生物化工产业发展分析

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生物化工产业是生物技术与化工技术两个产业交叉融合后形成的一个新型产业，依托绿色的生物转化平台，实现化学产品的工业化高效生产。随着生物技术快速发展，生物化工产业为传统化工产业注入了新的发展活力，开辟了新的发展方向和思路。近年来，欧美等发达经济体相继将生物经济提升到国家战略高度，旨在通过政府引导推进生物经济进一步发展壮大，确保其在全球处于领先地位。美国政府的《国家生物经济蓝图》文件中，明确将“支持研究以奠定21世纪生物经济基础”作为科技预算的优先重点。欧盟在《持续增长的创新:欧洲生物经济》中，将生物经济作为实施欧洲2020战略，实现智慧发展和绿色发展的关键要素［1］。在世界各国政府产业政策的引导下，资金、人才不断向生物化工产业聚集，产业技术集中度进一步提升，生物化工产业已经成为全球技术创新的高地。

1生物化工产业的特点与优势

生物化工将生物和化工两个重要产业有机融合，以生物细胞催化和转化为平台，利用化学工程技术和装备，将实验室规模的生物技术实现大规模的工业化，最终促进行业之间融合和发展，创造生产力和价值，在食品、饲料、化工、造纸、纺织、医药、生态修复等方面发挥积极作用。生物化工以生物技术为依托，通过化学工程手段实现工业化，重点突出以生物活性催化转化为核心，经过微生物代谢或酶的生物催化，将以生物质原料或传统化工初级原料转化为高附加值的生物、化学制品。生物化工产业具有绿色、安全、高门槛、高投入、长周期、高回报的特点。与传统石化产业相比，生物化工产业建立的是一种基于碳素循环利用的绿色经济模式。生物制造产品比传统石化产品平均节能30%～50%，减少环境影响20%～60%［2］。生物产业是我国战略性新兴产业的主攻方向，将来在化工领域20%～30%的化学工艺过程将会被生物技术过程所取代。

2我国生物化工产业发展情况

生物化工起源于第二次世界大战时期，抗生素的大规模生物发酵生产和应用是主要标志事件。我国的生物化工研究开发比较晚，始于20世纪80年代初，主要是中科院所及高等院校，经过30多年时间的不断发展，我国生物化工产业技术水平、规模、影响力均取得了很大程度的进步，生物发酵产品总产量居世界第一。每年生物能源代替化石能源用量超过3300万t标准煤，处于世界领先水平。在京津冀、长三角、珠三角等地，技术、资金、政策高度集中的生物化工产业集群逐渐形成。根据中国发酵产业协会统计数据，2018年我国淀粉糖产量超过1300万t，发酵氨基酸产量达到600万t，发酵有机酸产量245万t，发酵生产多元醇163万t，发酵制酶制剂145万t，发酵生产酵母36．6万t，功能发酵制品360万t，食用酵素产量超过15万t。其中，柠檬酸、赖氨酸、谷氨酸的产量和工艺居世界前列，新型生物酶制剂、酵母及其提取物、功能性发酵制品等产品的研究开发和应用也取得长足发展。随着我国以基因技术为代表的生物技术取得突破，我国生物化工产业正在形成鲜明的特点，逐渐实现从效仿、被动跟跑为主向领跑、自主研发和创新转变，从学术研究发表高质量论文为主向企业和市场实际需求转变，从实验室规模向工业化和自动化转变，从依靠经验为主向科学可控细胞代谢调控转变，从以国内市场需求为主向全球市场需求转变，逐渐建立了相对完善的生物化工产业发展体系。近年来，世界各国越来越重视生物产业布局和发展，而我国也出台了许多政策大力支持生物化工产业的发展，并在国家层面对我国生物化工产业的发展进行了规划。目前我国生物化工产业已经具备加快发展、在部分领域实现跨越式发展的良好基础。

3生物化工产业存在的问题及解决思路

虽然我国生物化工产业已经取得了巨大的成就，但我们仍然还要清醒地看到，中国生物化工产业发展也存在着诸多问题，例如研发投入严重不足，尖端人才缺乏，创新性的鼓励分配机制不够明确，开拓性、颠覆性的技术创新还不多，行业发展不平衡、不充分，存在短板现象，核心的菌种开发方面能力不强，产业化水平低，实验室技术实现工业化形成生产力的还不多，新产品技术储备少，研发周期长、研发速度慢，技术及装备水平还不能满足产业发展需求。目前，我国生物化工产业生态系统依然存在制约行业创新发展的政策短板，生物化工产业发展成果还不能满足人民群众对健康、绿色生活方式的迫切需求，我国要成为生物化工产业强国依然有很长的路要走。中国生物化工技术及产业想要实现跨越式发展，首先需要制定发挥战略引领和调节作用的顶层设计。进入21世纪，我国政府部门对生物产业的发展高度重视，先后出台了《关于印发促进生物产业加快发展若干政策的通知》《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006－2020)》《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《“十三五”生物产业发展规划》等一系列对生物产业利好的产业政策和措施，明确将生物产业定位为我国战略性新兴产业，在科技投入、税收激励、金融支持、政府采购等方面对生物产业项目给予大力支持和帮扶。发展规划指出，到2020年，生物产业规模达到(8～10)万亿元，生物产业增加值占GDP的比重超过4%，成为国民经济的主导产业［3］。就目前而言，各地方正在科技投入补助、研发平台构建、尖端人才引进等方面发挥重要作用，引导企业产业创新、人才激励创新，加快新旧动能转换，构建企业核心竞争力。其次，发展生物化工产业应以市场需求为导向，构建研发—中试转化—工业化推广转化完善的产业体系。生物化工基础研发是根基，是一切技术蓬勃发展的源头和理论支撑;生物化工中试转化是桥梁，起到承上启下的纽带作用，是检验基础研发成果的试金石;生物化工的工业化是生产力的具体体现，是创造财富，实现生物化工产业相关科技成果实现价值，满足社会需求的载体。最终，发展生物化工产业的发展壮大离不开人才的培育，特别是尖端人才。人才是第一资源，是一切生产力和财富的创造者，所有的科技史都已经证明，一流创新人才和一流的科学家，是推进科技创新和产业布局占据优势的关键所在。在人才储备方面，应注重人才培养和人才引进，要识才爱才敬才，不拘一格用人才，培育一大批在生物化工产业方面具有国际领先水平和战略视野的尖端人才、技术领军人才、青年技术能手和创新创业团队。

4生物化工产业重点发展方向

随着生物科技的进步及其向工业领域的快速渗透，生物化工产业掀起了新一轮的科技革命，特别是在生物医药、生物基新型材料、生物质能源方面尤为突出。4．1生物医药方面。《“十三五”生物产业发展规划》指出，以基因技术和细胞工程等先进技术突破为基础带来的革命性转变，将加快新型药剂的研发速度［4］。到2020年，实现医药工业销售收入4．5万亿元。医药工业事关国家安全、人民幸福安康，事关中国制造2025和国家战略性新兴产业等国家重大战略规划能否顺利落地和实施，医药工业的稳定持续发展对推进健康中国建设具有重要意义，而生物医药代表了医药工业最前沿的技术和发展方向，以基因技术快速发展为契机，以临床用药需求为导向，充分利用生物化工工程化技术平台，在肿瘤、重大传染性疾病、神经精神疾病、慢性病及罕见病等领域研发原创性治疗药物，加快创制研制新型抗体、蛋白及多肽等生物药，对我国加快建设生物医药强国具有重要的战略意义。4．2生物基新型材料方面。相比传统化学法，利用生物化工技术生产的生物基材料具有安全、绿色、环保、低能耗的特点，是一条可持续发展的道路。基于生物质来源的聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚氨基酸、聚四氢呋喃、聚有机酸、蛋白质纤维已经列入《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016版)》，为生物基材料下一步发展指明了方向。随着生物化工技术与传统化工的深入融合，生物基来源的聚酯、聚氨酯、尼龙、橡胶、多糖等新型材料已经成为规模化生产和示范应用的目标，并逐渐取代了传统的高污染低效率的化学法生产模式，利用生物化工技术生产的生物基材料已经在越来越多的领域展现出强大的生命活力。4．3生物质能源方面。我国是能源需求大国，利用生物化工技术，大力发展绿色的生物质能源，取代煤炭、石化等传统能源，是我国能源产业发展的重要方向。围绕能源安全、消费革命及大气污染治理等重大需求，我们必须要依靠科技，创新现有能源供应模式，提高生物质能源的应用领域和范围，提升生物质能源科技转化和产业化水平，推进利用以秸秆纤维素为原料，利用细胞合成、生物酶法转化生产燃料乙醇、丁醇等的示范工程，加大以纤维素为原料开发生物柴油等生物燃料的前沿技术的技术开发和资金投入力度，打造一批示范生产企业，推动生物质能源的市场应用，最终实现生物质能源在发电、供气、供热、燃油等领域的全面规模化应用。

5结语

随着生物技术的持续、深入发展，生物化工产业在国民经济中发挥出越来越重要的作用，深刻影响着人民群众衣食住行各个方面。为满足人民群众对健康、绿色生态等方面的迫切需要，必须深入落实国家相关产业政策，进一步加大在生物化工产业的研发投入力度，立足长远，以全球视野对生物化工产业进行布局和谋划，依靠科技创新驱动生物化工产业突破发展，规范生物化工产业产品国家标准，推动生物化工产品在食品、保健、医药、能源等领域的应用，努力打造经济增长新动能，为建设“健康中国”发挥重要的作用。

参考文献:

［1］王昌林，韩祺．着力推进生物产业供给侧结构性改革［J］．中国生物工程杂志，2017(37):5－8．

［2］2013～2014年世界塑料工业进展［J］．塑料工业，2015(3):1－40．

［3］杜焕来，杨鲲鹏，刘建军．关于推进河南省生物产业跨越式发展的研究［J］．创新科技，2018(11):14－17．

［4］曲婉，蔺洁．中国医药制造业国际竞争力评价［J］．科技中国，2018(4):43－52．

作者:苟万晓 单位:义马煤业集团煤生化高科技工程有限公司