近年来，随着生命科学、生物技术、工程技术、计算以及信息科学等学科的突破，生物经济呈现迅猛发展的态势，已成为世界竞争最热的赛道之一。有研究机构预测，未来20年，生物技术革命将产生4万亿—30万亿美元的直接经济影响。其中，生物制造更是被视为有潜力推动“第四次工业革命”的关键力量。
未来约70%的产品可以用生物法生产，有望创造30万亿美元的经济价值。经合组织（OECD）曾对6个发达国家进行分析，结果表明：生物制造技术的应用可以降低工业能耗15%—80%，原料消耗35%—75%，空气污染50%—90%，水污染33%—80%，生产成本降低9%—90%。2030年相关产业规模将达到全球工业生产总值的35%。这一预期反映了生物制造在未来的重要地位，引发全球关注。多国已洞察到生物制造不仅是经济转型升级与可持续发展的大趋势，还将深刻影响全球政治、经济及科技版图。截至目前，超60个国家和地区已出台生物制造或生物经济相关战略、政策、规划及行动计划。如美国早在2012年就发布了《国家生物经济蓝图》，将基因组学、合成生物学等视为发展重点，并连续发布系列法案和行政命令以巩固其在生物技术革命中占据制高点。日本则新近发布了新生物经济战略，目标直指2030年达成百万亿日元市场规模，其中生物基市场规模 53.3 万亿日元。各国抢滩意图明显。2023年10月1日，欧盟碳边境调节机制（CBAM）过渡期实施细则生效，2026年正式起征，2034年全面实施，这一政策将对中国外贸出口产生较大影响，我国工业制造亟须做出重大调整。与此同时，落实“双碳”目标，化工行业原油、天然气、航空燃料、液体燃料等领域，也都面临着巨大的碳排放压力。
生物制造基于其特点，已被国家视为解决上述难题、实现转型升级的主要手段之一，这也是我国继绿色制造、智能制造之后，推进制造强国建设的又一关键举措。综合来看，生物制造将在以下方面提升我国国家竞争力。
提升产业竞争力。生物制造具有的绿色生产方式、原料可再生性、有效降低能耗物耗和减少废物排放等优点，正成为我国提升产业竞争力的战略驱动力量。以青蒿素生产为例，传统模式是通过种植黄花蒿，经过18个月才可提取；而利用生物制造技术，仅使用可控的100立方工业发酵罐，几周内就可以替代5万亩的传统农业种植。目前我国生物制造核心产业增加值仅占工业增加值的2.4%，低于美、欧、日的11%、6.2%、3.2%，还有很大发展空间。预计未来10年，石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代，生物制造潜力巨大。
推动产业链现代化。生物制造可以推动化工、医药、材料、轻工等重要工业产品制造向绿色低碳、无毒低毒、可持续发展模式转型，优化整个产业链结构。如生物法1,3-丙二醇的生产，与石油路线相比，原料成本下降37%，二氧化碳减排63%，能耗减少30%。另外，这种转型不仅涉及生产技术的革新，还包括管理模式、运营效率和市场响应机制的全面升级，有助于实现产业链现代化。
助推“双碳”目标的实现。世界自然基金会预测，到2030年，工业生物技术每年将可降低25亿吨的二氧化碳排放。根据中国科学院天津工业生物技术研究所的统计，和石化路线相比，目前生物制造产品平均节能减排30%—50%，未来潜力将达到50%—70%。另外，以我国每年消耗塑料约在7000万—8000万吨计算，如有1/3石油基塑料被生物基塑料替代，将减碳近6000万吨，减碳效果十分明显。我国是世界第一制造大国，生物制造具备从源头上降低碳排放的潜力，对我国“双碳”目标的实现有重大作用。
2022年，国家发展改革委专门发布《“十四五”生物经济发展规划》，成为中国首个专注于生物经济发展的五年规划，另外还支持12个国家级生物产业基地的建设，并通过《产业结构调整指导目录》《鼓励外商投资产业目录》等机制，促进生物技术产业化的发展，加快构建现代生物产业体系。2023年中央经济工作会议又提出，要“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业，开辟量子、生命科学等未来产业新赛道”。可见，打造生物经济强国已是国家意志，时不我待。要实现这一目标，有几个重要问题亟须引起足够重视。第一，明确合成生物学和生物制造的重要地位和核心价值。合成生物学和生物制造在生物经济中的作用毋庸置疑，不仅能够推动科学研究的进步，还能够促进经济的发展，满足社会需求，保障国家安全，提升国际竞争力。但在伦理、舆论和公众认知上，仍然有不同的声音，需要耐心做好解读工作，树立两者在我国未来发展中的重要地位。另外，要综合考虑科技创新、产业发展、社会需求、伦理法规等多个方面的关键点，构建一个有利于持续发展的政策环境。面对这一历史性机遇，我们需要以更大的勇气和担当站在潮头。第二，战略规划和布局不可忽视。随着生物技术的突破性进展，生物制造产业正处于一个关键风口，预示着前所未有的增长潜力。美国已启动“生命铸造厂”计划，目标是创造1000种自然界中未曾出现过的独特分子和复杂的化学结构。这一计划着眼于材料和制造领域的生物转化与应用，旨在确立美国在全球的战略领先地位和经济优势，被视为“引领改变游戏规则的技术转型”。目前，美国已经有116种合成生物技术产品进入市场或即将上市，覆盖农业、石油化工、有机化工等多个领域，一个价值数千亿美元的市场正在开启。相比之下，我国在战略架构、核心技术和关键装备等未来关键环节上还有较大差距。要加强这一方面的战略规划和布局。落后不可怕，可怕的是找不到追赶的路径，缺乏超越先进的内在动力。第三，加快形成高效的生态聚集。100多年来，全球有影响力的生物科学理论和应用都出自美国。美国在基础研究、基本建设、商业化方面的能力，都远远领先于其他国家。特别是地区性聚集，是美国生物技术基础建设的特点，集中分布在旧金山湾区、圣地亚哥、波士顿、华盛顿哥伦比亚特区和大纽约区五个区域。这是美国“靠近科学”“靠近人才”“靠近产业”“靠近资本”形成的特有结果，是集合基础研究、应用研究、商业转化、融资机会、市场消费的创新生态，形成了设计（创意）、产品（服务）、消费场景相互叠加的完整链条。过去40多年，我国已建设100多个生物工业园区，对发展生物技术和生物经济起到了非常重要的作用。但与美国相比，我国园区发展模式主要还是以引进技术、商业转化为主要形态，尚未形成更为高效的创新驱动与生态集聚效应。长远来看，将对我国生物经济持续发展和国际竞争力的提升造成桎梏。从这个层面上看，我们是否可以设想，围绕山东、江苏、上海、浙江等生物经济强省，构建“环黄海生物产业经济带”，把人才、技术、资本和政策等要素聚集到特定区域，打造中国生物制造的高地？第四，重视底层技术与核心原料的自主可控。集中研究力量和科研资源，实现底层技术、装备与原料的自主可控，这是当前国际形势下的必然选择。一是加大合成生物学底层技术，如DNA测序与合成、基因组设计构建、基因编辑等，攻克关键核心技术和“卡脖子”难题，掌握自主知识产权。二是大力发展底层原料，包括高质量的DNA合成原料、工具酶、工业酶、生物试剂等，高度重视从极端环境中挖掘新型工具酶与工业酶的策略。三是加大核心装备的研发力度，如开发高通量、低成本的DNA合成仪等。四是通过技术、设备、平台的迭代优化，建立规模化与自动化的合成生物学平台，通过规模集聚效应降低应用端成本，构建良好产业生态。第五，培养一批跨学科青年人才。在合成生物学和生物制造等新兴领域，跨学科人才尤为重要。如制定长周期人才扶持计划，为青年人才提供长期稳定的研究支持，鼓励从事交叉科学研究，鼓励青年人才参与国际合作项目，促进人才的全球流动。中国生物制造的希望，将有赖于新一代优秀青年人才的成长和主导。生物经济竞争已是国运之争，生物制造则是其中的关键点、定盘星。我国必须紧紧抓住这一支点，解决并克服生物制造链条中的各种障碍和瓶颈，撬动生物经济快速、健康发展。
深圳市华谷致远生物科技与产业研究院（简称华谷研究院），是由研究院理事长梅永红倡议，国内生物经济头部企业华大集团、凯赛生物、碧桂园农业、北大荒集团和投资机构华大共赢共同发起成立，是我国第一所专门研究生物经济的民办非营利组织。
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