徐冠華，科技部原部長，第十一屆全國政協(xié)常委、教科文衛(wèi)體委員會主任，中國科學(xué)院院士，歐亞科學(xué)院院士，第三世界科學(xué)院院士，瑞典皇家工程科學(xué)院外籍院士，國際宇航科學(xué)院院士。2010年任國家重大科學(xué)研究計劃——全球變化研究專家組組長，2011年任國家重大基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）專家顧問組組長。
近年來，隨著生命科學(xué)、生物技術(shù)、工程技術(shù)、計算以及信息科學(xué)等學(xué)科的突破，生物經(jīng)濟呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢，已成為世界競爭最熱的賽道之一。有研究機構(gòu)預(yù)測，未來20年，生物技術(shù)革命將產(chǎn)生4萬億—30萬億美元的直接經(jīng)濟影響。其中，生物制造更是被視為有潛力推動“第四次工業(yè)革命”的關(guān)鍵力量。
生物制造正引發(fā)全球關(guān)注
未來約70%的產(chǎn)品可以用生物法生產(chǎn)，有望創(chuàng)造30萬億美元的經(jīng)濟價值。經(jīng)合組織（OECD）曾對6個發(fā)達(dá)國家進(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%。2030年相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到全球工業(yè)生產(chǎn)總值的35%。
這一預(yù)期反映了生物制造在未來的重要地位，引發(fā)全球關(guān)注。多國已洞察到生物制造不僅是經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級與可持續(xù)發(fā)展的大趨勢，還將深刻影響全球政治、經(jīng)濟及科技版圖。截至目前，超60個國家和地區(qū)已出臺生物制造或生物經(jīng)濟相關(guān)戰(zhàn)略、政策、規(guī)劃及行動計劃。如美國早在2012年就發(fā)布了《國家生物經(jīng)濟藍(lán)圖》，將基因組學(xué)、合成生物學(xué)等視為發(fā)展重點，并連續(xù)發(fā)布系列法案和行政命令以鞏固其在生物技術(shù)革命中占據(jù)制高點。日本則新近發(fā)布了新生物經(jīng)濟戰(zhàn)略，目標(biāo)直指2030年達(dá)成百萬億日元市場規(guī)模，其中生物基市場規(guī)模53.3萬億日元。各國搶灘意圖明顯。
生物制造是提升我國國家競爭力的關(guān)鍵
2023年10月1日，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機制（CBAM）過渡期實施細(xì)則生效，2026年正式起征，2034年全面實施，這一政策將對中國外貿(mào)出口產(chǎn)生較大影響，我國工業(yè)制造亟須做出重大調(diào)整。與此同時，落實“雙碳”目標(biāo)，化工行業(yè)原油、天然氣、航空燃料、液體燃料等領(lǐng)域，也都面臨著巨大的碳排放壓力。
生物制造基于其特點，已被國家視為解決上述難題、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的主要手段之一，這也是我國繼綠色制造、智能制造之后，推進(jìn)制造強國建設(shè)的又一關(guān)鍵舉措。綜合來看，生物制造將在以下方面提升我國國家競爭力。
提升產(chǎn)業(yè)競爭力。生物制造具有的綠色生產(chǎn)方式、原料可再生性、有效降低能耗物耗和減少廢物排放等優(yōu)點，正成為我國提升產(chǎn)業(yè)競爭力的戰(zhàn)略驅(qū)動力量。以青蒿素生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)模式是通過種植黃花蒿，經(jīng)過18個月才可提??；而利用生物制造技術(shù)，僅使用可控的100立方工業(yè)發(fā)酵罐，幾周內(nèi)就可以替代5萬畝的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植。目前我國生物制造核心產(chǎn)業(yè)增加值僅占工業(yè)增加值的2.4%，低于美、歐、日的11%、6.2%、3.2%，還有很大發(fā)展空間。預(yù)計未來10年，石油化工、煤化工產(chǎn)品的35%可被生物制造產(chǎn)品替代，生物制造潛力巨大。
推動產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。生物制造可以推動化工、醫(yī)藥、材料、輕工等重要工業(yè)產(chǎn)品制造向綠色低碳、無毒低毒、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，優(yōu)化整個產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。如生物法1,3-丙二醇的生產(chǎn)，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%。另外，這種轉(zhuǎn)型不僅涉及生產(chǎn)技術(shù)的革新，還包括管理模式、運營效率和市場響應(yīng)機制的全面升級，有助于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。
助推“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。世界自然基金會預(yù)測，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。根據(jù)中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所的統(tǒng)計，和石化路線相比，目前生物制造產(chǎn)品平均節(jié)能減排30%—50%，未來潛力將達(dá)到50%—70%。另外，以我國每年消耗塑料約在7000萬—8000萬噸計算，如有1/3石油基塑料被生物基塑料替代，將減碳近6000萬噸，減碳效果十分明顯。我國是世界第一制造大國，生物制造具備從源頭上降低碳排放的潛力，對我國“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)有重大作用。
生物制造戰(zhàn)略布局亟須落實
2022年，國家發(fā)展改革委專門發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，成為中國首個專注于生物經(jīng)濟發(fā)展的五年規(guī)劃，另外還支持12個國家級生物產(chǎn)業(yè)基地的建設(shè)，并通過《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》等機制，促進(jìn)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，加快構(gòu)建現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)體系。2023年中央經(jīng)濟工作會議又提出，要“打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等若干戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，開辟量子、生命科學(xué)等未來產(chǎn)業(yè)新賽道”?？梢?，打造生物經(jīng)濟強國已是國家意志，時不我待。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，有幾個重要問題亟須引起足夠重視。
第一，明確合成生物學(xué)和生物制造的重要地位和核心價值。合成生物學(xué)和生物制造在生物經(jīng)濟中的作用毋庸置疑，不僅能夠推動科學(xué)研究的進(jìn)步，還能夠促進(jìn)經(jīng)濟的發(fā)展，滿足社會需求，保障國家安全，提升國際競爭力。但在倫理、輿論和公眾認(rèn)知上，仍然有不同的聲音，需要耐心做好解讀工作，樹立兩者在我國未來發(fā)展中的重要地位。另外，要綜合考慮科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會需求、倫理法規(guī)等多個方面的關(guān)鍵點，構(gòu)建一個有利于持續(xù)發(fā)展的政策環(huán)境。面對這一歷史性機遇，我們需要以更大的勇氣和擔(dān)當(dāng)站在潮頭。
第二，戰(zhàn)略規(guī)劃和布局不可忽視。隨著生物技術(shù)的突破性進(jìn)展，生物制造產(chǎn)業(yè)正處于一個關(guān)鍵風(fēng)口，預(yù)示著前所未有的增長潛力。美國已啟動“生命鑄造廠”計劃，目標(biāo)是創(chuàng)造1000種自然界中未曾出現(xiàn)過的獨特分子和復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)。這一計劃著眼于材料和制造領(lǐng)域的生物轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，旨在確立美國在全球的戰(zhàn)略領(lǐng)先地位和經(jīng)濟優(yōu)勢，被視為“引領(lǐng)改變游戲規(guī)則的技術(shù)轉(zhuǎn)型”。目前，美國已經(jīng)有116種合成生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)入市場或即將上市，覆蓋農(nóng)業(yè)、石油化工、有機化工等多個領(lǐng)域，一個價值數(shù)千億美元的市場正在開啟。相比之下，我國在戰(zhàn)略架構(gòu)、核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備等未來關(guān)鍵環(huán)節(jié)上還有較大差距。要加強這一方面的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局。落后不可怕，可怕的是找不到追趕的路徑，缺乏超越先進(jìn)的內(nèi)在動力。
第三，加快形成高效的生態(tài)聚集。100多年來，全球有影響力的生物科學(xué)理論和應(yīng)用都出自美國。美國在基礎(chǔ)研究、基本建設(shè)、商業(yè)化方面的能力，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國家。特別是地區(qū)性聚集，是美國生物技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)的特點，集中分布在舊金山灣區(qū)、圣地亞哥、波士頓、華盛頓哥倫比亞特區(qū)和大紐約區(qū)五個區(qū)域。這是美國“靠近科學(xué)”“靠近人才”“靠近產(chǎn)業(yè)”“靠近資本”形成的特有結(jié)果，是集合基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、商業(yè)轉(zhuǎn)化、融資機會、市場消費的創(chuàng)新生態(tài)，形成了設(shè)計（創(chuàng)意）、產(chǎn)品（服務(wù)）、消費場景相互疊加的完整鏈條。
過去40多年，我國已建設(shè)100多個生物工業(yè)園區(qū)，對發(fā)展生物技術(shù)和生物經(jīng)濟起到了非常重要的作用。但與美國相比，我國園區(qū)發(fā)展模式主要還是以引進(jìn)技術(shù)、商業(yè)轉(zhuǎn)化為主要形態(tài)，尚未形成更為高效的創(chuàng)新驅(qū)動與生態(tài)集聚效應(yīng)。長遠(yuǎn)來看，將對我國生物經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和國際競爭力的提升造成桎梏。從這個層面上看，我們是否可以設(shè)想，圍繞山東、江蘇、上海、浙江等生物經(jīng)濟強省，構(gòu)建“環(huán)黃海生物產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟帶”，把人才、技術(shù)、資本和政策等要素聚集到特定區(qū)域，打造中國生物制造的高地？
第四，重視底層技術(shù)與核心原料的自主可控。集中研究力量和科研資源，實現(xiàn)底層技術(shù)、裝備與原料的自主可控，這是當(dāng)前國際形勢下的必然選擇。一是加大合成生物學(xué)底層技術(shù)，如DNA測序與合成、基因組設(shè)計構(gòu)建、基因編輯等，攻克關(guān)鍵核心技術(shù)和“卡脖子”難題，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)。二是大力發(fā)展底層原料，包括高質(zhì)量的DNA合成原料、工具酶、工業(yè)酶、生物試劑等，高度重視從極端環(huán)境中挖掘新型工具酶與工業(yè)酶的策略。三是加大核心裝備的研發(fā)力度，如開發(fā)高通量、低成本的DNA合成儀等。四是通過技術(shù)、設(shè)備、平臺的迭代優(yōu)化，建立規(guī)?；c自動化的合成生物學(xué)平臺，通過規(guī)模集聚效應(yīng)降低應(yīng)用端成本，構(gòu)建良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
第五，培養(yǎng)一批跨學(xué)科青年人才。在合成生物學(xué)和生物制造等新興領(lǐng)域，跨學(xué)科人才尤為重要。如制定長周期人才扶持計劃，為青年人才提供長期穩(wěn)定的研究支持，鼓勵從事交叉科學(xué)研究，鼓勵青年人才參與國際合作項目，促進(jìn)人才的全球流動。中國生物制造的希望，將有賴于新一代優(yōu)秀青年人才的成長和主導(dǎo)。
生物經(jīng)濟競爭已是國運之爭，生物制造則是其中的關(guān)鍵點、定盤星。我國必須緊緊抓住這一支點，解決并克服生物制造鏈條中的各種障礙和瓶頸，撬動生物經(jīng)濟快速、健康發(fā)展。
