在當(dāng)今全球科技日新月異的時(shí)代背景下，生物制造作為新興科技與產(chǎn)業(yè)變革的重要交匯點(diǎn)，正以前所未有的速度重塑著人類社會(huì)的生產(chǎn)生活方式。生物制造，這一融合了生物學(xué)、工程學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)，不僅為醫(yī)療健康、食品農(nóng)業(yè)、材料科學(xué)、環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域帶來了革命性的突破，還為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了強(qiáng)大的動(dòng)力源泉。

中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書2025》旨在全面剖析生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展背景、現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與機(jī)遇，以及未來的發(fā)展趨勢(shì)與政策導(dǎo)向，為政府決策、企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃和社會(huì)各界提供參考與借鑒。通過深入解讀生物制造的核心價(jià)值與未來潛力，將為您呈現(xiàn)一個(gè)全面、客觀、深入的生物制造產(chǎn)業(yè)畫卷。

立即訪問我們“產(chǎn)業(yè)研究大腦”系統(tǒng)獲取報(bào)告，解鎖《生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書2025》！

在全球追求可持續(xù)發(fā)展的大背景下，生物制造產(chǎn)業(yè)憑借其利用生物體系進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品生產(chǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵力量。生物制造產(chǎn)業(yè)不僅有望緩解資源短缺、環(huán)境污染等問題，還能為人類健康、農(nóng)業(yè)發(fā)展等領(lǐng)域提供創(chuàng)新解決方案。然而，要實(shí)現(xiàn)生物制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，需從多個(gè)維度探索切實(shí)可行的路徑。

一、技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)可持續(xù)發(fā)展

（一）基因編輯與合成生物學(xué)技術(shù)突破

基因編輯技術(shù)，如 CRISPR-Cas9 系統(tǒng)，為生物制造產(chǎn)業(yè)帶來了革命性變革。通過精確修改生物體的基因組，科研人員能夠開發(fā)出具有特定功能的微生物或細(xì)胞系，用于生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。例如，利用基因編輯技術(shù)改造大腸桿菌，使其能夠高效合成生物燃料、生物基化學(xué)品等。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了對(duì)傳統(tǒng)化石資源的依賴。在生物制藥領(lǐng)域，基因編輯技術(shù)可以精準(zhǔn)修正致病基因，為遺傳性疾病的治療帶來希望，推動(dòng)個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展。

合成生物學(xué)則更進(jìn)一步，它融合了生物學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，能夠設(shè)計(jì)和構(gòu)建全新的生物系統(tǒng)或?qū)ΜF(xiàn)有生物系統(tǒng)進(jìn)行改造�？茖W(xué)家們通過從頭合成 DNA 序列，構(gòu)建人工生物模塊和代謝通路，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物功能的精確編程和調(diào)控。在生物材料方面，合成生物學(xué)技術(shù)可用于設(shè)計(jì)微生物合成具有特定性能的生物基材料，如可降解塑料、高性能纖維等。這些生物基材料在自然環(huán)境中能夠快速降解，有效減少了傳統(tǒng)塑料帶來的白色污染問題。

（二）生物信息學(xué)與人工智能助力研發(fā)

生物信息學(xué)在生物制造產(chǎn)業(yè)中的作用日益凸顯。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，生物制造過程中產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，如基因組數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)、代謝組數(shù)據(jù)等。生物信息學(xué)通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、分析和解讀，為生物制造的研發(fā)提供了重要支撐。例如，通過分析微生物的基因組數(shù)據(jù)，科研人員可以挖掘出潛在的功能基因，為構(gòu)建高效的生物催化劑提供依據(jù)。同時(shí)，生物信息學(xué)還可以用于預(yù)測(cè)生物反應(yīng)的代謝途徑，優(yōu)化生物制造工藝，提高產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量。

人工智能（AI）技術(shù)的興起為生物制造產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)大動(dòng)力。AI 能夠?qū)ι�物制造過程中的復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析和挖掘，幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新的生物制造途徑和優(yōu)化策略。在藥物研發(fā)方面，AI 可以從大量的化合物庫(kù)中篩選出具有潛在藥用價(jià)值的分子，預(yù)測(cè)藥物的活性和安全性，大大縮短了新藥研發(fā)的周期，降低了研發(fā)成本。在生物制造的生產(chǎn)過程中，AI 技術(shù)可用于優(yōu)化生產(chǎn)工藝、實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能運(yùn)維。通過對(duì)生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，AI 系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況，并提供相應(yīng)的解決方案，保障生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運(yùn)行。

二、綠色生產(chǎn)與資源循環(huán)利用

（一）綠色生物制造工藝開發(fā)

傳統(tǒng)生物制造工藝在生產(chǎn)過程中往往存在能耗高、廢棄物排放量大等問題。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要開發(fā)綠色生物制造工藝。一方面，通過優(yōu)化生物反應(yīng)條件，如溫度、pH 值、溶解氧等，提高生物反應(yīng)的效率和選擇性，減少副產(chǎn)物的生成。例如，在發(fā)酵過程中，采用精準(zhǔn)的過程控制技術(shù)，根據(jù)微生物的生長(zhǎng)代謝特性實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)酵參數(shù)，使微生物能夠在最適宜的環(huán)境下生長(zhǎng)和生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)物，從而提高發(fā)酵產(chǎn)率，降低能耗。另一方面，開發(fā)新型生物催化劑，如酶工程技術(shù)，利用酶的高效性、特異性和溫和反應(yīng)條件等特點(diǎn)，替代傳統(tǒng)的化學(xué)催化劑，減少化學(xué)試劑的使用和環(huán)境污染。例如，一些酶法合成工藝在生物基化學(xué)品、生物燃料等生產(chǎn)中取得了良好的應(yīng)用效果，相比傳統(tǒng)化學(xué)工藝，具有反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)品純度高、環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)。

（二）資源循環(huán)利用與廢棄物處理

生物制造產(chǎn)業(yè)應(yīng)建立完善的資源循環(huán)利用體系，實(shí)現(xiàn)原材料、水資源和能源的高效利用。在原材料方面，優(yōu)先選擇可再生的生物基原料，如木質(zhì)纖維素、淀粉、油脂等，替代傳統(tǒng)的化石基原料。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)原材料的綜合利用，提高原料的利用率。例如，在以木質(zhì)纖維素為原料生產(chǎn)生物燃料的過程中，通過預(yù)處理技術(shù)將木質(zhì)纖維素中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素分離，分別對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用，生產(chǎn)生物乙醇、生物基化學(xué)品和生物炭等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)原料的全組分利用。

對(duì)于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物，應(yīng)采用環(huán)保的處理方式，實(shí)現(xiàn)廢棄物的減量化、無(wú)害化和資源化。例如，生物發(fā)酵產(chǎn)生的廢渣可以通過厭氧發(fā)酵等技術(shù)轉(zhuǎn)化為沼氣，作為能源回收利用；廢水中的有機(jī)物可以通過生物處理技術(shù)進(jìn)行降解，達(dá)標(biāo)排放或?qū)崿F(xiàn)中水回用。此外，建立廢棄物回收網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)對(duì)生物制造廢棄物的回收和再利用，將廢棄物轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的資源，減少對(duì)環(huán)境的壓力。

三、產(chǎn)業(yè)協(xié)同與政策支持

（一）產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制

生物制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開產(chǎn)學(xué)研各方的協(xié)同創(chuàng)新。高校和科研機(jī)構(gòu)在基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)研發(fā)方面具有優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)源頭。企業(yè)則在技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面具有豐富經(jīng)驗(yàn)和資源。通過建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，促進(jìn)高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間的深度合作，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技術(shù)和資金等創(chuàng)新要素的有效整合。例如，高校和科研機(jī)構(gòu)的科研人員與企業(yè)的技術(shù)人員共同開展項(xiàng)目研發(fā)，將實(shí)驗(yàn)室的研究成果快速轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力；企業(yè)為高校和科研機(jī)構(gòu)提供實(shí)踐平臺(tái)和資金支持，推動(dòng)科研工作緊密圍繞產(chǎn)業(yè)需求展開。同時(shí)，通過共建研發(fā)中心、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等形式，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研各方的溝通與協(xié)作，形成協(xié)同創(chuàng)新的合力，加速生物制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化。

（二）政策法規(guī)引導(dǎo)與支持

政府在生物制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要的引導(dǎo)和支持作用。制定相關(guān)的政策法規(guī)，為生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造良好的發(fā)展環(huán)境。在產(chǎn)業(yè)政策方面，加大對(duì)生物制造產(chǎn)業(yè)的扶持力度，通過財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、金融支持等手段，鼓勵(lì)企業(yè)加大在生物制造技術(shù)研發(fā)、綠色生產(chǎn)工藝改造等方面的投入。例如，對(duì)采用綠色生物制造工藝的企業(yè)給予稅收減免，對(duì)從事生物制造關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的企業(yè)提供專項(xiàng)科研資金支持。在環(huán)保法規(guī)方面，加強(qiáng)對(duì)生物制造企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管，制定嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，促使企業(yè)積極采取環(huán)保措施，減少污染物排放。同時(shí)，建立健全生物安全監(jiān)管體系，加強(qiáng)對(duì)基因編輯、合成生物學(xué)等新技術(shù)應(yīng)用的生物安全評(píng)估和監(jiān)管，確保生物制造產(chǎn)業(yè)的健康、安全發(fā)展。

四、人才培養(yǎng)與社會(huì)責(zé)任履行

（一）專業(yè)人才培養(yǎng)體系建設(shè)

生物制造產(chǎn)業(yè)是一個(gè)知識(shí)密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量高素質(zhì)的專業(yè)人才。建立完善的專業(yè)人才培養(yǎng)體系，加強(qiáng)生物制造相關(guān)學(xué)科建設(shè)，優(yōu)化課程設(shè)置，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。在高校教育中，加強(qiáng)生物技術(shù)、生物工程、生物信息學(xué)等專業(yè)的建設(shè)，開設(shè)與生物制造產(chǎn)業(yè)緊密相關(guān)的課程，如基因工程、發(fā)酵工程、生物反應(yīng)工程、生物制造工藝學(xué)等。同時(shí)，加強(qiáng)校企合作，建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握生物制造的關(guān)鍵技術(shù)和操作技能。此外，還應(yīng)加強(qiáng)在職人員的繼續(xù)教育和培訓(xùn)，為生物制造產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員提供不斷學(xué)習(xí)和提升的機(jī)會(huì)，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的持續(xù)需求。

（二）企業(yè)社會(huì)責(zé)任履行

生物制造企業(yè)應(yīng)積極履行社會(huì)責(zé)任，將可持續(xù)發(fā)展理念融入企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中。在產(chǎn)品質(zhì)量方面，嚴(yán)格遵守相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保生物制造產(chǎn)品的安全性和有效性，保障消費(fèi)者的權(quán)益。在環(huán)境保護(hù)方面，積極采取綠色生產(chǎn)技術(shù)和措施，減少生產(chǎn)過程中的污染物排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在員工權(quán)益方面，提供良好的工作環(huán)境和福利待遇，加強(qiáng)員工培訓(xùn)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，促進(jìn)員工的全面發(fā)展。此外，生物制造企業(yè)還應(yīng)積極參與社會(huì)公益活動(dòng)，如支持醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)、助力鄉(xiāng)村振興、開展環(huán)保科普宣傳等，為社會(huì)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)，提升企業(yè)的社會(huì)形象和公信力。

生物制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要從技術(shù)創(chuàng)新、綠色生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、人才培養(yǎng)等多個(gè)方面共同發(fā)力。通過不斷探索和實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展路徑，生物制造產(chǎn)業(yè)將在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，為解決全球資源、環(huán)境和社會(huì)問題提供有力支撐，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人類福祉、生態(tài)環(huán)境的和諧共生。