“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃系列解讀二丨生物制造產(chǎn)業(yè)是生物經(jīng)濟重點發(fā)展方向

（天津市人大常委會副主任、中科院天津工業(yè)所所長 馬延和）

生物制造是利用生物體機能進(jìn)行物質(zhì)加工與合成的綠色生產(chǎn)方式,，有望在能源,、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域改變世界工業(yè)制造格局,。近日,，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)同意，國家發(fā)展改革委印發(fā)了《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》,，明確將生物制造作為生物經(jīng)濟戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,，提出“依托生物制造技術(shù)，實現(xiàn)化工原料和過程的生物技術(shù)替代,，發(fā)展高性能生物環(huán)保材料和生物制劑,，推動化工、醫(yī)藥,、材料,、輕工等重要工業(yè)產(chǎn)品制造與生物技術(shù)深度融合，向綠色低碳,、無毒低毒,、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型”?？梢哉f,，大力發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè)，將助力我國加快構(gòu)建綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟體系,，推動生物經(jīng)濟實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,。

一、發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè),，是貫徹新發(fā)展理念的重要體現(xiàn),。

當(dāng)前，我國經(jīng)濟已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,。習(xí)近平總書記指出,，高質(zhì)量發(fā)展，就是能夠很好滿足人民日益增長的美好生活需要的發(fā)展,，是體現(xiàn)新發(fā)展理念的發(fā)展。將生物制造作為重要發(fā)展方向,，充分體現(xiàn)了新發(fā)展理念要求,，回應(yīng)了新時代廣大人民群眾日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的需要，更好統(tǒng)籌了經(jīng)濟社會發(fā)展和環(huán)境保護(hù),，加快實現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型,。

貫徹新發(fā)展理念,、建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系，要進(jìn)一步加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系,，促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色低碳轉(zhuǎn)型,。生物制造具有原料可再生、過程清潔高效等特征,，可從根本上改變化工,、醫(yī)藥、能源,、輕工等傳統(tǒng)制造業(yè)高度依賴化石原料和“高污染,、高排放”不可持續(xù)的加工模式，減少工業(yè)經(jīng)濟對生態(tài)環(huán)境的影響,，推動物質(zhì)財富的綠色增長和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展,。

在綠色發(fā)展方面，生物制造可以降低工業(yè)過程能耗,、物耗,，減少廢物排放與空氣、水及土壤污染,，大幅度降低生產(chǎn)成本,，提升產(chǎn)業(yè)競爭力。在低碳發(fā)展方面,，生物制造可以利用天然可再生原料,，實現(xiàn)化學(xué)過程無法合成、或者合成效率很低的石油化工產(chǎn)品的生物過程合成,，促進(jìn)二氧化碳的減排和轉(zhuǎn)化利用,，構(gòu)建出工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的可再生原料路線。在循環(huán)發(fā)展方面,，生物制造可以提高自然資源利用效益,，實現(xiàn)廢棄物回收利用，提升能源效率,，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級,，形成“農(nóng)業(yè)-工業(yè)-環(huán)境-農(nóng)業(yè)”的良性循環(huán)模式。以1,3-丙二醇的生物制造為例,，與石油路線相比,，原料成本下降37%，二氧化碳減排63%,，能耗減少30%,，創(chuàng)造了一個化纖原料擺脫石油價格體系的典型范例。

二、發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè),，是搶抓全球生物經(jīng)濟發(fā)展機遇的有力手段,。

世界經(jīng)合組織（OECD）報告曾預(yù)測，至2030年,，OECD國家將形成基于可再生資源的生物經(jīng)濟形態(tài),，生物制造的經(jīng)濟和環(huán)境效益將超過生物農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)藥，在生物經(jīng)濟中的貢獻(xiàn)率達(dá)到39%,。近年來,，世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟體的生物制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，對經(jīng)濟增長的貢獻(xiàn)持續(xù)加大,，生物制造被視為帶動未來生物經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵力量,。

美國、歐盟,、英國,、日本、加拿大等經(jīng)濟體紛紛提出或更新國家與地區(qū)生物經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略,，細(xì)致制定生物制造發(fā)展路線圖和行動計劃,。美國、歐盟等2019年以來提出的《工程生物學(xué)：下一代生物經(jīng)濟的研究路線圖》,、《歐洲化學(xué)工業(yè)路線圖：面向生物經(jīng)濟》等生物經(jīng)濟戰(zhàn)略,，均以生物制造為重點方向。日本經(jīng)產(chǎn)省2021年2月發(fā)布的《生物技術(shù)驅(qū)動的第五次工業(yè)革命報告》,，將智能細(xì)胞和生物制品列為生物經(jīng)濟領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展方向,。歐盟于2021年2月提出升級版的循環(huán)生物基歐洲聯(lián)合企業(yè)計劃，明確加大資金投入,，通過發(fā)展生物基產(chǎn)業(yè)推動歐洲綠色協(xié)議目標(biāo)的達(dá)成,。

在科技創(chuàng)新驅(qū)動和戰(zhàn)略政策引領(lǐng)下，我國正進(jìn)入生物經(jīng)濟發(fā)展的重大機遇期,。與此同時,，新冠疫情對全球化造成的沖擊仍在持續(xù)，正在引發(fā)全球產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)格局的深刻變革,。在復(fù)雜變化的國際形勢下,，加快建設(shè)基于綠色生物制造的現(xiàn)代化經(jīng)濟體系，構(gòu)建生物制造產(chǎn)業(yè)雙循環(huán)新發(fā)展格局,，有利于我國在國際生物經(jīng)濟競爭中贏得主動,、把握先機。

三,、發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè),，是做大做強生物經(jīng)濟的有效舉措,。

在當(dāng)前和今后一段時間內(nèi),，我國經(jīng)濟仍處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,、優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動能的攻尖期,，面臨資源環(huán)境約束趨緊,、經(jīng)濟增速放緩、“中等收入陷阱”等挑戰(zhàn),。隨著人類生存發(fā)展觀念的轉(zhuǎn)變,，人們的生產(chǎn)方式、消費方式和價值觀念也都在發(fā)生變化,，對發(fā)展科技以提高生產(chǎn)效率,、提供優(yōu)質(zhì)高性能產(chǎn)品的需求不斷增加。

近年來,，生物制造底層技術(shù)與關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)不斷取得突破,，正在進(jìn)入快速產(chǎn)業(yè)化階段，物質(zhì)轉(zhuǎn)化,、能量利用效率大幅度提高,，新產(chǎn)品開發(fā)速度和過程工藝的綠色環(huán)保水平大幅度提升，可再生碳原料與廢棄物利用,、生物塑料與生物基產(chǎn)品等新興產(chǎn)業(yè)快速興起,，推動生物產(chǎn)業(yè)鏈重整，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)屬性和價值屬性不斷增強,，生物制造正在成為構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展路線和提升生物經(jīng)濟發(fā)展能力的戰(zhàn)略驅(qū)動力量,。以抗瘧藥物青蒿素的生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)模式是通過種植黃花蒿,，經(jīng)過18個月生長周期才可進(jìn)行提取,。而利用基于合成生物的先進(jìn)生物制造技術(shù)，可以構(gòu)建一個人工酵母菌,，通過工業(yè)化發(fā)酵的方法在幾周內(nèi)大量生產(chǎn)青蒿素,。簡單說，使用可控的100立方工業(yè)發(fā)酵罐,，可以替代5萬畝的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植,。

依托生物制造技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)化工原料和過程的替代,，有望徹底變革未來物質(zhì)加工和生產(chǎn)模式,。用于生物制造的可再生生物質(zhì)資源包括糖、油脂,、非糧生物質(zhì),、有機廢棄物,，甚至工業(yè)廢氣、二氧化碳等,，可以生產(chǎn)一系列能源與化工產(chǎn)品,，包括基礎(chǔ)化工原料、溶劑,、表面活性劑,、化學(xué)中間體，以及塑料,、尼龍,、橡膠等高性能生物環(huán)保材料和生物制劑，或生產(chǎn)原料藥,、疫苗和抗體藥物,，推動化工、醫(yī)藥,、材料,、輕工等重要工業(yè)產(chǎn)品制造向綠色低碳、無毒低毒,、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型,，甚至生產(chǎn)淀粉、蛋白質(zhì),、油脂等食品成分,，顛覆未來農(nóng)產(chǎn)品供給模式。例如,，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所科學(xué)家團(tuán)隊在國際上首次實現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成,，使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成為可能。

預(yù)計未來十年,，石油化工,、煤化工產(chǎn)品的35%可被生物制造產(chǎn)品替代，成為可再生產(chǎn)品,，對能源,、材料、化工等領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛影響,。牛奶,、食糖、油脂,、植物藥物在內(nèi)的食品,，以及天然產(chǎn)物等農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，一旦實現(xiàn)工業(yè)生物制造,，將產(chǎn)生顛覆性影響,，其全球經(jīng)濟規(guī)模也十分可觀,。目前，通過合成生物制造,，已經(jīng)產(chǎn)生了一批大宗發(fā)酵產(chǎn)品,、可再生化學(xué)與聚合材料、精細(xì)與醫(yī)藥化學(xué)品,、天然產(chǎn)物,、未來食品等重大產(chǎn)品的生物制造,，一氧化碳,、甲醇以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不斷取得進(jìn)展。

綜上,，要緊緊抓住全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革重大機遇,，以打造生物經(jīng)濟為核心，以服務(wù)民生需求為根本,，大力發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè),，夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，加大戰(zhàn)略投入,，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,，提升創(chuàng)新能力，加速生物制造產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn),、生活,、生態(tài)各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，深化產(chǎn)業(yè)國際合作,，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)邁向價值鏈中高端,，加速推動生物制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，加速成為生物經(jīng)濟新支柱,。