生物制造：驱动未来产业变革的绿色引擎
在全球产业格局深刻变革的当下，生物制造作为战略性新兴领域，正以前所未有的潜力重塑制造业的底层逻辑。中国工程院院士谭天伟提出的“30万亿级市场”论断，不仅揭示了生物制造的经济规模，更凸显了其作为国家战略竞争力的核心地位。从能源转型到粮食安全，从材料革命到碳减排，生物制造凭借其多维度、跨领域的颠覆性特质，成为推动可持续发展的关键力量。
技术内核：生物制造的创新基石
生物制造的核心在于利用生物体或其组成部分（如酶、细胞）进行物质加工与合成。与传统工业依赖化石原料、高能耗工艺的模式不同，生物制造通过合成生物学、酶工程和代谢工程等技术，构建高效细胞工厂，实现从可再生资源到高值产品的绿色转化。例如，利用微生物合成青蒿素、人造蛋白等复杂分子，不仅大幅提升生产效率，更显著降低环境负荷。
第三代生物制造技术的突破，进一步拓展了原料边界。通过将工业排放的二氧化碳作为碳源，结合光电催化与生物转化，实现“从废气到产品”的闭环生产。这种“负碳”技术路径，既缓解温室效应，又创造经济价值，形成资源循环利用的创新范式。与此同时，人工智能与自动化技术的深度融合，加速了菌种设计、工艺优化与生产控制的智能化进程。机器学习算法能够预测代谢通路、优化酶结构，使生物制造从“试错型”研发迈向“精准设计”时代。
产业应用：多领域协同突破
生物制造的应用已渗透至能源、化工、医药、农业等关键领域，展现出强大的替代与升级潜力。在材料行业，聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等生物基塑料逐步替代石油基产品，其全生命周期碳排放降低30%以上，且具备可降解特性，有效缓解白色污染问题。在健康领域，通过微生物发酵生产透明质酸、胶原蛋白等活性成分，成本降至传统提取法的十分之一，推动功能性护肤品与医疗器械的普及。
农业板块的生物制造应用同样引人注目。基于昆虫信息素的生物农药替代化学药剂，实现病虫害绿色防控；微生物固氮技术减少化肥使用，提升土壤健康度；细胞培养肉与人造蛋白的工业化生产，则有望突破耕地资源限制，构建不受气候影响的“垂直农场”。据测算，若人造蛋白技术覆盖我国大豆进口量的30%，可节约耕地超2亿亩，显著增强粮食自主供给能力。
挑战与瓶颈：自主创新迫在眉睫
尽管前景广阔，我国生物制造仍面临多重挑战。在技术层面，核心菌种与酶制剂依赖进口，自主知识产权覆盖不足。例如，工业酶制剂市场被诺维信、杜邦等国际企业垄断，高端菌种改造平台受制于专利壁垒。生物过程放大与优化同样存在短板，反映在反应器效率、过程控制精度与欧美领先水平存在代际差距。
产业生态方面，跨学科人才缺口、中试平台缺乏、资本市场耐心不足等问题制约技术转化。生物制造项目研发周期长、风险高，与传统互联网或硬件投资的快回报模式形成鲜明对比。此外，法规政策滞后于技术发展，如二氧化碳衍生食品的安全性评估、合成生物产品的标签制度等尚未完善，可能延缓创新产品的市场化进程。
全球竞争：战略布局决定未来格局
国际社会已围绕生物制造展开激烈角逐。美国发布《生物经济蓝图：实现可持续发展和气候目标》，计划通过生物制造替代90%以上的石化塑料与燃料；欧盟依托“地平线欧洲”计划，投入120亿欧元支持工业生物技术研发，并借助碳边境调节机制（CBAM）构建绿色贸易壁垒。日本味之素、德国巴斯夫等企业则通过长期研发投入，在氨基酸、维生素等细分领域形成全产业链优势。
面对国际竞争，我国需构建“技术-产业-政策”协同推进体系。在技术端，重点攻关二氧化碳生物转化、单细胞蛋白合成等前沿方向，突破核心工具酶与生物反应器的自主化；在产业端，推动生物制造与化工、材料等传统产业融合，建设跨区域产业集群；在政策端，完善碳定价机制与绿色产品认证体系，激发市场主体参与动力。
结语：迈向生物制造强国之路
生物制造不仅是技术革命，更是文明演进的重要推力。它将人类从依赖化石资源的工业文明，导向基于可再生资源的生态文明。正如谭天伟院士所言，抓住生物制造，就是抓住新一轮科技革命与产业变革的历史机遇。通过强化顶层设计、集聚创新资源、深化国际合作，我国有望在这一30万亿级赛道中实现从跟跑、并跑到领跑的跨越，让生物制造成为高质量发展的重要支柱。
