,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
,促進產(chǎn)業(yè)升級,形成“農業(yè)-工業(yè)-環(huán)境-農業(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業(yè)和生物醫(yī)藥
,在生物經(jīng)濟中的貢獻率達到39%。近年來
,世界主要發(fā)達經(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:下一代生物經(jīng)濟的研究路線圖》、《歐洲化學工業(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《生物技術驅動的第五次工業(yè)革命報告》,將智能細胞和生物制品列為生物經(jīng)濟領域優(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)議目標的達成
。
在科技創(chuàng)新驅動和戰(zhàn)略政策引領下
,我國正進入生物經(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)鏈結構和產(chǎn)業(yè)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(xiàn)代化經(jīng)濟體系
,構建生物制造產(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
。
在當前和今后一段時間內,我國經(jīng)濟仍處在轉變發(fā)展方式
、優(yōu)化經(jīng)濟結構
、轉換增長動能的攻堅期,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)質高性能產(chǎn)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(fā)不斷取得突破,正在進入快速產(chǎn)業(yè)化階段
,物質轉化
、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(xù)發(fā)展路線和提升生物經(jīng)濟發(fā)展能力的戰(zhàn)略驅動力量。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(yè)化發(fā)酵的方法在幾周內大量生產(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)農業(yè)種植。
依托生物制造技術
,能夠實現(xiàn)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(chǎn)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(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(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)展模式轉型,甚至生產(chǎn)淀粉
、蛋白質
、油脂等食品成分,顛覆未來農產(chǎn)品供給模式
。例如,中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所科學家團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)農業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)轉變成為可能
。
預計未來十年,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
、化工等領域產(chǎn)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(chǎn)物等農業(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
、可再生化學與聚合材料、精細與醫(yī)藥化學品
、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
,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)各領域的廣泛應用
,深化產(chǎn)業(yè)國際合作
,促進產(chǎn)業(yè)邁向價值鏈中高端,加速推動生物制造業(yè)高質量發(fā)展
,加速成為生物經(jīng)濟新支柱
。
來源:國家發(fā)改委
(天津市人大常委會副主任、中科院天津工業(yè)生物所所長 馬延和)
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