生物制造符合绿色、低碳、可持续的发展模式,在能源、化工等领域具有改变世界工业格局的潜力。麦肯锡国际研究院(MGI)2020年5月发表的报告显示,当前全球经济中60%的物质产品可以通过生物技术制造。
生物基可降解材料是国内生物制造产业近期有望获得快速成长的领域。
生物制造属于技术密集型行业,在工业化放大过程中,企业需要在合成生物学、细胞工程、生物化工、高分子科学与工程等领域均有丰富的经验和技术储备。同时具备强科技属性和产业化能力的企业才能在生物制造领域持续发展。
事件
近期,基于合成生物学的生物制造领域发生多起融资。主要从事生物基可降解材料PHA研发和生产的蓝晶微生物完成2亿元B轮融资,高瓴资本和光速中国正式入局;巴斯夫风险投资公司(BVC)决定投资具备工业合成生物技术平台的杭州恩和生物科技有限公司。以生物法生产长链二元酸的凯赛生物于2020年8月登陆科创板;生物法生产丙氨酸系列产品的华恒生物也于2021年1月申报科创板。
正文
生物技术正在时刻改变现代社会。随着基因组学与系统生物学在20世纪90年代的迅猛发展,科学家尝试在现代生物学与系统生物学的基础上引入工程学,合成生物学在21世纪初应运而生。合成生物技术是结合科学和工程的崭新生物技术,借助生命体高效的代谢系统,通过基因编辑技术改造生命体,使得在生物体内定向、高效组装物质和材料逐步成为可能,在生物医药、生物材料、生物燃料、农业等领域具有广阔的应用前景。合成生物学在生物医药领域的应用更为广为人知,如快速检测病毒的诊断试剂、新型疫苗的研发和生产技术、疫苗和病毒合成的生物平台等在2020年全球新冠疫情的防控中发挥着关键作用。
合成生物学在制造业同样具有广阔应用前景。生物制造作为一种革命性的生产方式,以改造后生物体作为高效细胞微工厂,进行定向、高效、大规模化的物质加工与转化,具有生产过程绿色、条件温和、原材料取得便利等优势。生物制造符合绿色、低碳、可持续的发展模式,在能源、化工等领域具有改变世界工业格局的潜力。
随着技术不断发展,生物制造产业的环保优势、经济效益逐渐显现,基于生物制造技术的生物基制品同样更加符合“碳中和”发展理念。美国、欧盟、日本、加拿大等主要发达经济体都在大力推动生物产业的发展。生物制造技术已经在部分领域展现出来有竞争力的应用成效,如两种应用前景非常广泛的可降解材料PLA和PHA均已通过生物法获得大规模生产;1,3-丙二醇和1,4-丁二酸两种化工品的主流生产工艺也已经是生物法路线。世界经合组织(OECD)预测,到2030年将有35%的化学品和其它工业产品来自生物制造,生物制造在生物经济中的贡献率将达到39%,超过农业(36%)和医药(25%),且将有25%有机化学品和20%的化石燃料由生物基产品取代。麦肯锡国际研究院(MGI)2020年5月发表的报告显示,当前全球经济中60%的物质产品可以通过生物技术制造。报告预测,合成生物学技术革命将在未来10年至20年,每年为全球带来2万亿至4万亿美元的直接经济效益。
生物制造是我国重点发展产业之一。2010年,国务院《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,把生物制造列为生物产业的重要内容,突出了生物制造的战略性新兴产业属性;《“十三五”战略性新兴产业发展规划》则进一步明确生物制造是国家重点发展的产业之一,是我国战略性新兴产业的主攻方向。《“十三五”生物产业发展规划》将生物制造规模化应用作为重点发展领域,推动生物基材料、生物基化学品、新型发酵产品等的规模化生产与应用。近期发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,将加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业作为聚焦战略性新兴产业的重要内容。
生物基可降解材料是国内生物制造产业近期有望获得快速成长的领域。2021年“新版限塑令”实施后,国内可降解塑料制品有望获得超百万吨的新增需求。PLA(聚乳酸)具有良好的生物相容性和可降解性,同时力学、机械性能优异,易于加工成型,可方便进行挤出、注塑、纺丝、吹塑等后加工处理。浙江海正生物材料股份有限公司拥有4.5万吨PLA生产能力,丰原集团也在2020年投产了5万吨/年的聚乳酸装置。其余尚有多家企业规划了PLA产能,规模从数万吨到数十万吨不等。企业所选择的丙交酯技术是否成熟是影响上述项目成败的关键。PHA具有优异的力学性能以及降解性能,可以100%完全在生物体内进行降解。目前受困生产成本高昂,主要用于医疗器械等高附加值领域。近期完成2亿元B轮融资的蓝晶微生物有望降低PHA的生产成本。
生物制造属于技术密集型行业,在工业化放大过程中,企业需要在合成生物学、细胞工程、生物化工、高分子科学与工程等领域均有丰富的经验和技术储备。同时具备强科技属性和产业化能力的企业才能在生物制造领域持续发展。在“碳中和”目标导向下,生物制造产业将为社会的绿色、低碳发展贡献重要力量。
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