生物制造是一种以工业生物技术为核心的先进生产方式。它融合了生物学、化学、工程学等多学科的知识和技术,以生物体机能进行大规模物质加工与物质转化,为社会发展提供工业商品。我国把生物制造列为重点发展的战略性新兴产业,是提升新质生产力的重要手段之一。
细胞培养技术则为生物制造提供了充足的细胞来源。生物催化技术利用酶或微生物等生物催化剂来加速化学反应的进行。此外,合成生物学作为新兴的交叉学科,将工程学的理念和方法引入到生物学中,也为生物制造提供了强大的技术支持。例如,通过合成生物技术,可以对微生物、酶等生产工具进行改造,使其具备更高效的生产能力,从而推动生物制造的革新。
生物制造底层技术的不断突破,使得物质转化、能量利用效率大幅提高,新产品开发速度大幅度提升。以抗疟药物青蒿素的生产为例,传统模式是通过种植黄花蒿,经过18个月生长周期才可进行提取。而利用基于合成生物的先进生物制造技术,可以构建一个人工酵母菌,通过工业化发酵的方法在几周内大量生产青蒿素。生物制造正在进入快速产业化阶段,这种高效性使得生物制造在医药、食品、材料等领域具有广阔的应用前景。
生物制造有别于传统的物理、化学制造模式,它创新了物质生产方式,以可再生的生物质资源作为原料,减少对化石资源的依赖,有望彻底变革未来物质加工和生产模式,对于推动经济向绿色、可持续、高质量发展至关重要。
生物制造是以可再生生物质为原料,对于制造业实现双碳目标非常关键。据专家估算,钢铁冶金、石化炼油、水泥等行业年产工业尾气超过万亿立方米,如果利用其中的50%可年产饲料蛋白500万吨,减少二氧化碳排放1.2亿吨,节约粮食1.6亿吨,节省耕地4亿亩。
生物制造开拓了广阔的市场空间,正在多领域加快渗透。它在医药领域的应用最为广泛和重要,通过生物制造可以合成复杂的生物活性分子,加快新药研发进程;在材料领域,生物制造不仅可以制成布料、生物塑料,还能制作医用植入材料;在能源领域,生物柴油和生物乙醇可作为化石燃料的替代品……生物制造被认为具有引领“第四次工业革命”的潜力,未来前景十分广阔。
作为培育新质生产力的重要方向,生物制造是提升经济竞争力的着力点,也是我国继绿色制造、智能制造后,推进制造强国建设的又一个重要抓手。我国多地研究出台生物制造相关产业规划和政策文件,加快产业布局。当前,我国生物制造核心产业增加值占工业增加值比重为2.4%,仍有较大的产业发展和市场提升空间。我国具备良好的生物制造基础,再加上一系列政策的助推,我国生物制造产业将在高技术制造业赛道上不断提高竞争力。
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