工业生物技术的研究现状与发展趋势

赵亮亮

摘  要：在工业生产过程中，工业生物技术的应用可以有效地减少能源与原材料消耗，降低对环境的污染，对落实“碳达峰”“碳中和”目标具有重要意义。因此，工业生物技术的研究引起了更加广泛的关注。在目前的研究工作中，虽然一些技术已经取得了长足的进步，但仍然面临着巨大的挑战，产生了一系列问题，只有妥善解决这些问题，才能促进工业生物技术的发展。该文对工业生物技术的研究现状进行分析，探讨工业生物技术的研究现状和发展趋势。

关键词：工业生产   工业生物技术   研究现状   发展趋势

中图分类号：Q81                            文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）08（b）-0048-03

Research Status and Development Trend of Industrial Biotechnology

ZHAO Liangliang

（Wuwei Industrial Development Research Center， Gansu Province，  Wuwei， Gansu Province， 733000 China）

Abstract： In the process of industrial production， the application of industrial biotechnology can effectively reduce the consumption of energy and raw materials and reduce the pollution to the environment， which is of great significance to implement the goals of "carbon peak" and "carbon neutralization". Therefore， the research of industrial biotechnology has attracted more and more attention. Although some technologies have made great progress in the current research work， they still face great challenges and produce a series of problems. Only by properly solving these problems can we promote the development of industrial biotechnology. This paper will analyze the research status of industrial biotechnology and explore the research status and development trend of industrial biotechnology.

Key Words： Industrial production; Industrial biotechnology; Research status; Development trend

工業生物技术是一种先进的制造技术，能够利用微生物、动植物细胞或酶的生物催化作用，对物质进行大规模的加工与转化，目前已被广泛应用到食品、医药、造纸、皮革、纺织等行业中。在社会经济发展过程中，工业生物技术可以有效地缓解目前资源紧张、环境恶化以及经济衰退等方面的问题，有利于形成绿色、低碳的产业经济体系，对落实“碳达峰”“碳中和”目标具有重要意义，是可持续发展战略的重要举措。因此，进一步重视工业生物技术的研究，充分发挥其在社会经济发展中的作用是有必要的。

1  我国工业生物技术的研究现状

随着科学技术的快速发展，我国的工业生物技术进入了快速发展的阶段，目前已形成以企业为主体，产学研联合的产业创新技术体系，具有极强的自主创新能力及国际竞争力。虽然我国工业生物技术已经形成创新技术体系，发展速度不断提升，但仍然存在一系列问题。

1.1 自主创新能力有限

在我国工业生物技术的研究工作中，高端技术人才不足的瓶颈仍然存在，导致研发水平以及成果转化存在一定的差距，大部分技术与产品依靠低水平的跟踪、复制，完全自主的知识产权较少[1]。技术与产品的成本较高，无法形成良好的市场竞争力。与此同时，大部分工业生物技术的生产工艺与装备水平不高，落后于世界先进水平，很多需要进口，导致生产成本无法得到有效控制、经济效益不断提升。

1.2 研发和产业化脱节

在我国，科研院所承担着主要的研发任务，具有较强的研发能力。但目前科研人员对成果转化没有形成充分的认识，无法准确地把握市场需求，导致科研成果的市场竞争力不足，增加了产业化难度。同时，企业对研发工作的投入有限，原始创新能力无法满足要求，成果产出率不足，开拓市场的难度较高。

1.3 核心技术体系欠缺

在工业生物技术的研发工作中，主要进行生物加工过程技术与产品开发，在超级细胞工厂、工业催化剂等方面的研发投入不足，对合成生物学技术、生物大数据等现代生物技术重视不够。

1.4 产业结构合理性不足

在我国的工业生物技术中，主要的产品为传统发酵品，存在产能过剩，产品同质化严重的问题。在新型酶制剂的研发以及应用等方面，我国已经严重落后于发达国家，尤其是在医药中间体、精细化学品、手性药物和功能营养食品等高端产品研发方面，落后发达国家超过10年[2]。

2  工业生物技术的发展趋势

在未来的工业生物技术发展中，将会向着以下的趋势发展。

2.1 实现生物基化学品的绿色制造

我国是世界能源消耗大国，对于石化能源与石油化工原料的需求量极大，但我国的原油进口量，对外依存度接近60%，导致石油能源及大宗化工原料的价格偏高，存在供不应求的现象，对我国工业发展造成了一定的制约。因此，要加大力度发展工业生物技术，形成生物炼制技术体系，使用可再生生物资源代替一部分石油原料，更多地应用绿色、低碳、可再生的生物基产品，减少经济发展对于石油资源的依赖，减少有害物质的排放，促进社会经济的可持续发展。

2.2 发展对环境友好的工业生物制造

在目前的工业发展中，存在资源消耗过大，污染物排放较多的问题，对于我国经济的可持续发展形成一定制约。工业生物技术的优势在于其生产效率更高，并且能够满足绿色清洁的要求，使用生物催化剂替代化学催化剂，使用再生生物资源替代一部分石化资源，这样能够在一定程度上降低石化原料的使用量，并且减少污染物的排放，不仅能够降低生产成本，而且有利于环境保护。此外，积极发展工业生物技术，可以对传统化工、制药、纺织等行业的生产过程进行创新，对于这些行业的经济发展具有重要意义[3]。

2.3 对农业生物质资源进行有效利用

工业生物技术的发展，能够有效提高农业资源利用，促进农业产业结构的调整。通过对工业生物技术的应用，对农产品以及废弃生物质进行加工，使其成为生物基材料、化学品及生物能源，不仅能够有效缓解资源紧张和环境污染等问题，而且能够高效利用物质资源、土地资源，促进农业生产经济效益的提升，改善农村产业结构，缩小城乡间的差距[4]。我国目前已对生物质发电、生物质燃料、生物质颗粒等实现了高效利用，积累了丰富的经验，能够为农业生物质资源的进一步利用提供重要的理论依据。

3  工业生物技术发展的有效措施

3.1 重视自主创新能力的提升

积极引导，形成由科研院所、高校以及企業组成的科技创新组织，建立学研协同创新战略联盟，对资源进行有效整合，以便更好地实现科研成果产出与转化。为企业提供财税、金融以及投资等方面的政策支持，引导企业重视对工业生物技术的研发投入，培养出一批具有良好原始创新能力及产业化基础的创新型企业，促进行业自主创新能力的提升。

3.2 完善工业生物技术体系

采用多学科融合的方式，形成完善的工业生物技术体系。积极发展多元化的产品应用体系，重视对新应用领域的研究与发展，形成产业链协同发展的模式，提升技术与产品对产业的支撑力。强调产品上下游配套能力，提高重点领域间的协同发展，发挥产业集聚效应，提高产品附加值，开发更多的延伸服务，提升产业链的竞争优势[4]。

3.3 积极研发高端产品

在工业生物技术的发展过程中，需要充分发挥战略性产业的作用，进一步增加内需，有效地拓展国际市场。因此，我们需要重视对高端产品的研发，形成拥有自主知识产权的完整产品体系，避免出现高端市场被国外企业垄断的情况。与此同时，还要加大力度宣传创新产品与成果，重点宣传其安全性能与环保性能，对消费者进行正确的引导，更好地实现创新产品的市场化发展[5]。此外，还要根据相关行业发展现状，以国际标准作为依据，制定相关产品的国家标准，形成统一、规范的认证体系，做好对产品的安全检测与监控，提高产品的质量安全。

3.4 拓宽财务投入渠道

在目前的工业生物技术发展中，存在投入无法满足发展需求的情况，并且没有采取相关的税收与扶持政策，导致缺少融资渠道，缺乏足够的发展资金，对原始创新以及技术体系完善造成不利影响。目前，新兴资本市场对工业生物技术的关注程度有所增加，一些资本希望可以进入，但其投资的方向与行业发展无法形成对接，资本市场对行业的认识与了解不足，在一定程度上影响了资本市场的融资。为了改变这种现象，必须提升资本主体的科技意识，建立互动机制，形成科技金融资源有效对接[6]。此外，还要设立创业投资引导基金与成果转化风险基金，引导社会资本进入领域创业投资。

4  结语

今年是“十四五”的开局之年，为落实“十四五”规划和2035年远景目标开好局、起好步，立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，推进高质量发展，实现“碳达峰”“碳中和”目标，推进中国绿色低碳发展战略。在我国工业生物技术的发展过程中，要更加致力于明确工业生物技术的研究现状和未来的发展趋势，采取针对性的发展措施，促进工业生物技术的进一步发展。

参考文献

[1] 赵国屏.合成生物学——生物工程产业化发展的新时期[J].生物产业技术，2019（1）：1.

[2] 陈方，丁陈君，陈云伟，等.工业生物技术领域国际发展态势及我国发展前景展望[J].世界科技研究与发展，2018（2）：133-148.

[3] 宋以梅，贾秀伟，李树标，等.工业微生物解脂耶氏酵母及其应用研究[J].中国生物工程杂志，2020（9）：77-86.

[4] 朱本伟，熊强，姚忠，等.研究生课程“酶工程”多元化教学改革的探索与思考[J].微生物学通报，2021（1）：318-324.

[5] 耿红冉，董华，陈洁君，等.我国工业生物技术科研发展路径分析[J].生物加工过程，2019（6）：551-555.

[6] 马晓旭，李召晖.对化学工程技术发展中存在问题及应对策略的研究[J].建筑工程技术与设计，2017（26）：310.