【智慧政协】生物制造改变未来
北京市政协委员、中国工程院院士、北京化工大学校长 谭天伟
发布时间：2024-01-03 文章来源： 作者： 办公室
当前，全球面临的共同挑战，既有来自能源环境和气候变化带来的危险，也有要用更少的土地和水生产出更多更好产品之间的矛盾。世界经合组织（OECD）提出，生物制造是工业可持续发展最有希望的技术之一。
从定义概念来讲，生物制造是以工业生物技术为核心，利用酶、微生物细胞，结合化学工程技术进行目标产品的加工过程，包括生物基材料、化学品和生物能源等。它加工的产品既包括大吨位运输燃料、中等吨位化学品材料，还包括较小吨位食品资料，以及非常小的精细化学品，疫苗等都属于生物制造。从经济发展维度来讲，生物制造则是将生物技术创新产品推向商业规模的引擎，是生物经济的基础。生物经济作为推动高质量发展的强劲动力，受到国家高度重视。中国首部生物经济五年规划，《“十四五”生物经济发展规划》于2022年5月印发并明确提出，科学规划、系统推进我国生物经济发展，是顺应全球生物技术加速演进趋势、实现高水平科技自立自强的重要方向，是前瞻布局培育壮大生物产业、推动经济高质量发展的重要举措，是满足生命健康需求快速增长、满足人民对美好生活向往的重要内容，是加强国家生物安全风险防控、推进国家治理体系和治理能力现代化的重要保障。目前，从发展趋势和重要性来看，生物经济将有望成为继农业革命、工业革命、数字革命后，未来的第四次产业革命。相关数据分析，全球70%的产品可以用生物法生产，有望创造30万亿美元的经济价值，占全球制造业的1/3。据了解，美国、欧盟高度重视生物制造研发，布局实施了“生命铸造厂”和“微生物细胞工厂”等行动计划；国外大型公司均投入大量人力和高额资金构建先进的菌种创制研发平台，打造核心菌种竞争优势等。针对生物制造应对环境挑战，世界经合组织曾对6个发达国家进行分析，结果表明：生物制造技术的应用可以降低工业能耗15%-80%，原料消耗35%-75%，空气污染50%-90%，水污染33%-80%，生产成本降低9%-90%。世界基金委员会预测，到2030年，工业生物技术每年将可降低25亿吨的二氧化碳排放。而人造肉、人造奶、人造油脂等未来食品的车间制造也将解决全球耕地、化肥和粮食安全问题。以目前的生物制造技术来看，数千平方米的发酵车间便可以取代数十万亩的耕地。以中国人发明的青蒿素举例，我国青蒿素只占国际市场的20%左右，而其余的70%-80%则让使用新技术的国家拿走。现在的生物制造技术，已经可以让一个50立方米的反应器等同于种了5万亩土地的生产效率。足见，科学技术是第一生产力。另外，生物制造的重大战场不只包括我们所说的医药，我认为，化学工业领域潜力更大。首先碳中和将会重塑化学工业，而我国化学工业占到GDP的17%以上，产值空间很大。从技术层面看，用生物质可以制造各式各样化学品，比如橡胶、尼龙材料。从世界主要经济体的生物制造战略发展目标来看：欧盟提出到2030年，可再生原料占到总体化学生产原料的30％、高附加值的化学品和聚合物的50％、大宗化学品的10％、运输能源的25%，农村生物炼制使农民收入增长40%，实现农村二次工业化；美国提出到2030年，生物基产品将替代25%有机化学品、20%石油燃料。以上数据表明，生物制造技术和创新产品对各行业的渗透性、辐射性以及绿色转型升级的提升作用巨大。当前，我国基础制造业可持续发展面临“原料受限高、过程污染大、高端产品少”等结构性制约，同时，我国生物制造的初始原料90%来自于玉米等粮食作物，与民争粮、与畜争饲问题突出；我国秸秆年产生量8.65亿吨，原料化利用仅约1%，未能充分实现农林废弃物糖化后高值利用。以上困难和挑战，急需新的原料路线和绿色工艺，加快提升生物制造创新能力迫在眉睫。为此建议，我国要集中力量攻克重大战略产品的关键核心技术，如二氧化碳生物转化利用、未来食品制造、天然药物和生命健康创新产品的生物合成、可再生化工材料、先进生物航空燃料等。
来源：《人民政协报》（2023年12月21日第07版）
