【儀表網 儀表產業(yè)】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(yī)藥等領域改變世界工業(yè)制造格局。
近日,經國務院批準同意,國家發(fā)展改革委印發(fā)了《“十四五”生物經濟發(fā)展規(guī)劃》,明確將生物制造作為生物經濟戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展方向,提出“依托生物制造技術,實現(xiàn)化工原料和過程的生物技術替代,發(fā)展高性能生物環(huán)保材料和生物制劑,推動化工、醫(yī)藥、材料、輕工等重要工業(yè)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(xù)發(fā)展模式轉型”。
可以說,大力發(fā)展生物制造產業(yè),將助力我國加快構建綠色低碳循環(huán)經濟體系,推動生物經濟實現(xiàn)高質量發(fā)展。
一、發(fā)展生物制造產業(yè),是貫徹新發(fā)展理念的重要體現(xiàn)。
當前,我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發(fā)展階段。習近平總書記指出,高質量發(fā)展,就是能夠很好滿足人民日益增長的美好生活需要的發(fā)展,是體現(xiàn)新發(fā)展理念的發(fā)展。將生物制造作為重要發(fā)展方向,充分體現(xiàn)了新發(fā)展理念要求,回應了新時代廣大人民群眾日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的需要,更好統(tǒng)籌了經濟社會發(fā)展和環(huán)境保護,加快實現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)綠色轉型。
貫徹新發(fā)展理念、建設現(xiàn)代化經濟體系,要進一步加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經濟體系,促進經濟社會發(fā)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(yī)藥、能源、輕工等傳統(tǒng)制造業(yè)高度依賴化石原料和“高污染、高排放”不可持續(xù)的加工模式,減少工業(yè)經濟對生態(tài)環(huán)境的影響,推動物質財富的綠色增長和經濟社會可持續(xù)發(fā)展。
在綠色發(fā)展方面,生物制造可以降低工業(yè)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(yè)競爭力。在低碳發(fā)展方面,生物制造可以利用天然可再生原料,實現(xiàn)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(yè)經濟發(fā)展的可再生原料路線。在循環(huán)發(fā)展方面,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)展生物制造產業(yè),是搶抓全球生物經濟發(fā)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(tài),生物制造的經濟和環(huán)境效益將超過生物農業(yè)和生物醫(yī)藥,在生物經濟中的貢獻率達到39%。近年來,世界主要發(fā)達經濟體的生物制造產業(yè)規(guī)模不斷擴大,對經濟增長的貢獻持續(xù)加大,生物制造被視為帶動未來生物經濟發(fā)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(qū)生物經濟發(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:下一代生物經濟的研究路線圖》、《歐洲化學工業(yè)路線圖:面向生物經濟》等生物經濟戰(zhàn)略,均以生物制造為重點方向。日本經產省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)全球產業(yè)鏈結構和產業(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)代化經濟體系,構建生物制造產業(yè)雙循環(huán)新發(fā)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(fā)展生物制造產業(yè),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(fā)展方式、優(yōu)化經濟結構、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)展科技以提高生產效率、提供優(yōu)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(fā)不斷取得突破,正在進入快速產業(yè)化階段,物質轉化、能量利用效率大幅度提高,新產品開發(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品等新興產業(yè)快速興起,推動生物產業(yè)鏈重整,產業(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為例,傳統(tǒng)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(yè)化發(fā)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(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(huán)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(yī)藥、材料、輕工等重要工業(yè)產品制造向綠色低碳、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(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,使淀粉生產從傳統(tǒng)農業(yè)種植模式向工業(yè)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(yè)產品,一旦實現(xiàn)工業(yè)生物制造,將產生顛覆性影響,其全球經濟規(guī)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(fā)酵產品、可再生化學與聚合材料、精細與醫(yī)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(yè)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(fā)展生物制造產業(yè),夯實產業(yè)基礎,加大戰(zhàn)略投入,優(yōu)化產業(yè)布局,提升創(chuàng)新能力,加速生物制造產業(yè)在生產、生活、生態(tài)各領域的廣泛應用,深化產業(yè)國際合作,促進產業(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,加速成為生物經濟新支柱。
原標題:“十四五”生物經濟發(fā)展規(guī)劃系列解讀2生物制造產業(yè)是生物經濟重點發(fā)展方向
作者系天津市人大常委會副主任、中科院天津工業(yè)所所長 馬延和
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