焦點(diǎn)訪(fǎng)談：發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力 生物制造 制造萬(wàn)物

央視網(wǎng)消息(焦點(diǎn)訪(fǎng)談)：您聽(tīng)說(shuō)過(guò)生物制造嗎?其實(shí)您在生活中可能已經(jīng)接觸過(guò)生物制造的產(chǎn)品了。乙肝疫苗、胰島素、玻尿酸、膠原蛋白、燃料乙醇等等，都是利用生物制造技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品。生物制造被認為具有引領(lǐng)“第四次工業(yè)革命”的潛力，市場(chǎng)規模將達到萬(wàn)億級別，是世界各國競爭的熱點(diǎn)。我國也把生物制造列為重點(diǎn)發(fā)展的戰略性新興產(chǎn)業(yè)，是提升新質(zhì)生產(chǎn)力的重要手段之一。

一種在市場(chǎng)上頗受歡迎的魚(yú)飼料蛋白，營(yíng)養價(jià)值很高，粗蛋白含量達到80%以上，讓人想不到的是，它竟然是用鋼鐵廠(chǎng)煉鋼時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)尾氣生產(chǎn)出來(lái)的。

生產(chǎn)這種飼料蛋白的首鋼朗澤是首鋼集團的子公司，它是全世界第一個(gè)實(shí)現以鋼鐵工業(yè)尾氣制飼料蛋白和燃料乙醇的企業(yè)。10年前，這家企業(yè)為了處理首鋼的工業(yè)尾氣，將氣體發(fā)酵技術(shù)引進(jìn)國內。不過(guò)，這種技術(shù)僅在實(shí)驗室中獲得驗證，距離工業(yè)化應用還有很長(cháng)的路。首鋼朗澤經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)，最終打通了全系統工藝流程實(shí)現量產(chǎn)。

把工業(yè)尾氣制成飼料蛋白，這看似魔法般的操作，到底是怎么進(jìn)行的呢?

河北首朗新能源科技有限公司副總經(jīng)理楊艷：“首先工業(yè)尾氣通過(guò)管道輸送到氣體預處理工段，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的壓縮和煤氣凈化，由管道輸送到核心發(fā)酵工段，氣體從發(fā)酵罐的底部進(jìn)入到頂部，單程只有幾十秒的時(shí)間。”

接下來(lái)，工業(yè)尾氣在名為乙醇梭菌的菌種作用下，最終變成蛋白質(zhì)和乙醇。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，干活的是乙醇梭菌，工作人員只需要監控即可。首鋼朗澤所用的正是生物制造技術(shù)。所謂生物制造，指的是利用菌種、細胞、酶等生命體的生理代謝機能或催化功能，通過(guò)工業(yè)發(fā)酵工藝規?；a(chǎn)人類(lèi)所需的化學(xué)品和高分子材料的制造過(guò)程。它是一種以工業(yè)生物技術(shù)為核心的先進(jìn)生產(chǎn)方式。

北京化工大學(xué)校長(cháng)、中國工程院院士譚天偉：“最大的核心點(diǎn)是什么呢?一個(gè)是用生物體進(jìn)行生產(chǎn)，而生物體最大的特點(diǎn)就是反應過(guò)程，都是常溫、常壓;第二個(gè)特點(diǎn)是生物體轉化的時(shí)候都可以用可再生原料。”

生物制造是一種全新的生產(chǎn)技術(shù)，融合了生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多種技術(shù)，具有清潔、高效、可再生等特點(diǎn)，有可能在能源、農業(yè)、化工和醫藥等領(lǐng)域改變世界工業(yè)格局。專(zhuān)家表示，生物制造將帶來(lái)至少三方面的重大變革：重構傳統化工的生產(chǎn)路線(xiàn)、替代傳統天然產(chǎn)物的獲取方式、顛覆傳統農業(yè)種養殖模式。

工業(yè)和信息化部賽迪研究院黨委書(shū)記、副院長(cháng)劉文強：“生物制造有別于傳統的物理、化學(xué)制造模式，生物制造創(chuàng )新了物質(zhì)生產(chǎn)方式，以生物體作為生產(chǎn)介質(zhì)，對制造業(yè)變革會(huì )帶來(lái)一系列巨大變化;另外，生物制造是以可再生生物質(zhì)為原料，對于制造業(yè)實(shí)現雙碳目標也非常關(guān)鍵。”

我國有大量的工業(yè)尾氣資源。據專(zhuān)家估算，鋼鐵冶金、石化煉油、水泥等行業(yè)年產(chǎn)工業(yè)尾氣超過(guò)萬(wàn)億立方米，如果利用其中的50%可年產(chǎn)飼料蛋白500萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放1.2億噸，節約糧食1.6億噸，節省耕地4億畝。

我國不僅有大量工業(yè)尾氣，還有不少農林廢棄物，也非常適合用生物技術(shù)加以利用。生物乙醇俗稱(chēng)酒精，目前我國主要是以玉米、小麥等糧食作為原料通過(guò)發(fā)酵工藝來(lái)生產(chǎn)。僅在黑龍江每年用糧食生產(chǎn)的生物乙醇就達230萬(wàn)噸。不過(guò)，隨著(zhù)這個(gè)纖維素乙醇示范項目的落地，用糧食生產(chǎn)乙醇的局面將被打破。這是位于黑龍江綏化海倫市的全國首臺套利用秸稈生產(chǎn)生物乙醇的工業(yè)化示范項目。

國投先進(jìn)生物質(zhì)燃料(海倫)有限公司總工程師李春玲：“用秸稈生產(chǎn)二代乙醇的過(guò)程是這樣的，秸稈包進(jìn)廠(chǎng)之后先進(jìn)行凈化、除雜，然后像爆爆米花一樣，把結構爆開(kāi)，之后通過(guò)加入生物酶制劑水解成可發(fā)酵的糖，然后再用酵母把它變成酒精。”

傳統生產(chǎn)生物乙醇，主要是通過(guò)發(fā)酵玉米、小麥等富含淀粉的糧食得到糖，再用糖生產(chǎn)乙醇。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是難度小容易實(shí)現，缺點(diǎn)是消耗糧食，出現與人爭糧、與糧爭地的現象，影響國家糧食安全。而國投生物采用秸稈生產(chǎn)糖，再用糖生產(chǎn)乙醇。

經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)攻關(guān)，這家企業(yè)終于實(shí)現了量產(chǎn)。雖然目前這個(gè)示范項目的產(chǎn)能只有3萬(wàn)噸，消耗約15萬(wàn)噸秸稈，但是它的突破意義十分重大。據統計，2021年全國秸稈產(chǎn)生量為8.65億噸。因此，如果這項技術(shù)全面推廣，將是對傳統技術(shù)的一次重大革命。

李春玲：“通過(guò)技術(shù)研發(fā)和自主創(chuàng )新，最后實(shí)現了以非糧為主的原料結構轉化。好處是可以利用資源豐富的農林廢棄物，可持續、可再生、可循環(huán)，而且通過(guò)利用這些農林廢棄物可以減少碳排放，改善環(huán)境污染。”

我國是工農業(yè)大國，資源消耗得多，相應的排放量也大，因此有條件也有必要通過(guò)生物制造等先進(jìn)技術(shù)手段來(lái)化解這一難題，變廢為寶。它對于打造新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)經(jīng)濟向綠色、可持續、高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。

生物技術(shù)作為提升新質(zhì)生產(chǎn)力的手段之一，已被我國定為戰略性新興產(chǎn)業(yè)。為此，我國制定了多項政策措施。2022年，《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規劃》的印發(fā)，標志著(zhù)我國首部生物經(jīng)濟五年規劃正式出臺?！兑巹潯访鞔_提出，要培育壯大醫療健康、生物農業(yè)、生物能源與生物環(huán)保、生物信息四大支柱產(chǎn)業(yè)。

黨的十八大以來(lái)，我國生物經(jīng)濟發(fā)展取得巨大成就，細分子行業(yè)門(mén)類(lèi)逐步增多，核心產(chǎn)業(yè)規模迅速增長(cháng)。長(cháng)三角地區形成產(chǎn)業(yè)集群，華北、華中地區骨干企業(yè)數量眾多。在國家的大力扶持下，一批新技術(shù)不斷誕生，它們引領(lǐng)著(zhù)未來(lái)生物制造的發(fā)展方向，重新定義未來(lái)的生產(chǎn)模式。在中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所，2018年7月24日，一項全新的技術(shù)初步完成。

和碘相遇會(huì )變藍，這是淀粉的一個(gè)顯著(zhù)特征。不過(guò)科研人員所用的淀粉并不是來(lái)自于玉米、土豆等植物，而是來(lái)自于二氧化碳。

這是一個(gè)令人興奮的技術(shù)，2021年，中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所宣布，在國際上首次實(shí)現二氧化碳到淀粉的人工全合成，相關(guān)成果于當年9月在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上在線(xiàn)發(fā)表，成果先后入選2021年度中國科學(xué)十大進(jìn)展、2021年中國生命科學(xué)十大進(jìn)展等。它實(shí)現了從無(wú)機物中創(chuàng )造有機物的突破。這項技術(shù)在淀粉的合成能效和速率上遠超玉米等農作物，為淀粉的工業(yè)化生產(chǎn)打開(kāi)了一扇窗，并為以二氧化碳為原料合成復雜分子提供了新思路。

雖然這項技術(shù)已經(jīng)在實(shí)驗室條件下已被證明是成功的，但距離真正工業(yè)化還有一定距離，因此科學(xué)家們正在努力打通最后的技術(shù)壁壘，一旦成功市場(chǎng)規模將不可限量。

中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員蔡韜：“一方面可以把很多廢棄的、可能會(huì )對環(huán)境造成影響的二氧化碳變廢為寶用起來(lái);另一方面，可以在工業(yè)化的車(chē)間里合成淀粉，節約80%到90%的土地和淡水。”

事實(shí)證明，生物制造可從根本上改變傳統制造業(yè)的生產(chǎn)模式。利用生物+醫藥、生物+化工、生物+能源、生物+輕工等全新生產(chǎn)方式，誕生出了一大批全新產(chǎn)品，如重組蛋白藥物、生物航空煤油、生物降解塑料等等，生物制造被認為具有引領(lǐng)“第四次工業(yè)革命”的潛力，未來(lái)前景十分廣闊。據預測，全球生物制造產(chǎn)值接近30萬(wàn)億美元。

未來(lái)，隨著(zhù)生物技術(shù)進(jìn)一步取得突破進(jìn)展，生物制造還有望向采礦、冶金、電子信息、環(huán)保等領(lǐng)域拓展，發(fā)展前景十分廣闊，成為經(jīng)濟增長(cháng)的重要引擎。

劉文強：“下一步，國家將從政策、企業(yè)和產(chǎn)業(yè)層面加強一系列部署來(lái)推動(dòng)生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在政策方面，國家有關(guān)部門(mén)正在研究制定國家層面的生物制造頂層規劃文件，在產(chǎn)業(yè)方面，國家有關(guān)部門(mén)將加大中央財政資金投入，分領(lǐng)域、分區域布局一批生物制造公司平臺;在企業(yè)方面，國家有關(guān)部門(mén)將支持企業(yè)加強核心工業(yè)菌種、關(guān)鍵酶制劑創(chuàng )新研發(fā)，提升自主創(chuàng )新能力，推動(dòng)創(chuàng )新成果不斷涌現。”

生物制造作為提升經(jīng)濟競爭力的著(zhù)力點(diǎn)，也是我國繼綠色制造、智能制造后，推進(jìn)制造強國建設的又一個(gè)重要抓手。作為一種新質(zhì)生產(chǎn)力，生物制造產(chǎn)業(yè)商機無(wú)限，而當前我國這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的序幕才剛剛拉開(kāi)。目前我國生物制造核心產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重只有2.4%，提升空間非常大。我國具備良好的生物制造基礎，再加上一系列政策的助推，我國生物制造產(chǎn)業(yè)在這條新賽道上的競爭力也將越來(lái)越強。