转自：经济日报
工业尾气“变”身鱼饲料,地沟油“变”为飞机燃料,秸秆“变”成了薄膜……让这一切看似不可能成为可能的就是生物制造。生物制造是一种全新的生产技术,融合了生物学、化学、工程学等多种技术,具有清洁、高效、可再生等特点,有可能在能源、农业、化工和医药等领域改变世界工业格局。
2024年《政府工作报告》提出,“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。赛迪研究院数据显示,当前,我国先进生物制造产业规模已达上万亿元,生物制药、生物材料、生物能源、生物化工、新型食品制造等重点领域发展步伐加快,发展潜力和空间很大。
制造领域新模式
生物制造是将生物体的功能与工业生产相结合的创新模式,核心在于利用生物催化剂进行物质转化和加工。不同于传统的化学合成或机械加工,生物制造是充分利用生物体的代谢能力和自我组织能力,实现高效、精准、绿色的生产过程。作为一种新型制造范式,生物制造不仅为解决资源、能源、环境等全球性挑战提供了新思路,也为人类健康、材料创新等领域带来了革命性机遇。
工业和信息化部新闻宣传中心工新智库负责人郭鑫认为,生物制造是制造领域一次新的突破。落实到产业来说,生物制造是一种制造模式,其本质在于用生物制造的方法生产产品。生物制造产业链涵盖从原料供应到终端应用的全过程。上游环节主要包括可再生生物质和一些化学原料;中游环节是生物制造的核心,主要包括发酵工程、分离纯化技术等;下游环节主要包括产品加工和市场应用,可分为生物医药、生物材料、生物能源、生物基化学品等多个方向。
生物制药是中国生物制造产业规模最大的细分领域,产业规模占总规模的一半以上。即使受到疫情后相关产品销售减少、医药出口下降等因素影响,生物制药仍然占有较大的市场份额,体现出其在生物制造产业中的持续领跑地位。数据显示,目前全球生物制药市场规模已超过4000亿美元,年复合增长率保持在10%以上,中国、印度等新兴市场的快速增长和创新药物的不断出现是主要驱动力。
生物材料正在推动材料产业向绿色、可持续方向转型,虽然目前规模较小,但增速较快,被视为未来生物制造产业发展的重点方向。生物能源是应对气候变化、实现能源转型的重要选择,生物制造在其中发挥着关键作用。目前,由于受到技术成熟度、商业化应用等因素影响,生物能源的整体规模相对较小,但增速较快,未来发展空间广阔。
清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强接受记者采访时表示,在生物合成技术中,丙氨酸技术以及基因编辑、底盘细胞等方面都取得了巨大的技术进步。微生物基因工程或合成生物学的生物制造,可能会推动我国制造业实现飞跃式发展,并成为未来的长板。
“生物制造颠覆了化工产品生产的范式,对传统发酵工业带来了直接、巨大、高质量的提升。”安徽华恒生物科技股份有限公司董事长郭恒华介绍,随着更多生物合成新技术、新产品出现并完整打通端到端之间的距离后,将给化工产品生产范式及整个化工产业带来颠覆性影响,相关各行各业也将随之改变。
各地竞相布局
赛迪研究院消费品工业研究所食品与生物制造产业研究室副主任王旭认为,我国生物制造将进入快速发展的黄金时期,生物制造与新一代信息技术、工程技术、材料科学及细分行业先进技术深度融合,有助于拉动制造业研发、资本等投入,缩短新品研发周期,优化生产制造方式和企业效益。此外,生物制造规模持续扩大,将有力带动装备、检测、生物环保等服务型制造、生产性服务业协同发展。
各地正纷纷加快布局生物制造产业新赛道,加大资金支持力度,建设产业创新中心,打造高端生物制造产业集群。“十四五”时期以来,北京、上海、广东、浙江、河南、山东、新疆等20余个省(区、市)出台了相关政策;北京、深圳、常州、无锡等地均设立了生物制造相关专项基金。
《常州市关于支持合成生物产业高质量发展的若干措施》提出,到2027年,将常州打造成为长三角一流的合成生物产业创新高地,全市合成生物产业产值超1000亿元;《合肥市推进生物制造产业高质量发展行动方案(2024—2026)》提出,力争到2026年,建设3个以上国内领先的专业产业园区,生物制造产业集群产值规模突破300亿元。
近日在安徽合肥市举行的2024中国生物制造大会上,现场开展了产业对接和签约活动,签约项目和基金总规模达百亿元级。陈国强认为,发展生物制造最关键的几个要素是低成本的水、电、气,偏远地方比如内蒙古、新疆等地的水、电、气比较便宜,因而在制造成本上有比较优势。其他地区可以根据地方优势产业需求选择生物制造的研究方向,发挥地方的人才优势,发展附加值较高的应用场景。比如合肥的汽车制造产业、面板产业发展较好,可以根据这些产业配套调节生物制造的研究方向。
创造良好发展环境
当前,我国生物制造核心产业增加值占工业增加值比重为2.4%,仍有较大的市场提升空间。生物制造产业发展还面临一些瓶颈,包括规模化生产工程挑战,生产成本相对较高,产品质量和一致性控制难提升,原料供应可持续性不足,跨学科人才短缺等。
中国科学院院士、分子微生物学家赵国屏表示,要从“赋能基础研究”和“赋能生物工程”两个层面“做好当下”。建立健全从基础研发、成果转化到应用落地的支持体系,做好创新链、供应链、产业链管理,加强科学监管,为生物制造创造良好发展环境。
中国科学院天津工业生物技术研究所副所长向华认为,研究所现在做的是“0到1”的工作,即核心技术和颠覆性技术突破;也做“1到10”的工作,与企业一起把技术产业化,让这些高附加值、高质量、安全健康的产品服务老百姓的美好生活。目前产业生态还在建设过程中,希望产、学、研、用、金一起发力,把这个领域做大做强。
“促进科研成果向产业成果转化是实现规模化发展的关键,高校和科研机构要与企业建立紧密的合作关系,通过技术许可、联合研发、创业孵化等多种方式,加速科研成果的商业化进程。”陈国强说。
郭鑫建议,当前需要完善顶层设计,制定国家级生物制造产业发展战略规划,明确发展目标、重点领域和主要任务,为产业发展指明方向;制定和完善生物制造相关标准,提升产品质量和国际竞争力;鼓励生物制造技术在医药、农业、材料、能源等领域的应用,拓展市场空间。
在2024中国生物制造大会上,工业和信息化部新闻宣传中心、清华大学合成与系统生物学中心联合行业内首批80余家企事业单位共同发起成立“生物制造产业方阵”,将联动生物制造领域多方力量,促进生物制造领域供需对接、资金融通、应用落地,聚力推动生物制造产业高质量发展。
