近年來，隨著全球氣候變化、環(huán)境危機(jī)、能源資源短缺等問題的日益凸顯，以化石資源為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)鏈條正在進(jìn)行著一場綠色變革。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一，在合成生物技術(shù)的推動下，全球生物制造技術(shù)發(fā)展速度迅猛，目前已取得了數(shù)量眾多的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)化成果，廣泛應(yīng)用于化工、飼料、材料、食品、能源等許多重要的工業(yè)制造領(lǐng)域。

生物制造技術(shù)是利用微生物或者酶將淀粉、葡萄糖、脂肪酸、蛋白甚至纖維素等農(nóng)業(yè)資源轉(zhuǎn)化為化學(xué)品、燃料或者材料的技術(shù)，具有投入小、見效快、產(chǎn)出大等特點(diǎn)，較少地受到生物倫理、生物安全、氣候變化與環(huán)保政策等風(fēng)險(xiǎn)因素的影響，具備很強(qiáng)的工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定性。

與傳統(tǒng)化工制造相比，以生物制造技術(shù)為核心的生物制造產(chǎn)業(yè)通常以可再生生物資源為原料，可擺脫石油資源依賴，降低能耗，大幅減少二氧化碳、廢水等污染物排放，具有高效、綠色、可持續(xù)的優(yōu)勢特性，據(jù)世界自然基金會（WWF）估測，到 2030 年，生物制造技術(shù)每年將可降低 10 億至 25 億噸的二氧化碳排放。
 

生物制造產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)即合成生物技術(shù)，是在工程學(xué)思想的指導(dǎo)下，利用基因組測序、生物工程、化學(xué)合成和計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù)進(jìn)行生命設(shè)計(jì)與合成再造，開創(chuàng)了全新的科學(xué)研究模式。在生物制造產(chǎn)業(yè)化階段，由于微生物細(xì)胞或酶的原有生物系統(tǒng)限制，工業(yè)化生產(chǎn)過程中往往會遇到許多技術(shù)瓶頸。

在合成生物學(xué)的基礎(chǔ)上，研發(fā)人員可以利用基因合成、基因編輯、途徑組裝與優(yōu)化、細(xì)胞全局優(yōu)化等技術(shù)，創(chuàng)建全新的細(xì)胞工廠，突破原有生物系統(tǒng)的限制，創(chuàng)造出更加符合產(chǎn)業(yè)化的新型生物系統(tǒng)，加速科技成果的工業(yè)化進(jìn)程。隨著合成生物學(xué)等的不斷進(jìn)步，生物制造產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)不斷取得突破，部分生物制造技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化與產(chǎn)業(yè)化。未來，隨著合成生物學(xué)等新技術(shù)的迅速突破，其將進(jìn)一步與生物制造產(chǎn)業(yè)滲透融合，成為生物科技領(lǐng)域基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際社會經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)，為生物制造行業(yè)帶來全新的發(fā)展機(jī)遇。

JOY1-1000平行生物反應(yīng)器

同時(shí)，軟、硬件的結(jié)合是平行生物反應(yīng)器的靈魂，是平行生物反應(yīng)器與多個(gè)獨(dú)立反應(yīng)器聯(lián)用的根本區(qū)別。
 

PART-01

{國際市場概況}

近年來，歐美等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體紛紛聚焦生物經(jīng)濟(jì)，在促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，進(jìn)一步鞏固其領(lǐng)先地位。美國《生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化：加速先進(jìn)化工產(chǎn)品制造路線圖》提出在未來十年（2015～2025 年），將通過生物學(xué)方法合成化工產(chǎn)品的能力逐步改善，提升到與傳統(tǒng)化工方法相媲美的程度。

歐洲《工業(yè)生物技術(shù) 2025 遠(yuǎn)景規(guī)劃》提出向生物技術(shù)型社會華麗轉(zhuǎn)身，力爭于 2025 年實(shí)現(xiàn)生物基化學(xué)品替代傳統(tǒng)化學(xué)品 10%～20%，其中化工原料替代6%～12%，精細(xì)化學(xué)品替代 30%～60%。世界經(jīng)合組織（OECD）預(yù)測至 2030年，將有 35%的化學(xué)品和其它工業(yè)產(chǎn)品來自生物制造，生物制造在生物經(jīng)濟(jì)中的貢獻(xiàn)率將達(dá)到 39%，超過生物農(nóng)業(yè)（36%）和生物醫(yī)藥（25%），且將有 25%的有機(jī)化學(xué)品和 20%的化石燃料由生物基化產(chǎn)品取代，基于可再生資源的生物經(jīng)濟(jì)形態(tài)終將形成。

據(jù) CB Insights 數(shù)據(jù)，2019 年全球生物學(xué)市場規(guī)模達(dá)到了 53 億美元，預(yù)計(jì)到2024 年將達(dá)到 189 億美元，年復(fù)合增長率約為 28.8%。根據(jù) Data Bridge MarketResearch 分析數(shù)據(jù)顯示，合成生物學(xué)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將在 2020 年至 2027 年的預(yù)測期內(nèi)持續(xù)增長，2027 年合成生物學(xué)市場規(guī)模將達(dá)到 302.8 億美元，在上述預(yù)測期內(nèi)年復(fù)合增長率約為 23.63%。2020 年 6 月，全球管理咨詢公司 Mc-Kinsey 發(fā)布的報(bào)告《The Bio Revolution》，明確指出“未來 60%的工業(yè)產(chǎn)品都可以通過生物技術(shù)進(jìn)行制造，在未來 10-20 年內(nèi) 4 萬億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值將由合成生物主導(dǎo)。”
 

PART-02

{我國市場概況}

合成生物學(xué)是 21 世紀(jì)初新興的生物學(xué)研究領(lǐng)域，在化工、飼料、材料、食品、能源等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著國內(nèi)對于合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加大，將會為我國生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境。

2021 年 10 月，國務(wù)院印發(fā)的《2030 年前碳達(dá)峰行動方案》明確提出，“十四五”期間，綠色低碳技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用取得新進(jìn)展，綠色生產(chǎn)生活方式得到普遍推行，有利于綠色低碳循環(huán)發(fā)展的政策體系進(jìn)一步完善。“十五五”期間，綠色低碳技術(shù)取得關(guān)鍵突破，綠色生活方式成為公眾自覺選擇，綠色低碳循環(huán)發(fā)展政策體系基本健全。

到 2030 年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到 25%左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比 2005 年下降 65%以上，順利實(shí)現(xiàn) 2030 年前碳達(dá)峰目標(biāo)。根據(jù)中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所、上海生命科學(xué)信息中心、上海市生物工程學(xué)會整理、麥肯錫研究數(shù)據(jù)顯示，到 2040 至 2050 年，直接應(yīng)用合成生物學(xué)可以將年平均人為溫室氣體排放量在 2018 年排放水平基礎(chǔ)上減少 7%至 9%。合成生物技術(shù)對于我國碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)以及未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有革命性的意義。

2022 年 5 月，我國《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中提出到 2025 年，生物經(jīng)濟(jì)增加值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重穩(wěn)步提升，生物醫(yī)藥、生物醫(yī)學(xué)工程、生物農(nóng)業(yè)、生物制造、生物能源、生物環(huán)保、生物技術(shù)服務(wù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位顯著提升。生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域市場主體蓬勃發(fā)展，年?duì)I業(yè)收入百億元以上企業(yè)數(shù)量顯著增加，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)快速成長。

文章部分來源：思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 華恒生物

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