生物制造提供了一种强有力的方式，通过利用植物以二氧化碳和阳光生产的葡萄糖，实现商品的脱碳。
世界无法通过发酵生产足够廉价的葡萄糖来替代石油基产品，因此需要替代来源。
相反，我们可以转化农业食品供应链各环节的废物流，以经济可靠的方式生产葡萄糖，用于生物制造。
生物制造为日常商品脱碳提供了一种强有力的方式。我们无需以石油作为碳源，而是可以利用植物以二氧化碳和阳光生产的葡萄糖。
但规模化存在一个根本性问题。世界无法通过发酵生产足够廉价的葡萄糖来替代石油基产品。要满足这一需求，大约需要三分之一的耕地来种植玉米或小麦以生产葡萄糖。
生物制造的前景——即利用生物体和细胞生产分子或其他生物材料，进而制造材料、化学品和食品等产品——其受限之处并非技术本身，而是世界上来自单一作物的廉价葡萄糖供应有限。
生物制造作为食物浪费解决方案
解决方案其实就在眼前：我们的农业食品供应链。通过将农业食品供应链中未被充分利用的废物流转化为高价值收入来源，我们可以在不与耕地竞争的前提下，以经济可靠的方式共同生产葡萄糖。这使各国能够利用多样化的农业残余物建立本地生物制造能力，而不再仅仅依赖大宗商品作物。
然而，这一方法尚未奏效，原因很简单。生物质创新传统上聚焦于与乙醇供应链相关的农业残余物，包括玉米秸秆、甘蔗渣和林业废弃物。这些原料之所以被选中，主要是因为它们数量充足，且与乙醇生产等现有发酵供应链相邻。
与此同时，食品加工废弃物历来被忽视，主要原因是其含水量高，易腐烂且运输成本高昂。然而，这些废弃物含有可与葡萄糖一同提取的有价值化合物：抗氧化剂、纤维、有机酸、木质素、蛋白质和油脂。
如果在产生废弃物的地点进行生产，便可以应对易腐性和运输方面的挑战，这些产品将从根本上改变经济性。食品加工企业无需再为废弃物处理付费，而是可以获得一系列新的创收产品。
这正是突破所在：具有内在价值的废物流可以为生物精炼产能的建设提供资金，从而建成能够在市场条件需要时大规模生产具有成本竞争力葡萄糖的设施。
除经济层面外，这一方法还解决了另一项关键挑战。化学品和材料的全球供应链高度集中，通常依赖于少数拥有石油资源、大片农业用地或畜牧业的国家。这种集中性增加了风险，并限制了韧性。
然而，无论一国的自然资源如何，每个国家都会产生食物浪费。城市中心、食品加工企业、配送枢纽和农业地区都会持续产生大量副产品、修剪物以及被拒收或不符合规格的材料。据估算，农业和食品加工废弃物的数量为每年超过十亿吨。
通过将这些本地废物流转化为葡萄糖生产的原料，各国可以在不依赖石油、单一作物或巨大土地占用的情况下，建立独立的分布式生物制造能力。这将开辟通往生物基化学品、材料、食品、营养成分以及医药和工业流程所需关键投入品的新国内路径。
循环食品体系的商业效益
除了助力本地制造业之外，循环食品体系最容易被忽视的益处在于，它能够创造极具盈利能力的商业模式。如今，食品加工企业往往需要为废弃物处理付费，这些成本侵蚀利润率，并造成运营效率低下。
对生物质进行增值利用，可以彻底扭转这一经济状况。废弃物不再是成本中心，而是成为一项创收资产，其利润率往往高于核心食品产品本身。
功能性纤维、天然着色剂、有机酸、风味化合物、抗氧化剂和蛋白质等产品，如今都具有可观的市场价格。随着全球人口预计将于2050年增至98亿人，对更清洁产品和成分的需求只会持续增长。
当这些产品与核心业务的产品同步提取时，其经济效益极具吸引力，以至于生物质增值利用能够显著提升企业盈利能力。
对食品行业而言，这意味着新的经常性收入来源、更低的废弃物处理和物流成本，以及产品多元化与韧性。然而，或许最重要的是，作为变革的推动力，这一可持续解决方案与盈利能力直接一致。
简而言之，这对气候、食品加工企业以及整个食品行业而言都是实实在在的双赢。增值利用不仅能强化气候影响，还能增强整个食品行业的最终盈利能力。
从过往失败中汲取教训
在一片乐观之中，回顾历史同样重要。多年来，企业一直试图将废弃物衍生葡萄糖商业化，但几乎所有尝试都以失败告终。原因并非技术存在缺陷，而是经济模型存在缺陷。
作物选择至关重要。玉米秸秆、木屑以及其他木质纤维素材料——这些材料富含 纤维素、半纤维素和木质素——并不含有高价值的联产品。它们需要昂贵的预处理，且产出的价值相对较低。若缺乏高价值产品来抵消规模化和加工成本，其经济性将永远无法与廉价且有补贴的玉米糖竞争。
早期的大多数尝试还将废弃物衍生葡萄糖与乙醇生产挂钩，由此产生了双重劣势。这种糖必须与受到大量补贴的玉米糖在价格上竞争。一旦这种糖被转化为乙醇，它又必须与同样受到大量补贴的石油基燃料竞争。
建设新生物精炼厂所需的资本密集度意味着，新技术需要直接与根深蒂固的现有企业竞争，而这些企业依靠数十年的政策扶持和已完全折旧的资产维持地位。事后看来，失败并非技术问题，而是经济设计问题。
无论技术多么高效，当现有企业享有规模优势、补贴和已完全折旧的资产时，突破性技术都无法在价格上胜过它们。这正是众多生物精炼和生物制造项目在商业化过程中举步维艰的原因。
为废弃物衍生葡萄糖重新设计体系
我们无需在价格上与受补贴的燃料或作物竞争。我们需要重新设计方法，使废弃物衍生葡萄糖不再是在扭曲的大宗商品市场中相互竞争的独立产品，而是以食物浪费为基础、多元化高价值生物精炼厂的多种产出之一。
诸如Hyfé等公司正通过将食品加工副产品转化为有价值的成分，率先推动这一转变。与葡萄糖一同生产高端产品，将从根本上改变经济性。从随处可见的废物流中获取葡萄糖可加速规模化，而当食品体系提供原料时，生物制造将变得全球分布、更具韧性且经济可行。
过去将废弃生物质转化为价值的尝试或许未能达到预期，但废弃物衍生糖对我们的未来至关重要。通过以全新视角重新思考这一问题，我们能够开辟一条切实可行、具有经济变革意义的道路，实现生物制造长期以来的承诺。
