我們實(shí)地走訪調(diào)研了國(guó)內(nèi)多家在合成生物學(xué)領(lǐng)域具有代表性的創(chuàng)新企業(yè),重點(diǎn)考察了生物基材料的技術(shù)研發(fā)進(jìn)展與產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀。此次調(diào)研旨在深入了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸、挖掘創(chuàng)新潛力,為推動(dòng)我國(guó)生物經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展提供決策參考。
一、 產(chǎn)業(yè)新星:合成生物學(xué)企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐
走進(jìn)這些企業(yè),撲面而來(lái)的是跨學(xué)科融合的濃厚科研氛圍。與傳統(tǒng)化工材料依賴化石資源不同,合成生物學(xué)企業(yè)致力于利用改造后的微生物細(xì)胞工廠,將可再生的生物質(zhì)原料(如淀粉、纖維素、甚至工業(yè)廢氣)高效轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)品。我們看到的,不僅僅是實(shí)驗(yàn)室中精密運(yùn)轉(zhuǎn)的生物反應(yīng)器和高速篩選平臺(tái),更是一套從基因設(shè)計(jì)、菌種構(gòu)建、發(fā)酵工藝到材料改性的完整研發(fā)鏈條。
一家專注于生物基聚酰胺(尼龍)研發(fā)的企業(yè)負(fù)責(zé)人介紹,他們通過重新設(shè)計(jì)微生物的代謝通路,成功實(shí)現(xiàn)了以植物糖為原料直接合成關(guān)鍵單體,其產(chǎn)品性能已達(dá)到甚至部分超越石油基同類產(chǎn)品,且生產(chǎn)過程碳排放大幅降低。這僅僅是冰山一角,在可降解塑料(如PHA)、生物基紡織纖維、高性能生物基復(fù)合材料等領(lǐng)域,中國(guó)企業(yè)正從跟跑向并跑、領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變。
二、 核心驅(qū)動(dòng)力:生物基材料技術(shù)研發(fā)的突破與挑戰(zhàn)
技術(shù)研發(fā)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心引擎。調(diào)研發(fā)現(xiàn),當(dāng)前生物基材料研發(fā)呈現(xiàn)出三大趨勢(shì):
- 底盤細(xì)胞的智能化設(shè)計(jì):借助人工智能和自動(dòng)化平臺(tái),對(duì)微生物進(jìn)行理性設(shè)計(jì)與高通量篩選,極大提升了菌種開發(fā)效率,縮短了研發(fā)周期。
- 產(chǎn)品性能的高端化:研發(fā)重點(diǎn)已從簡(jiǎn)單的替代,轉(zhuǎn)向開發(fā)具有獨(dú)特性能(如自修復(fù)、可編程降解、超強(qiáng)力學(xué)性能)的新材料,以滿足航空航天、高端醫(yī)療器械等尖端領(lǐng)域需求。
- 生產(chǎn)工藝的集成與優(yōu)化:通過過程工程與下游分離純化技術(shù)的創(chuàng)新,持續(xù)降低生產(chǎn)成本,提升經(jīng)濟(jì)性,這是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
挑戰(zhàn)同樣不容忽視。多位企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人指出,目前仍面臨 “造得出”但“造得貴” 的困境。高昂的研發(fā)投入、漫長(zhǎng)的中試放大周期、以及與傳統(tǒng)石油基材料相比尚不完全具備成本優(yōu)勢(shì),是制約產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要瓶頸。生物基材料的性能標(biāo)準(zhǔn)體系、生命周期評(píng)價(jià)方法以及市場(chǎng)認(rèn)知度均有待加強(qiáng)。
三、 聚勢(shì)賦能:多措并舉推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)加速跑
基于調(diào)研,要推動(dòng)以生物基材料為代表的合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,形成生物經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)極,需從以下幾個(gè)方面協(xié)同發(fā)力:
- 強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)與戰(zhàn)略引導(dǎo):在國(guó)家層面進(jìn)一步明確生物經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略地位,制定生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃,設(shè)立長(zhǎng)期穩(wěn)定的重大科技專項(xiàng),支持從“0到1”的原始創(chuàng)新和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
- 構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新體系:鼓勵(lì)龍頭企業(yè)牽頭,聯(lián)合高校、科研院所組建創(chuàng)新聯(lián)合體,共享研發(fā)平臺(tái)與數(shù)據(jù),加速實(shí)驗(yàn)室成果向工業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化。建立生物基材料應(yīng)用示范工程,特別是在汽車、包裝、紡織等下游領(lǐng)域開展規(guī)模化應(yīng)用試點(diǎn)。
- 完善政策與市場(chǎng)支持環(huán)境:研究制定針對(duì)生物基產(chǎn)品的綠色采購(gòu)、稅收優(yōu)惠、碳積分等激勵(lì)政策。加快建立與國(guó)際接軌的標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證和標(biāo)識(shí)體系,提升消費(fèi)者認(rèn)知與市場(chǎng)接受度。拓寬創(chuàng)新型企業(yè)的融資渠道,引導(dǎo)社會(huì)資本投向產(chǎn)業(yè)早期研發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
- 夯實(shí)人才與基礎(chǔ)設(shè)施根基:加快培養(yǎng)既懂生物學(xué)又懂工程學(xué)、信息學(xué)的復(fù)合型人才。布局建設(shè)一批服務(wù)于產(chǎn)業(yè)界的共享中試平臺(tái)、公共檢測(cè)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù),降低中小企業(yè)創(chuàng)新門檻與成本。
###
此次調(diào)研深刻感受到,合成生物學(xué)與生物基材料產(chǎn)業(yè)正處在從技術(shù)突破邁向商業(yè)爆發(fā)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。它不僅是解決塑料污染、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要技術(shù)路徑,更是培育新質(zhì)生產(chǎn)力、塑造未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略高地。只要我們精準(zhǔn)施策,打通從科技強(qiáng)到產(chǎn)業(yè)強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)強(qiáng)的通道,中國(guó)的生物經(jīng)濟(jì)必將迎來(lái)波瀾壯闊的加速發(fā)展期,為高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁的綠色動(dòng)能。