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譚天偉：生物制造改變未來(lái)
當(dāng)前，全球面臨的共同挑戰(zhàn)，既有來(lái)自能源環(huán)境和氣候變化帶來(lái)的危險(xiǎn)，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(lái)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(guò)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(lái)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(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力，受到國(guó)家高度重視。中國(guó)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(guó)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(shì)、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(dòng)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(zhǎng)、滿足人民對(duì)美好生活向往的重要內(nèi)容，是加強(qiáng)國(guó)家生物安全風(fēng)險(xiǎn)防控、推進(jìn)國(guó)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(shì)和重要性來(lái)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(lái)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(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，占全球制造業(yè)的1/3。據(jù)了解，美國(guó)、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(dòng)計(jì)劃；國(guó)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(tái)，打造核心菌種競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等。
針對(duì)生物制造應(yīng)對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)，世界經(jīng)合組織曾對(duì)6個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)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(huì)預(yù)測(cè)，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(lái)食品的車間制造也將解決全球耕地、化肥和糧食安全問(wèn)題。以目前的生物制造技術(shù)來(lái)看，數(shù)千平方米的發(fā)酵車間便可以取代數(shù)十萬(wàn)畝的耕地。以中國(guó)人發(fā)明的青蒿素舉例，我國(guó)青蒿素只占國(guó)際市場(chǎng)的20%左右，而其余的70%-80%則讓使用新技術(shù)的國(guó)家拿走?，F(xiàn)在的生物制造技術(shù)，已經(jīng)可以讓一個(gè)50立方米的反應(yīng)器等同于種了5萬(wàn)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(chǎng)不只包括我們所說(shuō)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(huì)重塑化學(xué)工業(yè)，而我國(guó)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(lái)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(zhǎng)40%，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村二次工業(yè)化；美國(guó)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(duì)各行業(yè)的滲透性、輻射性以及綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)的提升作用巨大。
當(dāng)前，我國(guó)基礎(chǔ)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨“原料受限高、過(guò)程污染大、高端產(chǎn)品少”等結(jié)構(gòu)性制約，同時(shí)，我國(guó)生物制造的初始原料90%來(lái)自于玉米等糧食作物，與民爭(zhēng)糧、與畜爭(zhēng)飼問(wèn)題突出；我國(guó)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(guó)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(lái)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。
（作者系北京市政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士、北京化工大學(xué)校長(zhǎng)）
來(lái)源：《人民政協(xié)報(bào)》（2023年12月21日第07版）
作者：譚天偉
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