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提問

昆山中環(huán)科本科技發(fā)展有限公司董事長 李多

生物制造技術(shù)是應用交叉性很強的一項技術(shù)，目前，生物制造技術(shù)在節(jié)能降碳領(lǐng)域有哪些應用？

回答

現(xiàn)任第十四屆全國政協(xié)委員，中國工程院院士、蘇州大學校長 應漢杰

這個問題涉及范圍很廣，近年來生物制造技術(shù)備受關(guān)注。在減碳問題中，生物制造可能會對制造業(yè)特別是化工制造領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。比如在資源的利用方面，我們可以從化石資源轉(zhuǎn)向生物質(zhì)資源。目前，全球最大的酒精生產(chǎn)國是美國，年產(chǎn)量達到9000萬噸，巴西緊隨其后，年產(chǎn)量超過3000萬噸。這些生物資源為全球的減碳工作做出了巨大貢獻。此外，還有很多其他的化學品，比如聚乳酸等。

去年，美國出臺了《生物技術(shù)與新生物經(jīng)濟法案》，其中第一部分重點是農(nóng)業(yè)，因為農(nóng)業(yè)具有多項關(guān)鍵功能。舉例來說，生物固氮技術(shù)有望替代目前廣泛使用的氮源，例如用量規(guī)模十分龐大的尿素和氨氮。其次，生物制造還能提高光合作用的效率，這不僅有助于碳固化，還能大幅提升農(nóng)作物的生產(chǎn)效率。我們已經(jīng)開展了一些工作，與一些科研機構(gòu)和院校合作，通過提升光合作用效率來提高糧食作物的產(chǎn)量。2023年，我們主要在土豆上進行試驗，畝產(chǎn)增加了1.5噸。今年我們在小麥上也取得了顯著成效，產(chǎn)量增加了200多斤，光合作用效率的提升在其中發(fā)揮了很大的作用。

此外，在養(yǎng)殖業(yè)中，從生物制造的角度看，可以視為細胞之間碳源、氮源和蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換。通過提高動物細胞的轉(zhuǎn)化效率，我們可以將糧食節(jié)約量提升約10%，這意味著我們每年能夠節(jié)約3000多萬噸糧食。此外，通過生物技術(shù)將秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為糖，再進入化工體系，最終轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，這有助于解決大豆替代問題。目前，這些工作都取得了諸多進展，技術(shù)和方法都是可行的。

環(huán)保領(lǐng)域的改進也是生物制造的重要應用之一。目前來看，提高效率和實現(xiàn)環(huán)保的關(guān)鍵在于如何將廢棄物資源化利用。比如，對于含碳量高的廢物，可以將其轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，進入動物或化肥體系，從而大幅降低COD（化學需氧量）和BOD（生物需氧量）排放。同時，通過適當?shù)募夹g(shù)裝備，我們已經(jīng)基本實現(xiàn)了污水處理效率的2倍—4倍的提升，污泥含量減少了50%—80%。將生物制造技術(shù)應用到環(huán)保領(lǐng)域，無疑將大幅提升治理效果。

此外，生物制造還可以應用于天然產(chǎn)物的制造。比如，蟲草和人參等高價值的天然產(chǎn)物，現(xiàn)在可以通過生物技術(shù)來合成。其生產(chǎn)效率極高，假設我們使用餐桌大小的生物反應器進行生產(chǎn)，便可以替代那曲地區(qū)10萬平方公里的蟲草產(chǎn)量。這不僅為我國的土地集約利用提供了可能，還能通過增加固氮、固碳的方式，幫助自然環(huán)境的修復和保護。