本報記者 張敏 金婉霞

    工業(yè)尾氣可以加工制成魚飼料，地溝油“搖身一變”成為飛機燃料……以微生物為“廠工”的生物制造正在改寫傳統(tǒng)化工，其讓生產(chǎn)方式更綠色環(huán)保，并創(chuàng)造出新物質(zhì)，被視為全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)競爭的制高點之一。

    《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出，推動合成生物學技術(shù)創(chuàng)新，突破生物制造菌種計算設(shè)計、高通量篩選、高效表達、精準調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，有序推動在新藥開發(fā)、疾病治療、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物質(zhì)合成、環(huán)境保護、能源供應(yīng)和新材料開發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用。此后，生物制造的產(chǎn)業(yè)地位不斷提升，并被寫入2024年《政府工作報告》、2025年《政府工作報告》?！吨泄仓醒腙P(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》提出，推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經(jīng)濟增長點。

    這場由微生物驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)革命，為何如此重要？將如何重塑中國制造業(yè)的未來？眼下，產(chǎn)業(yè)發(fā)展到了哪一步？為尋找這一系列問題的答案，《證券日報》記者展開了多方調(diào)研。

    何為生物制造？

    不銹鋼生物反應(yīng)器嗡鳴作響，里面看不見任何機械臂，只有無數(shù)微生物細胞在默默地“打工”。它們以玉米、秸稈甚至工業(yè)尾氣為食，最終“分泌”出制作服裝的聚酰胺、改善腸道的飼料蛋白以及醫(yī)美領(lǐng)域的透明質(zhì)酸……這不是科幻大片，而是正在實現(xiàn)的生物制造。

    “傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造多以石油為基本材料，而當下，擺脫對化石原料的依賴已經(jīng)成為共識。”中國科學院植物研究所研究員、上海漢禾生物新材料科技有限公司創(chuàng)始人桑濤向《證券日報》記者介紹，生物制造的本質(zhì)，在于從一種依賴化石能源、線性消耗、污染環(huán)境的工業(yè)模式，轉(zhuǎn)向一種基于可再生能源、自然循環(huán)、環(huán)境友好的新模式。

    華東理工大學生物工程學院教授郭美錦對《證券日報》記者表示，在生物制造中，充當“生產(chǎn)工人”角色的是微生物，其或是經(jīng)特定篩選的天然菌種，或是經(jīng)基因改造的工程級細胞。由于微生物的“食物”并非石油等石化能源，因此生物制造的大規(guī)模應(yīng)用有助于我國實現(xiàn)化工原料多元化。

    此外，對于某些復雜結(jié)構(gòu)物質(zhì)，如青霉素等，傳統(tǒng)化工方法已接近能力極限，生物制造卻能輕松實現(xiàn)。“我們還可以讓微生物生產(chǎn)出一些原本自然界不存在的全新物質(zhì)。”郭美錦表示。

    借由生物制造，上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“凱賽生物”）開發(fā)的生物基聚酰胺連續(xù)纖維增強復合材料，強度可以替代金屬，密度僅為鋼材的1/4、鋁材的2/3，不僅有效節(jié)省材料成本，與傳統(tǒng)化學法石油基產(chǎn)品相比，其生物基聚酰胺單位碳排放可降低50%。

    那些昔日被焚燒處理、造成空氣污染的秸稈，在生物制造的“點金術(shù)”下重獲新生。上海漢禾生物新材料科技有限公司通過創(chuàng)新技術(shù)，將這類非糧生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無人機部件、可降解塑料乃至高性能電池材料，上演了一場從“田間廢棄物”到“高端工業(yè)品”的綠色蝶變。

    過去，要生產(chǎn)出一款骨健康產(chǎn)品，企業(yè)首先要收集蝦殼、貝殼等動植物資源，在生產(chǎn)過程還要使用大量高濃度的鹽酸等強酸。而使用微生物“工人”后，這一流程得以優(yōu)化。浙江沄生合成生物科技有限公司（以下簡稱“澐生合成”）董事、總經(jīng)理金紅順對《證券日報》記者表示，微生物以葡萄糖、淀粉等簡單、可再生的碳源為“食物”，發(fā)酵后可直接生產(chǎn)出目標物質(zhì)，整個生產(chǎn)過程在精確控制的條件下進行，可以確保每一批產(chǎn)品的化學結(jié)構(gòu)和純度都高度一致，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，同時也更加環(huán)保。

    生物制造產(chǎn)業(yè)為何成為新的經(jīng)濟增長點之一？桑濤舉例稱，生物制造細分賽道眾多，而植物生物質(zhì)是地球上唯一可再生、吸收二氧化碳生成的高分子有機物質(zhì)，全球年產(chǎn)千億噸；通過合成生物制造技術(shù)，可實現(xiàn)以纖維素、半纖維素和木質(zhì)素代替石化原料，生產(chǎn)塑料、纖維、橡膠等必不可少的工業(yè)和生活材料。

    “我國年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈8億多噸，如果能夠利用其中十分之一作為原料，生產(chǎn)聚乳酸等可降解生物塑料，每年就有可能提供一千多萬噸的一次性塑料產(chǎn)能，形成千億元級市場。”桑濤說。

    產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速形成

    近年來，在政策、資本與產(chǎn)業(yè)界的合力下，我國生物制造領(lǐng)域已經(jīng)進入技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化提速的關(guān)鍵階段，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(lǐng)域發(fā)展步伐加快。今年10月份，工業(yè)和信息化部消費品工業(yè)司司長何亞瓊在2025中國生物制造科技創(chuàng)新論壇上表示，我國生物制造產(chǎn)業(yè)總規(guī)模已接近萬億元。

    今年以來，北京、上海、廣東、浙江、河南、山東、湖南等地紛紛加快布局，或加大資金支持力度，或建設(shè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，加速構(gòu)建生物制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

    僅從資金端來看，據(jù)《證券日報》記者不完全梳理，年內(nèi)多地加大生物制造產(chǎn)業(yè)資金支持力度。比如，3月份，常德市設(shè)立鑫興生物制造產(chǎn)業(yè)基金，總規(guī)模達50億元；10月份，上海市首只生物制造產(chǎn)業(yè)基金成立，總規(guī)模10億元，旨在讓科研的“種子”找到產(chǎn)業(yè)的“土壤”等。

    政策東風下，產(chǎn)業(yè)鏈公司積極行動，形成了上市公司與創(chuàng)業(yè)企業(yè)“共舞”的繁榮景象。

    在材料領(lǐng)域，為推進生物新材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，凱賽生物與招商局集團全資子公司招商創(chuàng)科、合肥市政府達成三方戰(zhàn)略合作，在合肥打造產(chǎn)業(yè)示范項目，打通“單體—樹脂—復材基材—應(yīng)用制品”的生物材料產(chǎn)業(yè)鏈條，在生物制造的應(yīng)用開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化落地、項目投資等方面展開合作，打造具有全球競爭力的合成生物材料產(chǎn)業(yè)集群。今年9月份，由凱賽生物生物基聚酰胺復合材料開發(fā)而成的冷藏集裝箱在上海寰宇青島箱廠正式交付，這是國內(nèi)生物基材料在冷藏集裝箱領(lǐng)域的應(yīng)用突破。

    在消費健康領(lǐng)域，弈柯萊生物科技（集團）股份有限公司通過合成生物學技術(shù)，實現(xiàn)了甜菊糖苷的規(guī)?；慨a(chǎn)，不僅解決了傳統(tǒng)提取方式供應(yīng)不穩(wěn)、成本高企的痛點，還可進一步賦能下游食品飲料行業(yè)企業(yè)開發(fā)出更好的低糖或降糖產(chǎn)品。

    在醫(yī)美與醫(yī)療領(lǐng)域，多美康（北京）生物醫(yī)藥有限公司融合合成生物學、空間生物學與細胞生物學等多學科前沿，開發(fā)出“生物可降解支架”與“液體人造皮膚”等全長重組膠原蛋白創(chuàng)新生物醫(yī)用材料，為創(chuàng)傷修復、組織再生與醫(yī)療美容提供了新可能。華東醫(yī)藥股份有限公司利用生物制造法生產(chǎn)的維生素K2、PQQ、依克多因等原料，正被廣泛應(yīng)用于功能性食品與高端醫(yī)美產(chǎn)品中，滿足消費者對健康與美的雙重追求。浙江海正藥業(yè)股份有限公司通過成立合資子公司澐生合成切入高端合成生物產(chǎn)業(yè)賽道，聚焦保鈣壯骨、保肝護肝、心血管系統(tǒng)、醫(yī)美大健康等領(lǐng)域。

    破解多重挑戰(zhàn)

    但不容忽視的是，生物制造從實驗室走向更加廣闊的市場，仍面臨多重挑戰(zhàn)。

    在上游端，生物制造的核心在于選拔、培育出合適的微生物菌種。北京化工大學生命學院博士生導師、教授陳必強將工業(yè)菌種類比為生物制造的“芯片”。

    “擁有一個菌種，就擁有一個產(chǎn)品；擁有一個先進菌種，就占領(lǐng)一個市場。”郭美錦表示，微生物菌種的“身體素質(zhì)”決定了最終生產(chǎn)的良品率以及生產(chǎn)成本。

    不過，目前國內(nèi)對于菌種的開發(fā)及準入審批仍存短板。陳必強表示，目前國內(nèi)對基因工程菌種制造的新產(chǎn)品準入審批速度較慢，一些新產(chǎn)品的審批過程較長。這無疑延緩了創(chuàng)新產(chǎn)品走向市場的速度，影響了產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的進程。完善和加速新菌種、新產(chǎn)品的準入機制，已成為生物制造從“產(chǎn)能優(yōu)勢”邁向“市場勝勢”的關(guān)鍵一環(huán)。

    在生產(chǎn)端，生物制造要從實驗室走向量產(chǎn)，還涉及工藝配比問題。郭美錦表示，要將實驗室搖瓶里表現(xiàn)優(yōu)異的菌種，放大到數(shù)萬升的生物反應(yīng)器中穩(wěn)定量產(chǎn)，并非易事。工業(yè)生物反應(yīng)器與實驗室搖瓶的環(huán)境天差地別，溫度、pH值、溶氧等條件的細微變化，都會引起微生物代謝反應(yīng)的劇烈遷移，從而直接導致量產(chǎn)失敗。

    此外，在終端市場，生物制造的大規(guī)模應(yīng)用還面臨著政策、市場與知識產(chǎn)權(quán)等方面的挑戰(zhàn)。

    一方面，生物制造的成本優(yōu)勢尚未完全顯現(xiàn)。桑濤表示，與其他新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期所經(jīng)歷的“陣痛”類似，生物制造只有跨越了萬噸級產(chǎn)能的門檻，其成本才具備競爭力，才能走向更廣闊的應(yīng)用市場。

    另一方面，對菌種工藝等知識產(chǎn)權(quán)的保護也亟待完善。江南大學產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院副院長康振向《證券日報》記者表示，當前國內(nèi)生物制造領(lǐng)域的專利申請數(shù)量快速增長，但知識產(chǎn)權(quán)保護的實際效能仍面臨挑戰(zhàn)。構(gòu)建一個高效、嚴格且具有國際視野的知識產(chǎn)權(quán)保護體系，對于保護企業(yè)創(chuàng)新成果、激發(fā)科研人員積極性、吸引長期資本投入至關(guān)重要。

    這場由微小菌株驅(qū)動的宏大制造革命，關(guān)乎萬億元級市場。當政策的陽光、資本的活水和技術(shù)的種子相遇，中國生物制造產(chǎn)業(yè)必將蓬勃發(fā)展。