技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)等深度融合，生物制造將演繹出豐富多彩的“角色”。這也或?qū)⒊蔀槿蛐乱惠喛萍几锩彤a(chǎn)業(yè)變革戰(zhàn)略的制高點(diǎn)。

李博洋介紹，在制造業(yè)領(lǐng)域，生物制造是以前沿生物科學(xué)為基礎(chǔ)，以先進(jìn)工業(yè)生物技術(shù)為核心，利用生物體機(jī)能改造現(xiàn)有制造過程，或利用生物質(zhì)資源進(jìn)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(kuò)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(kuò)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(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過程中，生物制造能在原料、工藝、回收利用等多個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)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(yīng)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(shù)、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(shí)現(xiàn)稀缺藥材的人工合成；顛覆性重構(gòu)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(jì)，目前已有60多個(gè)國家和地區(qū)全面推進(jìn)生物經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(biāo)，將高價(jià)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(lán)色生物經(jīng)濟(jì)”、以農(nóng)林資源為核心的“綠色生物經(jīng)濟(jì)”，另有葡萄牙、西班牙提出“循環(huán)生物經(jīng)濟(jì)”等較有特色的生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

李博洋進(jìn)一步補(bǔ)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(lǐng)域起步較早，在2018年就確定了綠色生物制造技術(shù)重大研發(fā)計(jì)劃。北京、上海、安徽、江蘇等超30個(gè)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(xué)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(lǐng)域具有優(yōu)勢；英國在干細(xì)胞、組織工程與海洋生物、制藥和生物制品業(yè)等領(lǐng)域具有優(yōu)勢；德國在生物基化學(xué)品和材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)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(lǐng)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(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展？“根據(jù)發(fā)展基礎(chǔ)，我國推進(jìn)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(qiáng)基階段。通過強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)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(lǐng)未來的生物制造前沿技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力顯著提升、關(guān)鍵技術(shù)自主可控、生物制造技術(shù)支撐體系基本建立、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)生物制造滲透率明顯提升的目標(biāo)。

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(jìn)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(jì)的重要一極。在此階段，我國將力爭實(shí)現(xiàn)先進(jìn)生物制造產(chǎn)業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)增加值超4萬億元，生物制造滲透率達(dá)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(jìn)綠色生物制造方式在生產(chǎn)、生活、生態(tài)等領(lǐng)域的全面應(yīng)用，支撐制造強(qiáng)國建設(shè)，助力實(shí)現(xiàn)碳中和。生物制造技術(shù)應(yīng)用空間將不斷拓展，生物制造滲透率達(dá)到15%，先進(jìn)生物制造產(chǎn)業(yè)及相關(guān)服務(wù)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(zhuǎn)化新技術(shù)全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

“‘十五五’是我國生物制造全面崛起的關(guān)鍵時(shí)期?！崩畈┭蟊硎荆郛?dāng)下，推進(jìn)生物制造要加快構(gòu)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(shè)重點(diǎn)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(wù)體系建設(shè)重點(diǎn)在于政策機(jī)制創(chuàng)新、優(yōu)化審評審批、打造服務(wù)平臺、強(qiáng)化區(qū)域?qū)?、推動開放合作；現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)重點(diǎn)在于加快發(fā)展重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)梯隊(duì)打造、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)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(diǎn)發(fā)展生物醫(yī)藥、生物基化學(xué)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(shù)裝備、生物服務(wù)的‘7+1’生物制造產(chǎn)業(yè)體系。”李博洋進(jìn)一步梳理了生物制造的發(fā)展方向并指出，在基礎(chǔ)化工領(lǐng)域，要推動生物基材料產(chǎn)業(yè)鏈條式集聚化、規(guī)?；l(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(jì)性和市場競爭力。在生物能源領(lǐng)域，以大規(guī)模替代石油基能源為目標(biāo)，進(jìn)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(jì)性。以解決生物制氫得率低、速率低等瓶頸問題為重點(diǎn)，加快生物制氫前沿技術(shù)研究突破，推動生物制氫工業(yè)化進(jìn)程。