憑借原料可再生、過(guò)程綠色化、產(chǎn)物可設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，生物制造可輻射能源、化工、食品、醫(yī)藥等多個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵領(lǐng)域，有望形成“生物制造+”的新產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)，成為破解中國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)資源依賴高、碳排放強(qiáng)度大等結(jié)構(gòu)性矛盾的核心抓手。

近日，中國(guó)科協(xié)會(huì)刊《科技導(dǎo)報(bào)》刊發(fā)了我國(guó)生物化工專家、中國(guó)工程院院士譚天偉的文章《生物制造：培育未來(lái)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略引擎與創(chuàng)新實(shí)踐》。我們特此摘錄，以饗讀者。

譚天偉，現(xiàn)任北京化工大學(xué)校長(zhǎng)、生物化工專家、中國(guó)工程院院士、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，研究方向?yàn)槟茉磁c材料化學(xué)品的生物制造、工業(yè)酶催化、數(shù)字化細(xì)胞工廠的創(chuàng)新應(yīng)用等。

生物制造：培育未來(lái)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略引擎與創(chuàng)新實(shí)踐

譚天偉

在全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的浪潮中，生物制造作為生物技術(shù)與先進(jìn)制造深度融合的顛覆性范式，不僅承載著推動(dòng)制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的歷史使命，更是培育新質(zhì)生產(chǎn)力、重塑全球產(chǎn)業(yè)格局的核心引擎。習(xí)近平總書記深刻指出：“抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來(lái)?！鄙镏圃煺且钥萍紕?chuàng)新開辟發(fā)展新領(lǐng)域新賽道的生動(dòng)實(shí)踐。

生物制造成長(zhǎng)于發(fā)酵產(chǎn)業(yè)，但不等同于傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)，是傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)和合成生物學(xué)前沿技術(shù)高度耦合的新型產(chǎn)業(yè)。憑借原料可再生、過(guò)程綠色化、產(chǎn)物可設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，生物制造可輻射能源、化工、食品、醫(yī)藥等多個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵領(lǐng)域，有望形成“生物制造+”的新產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)，成為破解中國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)資源依賴高、碳排放強(qiáng)度大等結(jié)構(gòu)性矛盾的核心抓手。面向未來(lái)，生物制造正在打開充滿想象的產(chǎn)業(yè)空間。在醫(yī)療健康領(lǐng)域，依托合成生物學(xué)技術(shù)，生物制造可定制化生產(chǎn)基因編輯藥物、嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法（CAR-T細(xì)胞療法）等精準(zhǔn)醫(yī)療產(chǎn)品。在農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)，微生物蛋白合成技術(shù)構(gòu)建“非耕地工廠”，為端牢中國(guó)飯碗增添新保障；在化工材料行業(yè)，生物基塑料和聚合物替代傳統(tǒng)石化產(chǎn)品，可降低化石資源的依存度。更深遠(yuǎn)的意義在于，生物制造可以將二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為燃料和高端化學(xué)品，形成未來(lái)新型的工業(yè)制造路線和技術(shù)體系，推動(dòng)制造業(yè)從“碳消耗”向“碳循環(huán)”躍遷，為“雙碳”目標(biāo)提供技術(shù)支撐。

縱觀全球，生物制造已成為21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)主權(quán)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。據(jù)麥肯錫公司預(yù)測(cè)，市場(chǎng)上60%的產(chǎn)品可以通過(guò)生物制造的方式生產(chǎn)。預(yù)計(jì)到21世紀(jì)末，美國(guó)生物制造有望創(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。這場(chǎng)產(chǎn)業(yè)變革的深度和廣度，或?qū)⒊綌?shù)字技術(shù)帶來(lái)的改變。美國(guó)啟動(dòng)《國(guó)家生物技術(shù)和生物制造計(jì)劃》，歐盟發(fā)布《與自然共筑未來(lái)：推動(dòng)歐盟生物技術(shù)和生物制造的發(fā)展》報(bào)告，提出了一系列針對(duì)性的行動(dòng)，以促進(jìn)歐盟生物制造發(fā)展，全球主要經(jīng)濟(jì)體紛紛布局生物制造全產(chǎn)業(yè)鏈，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局已逐漸形成。在這場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)的產(chǎn)業(yè)變革中，中國(guó)展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：生物發(fā)酵產(chǎn)能占全球70%以上，氨基酸、有機(jī)酸等產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，龐大的市場(chǎng)規(guī)模和完整的工業(yè)體系為轉(zhuǎn)型升級(jí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

但也要清醒地看到，中國(guó)生物制造領(lǐng)域仍面臨諸多挑戰(zhàn)。核心菌種和關(guān)鍵酶創(chuàng)制所需的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)工具等底層技術(shù)領(lǐng)域仍存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，高端生物反應(yīng)器及關(guān)鍵零部件也長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，需警惕西方國(guó)家“設(shè)計(jì)-制造”閉環(huán)模式對(duì)中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈的擠壓。

關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的。破解這些瓶頸，需要打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，通過(guò)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)全鏈條突破。

一是推動(dòng)生物技術(shù)與人工智能融合創(chuàng)新，彌補(bǔ)和國(guó)際領(lǐng)先國(guó)家在數(shù)據(jù)、軟件等底層技術(shù)的差距，構(gòu)建具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)庫(kù)及軟硬件保障體系，實(shí)現(xiàn)適配工業(yè)環(huán)境與工業(yè)原料的高性能菌種及關(guān)鍵酶的創(chuàng)制。

二是重構(gòu)原料供給體系，提高木質(zhì)纖維素、二氧化碳等原料利用水平，激活非糧資源潛力，支撐未來(lái)生物制造規(guī)模化發(fā)展。

三是強(qiáng)化國(guó)家級(jí)中試平臺(tái)建設(shè)，加速技術(shù)商業(yè)化落地。

四是創(chuàng)新政策工具箱，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)。完善生物創(chuàng)新產(chǎn)品的安全性評(píng)價(jià)和市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制，加快建立生物基產(chǎn)品低碳綜合評(píng)價(jià)體系和減排量化標(biāo)準(zhǔn)，形成一批具有國(guó)際影響力的新產(chǎn)品和新標(biāo)準(zhǔn)。

站在新的歷史起點(diǎn)，生物制造不僅是技術(shù)創(chuàng)新的競(jìng)技場(chǎng)，更是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的試金石。要以習(xí)近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新的重要論述為指引，堅(jiān)持“四個(gè)面向”，強(qiáng)化戰(zhàn)略科技力量，在突破底層技術(shù)中鍛造長(zhǎng)板，在重構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài)中補(bǔ)齊短板，促進(jìn)生物制造新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。