谭天伟，中国工程院院士，北京化工大学校长，教授，博士生导师，国家教学名师，中国可再生能源学会理事长。作为我国生物制造产业主要发起者，率先在国际上提出第三代生物制造概念，利用生物制造的方式开发生物能源、生物基材料和生物营养健康品；实现了脂肪酶的发酵生产和酶工业催化的应用；建立了基于标志代谢物控制的发酵放大新方法，并用于酵母发酵产品的工业生产；开发了发酵废菌丝体综合利用工业化应用新工艺等。其相关成果有助于提升生产效率并降低碳排放，推动了我国生物制造产业的高质量发展。

    “新质生产力”概念被创新提出以来，其理论内涵和实践要求不断丰富拓展，为高校发挥教育科技人才综合优势指明了方向。北京化工大学深入学习贯彻习近平总书记关于新质生产力的重要论述，以“生物制造”为切入点和发力点，充分发挥大化工特色优势，注重集聚政府部门、科研院所、行业企业等多方优势，系统开展“积极打造生物制造新增长引擎，有效服务支撑新质生产力加快形成”的北化实践。聚焦生物制造这一主题，我刊与北京化工大学校长谭天伟院士进行对话，聆听他关于生物制造的思考与建议。

    Q1

    记者：“生物制造”是近十年来尤其是近两年来的热词，作为当下前沿科技领域中的重要方向，受到全球科研界、产业界以及政策制定者的广泛关注。请您简要介绍一下什么是生物制造以及其具有什么样的典型特征？

    谭天伟：生物制造（Biological Manufacturing）是一项全新的生产技术，是以工业生物技术为核心，结合工程学技术原理，通过酶、微生物细胞等生物元件或生物体进行物质转化和加工的规模化生产模式，其主要产品包括但不限于生物基材料、化学品、生物能源和生物医药等。可以说，生物制造具备引领第四次工业革命的潜力，将会带来重构传统化工的生产模式、替代传统天然产物的获取方式、颠覆传统农业种养殖模式等一系列重大变革。

    与传统的理化制造过程相比，生物制造具有以下典型特征和独特优势：一是加工工艺更“温和”。生物制造通过生命体来进行生产，通常可以在接近常温常压的“温和”条件下实现。二是生产模式可持续。生物制造基本使用可再生原料，且通过细胞培养、人工智能等技术可以持续优化其生产控制，能够实现生产原料和过程的替代，从而减少制造业对石化资源的依赖。三是目标产品可定制。生物制造依赖于生物体的分子代谢过程，可以通过基因工程精确地合成复杂的分子结构；同时，可以根据特定需求调整生物体的代谢途径，生产出具有特定功能的医药、能源和材料等。

    Q2

    记者：当前，生物制造已成为全球主要经济大国之间未来竞争的前沿领域，也是我国发展新质生产力的重要赛道和关键领域。请您结合我国战略布局情况谈谈发展生物制造的重要意义。

    谭天伟：作为战略新兴产业的重要组成部分，生物制造确实是新质生产力的重要赛道之一。作为一种可持续的生产方式，生物制造产品平均带来的节能减排可达30％至50％。据麦肯锡（McKinsey）统计，生物制造的产品可以覆盖70%化学制造的产品；据世界经合组织（OECD）预测，至2030年OECD国家将形成基于可再生资源的生物经济形态，生物制造的经济和环境效益将超过生物农业和生物医药，在生物经济中占到39%；据波士顿咨询（BCG）预测，到21世纪末，生物制造将应用于全球1/3的制造业，有望创造30万亿美元的经济价值。

    国际来看，世界主要国家积极布局生物经济发展。美国将生物经济作为其制造业发展的主要方向，并且将生物经济与生物数据上升到国家安全的高度，期望吸引先进制造业回流，并塑造以美国为主导的生物制造产业链格局。近年来，美国密集发布了《生物经济行动：实施框架》（2019年）、《生物经济研究与发展法案》（2021年）、《美国生物经济：为灵活和竞争性的未来规划路线》（2022年）、《美国生物技术与生物制造宏大目标》（2023年）等一系列生物技术相关的产业政策，呈现出持续性、系统性、优先性等特点。2024年11月，美国政府发布了题为《建立充满活力的国内生物制造生态系统》的报告，旨在推进生物技术和生物制造，将其作为更广泛的国家生物经济实施计划的重要组成部分。世界其他主要国家和经济体也在积极布局生物经济发展。例如：欧盟制定实施了《工业生物技术2025远景规划》，明确提出2025年和2030年的化石能源、化工原料、精细化学品等领域使用可再生原料比例目标；德国联邦内阁于2020年通过了《国家生物经济战略》，确立了未来生物经济的政策指导方针和具体目标；韩国科学技术与信息通信部于2023年6月发布《第四期生命工程基本计划(2023—2032)》，致力于将韩国发展成生物经济强国；英国科学、创新与技术部于2023年12月发布政策文件《工程生物学国家愿景》，用于指导和促进英国工程生物学发展。此外，近年来美国、欧盟等还在积极布局实施“生命铸造厂”“微生物细胞工厂”等计划，组织多所相关高校院所研究利用合成生物学技术，实现生物基材料的标准化设计和制造。由此可见，生物制造在未来科技革新和产业引领方面具有重要地位，已经成为全球共识。

    国内来看，生物制造是中共中央、国务院高度重视的重点发展领域。2022年12月，习近平总书记在中央经济工作会议上强调，要加快生物制造、绿色低碳、新能源等前沿技术研发和应用推广，“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业”。《2024年国务院政府工作报告》明确提出，积极打造生物制造等新增长引擎。此前，生物制造相关文件接续制定实施，为我国生物制造产业高质量发展提供了政策支撑。例如：2011年11月，科技部印发《“十二五”生物技术发展规划》；2015年5月，国务院印发《中国制造2025》，明确提出要“大力促进新材料、新能源、高端装备、生物产业绿色低碳发展”；2016年12月，国家发展和改革委员会发布《“十三五”生物产业发展规划》；2022年5月，国家首个五年生物经济规划《“十四五”生物经济发展规划》公布实施。

    同时，我们也注意到，以美国为首的西方国家寻求维护其在生物制造领域的优势地位，限制我国在相关领域的技术进步，对我国限制打压力度也在逐渐加码。2023年2月，美国司法部和商务部宣布成立“颠覆性技术打击力量”新工作机制，以对关键技术和数据实行管制，其中就包括生物科学技术。2024年3月，美参议院国土安全和政府事务委员会通过《生物安全法》草案，随后众议院于5月通过《生物安全法》修订版本，旨在以国家安全为名迫使美国制药和医疗保健企业减少对中国生物制造产业的依赖。这些都需要我们持续关注和超前研究应对。从全产业链格局上看，中美两国在绿色生物制造的产业链不同阶段存在技术优势：美国的优势主要体现在数据库、基因编辑、创新产品设计等上游技术；我国的优势体现在健全的下游产业链和应用生态。下一步，我们的发展着力点在于不断强化整个生态链的融合发展以及关键技术的不断突破、创新与迭代。

    Q3

    记者：从您刚才的介绍可以看出，生物制造备受各国各界广泛关注，是我国加快培育发展新质生产力的新赛道新引擎。北京化工大学作为国内生物制造领域的重要力量之一，开展相关研究，取得很多应用成果，请您介绍一下相关情况。

    谭天伟：北京化工大学深耕生物制造领域，有效积累了学科、科研、团队、平台等多位一体的综合比较优势。生物制造相关学科“生物工程”在全国学科评估中位居最前列，“化学工程与技术”一级学科（覆盖“生物化工”等二级学科）成功入选首轮和第二轮国家“双一流”建设学科；建有有机无机复合材料国家重点实验室、化工资源有效利用国家重点实验室、国家能源生物炼制研发中心、生物炼制教育部工程中心、北京市软物质科学与工程高精尖创新研究中心等生物制造领域紧密相关的省部级及以上科研平台；拥有一支以院士为学科带头人，以国家杰青、长江学者等高层次人才为骨干的50余人科研团队，并有效集聚国内有关创新力量，围绕生物制造产业链、创新链、价值链开展全流程技术攻关，争取实现“从0到1，从1到10，从10到100”的诸多突破。目前，学校正在积极推进生物制造领域省部级及以上科研平台申报建设，如获批绿色化学品生物制造北京市重点实验室、北京市合成生物制造技术创新中心，积极服务支撑北京打造合成生物制造原始创新策源地；聚焦技术创新和产业转化，学校积极谋划布局申报建设生物制造新兴领域国家技术创新中心、制造业创新中心等平台。

    我所带领的科研团队长期跟踪并持续开展生物制造相关研究，自主研发出具有代谢分析计算、代谢数据管理、功能分析等多模块的代谢网络计算平台，搭建了人工智能与生物技术相融合的智能生物进化平台“BT+IT”，有效推动学校在秸秆乙醇、生物基己二酸、氨糖和肝素等研究方面取得新进展新突破。一是生物能源方面，燃料乙醇作为“替代能源”的战略意义已经凸显，以秸秆为原料生产的第二代燃料乙醇推广使用意义重大。团队成功开发万吨级秸秆乙醇放大技术，较传统的C6酵母燃料醇得率提升30%，实现全流程能耗降低15%，“三废”近零排放。二是生物基材料方面，己二酸是高端尼龙66的原料，其生产仍属于“卡脖子”技术难题。团队基于自主研发的微生物代谢网络平台，构建并持续优化尼龙单体己二酸生物合成新途径，理论得率达87%，较现有路径提高32%。三是生物医药方面，氨糖是骨关节用药主要原料，近几年我国人口老龄化以及消费观念的改变，使得氨糖的需求持续走高；肝素是医药上最广泛的抗凝药物，用于临床血栓、心梗等疾病治疗，目前市场上肝素依赖于猪小肠等动物组织提取。团队构建出高效高产氨基葡萄糖和肝素前体（Heparosan）的基因工程菌，两类产品转化率均达到国际领先水平。

    Q4

    记者：加快生物制造产业布局是北京建设国际科技创新中心的重要举措之一。请您介绍一下北京市发展生物制造产业的特色优势，并谈谈贵校作为在京高校开展了哪些支撑服务工作。

    谭天伟：生物制造是北京建设国际科技创新中心和因地制宜发展新质生产力的重要抓手。《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》明确提出抢先布局一批未来前沿产业；2023年9月，《北京市促进未来产业创新发展实施方案》印发，把合成生物制造作为未来健康产业的重要支撑部分；2024年9月，《北京市加快合成生物制造产业创新发展行动计划（2024—2026年）》印发，提出将北京打造成为具有全球影响力的合成生物制造产业创新高地。北京市拥有清华大学、北京化工大学、中国科学院微生物研究所等一大批在生物制造行业长期研究的高校和科研院所，也拥有中石油、中粮、国投等一系列可提供生物制造产业命题的央企总部，更拥有微元合成、蓝晶微生物等一批新型生物制造企业，这些都为北京市抢抓全球生物经济发展机遇、加快形成新质生产力提供良好的基础和重要支撑。

    基于北京地区具备生物制造全链条研究所必需的创新要素，2024年1月，北京化工大学与北京市昌平区人民政府在北京市合成生物制造产业创新发展工作推进会上签署合作协议，标志着学校牵头建设的北京市合成生物制造技术创新中心正式揭牌并启动建设。目前，创新中心建设工作进展顺利，其依托单位已完成相关注册程序和一期建设。下一步，创新中心将充分集聚政产学研用等创新资源优势，持续提升科技创新水平和科技成果转化能力，不断强化产学研合作，协同各方推动合成生物制造技术创新发展及项目落地，积极为北京乃至国家生物制造领域创新竞争力提升作出新的更大贡献。

    Q5

    记者：近年来，北京化工大学立足北京，积极在天津、河北布局外设科研机构，积极为推进京津冀协同发展贡献力量。请您介绍一下有关情况以及未来工作的举措建议。

    谭天伟：京津冀协同发展加速了三地科技创新和新兴产业发展的步伐；但是，目前仍然存在一些困难和挑战。为进一步提高京津冀科技成果协同转化质量，服务支撑京津冀协同发展，本人作为北京市政协委员曾就此问题进行了专题调研，并结合学校多年来“北京昌平创新中心—天津武清产学研基地—河北秦皇岛产业研究院”三位一体布局和建设实践，研究提交了有关提案，主要就是建议加快构建北京研发、津冀转化、利益共享的政产学研用融合发展新机制。

    第一，建议强化“北京研发、津冀转化、利益共享”创新协同机制，因地制宜抓重点、突关键、促合力，进一步提升科技研发与成果转化效率。加大三地产业共性技术突破的支持力度，围绕战略新兴产业在研发、转化全链条上形成合力。北京重点支持原始创新及原创性成果开发，津冀重点支持应用场景创新、中试放大等环节，从而对技术项目协同实现“0-1-10”全链条支持模式。同时，通过合作共建研发中心、设立科研项目合作基地等方式，三地科研机构和企业间的共享合作进一步强化，从而加快科技研发与成果转化效率。

    第二，建议深化京津冀三地产业“利益共享”分配机制改革，进一步激发协同创新动力。根据三地在产业链的参与环节及其贡献度与利益分配相关联，不断建立健全三地各级政府或产业园区之间的协商沟通机制，针对生物医药、生物制造、高端装备、电子信息等不同产业特点，探索税收分成、园中园、产业基金互投等融合发展模式，推动各创新主体根据自身贡献分享项目落地和产业发展的红利。

    第三，建议提升三地科技资源要素整合效能，进一步推动三地科技创新与产业创新参与主体的能动性。探索成果打包整合、产业联盟等协同创新形式，加快三地技术成果资源对接融合；试点检测及资质互认、知识产权管理与市场交易协同等举措，提升研发成果的区域流通性和便利性，尤其是促进北京地区科技研发成果在津冀两地转移转化；鼓励共建技术孵化基地、技术联合攻关、研究院三地分院等方式，有效推动跨区域产学研合作。

本文刊发于《北京教育》（高教）2025年1期

编辑、制作：苑聪雯