数据显示，“十四五”期间，我国生物制造产业总规模达1.1万亿元，生物发酵产品产量占全球70%以上。其中食品及添加剂、生物制药等细分领域年产值超4000亿元，推动生物制造成为新的经济增长点。

　　从实验室的“细胞工厂”到万吨级生产线，从可降解材料到人工合成淀粉，连续3年被写入政府工作报告的生物制造正加速从概念走向现实。

　　“得益于合成生物学的快速发展，生物制造在食品、医药、能源等领域已展现出与传统制造相当的竞争力，呈现出部分替代传统石油基生产路径的趋势，成为催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力的关键力量。”清华大学合成与系统生物学中心主任、教授陈国强在接受《中国报道》记者采访时说。

　　生物制造，这一由生物技术与先进制造深度融合的颠覆性范式，已成为全球新一轮科技革命和产业变革的制高点，是继农业经济、工业经济、数字经济之后的第四次产业浪潮。

　　中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟表示，在过去几年间，世界各国和地区充分认识到生物制造成长于发酵产业，但不等同于传统发酵产业，是传统发酵产业和合成生物学前沿技术高度耦合的新型产业。

　　麦肯锡全球研究院数据显示，全球经济中高达60%的物质产品可以通过生物途径生产。在2030年至2040年间，生物合成技术每年将产生约2万亿至4万亿美元的直接经济影响。这一预测涵盖了医疗健康、农业、消费品、材料、化学品及能源等多个领域。

　　中国电子信息产业发展研究院副院长朱敏在2026中关村论坛年会上介绍，据预测，2050年生物制造有望创造30万亿美元的经济价值，占全球制造业的1/3。

　　2022年以来，美国签署启动“国家生物技术和生物制造计划”行政令，发布《美国生物技术和生物制造远大目标》等一系列战略政策，构建覆盖DNA合成、AI生物设计、生物铸造厂的全链条体系，意在完全掌控生物技术和生物制造全产业链，到2030年生物基产品将替代25%的有机化学品和20%的化石燃料。

　　欧洲《工业生物技术2025远景规划》提出向生物技术型社会转身，到2025年，生物能源替代化石能源20%，化工原料替代率6%—12%，精细化学品替代率不低于30%。到2030年，使用可再生原料的比例占到：总体化学生产原料的30%，高附加值的化学品和聚合物的50%，大宗化学品的10%，运输能源的25%。

　　我国早在2007年发布的《生物产业发展“十一五”规划》中就率先将“生物制造”列为重点发展方向。2015年，《中国制造2025》将生物制造列为推动制造业转型升级的重点方向之一，明确提出要发展高性能生物制造装备、推进生物工艺替代传统化工工艺，推动绿色低碳制造体系构建。

　　2021年发布的《“十四五”生物经济发展规划》强调要加快合成生物学、基因编辑等前沿技术攻关，建设一批生物制造产业园区和中试平台，推动生物制造向高端化、规模化、集群化发展。这是我国首次将生物制造明确列为生物经济领域的战略性新兴产业。

　　2024年，生物制造首次被写入政府工作报告，如今被列入“十五五”规划纲要。“十五五”时期是我国基本实现社会主义现代化全面发力的关键阶段，承前启后的历史方位决定了生物制造将迎来发展的历史黄金期。

　　“生物制造将重塑相关领域的产业链。生物制造领域的优势不仅可以解决供给的问题，还将在国际竞争上占据主动。”中国医药生物技术协会副理事长吴朝晖告诉《中国报道》记者，我国生物制药产业的核心竞争力是系统集成了制度、人才、临床资源、快速迭代工程化能力后的“中国速度”和成本控制优势。目前我国生物制药在双抗、ADC药物和细胞治疗等方面已经达到国际领先水平。

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　　“我国生物制造产业呈现出‘国家战略引领、大规模市场应用、全链条协同推进’的鲜明特色。”国家发展改革委宏观经济研究院研究室主任、研究员张林山认为，与欧美国家聚焦前沿和高附加值细分领域不同，我国的发展路径更注重与国家重大需求相结合，在大宗化学品绿色替代、粮食安全保障等领域展现出更强的系统性和规模效应。

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　　在人类工业文明的进程中，石化与煤化工曾以高效、低成本的特性，支撑起数百年的物质繁荣。然而，这种高度依赖化石资源的传统模式，也埋下了产业链冗长、碳排放高企、污染风险加剧的结构性隐患。

　　塑料污染作为全球性问题，正是这一矛盾的集中体现。为破解不易降解的石化塑料带来的“白色污染”，科学家们持续探索可降解替代材料，而生物制造是其关键路径。

　　在众多生物基材料中，PHA（聚羟基脂肪酸酯）作为一类完全可降解的新型生物材料，凭借其可低成本、全生物合成的特性，成为目前理想的碳中和生物降解材料。

　　△ 在北京顺义微构工场PHA 柔性智造线 ，研发工程师正在对微生物进行最初的定向改造，以赋予菌株最理想的功能。

　　陈国强表示，PHA制品进入土壤、海洋等自然环境后，约1—3年即可实现完全自然降解，相比普通塑料动辄数百年的降解周期大大加速。同时，纯PHA产品对海洋和陆地动物无害，甚至可以被动物食用。

　　“通过嗜盐菌生物制造技术，我们已经实现了让PHA真正具备大规模替代石油基材料的产业竞争力。”陈国强说，这一颠覆性技术，既契合绿色发展要求，更从根本上破解了“材料发展与环境保护对立”的行业难题，为全球生物基材料规模化落地提供了可行路径。

　　在陈国强团队的实验室里，生物制造的触角已延伸至医学的深水区。目前，PHA家族中的P4HB已经作为手术缝线，在美国获批进入临床。此外，由于PHA具有多种结构，还被看好用于开发软骨修复材料、神经导管、人工食道等。

　　产业化进程同样取得突破。微构工场董事长徐绚明告诉《中国报道》记者，中国已建成全球领先的万吨级PHA生产线，形成多品类、高性能、低成本的材料矩阵，已跻身全球PHA产业第一梯队。

　　更重要的是，生物制造具有显著的低碳特征，是实现“双碳”目标的重要途径。当前我国石化与煤化工产业年碳排放总量接近9亿吨，占工业总排放量的比例约为23%。谭天伟指出，生物制造凭借“可再生碳源利用—低碳工艺设计—产品碳封存”的全生命周期负碳特性，成为实现碳中和的关键路径。

　　相关研究进一步印证了其减排潜力。世界经合组织对6个发达国家进行分析的结果表明，生物制造技术的应用可以降低工业能耗15%—80%，降低原料消耗35%—75%，减少空气污染50%—90%和水污染33%—80%，生产成本降低9%—90%。世界自然基金会预测，到2030年，工业生物技术每年可降低25亿吨的二氧化碳排放量。

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　　曾被视为合成生物制造领域标杆的美国Amyris公司，利用生物发酵法生产尼烯替代石油基航空燃料。虽然实验室取得优异实验结果，但该公司发现产品的大规模应用及推广不及预期，无法复现实验室结果，最终在2023年申请了破产保护。这给所有从业者敲响了警钟：实验室研究成果向工业化生产转化过程中仍面临着重大障碍，尤其是中试放大阶段。

　　△ 在北京顺义微构工场PHA柔性智造线，工作人员正在将菌种加入到透明发酵罐中，微生物将在这里吸收养料生长。

　　“实验室阶段能够取得初步成功，但在放大到工业化生产规模时，会遇到很多复杂问题，如发酵罐内部环境参数的差异（如通气、pH值、压力、温度、营养成分等）。”陈国强说，但即使有了合适的菌株，也需要获得底盘细胞，跨过生产验证难关，才能实现实验室生物制造成果的产业落地。

　　多位受访专家表示，除了中试放大的挑战，我国生物制造产业在“芯片”——底盘细胞的研发以及基因编辑创新技术等底层领域也存在短板。

　　谭天伟指出，未来生物制造的发展需要做好顶层设计，从全产业链的视角去设计合成生物制造产业“原料－催化剂—过程—产品”等协同发展的行业技术体系。

　　中国科学院院士徐冠华认为，要集中研究力量和科研资源，实现底层技术、装备与原料的自主可控。他建议，加大合成生物学底层技术，如DNA测序与合成、基因组设计构建、基因编辑等，攻克关键核心技术难题；大力发展底层原料，包括高质量的DNA合成原料、工具酶、工业酶、生物试剂等，重视从极端环境中挖掘新型工具酶与工业酶的策略；加大核心装备研发力度，如开发高通量、低成本DNA合成仪等；通过技术、设备、平台的迭代优化，建立规模化与自动化的合成生物学平台，通过规模集聚效应降低应用端成本，构建良好产业生态。

　　技术的突破离不开资本的“耐心”与人才的“活力”。吴朝晖表示，必须解决源头创新的问题，引导资金投早、投新，完善资本退出机制和创新产品的支付机制，建立“创新有人投、创新有回报”的良性循环。此外，多位专家表示，生物制造产业兼具生物、工程、信息等多学科交叉融合的特点，建议青年人才从事交叉科学研究，参与国际合作项目，促进人才的全球流动。