工業尾氣“變”身魚飼料，地溝油“變”為飛機燃料，秸稈“變”成了薄膜……讓這一切看似不可能成為可能的就是生物制造。生物制造是一種全新的生產技術，融合了生物學、化學、工程學等多種技術，具有清潔、高效、可再生等特點，有可能在能源、農業、化工和醫藥等領域改變世界工業格局。
2024年《政府工作報告》提出，“積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎”。賽迪研究院數據顯示，當前，我國先進生物制造產業規模已達上萬億元，生物制藥、生物材料、生物能源、生物化工、新型食品制造等重點領域發展步伐加快，發展潛力和空間很大。
制造領域新模式
生物制造是將生物體的功能與工業生產相結合的創新模式，核心在于利用生物催化劑進行物質轉化和加工。不同于傳統的化學合成或機械加工，生物制造是充分利用生物體的代謝能力和自我組織能力，實現高效、精準、綠色的生產過程。作為一種新型制造范式，生物制造不僅為解決資源、能源、環境等全球性挑戰提供了新思路，也為人類健康、材料創新等領域帶來了革命性機遇。
工業和信息化部新聞宣傳中心工新智庫負責人郭鑫認為，生物制造是制造領域一次新的突破。落實到產業來說，生物制造是一種制造模式，其本質在于用生物制造的方法生產產品。生物制造產業鏈涵蓋從原料供應到終端應用的全過程。上游環節主要包括可再生生物質和一些化學原料；中游環節是生物制造的核心，主要包括發酵工程、分離純化技術等；下游環節主要包括產品加工和市場應用，可分為生物醫藥、生物材料、生物能源、生物基化學品等多個方向。
生物制藥是中國生物制造產業規模最大的細分領域，產業規模占總規模的一半以上。即使受到疫情后相關產品銷售減少、醫藥出口下降等因素影響，生物制藥仍然占有較大的市場份額，體現出其在生物制造產業中的持續領跑地位。數據顯示，目前全球生物制藥市場規模已超過4000億美元，年復合增長率保持在10%以上，中國、印度等新興市場的快速增長和創新藥物的不斷出現是主要驅動力。
生物材料正在推動材料產業向綠色、可持續方向轉型，雖然目前規模較小，但增速較快，被視為未來生物制造產業發展的重點方向。生物能源是應對氣候變化、實現能源轉型的重要選擇，生物制造在其中發揮著關鍵作用。目前，由于受到技術成熟度、商業化應用等因素影響，生物能源的整體規模相對較小，但增速較快，未來發展空間廣闊。
清華大學合成與系統生物學中心主任陳國強接受記者采訪時表示，在生物合成技術中，丙氨酸技術以及基因編輯、底盤細胞等方面都取得了巨大的技術進步。微生物基因工程或合成生物學的生物制造，可能會推動我國制造業實現飛躍式發展，并成為未來的長板。
“生物制造顛覆了化工產品生產的范式，對傳統發酵工業帶來了直接、巨大、高質量的提升。”安徽華恒生物科技股份有限公司董事長郭恒華介紹，隨著更多生物合成新技術、新產品出現并完整打通端到端之間的距離后，將給化工產品生產范式及整個化工產業帶來顛覆性影響，相關各行各業也將隨之改變。
各地競相布局
賽迪研究院消費品工業研究所食品與生物制造產業研究室副主任王旭認為，我國生物制造將進入快速發展的黃金時期，生物制造與新一代信息技術、工程技術、材料科學及細分行業先進技術深度融合，有助于拉動制造業研發、資本等投入，縮短新品研發周期，優化生產制造方式和企業效益。此外，生物制造規模持續擴大，將有力帶動裝備、檢測、生物環保等服務型制造、生產性服務業協同發展。
各地正紛紛加快布局生物制造產業新賽道，加大資金支持力度，建設產業創新中心，打造高端生物制造產業集群。“十四五”時期以來，北京、上海、廣東、浙江、河南、山東、新疆等20余個省（區、市）出臺了相關政策；北京、深圳、常州、無錫等地均設立了生物制造相關專項基金。
《常州市關于支持合成生物產業高質量發展的若干措施》提出，到2027年，將常州打造成為長三角一流的合成生物產業創新高地，全市合成生物產業產值超1000億元；《合肥市推進生物制造產業高質量發展行動方案（2024—2026）》提出，力爭到2026年，建設3個以上國內領先的專業產業園區，生物制造產業集群產值規模突破300億元。
近日在安徽合肥市舉行的2024中國生物制造大會上，現場開展了產業對接和簽約活動，簽約項目和基金總規模達百億元級。陳國強認為，發展生物制造最關鍵的幾個要素是低成本的水、電、氣，偏遠地方比如內蒙古、新疆等地的水、電、氣比較便宜，因而在制造成本上有比較優勢。其他地區可以根據地方優勢產業需求選擇生物制造的研究方向，發揮地方的人才優勢，發展附加值較高的應用場景。比如合肥的汽車制造產業、面板產業發展較好，可以根據這些產業配套調節生物制造的研究方向。
創造良好發展環境
當前，我國生物制造核心產業增加值占工業增加值比重為2.4%，仍有較大的市場提升空間。生物制造產業發展還面臨一些瓶頸，包括規模化生產工程挑戰，生產成本相對較高，產品質量和一致性控制難提升，原料供應可持續性不足，跨學科人才短缺等。
中國科學院院士、分子微生物學家趙國屏表示，要從“賦能基礎研究”和“賦能生物工程”兩個層面“做好當下”。建立健全從基礎研發、成果轉化到應用落地的支持體系，做好創新鏈、供應鏈、產業鏈管理，加強科學監管，為生物制造創造良好發展環境。
中國科學院天津工業生物技術研究所副所長向華認為，研究所現在做的是“0到1”的工作，即核心技術和顛覆性技術突破；也做“1到10”的工作，與企業一起把技術產業化，讓這些高附加值、高質量、安全健康的產品服務老百姓的美好生活。目前產業生態還在建設過程中，希望產、學、研、用、金一起發力，把這個領域做大做強。
“促進科研成果向產業成果轉化是實現規模化發展的關鍵，高校和科研機構要與企業建立緊密的合作關系，通過技術許可、聯合研發、創業孵化等多種方式，加速科研成果的商業化進程。”陳國強說。
郭鑫建議，當前需要完善頂層設計，制定國家級生物制造產業發展戰略規劃，明確發展目標、重點領域和主要任務，為產業發展指明方向；制定和完善生物制造相關標準，提升產品質量和國際競爭力；鼓勵生物制造技術在醫藥、農業、材料、能源等領域的應用，拓展市場空間。
在2024中國生物制造大會上，工業和信息化部新聞宣傳中心、清華大學合成與系統生物學中心聯合行業內首批80余家企事業單位共同發起成立“生物制造產業方陣”，將聯動生物制造領域多方力量，促進生物制造領域供需對接、資金融通、應用落地，聚力推動生物制造產業高質量發展。
工業尾氣“變”身魚飼料，地溝油“變”為飛機燃料，秸稈“變”成了薄膜……讓這一切看似不可能成為可能的就是生物制造。生物制造是一種全新的生產技術，融合了生物學、化學、工程學等多種技術，具有清潔、高效、可再生等特點，有可能在能源、農業、化工和醫藥等領域改變世界工業格局。
2024年《政府工作報告》提出，“積極打造生物制造、商業航天、低空經濟等新增長引擎”。賽迪研究院數據顯示，當前，我國先進生物制造產業規模已達上萬億元，生物制藥、生物材料、生物能源、生物化工、新型食品制造等重點領域發展步伐加快，發展潛力和空間很大。
制造領域新模式
生物制造是將生物體的功能與工業生產相結合的創新模式，核心在于利用生物催化劑進行物質轉化和加工。不同于傳統的化學合成或機械加工，生物制造是充分利用生物體的代謝能力和自我組織能力，實現高效、精準、綠色的生產過程。作為一種新型制造范式，生物制造不僅為解決資源、能源、環境等全球性挑戰提供了新思路，也為人類健康、材料創新等領域帶來了革命性機遇。
工業和信息化部新聞宣傳中心工新智庫負責人郭鑫認為，生物制造是制造領域一次新的突破。落實到產業來說，生物制造是一種制造模式，其本質在于用生物制造的方法生產產品。生物制造產業鏈涵蓋從原料供應到終端應用的全過程。上游環節主要包括可再生生物質和一些化學原料；中游環節是生物制造的核心，主要包括發酵工程、分離純化技術等；下游環節主要包括產品加工和市場應用，可分為生物醫藥、生物材料、生物能源、生物基化學品等多個方向。
生物制藥是中國生物制造產業規模最大的細分領域，產業規模占總規模的一半以上。即使受到疫情后相關產品銷售減少、醫藥出口下降等因素影響，生物制藥仍然占有較大的市場份額，體現出其在生物制造產業中的持續領跑地位。數據顯示，目前全球生物制藥市場規模已超過4000億美元，年復合增長率保持在10%以上，中國、印度等新興市場的快速增長和創新藥物的不斷出現是主要驅動力。
生物材料正在推動材料產業向綠色、可持續方向轉型，雖然目前規模較小，但增速較快，被視為未來生物制造產業發展的重點方向。生物能源是應對氣候變化、實現能源轉型的重要選擇，生物制造在其中發揮著關鍵作用。目前，由于受到技術成熟度、商業化應用等因素影響，生物能源的整體規模相對較小，但增速較快，未來發展空間廣闊。
清華大學合成與系統生物學中心主任陳國強接受記者采訪時表示，在生物合成技術中，丙氨酸技術以及基因編輯、底盤細胞等方面都取得了巨大的技術進步。微生物基因工程或合成生物學的生物制造，可能會推動我國制造業實現飛躍式發展，并成為未來的長板。
“生物制造顛覆了化工產品生產的范式，對傳統發酵工業帶來了直接、巨大、高質量的提升。”安徽華恒生物科技股份有限公司董事長郭恒華介紹，隨著更多生物合成新技術、新產品出現并完整打通端到端之間的距離后，將給化工產品生產范式及整個化工產業帶來顛覆性影響，相關各行各業也將隨之改變。
各地競相布局
賽迪研究院消費品工業研究所食品與生物制造產業研究室副主任王旭認為，我國生物制造將進入快速發展的黃金時期，生物制造與新一代信息技術、工程技術、材料科學及細分行業先進技術深度融合，有助于拉動制造業研發、資本等投入，縮短新品研發周期，優化生產制造方式和企業效益。此外，生物制造規模持續擴大，將有力帶動裝備、檢測、生物環保等服務型制造、生產性服務業協同發展。
各地正紛紛加快布局生物制造產業新賽道，加大資金支持力度，建設產業創新中心，打造高端生物制造產業集群。“十四五”時期以來，北京、上海、廣東、浙江、河南、山東、新疆等20余個省（區、市）出臺了相關政策；北京、深圳、常州、無錫等地均設立了生物制造相關專項基金。
《常州市關于支持合成生物產業高質量發展的若干措施》提出，到2027年，將常州打造成為長三角一流的合成生物產業創新高地，全市合成生物產業產值超1000億元；《合肥市推進生物制造產業高質量發展行動方案（2024—2026）》提出，力爭到2026年，建設3個以上國內領先的專業產業園區，生物制造產業集群產值規模突破300億元。
近日在安徽合肥市舉行的2024中國生物制造大會上，現場開展了產業對接和簽約活動，簽約項目和基金總規模達百億元級。陳國強認為，發展生物制造最關鍵的幾個要素是低成本的水、電、氣，偏遠地方比如內蒙古、新疆等地的水、電、氣比較便宜，因而在制造成本上有比較優勢。其他地區可以根據地方優勢產業需求選擇生物制造的研究方向，發揮地方的人才優勢，發展附加值較高的應用場景。比如合肥的汽車制造產業、面板產業發展較好，可以根據這些產業配套調節生物制造的研究方向。
創造良好發展環境
當前，我國生物制造核心產業增加值占工業增加值比重為2.4%，仍有較大的市場提升空間。生物制造產業發展還面臨一些瓶頸，包括規模化生產工程挑戰，生產成本相對較高，產品質量和一致性控制難提升，原料供應可持續性不足，跨學科人才短缺等。
中國科學院院士、分子微生物學家趙國屏表示，要從“賦能基礎研究”和“賦能生物工程”兩個層面“做好當下”。建立健全從基礎研發、成果轉化到應用落地的支持體系，做好創新鏈、供應鏈、產業鏈管理，加強科學監管，為生物制造創造良好發展環境。
中國科學院天津工業生物技術研究所副所長向華認為，研究所現在做的是“0到1”的工作，即核心技術和顛覆性技術突破；也做“1到10”的工作，與企業一起把技術產業化，讓這些高附加值、高質量、安全健康的產品服務老百姓的美好生活。目前產業生態還在建設過程中，希望產、學、研、用、金一起發力，把這個領域做大做強。
“促進科研成果向產業成果轉化是實現規模化發展的關鍵，高校和科研機構要與企業建立緊密的合作關系，通過技術許可、聯合研發、創業孵化等多種方式，加速科研成果的商業化進程。”陳國強說。
郭鑫建議，當前需要完善頂層設計，制定國家級生物制造產業發展戰略規劃，明確發展目標、重點領域和主要任務，為產業發展指明方向；制定和完善生物制造相關標準，提升產品質量和國際競爭力；鼓勵生物制造技術在醫藥、農業、材料、能源等領域的應用，拓展市場空間。
在2024中國生物制造大會上，工業和信息化部新聞宣傳中心、清華大學合成與系統生物學中心聯合行業內首批80余家企事業單位共同發起成立“生物制造產業方陣”，將聯動生物制造領域多方力量，促進生物制造領域供需對接、資金融通、應用落地，聚力推動生物制造產業高質量發展。
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