【智慧政協(xié)】生物制造改變未來
北京市政協(xié)委員、中國工程院院士、北京化工大學(xué)校長 譚天偉
發(fā)布時間：2024-01-03 文章來源： 作者： 辦公室
當(dāng)前，全球面臨的共同挑戰(zhàn)，既有來自能源環(huán)境和氣候變化帶來的危險，也有要用更少的土地和水生產(chǎn)出更多更好產(chǎn)品之間的矛盾。世界經(jīng)合組織（OECD）提出，生物制造是工業(yè)可持續(xù)發(fā)展最有希望的技術(shù)之一。
從定義概念來講，生物制造是以工業(yè)生物技術(shù)為核心，利用酶、微生物細(xì)胞，結(jié)合化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)品的加工過程，包括生物基材料、化學(xué)品和生物能源等。它加工的產(chǎn)品既包括大噸位運(yùn)輸燃料、中等噸位化學(xué)品材料，還包括較小噸位食品資料，以及非常小的精細(xì)化學(xué)品，疫苗等都屬于生物制造。從經(jīng)濟(jì)發(fā)展維度來講，生物制造則是將生物技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品推向商業(yè)規(guī)模的引擎，是生物經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。生物經(jīng)濟(jì)作為推動高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁動力，受到國家高度重視。中國首部生物經(jīng)濟(jì)五年規(guī)劃，《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》于2022年5月印發(fā)并明確提出，科學(xué)規(guī)劃、系統(tǒng)推進(jìn)我國生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是順應(yīng)全球生物技術(shù)加速演進(jìn)趨勢、實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的重要方向，是前瞻布局培育壯大生物產(chǎn)業(yè)、推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，是滿足生命健康需求快速增長、滿足人民對美好生活向往的重要內(nèi)容，是加強(qiáng)國家生物安全風(fēng)險防控、推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要保障。目前，從發(fā)展趨勢和重要性來看，生物經(jīng)濟(jì)將有望成為繼農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命、數(shù)字革命后，未來的第四次產(chǎn)業(yè)革命。相關(guān)數(shù)據(jù)分析，全球70%的產(chǎn)品可以用生物法生產(chǎn)，有望創(chuàng)造30萬億美元的經(jīng)濟(jì)價值，占全球制造業(yè)的1/3。據(jù)了解，美國、歐盟高度重視生物制造研發(fā)，布局實(shí)施了“生命鑄造廠”和“微生物細(xì)胞工廠”等行動計(jì)劃；國外大型公司均投入大量人力和高額資金構(gòu)建先進(jìn)的菌種創(chuàng)制研發(fā)平臺，打造核心菌種競爭優(yōu)勢等。針對生物制造應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)，世界經(jīng)合組織曾對6個發(fā)達(dá)國家進(jìn)行分析，結(jié)果表明：生物制造技術(shù)的應(yīng)用可以降低工業(yè)能耗15%-80%，原料消耗35%-75%，空氣污染50%-90%，水污染33%-80%，生產(chǎn)成本降低9%-90%。世界基金委員會預(yù)測，到2030年，工業(yè)生物技術(shù)每年將可降低25億噸的二氧化碳排放。而人造肉、人造奶、人造油脂等未來食品的車間制造也將解決全球耕地、化肥和糧食安全問題。以目前的生物制造技術(shù)來看，數(shù)千平方米的發(fā)酵車間便可以取代數(shù)十萬畝的耕地。以中國人發(fā)明的青蒿素舉例，我國青蒿素只占國際市場的20%左右，而其余的70%-80%則讓使用新技術(shù)的國家拿走。現(xiàn)在的生物制造技術(shù)，已經(jīng)可以讓一個50立方米的反應(yīng)器等同于種了5萬畝土地的生產(chǎn)效率。足見，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。另外，生物制造的重大戰(zhàn)場不只包括我們所說的醫(yī)藥，我認(rèn)為，化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域潛力更大。首先碳中和將會重塑化學(xué)工業(yè)，而我國化學(xué)工業(yè)占到GDP的17%以上，產(chǎn)值空間很大。從技術(shù)層面看，用生物質(zhì)可以制造各式各樣化學(xué)品，比如橡膠、尼龍材料。從世界主要經(jīng)濟(jì)體的生物制造戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)來看：歐盟提出到2030年，可再生原料占到總體化學(xué)生產(chǎn)原料的30％、高附加值的化學(xué)品和聚合物的50％、大宗化學(xué)品的10％、運(yùn)輸能源的25%，農(nóng)村生物煉制使農(nóng)民收入增長40%，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村二次工業(yè)化；美國提出到2030年，生物基產(chǎn)品將替代25%有機(jī)化學(xué)品、20%石油燃料。以上數(shù)據(jù)表明，生物制造技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)品對各行業(yè)的滲透性、輻射性以及綠色轉(zhuǎn)型升級的提升作用巨大。當(dāng)前，我國基礎(chǔ)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨“原料受限高、過程污染大、高端產(chǎn)品少”等結(jié)構(gòu)性制約，同時，我國生物制造的初始原料90%來自于玉米等糧食作物，與民爭糧、與畜爭飼問題突出；我國秸稈年產(chǎn)生量8.65億噸，原料化利用僅約1%，未能充分實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物糖化后高值利用。以上困難和挑戰(zhàn)，急需新的原料路線和綠色工藝，加快提升生物制造創(chuàng)新能力迫在眉睫。為此建議，我國要集中力量攻克重大戰(zhàn)略產(chǎn)品的關(guān)鍵核心技術(shù)，如二氧化碳生物轉(zhuǎn)化利用、未來食品制造、天然藥物和生命健康創(chuàng)新產(chǎn)品的生物合成、可再生化工材料、先進(jìn)生物航空燃料等。
來源：《人民政協(xié)報》（2023年12月21日第07版）
