“十五五”时期我国生物制造产业发展思路

中国电子信息产业发展研究院 消费品工业研究所二O二五年四月二背景u中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉的人工合成方面取得重大突破性进展，相关工作于2021年9月24日发表于国际顶尖杂志《科学》。u首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，生产淀粉不再依赖光合作用。二生物制造是科技创新与产业革命的关键领域3Ø 随着基因检测成本“超摩尔定律”般下降，以及基因编辑技术快速发展，可以低成本优化或重塑生物生产过程，合成生物等先进生物制造技术产业化应用成为可能。Ø 未来，生物制造技术将进一步与工程技术、信息技术、材料科学等深度交叉融合，是全球新一轮科技革命和产业变革战略制高点。02000000040000000600000008000000010000000012000000020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020单个基因成本摩尔定律111571728395487 1453306971346229132524311533762275201010002000300040005000600070000203040506070809101112131415161718192021YTD2020 年，基因编辑技术研究在6200多份科学出版物中被广泛提及，而十年前还不到100 份。基因测序成本从21 世纪初的数亿美元降到今天的数百美元，下降了大约100 万倍。图：基因测序成本变化趋势图：基因编辑技术研究逐年增长以葡萄糖为例，传统生产方式只能通过扩产能来提升产量，未来生物制造方式可以主要通过提升生产效率来提升产量，有效突破扩大生产规模瓶颈，大幅降低成本，对现有生产方式产生颠覆性影响。二生物制造是制造业做大做强的重要抓手Ø 生物制造是以前沿生物科学为基础，以先进工业生物技术为核心，利用生物体机能改造现有制造过程，或利用生物质资源进行能源、材料与产品生产的新型制造方式。国家生物制造产业规模（元）占工业增加值比重数据来源中国1万亿2.4%根据国家统计局数据整理美国3万亿11%《2023年美国商务部生物经济有关报告》欧盟（含英国）5万亿6.2%《2008-2018年欧洲生物经济数据》日本0.3万亿3.2%日本经济产业省数据生物制造示意图Ø 1998年，“21世纪制造业挑战展望委员会”主席勃林格（J.Bollinger）首次提出“生物制造”的概念。Ø 2005年，世界经合组织（OECD）在其《生物技术在工业可持续发展中的应用》报告中提出至2030年，生物制造产业的经济和环境效益将在生物经济中的贡献率达到60%以上。Ø 2012年，美国《国家生物经济蓝图》将以基因组学、合成生物学为代表的生物制造技术作为重点发展领域加以支持。Ø 2014年，欧盟《工业生物技术工业路线图》提出生物制造技术的主要研究与发展方向，并提出在 2030年将生物基产品或可再生原料替代份额增加到25%的发展目标。Ø 2019年，日本《生物战略2019》强调“力争通过发挥日本的生物制造优势并融合IT技术，为开拓和扩大市场、解决社会问题及实现可持续发展目标等做贡献”。生物制造可以看作是“DNA层面的编程”，前端为细胞的改造，后端为生物发酵生产。注：现代生物制造包括氨基酸、有机酸、多元醇等食品原料及添加剂行业、基因工程药物、合成天然产物等医药行业、生物基再生纤维、生物基合成纤维、微生物纤维纺织等化纤行业、生物基化学品、生物基塑料、生物基橡胶等化工行业、燃料乙醇、生物柴油、生物天然气等燃料行业以及酶制剂等其他行业。二生物制造是实现碳中和的重要支撑二生物制造是国家发展安全的重要保障p 为国家生物安全治理、应对重大新发突发传染病、动植物疫情以及潜在的生化武器威胁提供技术、产品、装备和解决方案。生物安全健康安全粮食安全p 基于基因工程、干细胞培养、3D打印的动物蛋白人工合成技术能够实现富营养的肉、蛋、奶制品的连续供应，一碳转化技术能够实现淀粉的人工合成，颠覆性重构人类食物链。p 农业产品和食品一旦实现工业生物制造，将有效缓解粮食安全压力。p 通过基因工程药物、疫苗、生物诊断试剂等生物产品的创制，提升疾病预防和治疗水平，进一步提高生命质量。p 通过生物制造方法提高药物、药材的生产效率，进一步降低药品成本，实现稀缺药材的人工合成。二全球生物制造产业重点发展方向及分布全球主要国家生物制造技术体系及应用案例二我国生物制造产业应用和发展概况“十五五”是我国生物制造全面崛起的关键时期“十五五”时期我国生物制造的发展思路“十五五”时期应加快发展“7+1”生物制造产业体系赛迪研究院消费品工业研究所 通讯地址：北京市海淀区万寿路27号院1号楼25层 邮政编码：100846 联 系 人：李博洋 联系电话：13581792280 传 真：010-68209616 网 址：http://www.ccidthinktank.com 电子邮件：liboyang@ccidthinktank.com思想，还是思想，才使我们与众不同研究，还是研究，才使我们见微知著