重视工业生物科技，促进生物经济发展

黄英明曾 艳刘 斌（ 中国生物技术发展中心，北京 00039； 中国科学院科技促进发展局，北京 00864）

重视工业生物科技，促进生物经济发展

黄英明1曾 艳2刘 斌2（1 中国生物技术发展中心，北京 100039；2 中国科学院科技促进发展局，北京 100864）

黄英明，清华大学生物化工博士，现任中国生物技术发展中心工业生物技术处副处长，长期从事工业生物技术领域国家科技项目管理工作。

1 生物经济与绿色发展

生物技术为当今世界面临的许多医疗保健与资源环境问题提供了技术解决方案。将生物技术应用于初级农业生产、医疗保健和工业领域可以对经济效益做出重要贡献，即产生正在兴起的“生物经济”。生物经济是建立在生物资源可持续利用、生物技术基础之上，以生物技术产品的生产、分配、使用为基础的经济。生物经济包括3个要素：生物技术知识、可再生生物质以及跨应用领域的整合。

工业生物经济是以利用可再生生物资源、高效生物过程以及生态产业集群来生产可持续生物基产品、创造就业和收入，为国家和人民创造财富与福利，支撑经济社会可持续发展的一种经济形态，是生物经济的主要组成部分，与农业经济、工业经济、信息经济相比，其能源和工业原料方面不再完全依赖于化石能源，大幅减少温室气体排放，并能够降低化学品生产成本和对有毒化学助剂的依赖性，其发展过程绿色、可持续，这使得它成为帮助实现经济目标与环境目标协调发展的非常有希望的选择。

现代生物技术的主战场已经从人们熟知的医药医疗、农业食品领域，转向了更加广泛的工业领域。加快生物经济向制造产业的渗透，加速发展清洁、高效和低碳的工业生物制造产业，降低经济发展对化石能源的依赖和人类社会经济活动对环境的影响，是世界经济发展的重要方向。目前全球生物基的商业活动趋势显示出一个大规模的工业生物产业即将到来，必将推动生物经济的快速发展。

2 生物经济面临的主要问题

化学品世界的一个共同发展趋势就是向绿色化学转变，生物工业成为拉动世界经济发展的新引擎。但目前，工业生物经济发展面临着诸多的障碍和挑战，包括资本获取和原料的供应、研发的投入不足、相对严格的专利法规及其他知识产权、缺乏一套可持续性指标和评估工具支持决策、缺乏与其他协同领域间政策连贯性的协调以及在高度竞争的全球经济中以性能为基准的最佳生物基产品和技术，等等。

2.1 技术的瓶颈与研发支持的不足

若要实现生物合成与传统化学合成的完美整合，实现绿色生物工业的彻底革命，还需克服科学和工程的重大挑战。尽管生物技术的成本在不断下降，促使其在低附加值、大规模的工业领域中应用，但是，工业环境下的生命过程机制与再设计并未引起足够的重视，突破技术瓶颈的生物工具研发一定程度上受到限制。

世界经济合作与发展组织（OECD）发布的《面向2030的生物经济》报告预测，至2030年生物技术在医疗、农业、工业等领域的经济与环境贡献分别为25%、36%、39%。2013年生物基产品及产业为美国创造了3690亿美元的经济效益和400万个就业机会，已经远超出生物医药的效益贡献。但是，生物领域的科技研发经费，工业生物只占了不足20%，与未来社会经济影响严重不匹配。

2.2 原料的限制

目前，生物制造化学品的原料来自淀粉的发酵糖，而淀粉又来自玉米等谷物。生物制造化学品的持续扩张将需要源自非谷物资源的原料，纤维素生物质最具潜力，但在工业生物技术领域对纤维素生物质的利用仍面临许多挑战。低成本、稳定的原料供应是生物产业快速发展的基础。受制于原料来源、技术突破、收集运输成本、政策法规、地域条件、贸易堡垒等因素，现有原料供应体系还不足以支撑生物经济的快速发展。当前关注的重点在于不同形式的生物质，也有在利用合成气、甲烷和二氧化碳作为生物合成原料等方面的努力。

2.3 政策支持与市场激励的不力

新兴生物经济发展亟待解决的一个重要问题是拓展现有的政策工具，支持在化学领域越来越多地使用可再生、二氧化碳中性的原料，使用无毒无害的生物助剂。就目前来说，我国生物产业发展主要依赖高新技术产业的普惠政策，缺乏系统的、有针对性的指导及全局性的战略部署。特别是对于创新型生物技术产品投资风险大，缺少明确的引导和稳定政策，增加了市场开发风险，降低了创新热情。如生物塑料，可降解、可再生，环保效益好，但是目前与石化塑料的市场自由竞争中仍然处于劣势。再如鳌合剂EDTA在纺织、造纸、洗涤剂、水处理等行业中广泛应用，对环境影响极大，由于其不可降解性、对多种有害重金属的鳌合增溶性，危害甚大，而有针对性的限制与环境友好的生物鳌合剂的鼓励，尚没有明确的政策。

2.4 监管的困难与严格的知识产权法规

基因工程菌的监管尽管比转基因农作物监管成本低，但更加复杂，其安全环境释放的种类与标准，也远远落后于技术的进步。生物经济相关的知识产权包括专利、商标、版权、贸易秘密。大多数工业生物技术应用，专利是创新投资的主要激励手段。但是，工业生物面临着严峻的公开要求，这成为获取生物技术专利的一个很大的障碍，同时也成为在摘要判断阶段判定生物技术专利无效的快速工具，这意味着专利必须包含所声明的发明点的详细描述。而在更“可预测的”科学，如软件和机械科学，对所要求的详细描述则宽松得多。同时，基因工程菌的专利保护与诉讼，需要较长的时间认证与较为专业的法务评判。

2.5 社会认知与公众理解不够

生物技术往往被理解为生物医药医疗或者转基因育种，生物经济的主力——工业生物产业是新的基础工艺效益，是对现有产品的颠覆、替代，其经济效益与环境效益不容易被社会认知与理解。基因工程菌的安全、伦理问题也对公众心理产生影响。生物基产业需要通过宣传工业生物技术优势，加强对关切问题的理解和回应，增进相互信任。集群组织在促进此类对话的过程中起着关键作用。特别是在地方层面，原料的可得性、物流、现场协同及其他支持性基础设施主要依赖于地方行动。工业生物科普、产业概念协同需要加强。

3 国外相关的经验与效果

鉴于生物经济有巨大的发展潜力，世界各国政府都高度重视本国生物经济的发展，越来越明确了生物经济产业在国家经济和社会发展中的重要作用及潜力，纷纷确立生物经济的战略地位，并制定了一系列的优惠政策，来推动生物经济的发展。

3.1 发达国家纷纷制定生物经济促进计划，加大政策支持与引导力度

美国把生物制造确定为11项颠覆性制造业技术之一。2012年4月，美国发布《国家生物经济蓝图》。2015年3月，美国国家研究理事会（NRC）生物学产业化委员会发布了《生物学产业化：加速先进化工产品制造路线图》，积极推进生物制造产业发展。2016年4月，美国国家科学技术委员会“先进制造”分委员会发布题为《先进制造：联邦政府优先技术领域速览》的报告，其中有5个是广受联邦机构关注和资助的新兴技术领域，同时也是未来投资及政产学研深入合作的备选重点，这5个领域中的4个涉及不同概念的“生物制造”。近期，美国能源部、农业部等更新了各自生物基计划的重点领域与经费预算。

欧洲致力于向生物基社会转型。2012年2月，欧盟委员会通过了《欧洲生物经济的可持续创新发展战略》。2015年欧盟发布了《推动生物经济——面向欧洲不断繁荣的工业生物技术产业路线图》，采取一系列措施建设有竞争力的生物产业，为欧洲的经济增长和就业提供创新驱动。2015年8月，欧洲工业生物技术研究与创新平台中心BIO-TIC在其项目最高政策会议上，公布了旨在研究解决阻碍欧洲工业生物技术发展创新问题的《The bioeconomy enabled: a roadmap to a thriving industrial bioeconomy》最终版。2016年1月，由欧盟和生物基产业联盟（Bio-based Industries Consortium，BIC）发起的“欧洲联合生物基产业展计划（Bio-Based Industries Joint Undertaking，BBI JU）在线发布了2016年度工作计划和预算。英国、德国、法国、俄罗斯、丹麦、比利时、爱尔兰等不断发布各自的工业生物经济战略计划与战略目标。

3.2 生物产业创新人才建设

大力实施人才战略，是解决阻碍国际工业生物技术创新发展问题的重要途径之一。2015年欧盟发布的《推动生物经济——面向欧洲不断繁荣的工业生物技术产业路线图》，提出要大力培养可维持欧洲工业生物技术竞争力的人才队伍，完善创新体系。2016年英国发布《生物经济的设计——合成生物学战略计划2016》报告，明确指出要大力建设生物设计产业的专家队伍，通过教学和培训来提升生物设计技术水平推广应用。

3.3 加强生物经济资金投入

世界各国采取举措，建立多元化的投融资渠道，加大对生物经济的资金支持。美国建立了支持创造性、高风险、高回报研究的资助机制，支持研究人员突破性的研究，奠定美国生物经济的基础，而在传统资助机制下这类研究可能会受到限制。欧盟加大与生物经济相关的研发和技术投资力度，一方面通过公共部门之间的合作增强对研究活动的协调，如制定联合创新研究计划，加强公共项目之间的连贯性与协作。另一方面，积极鼓励更多的私人投资与合作，增强生物经济的竞争力。此外，2016年1月，由欧盟和生物基产业联盟发起“欧洲联合生物基产业展计划”，将投入1.6亿欧元支持生物基产品研发。2016 年2月，美国农业部宣布了“生物精炼、可再生化学品、生物基产品生产援助计划”，将向以可再生生物质为原料的化学品和燃料项目提供1亿美元的贷款担保。

3.4 加强知识产权保护

技术创新是生物经济发展的基本推动力，各国都通过加强对生物技术的专利保护力度和范围，来鼓励技术创新。美国相继出台了《知识产权法》、《专利法》、《技术转移法》、《技术扩散法》、《合作研究法》和《商标法》等一系列法律，并形成了较为完善的专利保护体系，对加强合作研究、鼓励技术创新起到了积极作用。2014年6月，OECD发表了一篇题为《Emerging Policy Issues in Synthetic Biology》的报告，建议各国政府把握好机遇，扩展专利系统的管理范畴，推进技术创新与成果应用。

3.5 加强政产学研资源整合

生物经济作为一种新兴的高科技经济形态，具有高投入、高风险、高回报的技术经济特征及大研发、小生产、大营销的产业链特征。在其发展过程中需要政府、企业、研究机构等多种主体都参与其中才能发展，单靠某一主体进行生物技术产业化的运作是极为困难的。因此，一些生物经济发展较好的国家都非常重视促进各种主体和资源的有效整合。美国通过下放国有研究机构，积极鼓励产学研合作。日本政府通过加强产学官之间的合作，积极进行研究资源的整合，以此来提升整体的科研开发能力。2015年美国发布的《生物学产业化：加速先进化工产品制造路线图》中明确提出，应加强政府界、企业界与学术界的伙伴关系，沟通技术革新需求与实践办法，支持原创行动。美国借助欧洲创新伙伴关系和生物产业集群，扩大对知识网络、咨询、企业支撑服务的支持。

3.6 完善产业支撑环境

2016年英国科学部长宣布了《生物经济的设计——合成生物学战略计划2016》报告。报告提出了一系列举措，包括通过加大投入、转化促进生物设计技术和设施的提升增长，加速生物设计技术和设施的工业化与商业化；继续研发平台技术，最大化创新链的能力，提高生产效率；完善产业支撑环境，保障管理规章制度体系符合产业需求和利益相关者的期望；在国内和国际伙伴中建立合成生物学社区，使英国合成生物学社区中的研究、产业和决策者成为国际合作选择的对象。2015年欧盟发布的“欧洲工业生物技术产业路线图”指出，要与产业价值链中的传统、非传统从业机构一起建立更牢固的合作关系。为促进生物产品的市场化，美国启动了“小企业创新研究计划”，项目目标包括雇用和培训企业人员以提高创新研究经验，以及在评估产业标书时吸纳更多的企业专家进入同行评议小组，以推进生物质可持续产品的市场发展。

3.7 生物基产品的市场鼓励、税收政策与采购补贴

欧洲各国已出台各项限塑政策，爱尔兰是欧洲限塑、减塑最成功的国家，自从2002年该国立法征收塑胶袋税后，有了立竿见影的效果，一次性使用的塑料袋在6个月内减少了90%，并创造了1900万欧元的税收。该法令适用在商店、超市和其他公共场所等提供塑料袋的地方，若违反规定的话，将被处以1905欧元的罚款。据英国广播公司报道，在这项禁令施行3个月后，该国商店减少发出2.77亿个塑料袋。欧洲其他国家，如德国、比利时、意大利、荷兰及匈牙利的大型超市都不会免费提供塑料袋，征收塑料使用税，而且也有许多环保团体提出宣导活动来督促有关当局针对减用塑料袋来采取行动。欧盟也通过了一项指令，要求到2017年前将所有欧盟国家的一次性塑料袋使用量减半，到2019年前将其使用量减少80%。

美国通过实施BioPrefferred计划，来增加美国生物基产品的购买与使用。该项目出现于2002年农业法案，经2014年农业法案重新授权与扩展。出台了联邦采购条例和总统行政命令等相关法律和条例来指引政府机构购买美国农业部（USDA）认证的生物基产品。迄今，USDA已经认证了包括清洁用品、地毯、润滑剂和涂料等97类2400种政府相关机构有购买需求的生物基产品。每类法定购买目录产品规定了最小的生物基含量。BioPreferred计划提供了政府采购方案、采购目录及相关培训及使用资料，以更好地满足生物基采购需求。

3.8 促进公众理解与传播

为促进对生物经济领域创新的公众理解与传播，美国创建了有关调控和政策规章的反馈机制。美国采取生物基产品的主动标识措施，利用绿色产品标签，确保消费者能够很容易地识别出生物基产品，提高民众采购的便捷性。当生物基产品满足美国相关标准，就可以贴上经过认证的生物基产品标签。该标签确保消费者知晓产品所含有的可再生生物基成分，并信任贴有该标签的商品是经过美国第三方机构严格确认和监管的。美国政府还通过资助一些竞赛，如麻省理工学院组办的“国际基因工程机器大赛”，来吸引年轻人参与生物制造过程，激发公众的支持，促进公众观念的转变。

3.9 生物技术监管体系的完善与改革

美国十分注重监管过程和监管体系的完善，以及监管效率和可预测性，以减少生物产业投资障碍，减少不确定性。在一项新兴生物技术进入审批和监管程序后，联邦机构特别注重精简审批程序，明确主管机构和辅助机构职责，尽量进行平行审核，并为申请提供及时、具体的指导，确保安全和公众健康利益。2015年7月，美国多部门联合签发主题为“实现生物技术产品监管体系现代化”的备忘录，要求对生物技术产品具有管辖权的美国食品和药品监督管理局（FDA）、美国环境保护署（EPA）、美国农业部（USDA）3家政府机构更新《生物技术产品监管协调框架》，并制定长期战略，确保监管系统对新兴生物技术产品发展作好应对。备忘录提出，新兴技术跨部门政策协调委员会（ETIPC）新设生物技术工作小组，成员包括来自总统行政办公室、EPA、FDA和USDA的代表。必要时该工作小组应与其他政府机构和办事处协调工作。旨在使各职能机构在监管生物技术产品时明确各自的角色和责任，并通过建立长期战略，以保证政府监管体系能够充分评估与未来生物技术产品相关的可能风险，同时支持创新、保护健康和环境，维护监管过程中的公众信心，增进透明度和可预测性。

3.10 加强标准制定与风险评估

2015年美国国家研究理事会（NRC）生物学产业化委员会发布了《生物学产业化：加速先进化工产品制造路线图》，报告建议对生物经济建立正式的、定量的度量，可以使所有利益相关者在同一术语环境中展开探讨技术方案。政府应当建立预测和评估生物经济影响力的方法，定期定量测度生物制造对国家经济的贡献。政府机构应建立有关项目，研究生物制造的事实标准和风险评估办法，服务于政府管理制度的评价和更新。欧盟正在积极制定欧盟和国际层面的明晰的生物基产品标准，以促进消费者认可。

4 我国推进生物经济发展的政策建议

我国经济发展进入新常态，传统生产制造方式面临环保与市场的巨大压力，加快发展清洁、可再生的工业生物经济，是我国创新发展、绿色发展的战略选择。

4.1 加大对工业生物制造领域的科技投入，建设创新平台

生物技术一直是我国政府支持的重点科技领域，面对我国经济发展现状与资源、环境瓶颈，面对转型发展、绿色发展的迫切需求，急需加大对工业生物制造必要的科学研究与基础技术的支持力度，以创新和整合原料利用、生物菌种开发、过程放大与分离提取等多个技术环节，扩大原料来源，突破关键技术，促使新的生物制造工艺推向产业化，加速工业生物经济发展的步伐。建设完善工业生物核心技术体系与配套条件，打造一批工业生物创新中心。

4.2 实施生物基产品推进计划，制定生物产业扶持政策

制定生物基产品相关标准，进行生物基产品与工艺的绿色认证，实施生物基产品推进计划，鼓励主动标识，扩大生物基产品的市场与消费。从地方政府到中央政府，制定生物基产品优先的相关法律和条例，使政府机构优先采购认证目录的生物基产品。征收一次性石化产品消费税，实施对生物基产品的财政补贴，调整和完善消费税、出口退税、碳排放等政策，加强知识产权保护，优化生物产业发展环境，从供需双方扶持绿色生物产业发展。

4.3 建设多元化资金支持渠道，完善金融服务体系

加大对生物产业的资金支持力度，通过设立专项资金支持关键技术的开发，建立汇集不同融资资源的机制，最大化利用社会和政府资金，以推动生物产业的快速与和谐发展。设立产业发展国家扶持基金及投资引导资金，建立包括创投、众筹、PE、并购（基金）等多种投资方式的资金融资渠道，为生物产业提供全方位、个性化的金融服务。鼓励产业投资基金、风险投资基金支持创新型中小企业发展。出台长期性、倾向性的扶持政策，引导资金、人才、市场介入生物产业，增强投资者对长期政策框架稳定性的信心。

4.4 加强监管标准制定，简化审批手续

研究制定生物基产品的行业标准和风险评估办法，更新管理评价制度，提升监管效率及风险管控能力，降低投资的成本和障碍，支持规模化生产。在确保环境安全和健康的同时，简化审批流程，建立透明、科学的政府监管体系，彻底消除重叠管理的不确定性。建立产学研用国家综合支持追溯机制，鼓励和保障源头创新，提升产业健康发展水平。

4.5 加强科普宣传，搭建科技与产业的有效沟通渠道

充分发挥科普的媒介和桥梁作用，通过开展群众性、社会性、经常性的科普活动，向公众提供更多有关产品性能和对消费模式、生活方式造成何种影响的信息，帮助消费者作出合理的选择，获得公众对生物经济发展的理解和支持，引导公众的生态环保安全、经济绿色低碳、能源循环再生等可持续发展意识。

10.3969/j.issn.1674-0319.2016.04.001