生物產業：一場起跑線上的全球競賽

 鉅亨網新聞中心　(來源：財匯資訊，摘自：經濟參考報)　2012-06-27 02:27:10 Blog談新聞　上則 下則 Ads by Google <走出混沌．蓄勢奮起>ieknet.iek.org.tw 2012年IC產業產業趨勢展望研討會工研院廣告 經濟部贊助 "誰控制了石油，誰就控制了所有國家；誰控制了糧食，誰就控制了人類。"在能源危機和糧食危機警鐘不斷敲響的當今世界，這句名言顯得愈發振聾發聵。當前，過度依賴化石能源的經濟社會發展模式已經越來越不可持續，人類必須做出新的選擇，因此對生物技術和生物產業寄予了更大的希望。 國內外有關科學家認為，生物技術將在未來的科技和產業革命中充當重要角色。在新一輪工業革命中，生物技術和生物產業的發展將在多大程度上改變經濟社會的形態？中國能否在這輪生物產業革命中搶占制高點？《經濟參考報》就此對生物產業領域的知名專家和企業負責人進行了專訪。  

危機倒逼生物產業發展 沒有化石能源的支撐，很多經濟和產業的邏輯不再成立。未來整個經濟社會的發展要更好地利用生物本身的內在機制，去探索一條新的可持續的、以太陽能和生物特性為基礎的道路　 。 馬延和：從文明發展的角度來講，從鉆木取火，到煤炭蒸汽機，再到核能和生物能的初步利用，能源的利用能力是人類文明進步的標志。目前的工業經濟基本上是石化經濟，煤炭和石油促進了現代工業的發展。而未來整個經濟社會的發展要依賴於可再生的碳資源，實際上是依靠生物技術手段，把現有的碳快速轉化成可利用的資源。雖然目前生物技術在能源利用方面還沒有突破，但具有非常大的潛力。 我國對發展生物產業的戰略需求，在於我國人口基數大、增長快；水、土地、礦產和石油等資源貧乏，無法滿足發展工業快速的要求、環境污染重等。因此，必須以可再生的生物資源替代不可再生的化石資源，實現節能減排等。生物產業因其物質資源消耗少、環境保護好、成長潛力大和綜合效益好的特點，正在成為全球經濟發展的戰略重點。 生物產業一直是我國調整經濟結構、實現傳統經濟增長方式轉換的朝陽產業。生物產業的發展能有效緩解我們國家經濟和社會可持續發展所面臨的人口健康、糧食安全、能源安全、環境保護、資源緊張、氣候變化等重大壓力。 李紹明：此前的工業革命從興起到現在大概已經過去了250年，現在到了需要回頭認真思考科學技術和產業發展的階段。 工業革命以來創造的財富比過去幾千年、幾萬年還要多，人類對此引以為豪。但200多年的工業化進程，基本是以廉價的化石能源作為基礎，如果沒有化石能源的支撐，現在創造的所有財富還叫財富嗎？如果化石能源緊缺帶來價格在現有的基礎上翻十倍，現在很多的產品不能正常使用，不再有使用價值，很多財富都將成為"負財富"，經濟和產業的邏輯都不再成立。 200多年創造的財富耗費了幾億年、幾十億年積累的資源，造成巨大的環境負擔和問題，可持續性很差。未來不能再延續工業化的發展思路，技術創新和科學進步都要基於新的邏輯，開啟新的革命。很多國家看到未來科技和社會發展的基本趨勢，將目光放在生物技術和生物產業。 工業革命是基於物理學和化學的基本原理，但生命的存在和延續是基於遺傳學和生物學。生命尤其是植物的根本能量來源於太陽能，而太陽能是取之不盡、用之不竭的。現在所有的化石能源也都是由植物固化了的太陽能，才有了現在的可開發、可利用。人類的發展必須回歸到怎樣更好地利用生物本身的內在機制，去探索一條新的可持續的、以太陽能和生物特性為基礎的道路。

生物技術介入產業發展 自從生物技術可以在工業領域實現商業化應用，國際上對生物技術推動產業和經濟發展更加重視。 馬延和：國外的生物產業是指以現代生物技術為核心的技術方法和產業領域。嚴格意義來講，在產品的形成過程之中，至少要有一步或一個環節涉及核心的生物技術。比如聚乳酸，是將淀粉、糖或纖維素發酵變成乳酸，發酵的這一步實際上就是用基因工程的方法改造菌種，使其高產乳酸，或者使乳酸的特性更加符合工業的要求，所以需要生物技術手段的介入。 又比如，過去一個藥品的化學合成可能需要幾步甚至十幾步的反應，現在通過生物技術可以用一步或幾步的生物反應取代化學反應。現代生物技術還在介入中藥領域，比如把紅豆杉里的青蒿素的合成基因組裝到另外一個微生物細胞體內，讓微生物發酵產生青蒿素，不再依賴植物資源，而且產量大、成本低。 2000年前后聚乳酸的上市，標志著生物技術可以在工業領域實現商業化應用。從那以后，國際上對生物技術推動產業和經濟發展更加重視。生物技術要推動經濟發展，肯定要介入工業領域，因為在醫藥和農業的"出口"畢竟是有限的。 我國傳統生物制造技術歷史悠久，近年來發展起來的基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程技術在生物制造領域已經產生了巨大影響，推動了微生物發酵工業進步。同時，現代工業生物催化與生物轉化技術正在快速發展，部分技術已成功用於產業化，生物法制備醫藥中間體如酶法拆分制備光學純2-芳基丙酸酯、2-辛醇、S-α-腈基間苯氧基芐醇等，已基本具備商業化開發的前景。長鏈二元酸、丙烯酰胺、羥基乙酸等大宗化學品的生物催化技術已經或即將實現規模化應用；生物造紙、生物紡織、生物制革技術已經形成小規模示范，生物過程裝備系統向著多樣化、大型化、高度自動化與信息化方面發展。 生物技術介入工業領域的潛力很大，歐盟提出到2020年，對於包括化學藥品在內的精細化工品生產，生物技術要替代30%至60%的化學過程。在這個過程中，不僅節能減排的效果非常好，還能夠提高產品質量、降低成本。 不過，由於當前生物技術的發展水平有限，很多生物催化劑還不能實現對化學催化劑的替代。在工業應用過程中，耐受性、工業環境的適應性以及本身的成本，這些問題都使得生物技術和化學方法相比缺乏優勢。 李紹明：未來可能要基於生物技術和原理改造過去傳統大量的產業，比如用生物技術進行生物制造、生物冶煉、生物制藥等。 化學反應和生物反應的機制有巨大的差別，化學反應大部分是基於催化劑，采用高溫促進反應，不可避免地存在高耗能、低效率的問題。而生物反應是基於酶催化，在很自然的條件下就能發生反應。以生命科學為基礎的發展道路，可以更加高效地利用太陽能，實現可持續發展，給人類帶來重大的機遇。

技術差距正在拉大 現在生物產業上再大的差距也只是起跑線附近的差距。在這次重大的全球產業和技術轉型中，中國機會巨大，生物產業最有可能走出技術先行的道路。 馬延和：這幾年國外對生物技術和生物產業的發展，比我們想象的還要關注。很多國家和組織在做生物技術和產業發展的規劃，像經合組織已經有步驟、系統地組織了這方面的調研和規劃。 2009年，經合組織出版了《面向2030生物經濟規劃議程》，預測到2030年全球生物產業會成為各國G D P中占一定比例的不可忽視的產業，生物醫藥、生物農業和生物工業會形成三足鼎立的態勢，特別是生物工業可能發展得最快。 歐盟出臺了兩個方案，對生物產業非常關注，提出到2025年，實現歐盟框架內整個社會形態向生物技術轉變，形成以生物技術為基礎的新的社會形態。 2011年9月，奧巴馬總統宣布將即將公布的《國家生物經濟藍圖》作為其政府致力於推動科技研發確保經濟增長、改善人口健康和發展清潔能源的職責一部分。今年4月份，美國政府發布了《國家生物經濟藍圖》，提出了五大戰略目標，以確保生物經濟有潛力促進經濟增長和滿足社會需求。 有人認為，中國電子信息技術和國外的差距大，而生物技術差距不大。實際上，生物技術的差距不是"一星半點"。2003年國家做中長期科技發展規劃的時候，中國的生物技術落后10年到20年，現在則可能落后了30年到50年，差距正在拉大。 比如，我國在微生物制造與世界先進水平仍有較大差距，以低水平的跟蹤和復制為主，自主開發的產品和過程很少。新酶的開發、產業化和工業規模的應用明顯落后於國外；而化學品制造領域，則基本停留在利用發酵制造生產簡單代謝物的水平上，醫藥中間體、營養保健品、精細化學品、手性農藥等生物合成技術落后於發達國家10至20年。 李紹明：從目前全球生物技術和產業發展的水平來看，美國遙遙領先，其他國家和地區包括中國、印度、歐盟和日韓處於第二方陣。但中國面臨著能源安全和糧食安全兩頭受壓的困境，對於生物產業發展的迫切程度遠遠大於美國。如果只是將生物產業作為七大戰略性新興產業的1/7，這和中國人口眾多、資源稟賦不好的現狀相比有些不相匹配。 不過，和工業革命相比，生物技術和生物產業大體處於18世紀中葉的水平，重大的突破性技術還沒有產生。生物產業的"瓦特"還沒有出現，"元素周期表"也還沒有發現，轉基因技術和物理學相比還不能叫做科學。 也就是說，現在生物產業上再大的差距也只是起跑線附近的差距。在這次重大的全球產業和技術轉型中，中國機會巨大，生物產業最有可能走出技術先行的道路。將生物產業打造成具有國際競爭力的戰略性新興產業，時機遠比IT產業好。

重大技術突破能否"中國造" 將來生物科學如果取得重大的突破性進展，會不會產生在中國，現在還存有疑問。 李紹明：人類正處於生物科學再次跨越發展的前夜，未來30年，生物產業一定會造就像IBM、微軟、英特爾、谷歌、蘋果一樣的創新巨人。但將來生物科學如果取得重大的突破性進展，會不會產生在中國，現在還存有疑問。因為中國的科研機制有很多問題，現在國家對科研的支持是天女散花式的，科研機構重視的是大量發表SC I論文，但這對於中國將來能否成為重大科學進展的產生地，作用不是特別大。 生物技術靠什么發展，靠什么縮小和美國的差距？生物醫藥、生物農業、生物制造，每個產業都要有"起飛跑道"。要讓一項技術取得重大突破，一定要讓其有商業化的可能，否則永遠發展不起來。歐盟就是這樣衰落的，原本歐盟的生物技術基礎比美國好，現在則落到了和中國和印度大概一樣的水平。 在未來生物產業的發展中，玉米是戰略性作物和全球競爭的焦點，應該在3至5年的時間里允許生物技術的商業化。玉米應用生物技術的作用遠遠不是增加產量的問題，而是玉米可以作為農業生物產業最好的"起飛跑道"。生物技術有一定的通用性，只要生物技術在玉米上發展起來，其他的技術水平也就上去了。 馬延和：中國生物技術發展面臨的最大問題是科研機制。現在科研條件越來越好，從國外回來的人越來越多，科研經費也多了，但生物技術領域基本上沒有在國際上領先或者說不落后的成果。現在的科研考核機制是看發表了多少論文，申請了多少專利，而不是為了解決問題。不管是高校還是科研院所，每個課題組帶一幫人各做各的，沒有合力。但重大技術的出現需要交叉和整合，只有形成合力才能產生重大的技術。

企業是技術創新主體 生物產業的幾大跨國巨頭不僅體量大，而且增長速度也很快，中國企業面臨較大的競爭壓力。 李紹明：企業在生物產業領域的研究起步比較晚，都是最近幾年的事情。比如生物醫藥領域開始有一些企業加大投資研發的力度，但和國際巨頭差距仍然很大。國際生物醫藥巨頭輝瑞的市值近2000億美元，而國內比較知名的生物醫藥企業市值只有1億美元。生物農業方面，孟山都的市值是380億美元，而國內最大的種子企業隆平高科或登海種業的市值大概是70億元人民幣。 更讓人擔憂的是，生物產業的幾大跨國巨頭不僅體量大，而且增長速度也很快。這些企業通過兼并和內生發展，每年的增長率基本在20%左右，這對中國企業來說是比較大的挑戰。 從生物育種技術研發來看，目前企業出現了兩大趨勢。一是像金色農華、中種、隆平高科、奧瑞金這些原本就有生物育種基礎的企業，去年以來投資力度比較大。比如，中種宣稱10年投資50億元打造生物技術研發中心。與此同時，跨國公司在中國的布局力度也很大，像杜邦先鋒公司今年在北京建立了分子育種中心。 二是種子企業和生物技術研發單位進行各種各樣的合作，簽署戰略合作協議。未來企業形成的生物技術研發中心，將為全國甚至全球生物產業的發展提供技術支撐。 馬延和：與國外相比，我國部分生物企業生產水平低幾倍甚至幾十倍；生產菌株水平低20%至50%，以高資源消耗、高能耗和低人工成本競爭；有一定的產業基礎，但不具備新產品的生產技術。盡管我國生物產業現已達1.6萬億元的市場規模，但與國家需求和產業自身應具有的市場地位相比，仍處於發展的起步階段。 科技部發布的《"十二五"現代生物制造科技發展專項規劃》中強調企業的技術創新主體地位，提出通過組建產學研戰略聯盟和校企聯合研發中心(基地、孵化器)等方式，建立企業牽頭組織、高等院校和科研院所共同參與的創新體系。通過財稅、金融、投資等政策，引導企業增加研究開發投入，推動企業特別是大企業建立研究開發機構，增強企業創新能力。鼓勵企業與高等院校、科研院所聯合開展現代生物制造技術成果轉化，改造或新建一批國家工程實驗室、國家工程技術研究中心、企業重點實驗室，提高科研成果的工程化與系統集成能力。鼓勵和支持國外機構在華設立現代生物制造領域的研發中心。支持成立生物基材料、生物基化學品、手性化工中間體、氨基酸、酶制劑、工業生物清潔生產與循環經濟等產業創新戰略聯盟。 

美國的"國家生物經濟藍圖" 由於生物經濟擁有巨大的增長潛力和能帶來眾多其他社會利益，它已經成為奧巴馬政府的優先發展對象。生物經濟可以使美國人更加健康長壽，減少國家對石油的過度依賴，應對環境污染問題的挑戰，轉變制造過程，增強農業部門的生產力和覆蓋面，增加新的工作機會與拓展新興產業。 如今美國生物經濟的發展將在很大程度上依賴三大基礎技術的發展：遺傳工程，D N A測序和生物分子的自動化高通量操作。除了上述這些具有巨大發揮潛力的科學技術，一些新的重要技術，包括新技術與現有技術的創新組合技術正在不斷興起。 未來生物經濟依賴於新興技術，如合成生物學(定向設計改造微生物與植物)、蛋白質組學(大規模研究與操作生物體的所有蛋白質)、生物信息學(擴展利用生物及其相關信息的計算工具與方法)以及各種難以想象的新興技術的開發應用。最近一系列研究發展趨勢也預示著醫藥健康、生物能源、綠色農業、生物制造和環境保護等領域將有重大的進展。 基於生物經濟的巨大潛力，2010年美國奧巴馬政府的國家預算申請就將"支持構建面向21世紀生物經濟的研究基礎"作為科技優先領域之一。相關部門已經相應的開始集中力量，并在構建未來生物經濟取得了重要的初步進展。此外，為了使未來充滿活力的美國生物經濟有潛力提供重大的經濟和社會效益，相應的戰略目標開始制定出來。 2011年9月，奧巴馬總統宣布將即將公布的《國家生物經濟藍圖》作為其政府致力於推動科技研發確保經濟增長、改善人口健康和發展清潔能源的職責一部分。以2011年政府的《未來能源安全藍圖》為藍本，2012年《國家生物經濟藍圖》有兩個使命：第一，確立美國生物經濟全部潛能實現的戰略目標；第二，突出促進這些目標實現的早期成就。 《國家生物經濟藍圖》提出了五大戰略目標，以確保生物經濟有潛力促進經濟增長和滿足社會需求。盡管美國在生物經濟領域取得了重要的進展，但是如果要使美國在快速變化的世界上永久保持強大競爭力就需要付出更多的努力。 五大戰略目標包括，支持研發投資，構筑美國未來生物經濟基礎；加速生物研發向市場轉移，加強轉化與監管的體制和機制；改革與完善監管政策與法規，減少障礙，提高效率，在保護人類健康和環境安全的同時，削減成本；更新培訓項目，將學術研究機構的激勵措施與人員培訓相結合，滿足國家人才需求；促進公私伙伴關係發展和競爭前合作，鼓勵競爭者共享資源、知識和專業技能以熟知成敗。