徐冠華，科技部原部長(zhǎng)，第十一屆全國(guó)政協(xié)常委、教科文衛(wèi)體委員會(huì)主任，中國(guó)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(guó)際宇航科學(xué)院院士。2010年任國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃——全球變化研究專家組組長(zhǎng)，2011年任國(guó)家重大基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）專家顧問(wèn)組組長(zhǎng)。
近年來(lái)，隨著生命科學(xué)、生物技術(shù)、工程技術(shù)、計(jì)算以及信息科學(xué)等學(xué)科的突破，生物經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)，已成為世界競(jìng)爭(zhēng)最熱的賽道之一。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)20年，生物技術(shù)革命將產(chǎn)生4萬(wàn)億—30萬(wàn)億美元的直接經(jīng)濟(jì)影響。其中，生物制造更是被視為有潛力推動(dòng)“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(lái)約70%的產(chǎn)品可以用生物法生產(chǎn)，有望創(chuàng)造30萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。經(jīng)合組織（OECD）曾對(duì)6個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)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(lái)的重要地位，引發(fā)全球關(guān)注。多國(guó)已洞察到生物制造不僅是經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)與可持續(xù)發(fā)展的大趨勢(shì)，還將深刻影響全球政治、經(jīng)濟(jì)及科技版圖。截至目前，超60個(gè)國(guó)家和地區(qū)已出臺(tái)生物制造或生物經(jīng)濟(jì)相關(guān)戰(zhàn)略、政策、規(guī)劃及行動(dòng)計(jì)劃。如美國(guó)早在2012年就發(fā)布了《國(guó)家生物經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖》，將基因組學(xué)、合成生物學(xué)等視為發(fā)展重點(diǎn)，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(diǎn)。日本則新近發(fā)布了新生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，目標(biāo)直指2030年達(dá)成百萬(wàn)億日元市場(chǎng)規(guī)模，其中生物基市場(chǎng)規(guī)模53.3萬(wàn)億日元。各國(guó)搶灘意圖明顯。
生物制造是提升我國(guó)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵
2023年10月1日，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM）過(guò)渡期實(shí)施細(xì)則生效，2026年正式起征，2034年全面實(shí)施，這一政策將對(duì)中國(guó)外貿(mào)出口產(chǎn)生較大影響，我國(guó)工業(yè)制造亟須做出重大調(diào)整。與此同時(shí)，落實(shí)“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(diǎn)，已被國(guó)家視為解決上述難題、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要手段之一，這也是我國(guó)繼綠色制造、智能制造之后，推進(jìn)制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)的又一關(guān)鍵舉措。綜合來(lái)看，生物制造將在以下方面提升我國(guó)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力。
提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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?gòu)U物排放等優(yōu)點(diǎn)，正成為我國(guó)提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)力量。以青蒿素生產(chǎn)為例，傳統(tǒng)模式是通過(guò)種植黃花蒿，經(jīng)過(guò)18個(gè)月才可提?。欢蒙镏圃旒夹g(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(wàn)畝的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植。目前我國(guó)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(jì)未來(lái)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(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。生物制造可以推動(dòng)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(wú)毒低毒、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，優(yōu)化整個(gè)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(yùn)營(yíng)效率和市場(chǎng)響應(yīng)機(jī)制的全面升級(jí)，有助于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。
助推“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。世界自然基金會(huì)預(yù)測(cè)，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(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所的統(tǒng)計(jì)，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(lái)潛力將達(dá)到50%—70%。另外，以我國(guó)每年消耗塑料約在7000萬(wàn)—8000萬(wàn)噸計(jì)算，如有1/3石油基塑料被生物基塑料替代，將減碳近6000萬(wàn)噸，減碳效果十分明顯。我國(guó)是世界第一制造大國(guó)，生物制造具備從源頭上降低碳排放的潛力，對(duì)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有重大作用。
生物制造戰(zhàn)略布局亟須落實(shí)
2022年，國(guó)家發(fā)展改革委專門發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，成為中國(guó)首個(gè)專注于生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的五年規(guī)劃，另外還支持12個(gè)國(guó)家級(jí)生物產(chǎn)業(yè)基地的建設(shè)，并通過(guò)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》等機(jī)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(jì)工作會(huì)議又提出，要“打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)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(lái)產(chǎn)業(yè)新賽道”。可見，打造生物經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)已是國(guó)家意志，時(shí)不我待。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，有幾個(gè)重要問(wèn)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(jià)值。合成生物學(xué)和生物制造在生物經(jīng)濟(jì)中的作用毋庸置疑，不僅能夠推動(dòng)科學(xué)研究的進(jìn)步，還能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，滿足社會(huì)需求，保障國(guó)家安全，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)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(guó)未來(lái)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(huì)需求、倫理法規(guī)等多個(gè)方面的關(guān)鍵點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)有利于持續(xù)發(fā)展的政策環(huán)境。面對(duì)這一歷史性機(jī)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(gè)關(guān)鍵風(fēng)口，預(yù)示著前所未有的增長(zhǎng)潛力。美國(guó)已啟動(dòng)“生命鑄造廠”計(jì)劃，目標(biāo)是創(chuàng)造1000種自然界中未曾出現(xiàn)過(guò)的獨(dú)特分子和復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)。這一計(jì)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(guó)在全球的戰(zhàn)略領(lǐng)先地位和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，被視為“引領(lǐng)改變游戲規(guī)則的技術(shù)轉(zhuǎn)型”。目前，美國(guó)已經(jīng)有116種合成生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)或即將上市，覆蓋農(nóng)業(yè)、石油化工、有機(jī)化工等多個(gè)領(lǐng)域，一個(gè)價(jià)值數(shù)千億美元的市場(chǎng)正在開啟。相比之下，我國(guó)在戰(zhàn)略架構(gòu)、核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備等未來(lái)關(guān)鍵環(huán)節(jié)上還有較大差距。要加強(qiáng)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(dòng)力。
第三，加快形成高效的生態(tài)聚集。100多年來(lái)，全球有影響力的生物科學(xué)理論和應(yīng)用都出自美國(guó)。美國(guó)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(guó)家。特別是地區(qū)性聚集，是美國(guó)生物技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)的特點(diǎn)，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(gè)區(qū)域。這是美國(guó)“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(jī)會(huì)、市場(chǎng)消費(fèi)的創(chuàng)新生態(tài)，形成了設(shè)計(jì)（創(chuàng)意）、產(chǎn)品（服務(wù)）、消費(fèi)場(chǎng)景相互疊加的完整鏈條。
過(guò)去40多年，我國(guó)已建設(shè)100多個(gè)生物工業(yè)園區(qū)，對(duì)發(fā)展生物技術(shù)和生物經(jīng)濟(jì)起到了非常重要的作用。但與美國(guó)相比，我國(guó)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(dòng)與生態(tài)集聚效應(yīng)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，將對(duì)我國(guó)生物經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提升造成桎梏。從這個(gè)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(jì)強(qiáng)省，構(gòu)建“環(huán)黃海生物產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)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(guó)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(shí)現(xiàn)底層技術(shù)、裝備與原料的自主可控，這是當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)下的必然選擇。一是加大合成生物學(xué)底層技術(shù)，如DNA測(cè)序與合成、基因組設(shè)計(jì)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(shí)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(guò)技術(shù)、設(shè)備、平臺(tái)的迭代優(yōu)化，建立規(guī)?；c自動(dòng)化的合成生物學(xué)平臺(tái)，通過(guò)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(zhǎng)周期人才扶持計(jì)劃，為青年人才提供長(zhǎng)期穩(wěn)定的研究支持，鼓勵(lì)從事交叉科學(xué)研究，鼓勵(lì)青年人才參與國(guó)際合作項(xiàng)目，促進(jìn)人才的全球流動(dòng)。中國(guó)生物制造的希望，將有賴于新一代優(yōu)秀青年人才的成長(zhǎng)和主導(dǎo)。
生物經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)已是國(guó)運(yùn)之爭(zhēng)，生物制造則是其中的關(guān)鍵點(diǎn)、定盤星。我國(guó)必須緊緊抓住這一支點(diǎn)，解決并克服生物制造鏈條中的各種障礙和瓶頸，撬動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)快速、健康發(fā)展。
