文章核心观点 - 生物制造是利用生命单元（如微生物、细胞）进行物质生产的颠覆性技术，它开辟了一条以可再生资源为原料、以生命为动力的全新制造路径，正成为全球培育新动能、打造新优势的重要未来产业 [4][5] - 生物制造是实现“双碳”目标的关键技术，其生产过程更绿色、更智能，并借助人工智能与合成生物学实现“可编程制造”，预计到2050年全球约60%的工业产品可通过生物制造生产，其未来经济价值或将超过30万亿美元 [6] - 中国正加快布局生物制造产业，在发酵产能、产业规模等方面已具备领先优势，但同时也面临底层技术能力、产业化落地及政策标准等挑战，未来“人工智能+”、“碳循环制造”和跨界融合是主要发展趋势 [7][10][12] 生物制造的定义与核心特征 - 生物制造是利用微生物、动物或植物细胞等生命单元，通过设计、改造、控制其代谢路径来生产目标物质，是“有生命的工厂” [5] - 该技术是传统发酵产业与合成生物学的结合，以糖、秸秆、二氧化碳等可再生资源为原料，替代石油、煤炭等化石资源，生产药物、香料、塑料、燃料等产品 [5] - 其制造过程更绿色、更智能，用生命的智慧取代一般工艺流程，让工厂更像“生态系统” [6] 生物制造的战略意义与市场前景 - 生物制造是助力实现“双碳”目标的关键技术抓手，通过“以生替化”、“以碳养碳”，利用可再生资源生产高附加值产品 [6] - 根据相关机构预测，到2050年，全球约60%的工业产品可通过生物制造生产，其未来产生的经济价值或将超过30万亿美元 [6] - 中国在2024年《政府工作报告》中提出积极打造生物制造等新增长引擎，“十五五”规划建议也提出前瞻布局该未来产业 [7] 生物制造的应用场景与产业变革 - 食品领域：通过细胞培养和微生物发酵技术生产“细胞肉”、微生物蛋白、合成乳制品等，节约资源并减少甲烷排放 [8] - 材料与时尚领域：利用细菌生产生物丝绸，用菌丝制作皮革，用藻类和真菌合成可降解纤维，替代石化纺织品 [8] - 能源与交通领域：利用菌种将二氧化碳转化为乙醇或航空燃料，中国已实现生物基航空燃料的商业试飞，并能生产高性能润滑油、轮胎橡胶等 [9] - 医疗健康领域：利用微生物高效合成药物分子，通过合成生物学生产CAR-T细胞疗法、基因编辑药物等个性化药物，未来或可实现“打印”药物和组织器官 [9] - 建筑领域：利用“生物砖”技术（真菌菌丝与矿物颗粒结合）制造可自我修复、吸收二氧化碳的砖块，配合生物基涂料、胶黏剂，打造环保建筑 [8] 生物制造产业面临的主要挑战 - 底层技术能力薄弱：在基因编辑工具、菌种设计算法、酶工程技术、代谢路径数据库等核心环节相对薄弱，核心菌种、关键酶和生物反应器部件尚依赖进口，工业级生物信息数据库尚未完全建立 [10] - 产业化落地困难：许多技术卡在中试阶段，大规模生产时面临菌种活性、成本控制、稳定性及安全性等问题 [10] - 政策与标准体系不完善：生物基产品的低碳认证、生物安全评估、市场准入机制有待细化，缺乏量化碳减排贡献和评估环境风险的统一标准 [11] 生物制造的未来发展趋势 - “人工智能+生物制造”：人工智能通过机器学习预测基因突变、优化代谢路径、快速筛选菌株，将菌种改良时间从几年缩短到几周 [12] - 碳循环制造：“碳捕集+生物转化”技术取得突破，未来工厂可利用二氧化碳为原料生产产品，推动制造业从“碳消耗”迈向“碳循环” [12] - 跨界融合：未来生物制造将是多学科融合的生态网络，与材料科学、能源产业、智能制造结合，催生新型生物材料、绿色燃料体系和自动化“生命工厂” [12]