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譚天偉：生物制造改變未來
當前，全球面臨的共同挑戰，既有來自能源環境和氣候變化帶來的危險，也有要用更少的土地和水生產出更多更好產品之間的矛盾。世界經合組織（OECD）提出，生物制造是工業可持續發展最有希望的技術之一。
從定義概念來講，生物制造是以工業生物技術為核心，利用酶、微生物細胞，結合化學工程技術進行目標產品的加工過程，包括生物基材料、化學品和生物能源等。它加工的產品既包括大噸位運輸燃料、中等噸位化學品材料，還包括較小噸位食品資料，以及非常小的精細化學品，疫苗等都屬于生物制造。從經濟發展維度來講，生物制造則是將生物技術創新產品推向商業規模的引擎，是生物經濟的基礎。
生物經濟作為推動高質量發展的強勁動力，受到國家高度重視。中國首部生物經濟五年規劃，《“十四五”生物經濟發展規劃》于2022年5月印發并明確提出，科學規劃、系統推進我國生物經濟發展，是順應全球生物技術加速演進趨勢、實現高水平科技自立自強的重要方向，是前瞻布局培育壯大生物產業、推動經濟高質量發展的重要舉措，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容，是加強國家生物安全風險防控、推進國家治理體系和治理能力現代化的重要保障。
目前，從發展趨勢和重要性來看，生物經濟將有望成為繼農業革命、工業革命、數字革命后，未來的第四次產業革命。相關數據分析，全球70%的產品可以用生物法生產，有望創造30萬億美元的經濟價值，占全球制造業的1/3。據了解，美國、歐盟高度重視生物制造研發，布局實施了“生命鑄造廠”和“微生物細胞工廠”等行動計劃；國外大型公司均投入大量人力和高額資金構建先進的菌種創制研發平臺，打造核心菌種競爭優勢等。
針對生物制造應對環境挑戰，世界經合組織曾對6個發達國家進行分析，結果表明：生物制造技術的應用可以降低工業能耗15%-80%，原料消耗35%-75%，空氣污染50%-90%，水污染33%-80%，生產成本降低9%-90%。世界基金委員會預測，到2030年，工業生物技術每年將可降低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來看，數千平方米的發酵車間便可以取代數十萬畝的耕地。以中國人發明的青蒿素舉例，我國青蒿素只占國際市場的20%左右，而其余的70%-80%則讓使用新技術的國家拿走。現在的生物制造技術，已經可以讓一個50立方米的反應器等同于種了5萬畝土地的生產效率。足見，科學技術是第一生產力。
另外，生物制造的重大戰場不只包括我們所說的醫藥，我認為，化學工業領域潛力更大。首先碳中和將會重塑化學工業，而我國化學工業占到GDP的17%以上，產值空間很大。從技術層面看，用生物質可以制造各式各樣化學品，比如橡膠、尼龍材料。從世界主要經濟體的生物制造戰略發展目標來看：歐盟提出到2030年，可再生原料占到總體化學生產原料的30％、高附加值的化學品和聚合物的50％、大宗化學品的10％、運輸能源的25%，農村生物煉制使農民收入增長40%，實現農村二次工業化；美國提出到2030年，生物基產品將替代25%有機化學品、20%石油燃料。以上數據表明，生物制造技術和創新產品對各行業的滲透性、輻射性以及綠色轉型升級的提升作用巨大。
當前，我國基礎制造業可持續發展面臨“原料受限高、過程污染大、高端產品少”等結構性制約，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；我國秸稈年產生量8.65億噸，原料化利用僅約1%，未能充分實現農林廢棄物糖化后高值利用。以上困難和挑戰，急需新的原料路線和綠色工藝，加快提升生物制造創新能力迫在眉睫。為此建議，我國要集中力量攻克重大戰略產品的關鍵核心技術，如二氧化碳生物轉化利用、未來食品制造、天然藥物和生命健康創新產品的生物合成、可再生化工材料、先進生物航空燃料等。
（作者系北京市政協委員、中國工程院院士、北京化工大學校長）
來源：《人民政協報》（2023年12月21日第07版）
作者：譚天偉
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