这三个行业已为生物工业革命做好准备

A biochemist at work, illustrating the potential of the bioindustrial revolution.
A bioindustrial revolution could transform industrial production.Image: Cauldron/Lucas Martin
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  • 最多可达全球经济物质投入的60%有可能通过生物方式生产,为重塑工业生产提供变革性机遇。

  • 但是,要充分发挥生物基经济的潜力,生物工业制造必须大幅扩大规模。

  • 随着各国加大对生物经济的投资,协调一致的国际方法对于发挥生物制造的潜力、确保未来具备韧性而言将至关重要。

生物技术的工业应用可生产种类繁多的产品,从食品配料到特种化学品和先进生物材料不等,有望加速向资源利用效率更高、更具韧性的全球经济转型。据估计,最多可达全球经济物质投入的60%原则上有可能通过生物方式生产,为重塑工业生产提供变革性机遇。

但是,要充分发挥生物基经济的潜力,生物工业制造必须大幅扩大规模。面向主流应用的生物产品,例如发酵配料,在实现单位经济效益方面仍面临挑战,这是广泛采用的必要条件。要降低成本并提高产量,需要进行重大投资,以改进微生物发酵工艺、开发新一代生物生产技术,并建设区域生物制造产能。

在供应链冲击、贸易争端和全球卫生威胁频发的世界里,生物制造不仅是一项经济机遇,更是一项战略必需。

世界各国政府日益认识到这一必需性。包括美国、英国、中国和印度在内的国家正在加快推进国家生物经济战略,为国内生物制造提供有针对性的支持。这些举措包括投资研发基础设施、生物加工设施、人才培养和监管精简。此类努力旨在加速商业化进程,并确保关键生物产品能够在国内可靠生产,从而缓冲经济体受国际冲击的影响。

为生物工业革命做好准备的行业

1. 食品

传统农业体系与全球贸易深度交织,因此既易受生物威胁影响,也易受地缘政治不稳定影响。近期高致病性禽流感迅速蔓延,已影响全球超过1.69亿只家禽,推高了鸡蛋价格至历史高位,并暴露出供应链的脆弱性。若与贸易中断叠加,这些影响可能进一步放大,演变为国家粮食安全问题。

生物制造通过精准发酵技术实现关键食品成分的国内生产,从而应对这一风险,例如蛋清中的主要蛋白质卵白蛋白。工程化微生物在生物反应器中生成这些蛋白质,为传统畜牧业提供一种可扩展、抗疾病能力强的补充。这一方法有助于加强粮食安全,并在未来面临冲击时为食品体系提供更稳定的基础。

2. 化学品

全球化学品供应链面临地缘政治风险,主要原因在于化学品生产集中于少数关键地区,包括德国、中国和中东。关键材料依赖跨境运输,加大了中断风险,并可能波及整个制造生态系统。生物制造提供了一种具有吸引力的生物解决方案:可利用工程微生物大规模生产特种化学品。这为化学品制造实现国内自给自足提供了一条路径,并减少对不稳定的国际贸易路线的依赖。

3. 关键矿产

锂、钴和稀土元素的需求正急剧上升,这由清洁能源转型以及电动汽车、电池和现代电子产品的扩张所驱动。然而,这些矿产的开采和精炼集中于少数国家,且往往面临地缘政治风险。通过生物采矿(一种先进的矿物回收技术,利用工程微生物从低品位矿石或采矿废料中提取金属),各国能够比传统方法更高效地生产这些关键矿产。通过投资国内生物采矿产能,各国可以实现矿产来源多元化,并使关键行业免受外部冲击。

总之,在各国日益重视建立更具韧性、更加多元化的供应链之际,生物制造正成为全球经济的基石。随着各国加大对生物经济的投资,协调一致的国际方法(辅以公私合作)对于发挥生物制造的全部潜力、确保全人类拥有更具韧性的未来而言将至关重要。

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