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中国正引领生物制造:这对新的工业时代意味着什么?

生物制造正从独特的气候解决方案,转变为全球经济的基础。 Image: 路透社/Lang Lang

Janka Oertel
Distinguished Policy Fellow, European Council on Foreign Relations (ECFR)
Massimo Portincaso
Co-Founder and Chief Executive Officer, Arsenale Bioyards
本文章是 前沿科技与创新中心 的一部分
  • 生物制造是一种独特的气候解决方案,但正迅速成为全球经济的关键组成部分,其崛起得益于人工智能(AI)和更加经济实惠的可再生能源。
  • 中国对生物制造的重视程度不亚于人工智能。其重点是扩大技术规模并降低成本,关键基础设施已经到位。
  • 要实现全球生物制造的多样化,就需要重新思考工业设计流程,从项目初期就融入人工智能,同时建立一种通过公共政策促进有效私人投资的融资模式。

下一场工业革命是否正在兴起?

生物制造是指通过编程控制活体微生物,生产食品、燃料、化学品和材料,这些产品如今往往依赖化石资源。虽然它通常被视为一种小众的气候解决方案,但如今正转变为全球经济的基础层。

背后的科学原理并非新鲜事物,但经济实惠的可再生能源以及人工智能(AI)的迅猛发展,正使现有解决方案具备商业吸引力,并让更多前沿创新能够更快地扩展到工业生产规模。

过去必须通过钻探、提炼或从油气中合成才能获得的关键分子,今后将越来越有可能在实验室中直接制备。正如化石燃料的地理分布塑造了上一个工业时代的地缘政治格局,摆脱化石燃料的制造能力也将塑造下一个工业时代。

中国已将生物制造纳入其五年规划

尽管欧洲和美国数十年来一直引领基础研究,但中国现已将生物制造与人工智能并列,置于其产业战略的核心位置。

在“十五五规划”中,中国政府勾勒了生物制造及其创新生态系统的愿景,提出要打造具有全球竞争力的企业,引领新兴技术,从而在地缘政治动荡加剧的背景下增强中国的自主能力与话语权。

与此同时,中国正投入数十亿资金用于研发,并且已掌控全球70%以上的发酵产能。这一策略并不陌生,通过锁定一项基础技术,构建他人无法企及的规模,压低价格,并将这种主导地位转化为持久的经济和地缘政治影响力。

太阳能电池板、电池和电动汽车已印证了这一模式。自美国总统特朗普第一任期以来,美国企业通过提高关税以及实施严格的网络安全和国家安全法规,在一定程度上免受这些政策的冲击。

欧洲企业则完全暴露在这一挑战之下,日益艰难地应对利润率承压、供应链波动、能源价格上涨以及不断萎缩的全球市场份额。据报道,仅德国每月就流失超过1.5万个工业岗位

传统产业正面临巨大压力,但向新时代工业转型同样困难重重,因为中国早已迈入这一时代并正快速前进。

引领生物制造,意味着占据全球领先地位

过去的产业竞争往往集中于单一领域,而生物制造则同时涉及食品、医药、能源和材料等多个领域。在先进发酵技术领域处于领先地位的国家或企业,能够塑造关键的供应链并增强国家韧性。

相关技术已然存在,产业规模正在形成,谁能最快实现规模化生产,谁就将掌握主动权。以太阳能电池板、电动汽车、电池或风力涡轮机的历史经验为鉴,那么进行有效市场干预的窗口正在缩小。

在太阳能光伏组件领域,中国企业在多晶硅、硅片、电池和组件方面拥有全球80%的制造产能;去年,中国安装的风力涡轮机占全球近70%,其中几乎100%由中国风机制造商提供;全球超过70%的电动汽车在中国生产,全球超过50%的工业机器人在中国安装。

这种地理高度集中的趋势在生物制造领域也开始显现。对于世界其他地区而言,过度依赖正成为一种风险和负担;此外,如果没有巨额补贴,在中国以外进行任何形式的生产,都将越来越难以证明其商业可行性。

如果世界其他地区希望在未来制造业中不仅扮演旁观者的角色,那么现在就是投资的时机。

中国领导层一直致力于为生物经济的未来创造有利条件。

AI嵌入设计与公共政策将促进生物制造产能多元化

由于未来生物制造产能的全球多样性已处于劣势,唯一的出路是重新思考我们如何构建工业实力。

迄今为止,人工智能的应用主要在于增强现有方法,而非彻底颠覆它们。将新的智能嵌入现有生产流程和硬件中,然后围绕它构建其他一切,这还不足以重夺工业领导地位。

对于试图追赶的国家而言,必须进行一场流程革命,将人工智能的潜力融入工业设计,并围绕其构建基础设施。这将使一个长期受困于生物学随机性和涌现性的行业,能够采用基于智能的方法。这意味着,在微观层面,生物学在小尺度上是混乱且不可预测的;而在宏观层面,却能产生有组织、复杂的行为。

如果生物过程要成为下一场工业革命的核心,该过程就必须精准应对这种随机性和自组织性。好消息是,人工智能如今使这成为可能。

坏消息是,构建一个新的工业生态系统以释放这一潜力,仅靠私人投资的成本太高,尤其是考虑到现有的竞争环境。

中国领导层一直致力于为生物经济的未来创造有利条件。中国正在投资基础设施建设,提升发酵产能,支持初创企业以及高校的研究与创新;政府为实验室、试验区和产业枢纽提供资金,并开始提供市场激励措施。

市场本身无法解决这一问题,因为它往往倾向于追求快速获利,例如化妆品和健康产业,或者追求最高回报,例如实验性癌症疗法和其他开创性药品。

尽管欧洲、美国、日本、印度、加拿大、巴西及许多其他参与者取得了一些零星的成功案例,如果没有全面、迅速且基础性的支持,结构性失败仍将随之而来。新的产业秩序将应运而生,但我们面临的选择是:是做一个旁观者,还是做一个塑造者。

本文作者:

Janka Oertel,欧洲对外关系委员会(ECFR)杰出政策研究员

Massimo Portincaso,Arsenale Bioyards联合创始人、首席执行官

本文原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接。

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