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生物制造產業是生物經濟重點發展方向

（天津市人大常委會副主任、中科院天津工業生物所所長 馬延和）

生物制造是利用生物體機能進行物質加工與合成的綠色生產方式，有望在能源、化工和醫藥等領域改變世界工業制造格局。近日，經國務院批準同意，國家發展改革委印發了《“十四五”生物經濟發展規劃》，明確將生物制造作為生物經濟戰略性新興產業發展方向，提出“依托生物制造技術，實現化工原料和過程的生物技術替代，發展高性能生物環保材料和生物制劑，推動化工、醫藥、材料、輕工等重要工業產品制造與生物技術深度融合，向綠色低碳、無毒低毒、可持續發展模式轉型”?？梢哉f，大力發展生物制造產業，將助力我國加快構建綠色低碳循環經濟體系，推動生物經濟實現高質量發展。

一、發展生物制造產業，是貫徹新發展理念的重要體現。

當前，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段。習近平總書記指出，高質量發展，就是能夠很好滿足人民日益增長的美好生活需要的發展，是體現新發展理念的發展。將生物制造作為重要發展方向，充分體現了新發展理念要求，回應了新時代廣大人民群眾日益增長的優美生態環境的需要，更好統籌了經濟社會發展和環境保護，加快實現傳統制造業綠色轉型。

貫徹新發展理念、建設現代化經濟體系，要進一步加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系，促進經濟社會發展全面綠色低碳轉型。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、醫藥、能源、輕工等傳統制造業高度依賴化石原料和“高污染、高排放”不可持續的加工模式，減少工業經濟對生態環境的影響，推動物質財富的綠色增長和經濟社會可持續發展。

在綠色發展方面，生物制造可以降低工業過程能耗、物耗，減少廢物排放與空氣、水及土壤污染，大幅度降低生產成本，提升產業競爭力。在低碳發展方面，生物制造可以利用天然可再生原料，實現化學過程無法合成、或者合成效率很低的石油化工產品的生物過程合成，促進二氧化碳的減排和轉化利用，構建出工業經濟發展的可再生原料路線。在循環發展方面，生物制造可以提高自然資源利用效益，實現廢棄物回收利用，提升能源效率，促進產業升級，形成“農業-工業-環境-農業”的良性循環模式。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%，創造了一個化纖原料擺脫石油價格體系的典型范例。

二、發展生物制造產業，是搶抓全球生物經濟發展機遇的有力手段。

世界經合組織（OECD）報告曾預測，至2030年，OECD國家將形成基于可再生資源的生物經濟形態，生物制造的經濟和環境效益將超過生物農業和生物醫藥，在生物經濟中的貢獻率達到39%。近年來，世界主要發達經濟體的生物制造產業規模不斷擴大，對經濟增長的貢獻持續加大，生物制造被視為帶動未來生物經濟發展的關鍵力量。

美國、歐盟、英國、日本、加拿大等經濟體紛紛提出或更新國家與地區生物經濟發展戰略，細致制定生物制造發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：下一代生物經濟的研究路線圖》、《歐洲化學工業路線圖：面向生物經濟》等生物經濟戰略，均以生物制造為重點方向。日本經產省2021年2月發布的《生物技術驅動的第五次工業革命報告》，將智能細胞和生物制品列為生物經濟領域優先發展方向。歐盟于2021年2月提出升級版的循環生物基歐洲聯合企業計劃，明確加大資金投入，通過發展生物基產業推動歐洲綠色協議目標的達成。

在科技創新驅動和戰略政策引領下，我國正進入生物經濟發展的重大機遇期。與此同時，新冠疫情對全球化造成的沖擊仍在持續，正在引發全球產業鏈結構和產業格局的深刻變革。在復雜變化的國際形勢下，加快建設基于綠色生物制造的現代化經濟體系，構建生物制造產業雙循環新發展格局，有利于我國在國際生物經濟競爭中贏得主動、把握先機。

三、發展生物制造產業，是做大做強生物經濟的有效舉措。

在當前和今后一段時間內，我國經濟仍處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動能的攻堅期，面臨資源環境約束趨緊、經濟增速放緩、“中等收入陷阱”等挑戰。隨著人類生存發展觀念的轉變，人們的生產方式、消費方式和價值觀念也都在發生變化，對發展科技以提高生產效率、提供優質高性能產品的需求不斷增加。

近年來，生物制造底層技術與關鍵核心技術研發不斷取得突破，正在進入快速產業化階段，物質轉化、能量利用效率大幅度提高，新產品開發速度和過程工藝的綠色環保水平大幅度提升，可再生碳原料與廢棄物利用、生物塑料與生物基產品等新興產業快速興起，推動生物產業鏈重整，產業結構屬性和價值屬性不斷增強，生物制造正在成為構建可持續發展路線和提升生物經濟發展能力的戰略驅動力量。以抗瘧藥物青蒿素的生產為例，傳統模式是通過種植黃花蒿，經過18個月生長周期才可進行提取。而利用基于合成生物的先進生物制造技術，可以構建一個人工酵母菌，通過工業化發酵的方法在幾周內大量生產青蒿素。簡單說，使用可控的100立方工業發酵罐，可以替代5萬畝的傳統農業種植。

依托生物制造技術，能夠實現化工原料和過程的替代，有望徹底變革未來物質加工和生產模式。用于生物制造的可再生生物質資源包括糖、油脂、非糧生物質、有機廢棄物，甚至工業廢氣、二氧化碳等，可以生產一系列能源與化工產品，包括基礎化工原料、溶劑、表面活性劑、化學中間體，以及塑料、尼龍、橡膠等高性能生物環保材料和生物制劑，或生產原料藥、疫苗和抗體藥物，推動化工、醫藥、材料、輕工等重要工業產品制造向綠色低碳、無毒低毒、可持續發展模式轉型，甚至生產淀粉、蛋白質、油脂等食品成分，顛覆未來農產品供給模式。例如，中國科學院天津工業生物技術研究所科學家團隊在國際上首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成，使淀粉生產從傳統農業種植模式向工業車間生產轉變成為可能。

預計未來十年，石油化工、煤化工產品的35%可被生物制造產品替代，成為可再生產品，對能源、材料、化工等領域產生廣泛影響。牛奶、食糖、油脂、植物藥物在內的食品，以及天然產物等農業產品，一旦實現工業生物制造，將產生顛覆性影響，其全球經濟規模也十分可觀。目前，通過合成生物制造，已經產生了一批大宗發酵產品、可再生化學與聚合材料、精細與醫藥化學品、天然產物、未來食品等重大產品的生物制造，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展。

綜上，要緊緊抓住全球新一輪科技革命和產業變革重大機遇，以打造生物經濟為核心，以服務民生需求為根本，大力發展生物制造產業，夯實產業基礎，加大戰略投入，優化產業布局，提升創新能力，加速生物制造產業在生產、生活、生態各領域的廣泛應用，深化產業國際合作，促進產業邁向價值鏈中高端，加速推動生物制造業高質量發展，加速成為生物經濟新支柱。