本文综述了国际工业生物手艺开展格局，阐发了我国近期在工业生物手艺范畴根底研究、利用研究、手艺转化与财产开展方面获得的停顿和成就，展看了我国工业生物手艺开展的趋向与机遇。
现代生物手艺逐步进进大规模财产化阶段，全球生物经济快速开展，工业生物手艺做为生物经济的收柱，支持着生物造造、生物能源、生物农业、生物医药、生物环保和生物办事业等财产开展。
1 引言
工业生物手艺努力于把生命科学发现转化为现实的产物、过程、系统和办事，以称心社会的需要，是人类模仿生物系统实现本身开展需求的高级天然过程。以卓著生物催化剂研究为核心的工业生物手艺是继医药生物手艺、农业生物手艺之后全球生物手艺开展的“第三次海潮”，颠末十余年的开展，全球工业生物手艺部分在立异研发、经济增长和情况改进等方面获得了里程碑式停顿，验证了工业生物手艺在可继续增长方面的潜力。
2 工业生物手艺研发规划
2.1 欧美研发规划
早在2007年，美国在《2007-2012年农业法案》中就前瞻性地提出将次要开展可再生能源、生物基产物和可继续开展的新型生物量原料，以削减美国的温室气体排放，减轻对外国原油的依靠。其后，以美国能源部、农业部和国防部为主，在推进生物燃料、生物基产物与素材方面的投资逐年呈增加趋向，并在手艺研发和利用方面不竭获得打破。2015年，美国发布《生物工业化道路图：加速化学品的先辈造造》，提出了生物学工业化的开展愿景。美国农业部2016年的研究陈述指出，2014年生物基产物行业为美国经济奉献了3930亿美圆和422万个就业岗位。
欧盟地域非分特别重视工业生物手艺开展对缓解天气改变的积极感化，普及认同工业生物手艺有利于突破资本消耗周期、节约能源和原素材、促使经济可继续增长，并在欧洲战术能源手艺方案中将生物燃料炼造列为重要开展标的目的之一。2009年10月，欧洲生物手艺工业协会发布了题为《生物手艺：减轻天气改变的革命性手艺》的陈述，指动身展生物手艺是天气改变处理计划的支持点，工业生物手艺将为欧洲工业带来革命性改变，促使工业向可继续标的目的开展，并实现到2030年减排10～25亿吨的目标。2015年9月，欧盟发布《生物经济之道：欧洲工业生物手艺富贵开展道路图》，看好工业生物手艺产物市场前景。欧洲生物财产协会（EuropaBio）2016年9月发布的研究表白，工业生物手艺为欧盟供给了48.6万个全职工做岗位，创造了316亿欧元的产值。
欧洲地域三分之一的生物手艺公司位于英国，英国政府始末对工业生物手艺研发活动赐与积极撑持，将工业生物手艺和生物精炼的研究做为优先开展的范畴，并重点优先开展合成生物学立异研究，以英国生物手艺与生物科学研究理事会（BBSRC）和工程与天然科学研究理事会（EPSRC）牵头投进大量资金开展生物经济。据BBSRC陈述，2014年英国生物经济总附加值（GVA）约为2,200亿英磅，共供给了520万个就业岗位，占英国GVA总量的13.6%，与建筑和金融办事业的数量相当。
2.2 我国研发规划
我国《国度中持久科学和手艺开展规划纲要（2006-2020年）》将生物手艺做为将来出力开展的战术高手艺，先后造定发布了生物财产“十一五”、“十二五”、“十三五”开展规划，加快促进生物手艺与生物财产开展，并针对生物造造、生物基产物、生物量能、轻工业等重要部分制定专项规划，围绕生物造造严重手艺需求规划国度重点研发项目，在严重化工产物的先辈生物造造、微生物基因组育种、工业酶分子革新等核心手艺，以及工业生物催化手艺、生物炼造手艺、现代发酵工程手艺、绿色生物加工手艺等关键手艺上获得重要打破。2011年至2015年，我国生物财产年均复合增长率到达15%以上，2016年广义生物财产规模已到达约4万亿元。
2016年12月，国务院印发《“十三五”国度战术性新兴财产开展规划》，提出加快生物财产立异开展程序、培育提拔生物经济新动力的重要使命，明白了开展目标：到2020年，生物财产规模到达8~10万亿元、构成一批具有较强国际合作力的新型生物手艺企业和生物经济集群。
紧跟其后，国度开展变革委员会在《“十三五”生物财产开展规划》中提出了2020年生物财产的开展目标，即生物财产规模到达8~10万亿元，生物财产增加值占国内消费总值（GDP）的比重超越4%，成为国民经济的主导财产，并大幅增加就业岗位。并在鞭策生物造造规模化利用方面提出以下详细目标：进步生物造造财产立异开展才能，鞭策生物基素材、生物基化学品、新型发酵产物等的规模化消费与利用，鞭策绿色生物工艺在化工、医药、轻纺、食物等行业的利用示范；到2020年，现代生物造造财产产值超1万亿元，生物基产物在全数化学品产量中的比重到达25%，与传统道路比拟，能量消耗和污染物排放降低30%，为我国经济社会的绿色、可继续开展做出严重奉献。
同期，能源局公布我国《生物量能开展“十三五”规划》，提出到2020年，生物量能根本实现贸易化和规模化操纵，生物天然气年操纵量80亿立方米，生物液体燃料年操纵量600万吨，生物量成型燃料年操纵量3,000万吨；要求推进燃料乙醇妥帖利用，加快生物柴油在交通范畴的利用，推进手艺立异与多联产示范，并提出了到2020年，生物量能合计可替代化石能源总量约5,800万吨，年减排二氧化碳约1.5亿吨的天气情况目标。
2017年5月，科技部印发《“十三五”生物手艺立异专项规划》，提出生物手艺范畴到2020年实现整体“并跑”、部门“领跑”的宏伟目标，力图在根底研究和核心手艺方面获得打破，根本构成生物手艺立异系统和初具规模的生物手艺财产，并陆续将生物造造手艺做为开展重点，提出要建立以绿色生物造造等为重点的若干生物手艺立异中心、5~10个产值过100亿的生物造造专业园区的详细目标，将新一代生物检测手艺、基因操做手艺、合成生物手艺做为前沿关键手艺，微生物组手艺做为前沿穿插手艺，过程工程手艺做为共性关键手艺，支持生物医药、生物化工、生物资本、生物能源、生物农业、生物环保和生物平安等重点范畴的开展。
我国在2015年发布的《中国造造2025》中提出了鞭策造造业由大变强、全面提拔中国造造业开展量量和程度的严重战术摆设，强调全面推行绿色造造，鼎力促进新素材、新能源、高端配备、生物财产绿色低碳开展，为生物造造开展指了然标的目的。为贯彻落实《中国造造2025》，组织施行好绿色造造工程，工业和信息化部于2016年9月发布了《绿色造造工程施行指南（2016—2020年）》，提出到2020年绿色造造程度明显提拔，绿色造造系统初步成立的总体目标，预期与2015年比拟，传统造造业物耗、能耗、水耗、污染物和碳排放强度显著下降，重点行业次要污染物排放强度下降20%，工业固体废料综合操纵率到达73%，部门重化工业资本消耗和排放到达峰值。
同期，工业和信息化部还研究体例了《轻工业开展规划（2016－2020年）》和《医药工业开展规划指南》，别离于2016年8月和11月印发。《轻工业开展规划（2016－2020年）》从鼎力施行“三品”战术、加强自主立异才能、积极鞭策智能化开展、出力调整财产构造、全面推行绿色造造、统筹国表里市场等六个方面提出了详细使命摆设，以批示我国将来五年轻工业立异开展。《医药工业开展规划指南》做为“十三五”期间批示医药工业开展的专项规划指南，将批示医药工业加快由大到强的改变，从加强财产立异才能、进步量量平安程度、提拔赐与保障才能、鞭策绿色革新晋级、推进两化深度合成、优化财产组织构造、进步国际化开展程度、拓展新范畴开展新业态等八个方面提出了详细使命摆设。
2017年11月，工业和信息化部围绕造造业立异开展的严重需求，组织研究了对行业有重要影响和瓶颈造约、短期内亟待处理并可以获得打破的财产关键共性手艺，通过研判国表里财产开展现状和趋向，在普遍收罗定见根底上，造定了《财产关键共性手艺开展指南（2017年）》，将全生物降解聚丁二酸丁二酯及其共聚物的造备手艺做为石油化工关键手艺，生物基化学纤维财产化关键手艺做为纺织关键手艺，生物基原素材工程菌开发及规模化消费工艺手艺、食糖绿色加工与副产品高值操纵手艺、天然产品（食物添加剂与配料）生物造备手艺等做为轻工关键手艺。
3 全球工业生物手艺研发停顿
3.1 研究论文产出
为了看察过往十年中工业生物手艺根底研究与手艺立异开展态势，基于研究积存和专家定见征询构建了工业生物手艺范畴核心主题词表，以Web of Science平台中的科学引文索引扩展版（Science Citation Index Expanded，SCI-E）收录期刊为数据源，开展了2006—2016年间的全球工业生物手艺范畴研究论文计量阐发（数据更新日期：2017年10月18日）。
如图1，2006—2016年，全球工业生物手艺范畴在SCI收录期刊上发文量总计403,348篇，此中中国研究人员参与的研究论文为64,429篇，占总量的15.1%，总数排名全球第二，仅次于美国，其后依次是德国、日本。同时，中国的论文总数呈逐年攀升趋向，年均复合增长率达20.9%（图2），至2016年发文总数到达11,266篇，超越美国（2016年发文11,072篇）成为年度发文量排名第一的国度。
3.2 创造专利产出
为了看察过往十年中工业生物手艺根底研究与手艺立异开展态势，以经济协做与开展组织（OECD）对生物手艺的定义为根底，结合Linton等定义的工业生物手艺专利分类，构建工业生物手艺专利检索战略，开展了2006—2016年间全球工业生物手艺范畴的创造专利计量阐发（数据更新日期：2017年10月18日）。
2006—2016年（DII进躲年），全球工业生物手艺范畴专利申请量总计达515,677件，次要受理国专利公开的数量如图3所示。中国专利总数达120,586件，占总数的23.4%，位居全球第一，此中来自中国专利申请人的申请占80.6%，其后依次是美国（93,027件，18.0%）、日本（73,675件，14.3%）。从图4能够看出，与全球TOP10的专利受理国比拟，中国的专利申请量呈逐年显著攀升趋向，年均复合增长率达18.7%。
4 我国工业生物手艺研发停顿
4.1 研究论文产出
近两年，中国粹者在工业生物手艺范畴参与或独立完成的多项前沿研究功效颁发在生物手艺范畴高影响力的综合性代表期刊。2017年，中国在合成生物学研究范畴功效惹人注目，领衔完成4条实核生物酿酒酵母染色体的人工设想合成，功效在《科学》期刊上以封面论文形式同时刊发，获得继合成原核生物染色体之后的又一里程碑式打破，有看鞭策工业生物手艺开展的新一轮变化。同时，研究人员在生物量资本发掘与操纵、酶工程与生物催化机理研究以及细胞工场设想与工业生物手艺产物研发方面的研究获得一系列代表性功效。
在合成生物手艺研究与利用方面，中国科学家领衔完成实核生物酿酒酵母4条染色体的从头设想与全合成工做：天津大学元英进团队完成了5号、10号染色体的化学合成，并开发了高效的染色体点突变修复手艺；清华大学戴俊彪团队完成了当前已合成染色体中最长的12号染色体的全合成；深圳华大基因研究院团队结合英国爱丁堡大学团队完成了2号染色体的合成及有关阐发。此外，中国科学院上海生命科学研究院杨晟研究组发现来源于弗兰西斯菌的Cas效应卵白（FnCpf1）与谷氨酸棒杆菌适配，开发了谷氨酸棒杆菌基因编纂系统，将操做周期缩短至3天，对基因组精巧修改的效率可达100%。中国科学院微生物研究所娄春波研究组开发了一套普适于原核生物转录调控元件的绝缘化设想原则，极大地简化了人工基因调控收集的设想过程，为人工生命系统的理性设想奠基了重要手艺根底。中国科学院上海生命科学研究院覃重军研究组开发了一种基于Cas9卵白促进的同源重组组拆手艺，并操纵该手艺在酵母体内组拆了长1.03Mb的大肠杆菌最小基因组MGE-syn1.0。
在微生物多样性研究与利用方面，中国科学院上海生命科学研究院王四宝研究组与美国约翰霍普金斯大学研究人员协做，初次发如今按蚊中代代相传的肠道共生菌，并借此杀灭按蚊体内疟原虫，从泉源上割断疟疾传布。中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心指导的包罗美国马里兰大学、北京大学、中科院水生生物所等在内的团队通过阐明与调控微拟球藻中一系列内源II型二酰甜油酰基转移酶（DGAT2）的分工与协做机造，证明工业微藻的藻油饱和度可以定造化地人工设想，从而将微藻细胞工场推进“藻油操行定造化”时代。
在酶工程与生物催化方面，清华大学戴俊彪研究组初次在酿酒酵母中显示了介导组卵白H4K8的2-羟基异丁酰基化程度调控的关键情况因子和往润色酶类。那些新润色的润色卵白组学和催化酶类的研究将极大促进我们对那些润色的功用和调控的熟悉。中国科学院大连化学物理研究所赵宗保研究员团队与瑞典查尔姆斯理工大学、德法律王法公法兰克福大学研究人员协做设想革新脂肪酸合酶，扩展了脂肪酸合成机器的产品谱，相关研究功效在《天然-化学生物学》以封面论文形式颁发。中国科学院天津工业生物手艺研究所郭瑞廷研究组与美国伊利诺伊大学协做，初次解析了环烯醚萜合成酶（IRIS）及其复合体构造，并对IRIS的催化机理停止了研究。该功效关于环烯醚萜化合物衍生物的合成有重要的理论批示意义。
在生物基化学品研究与开发方面，浙江大学于洪巍研究组在酿酒酵母线粒体中构建异戊二烯合成路子，产量到达2,527mg/L，实现目前异戊二烯在实核细胞中消费的更高产量。中国科学院南海海洋研究所在深海放线菌中发现了具有抗结核杆菌系列活性物量，并通过生物合成手艺优化革新获得强效抗结核抗生素怡莱霉素E，药效是目前抗结核药物活性的30倍。中国科学院上海有机化学研究所刘文团队阐了然林可酰胺类抗生素的后期关键生物合成路子，为定向革新林可酰胺类抗生素的构造奠基了理论根底。
本节以Web of Science平台中的科学引文索引扩展版（Science Citation Index Expanded，SCI-E）收录期刊为数据源，对中国研究人员颁发的工业生物手艺研究论文停止了计量阐发（数据更新时间为2017年10月18日）。
2014—2016年，中国粹者在工业生物手艺范畴共颁发研究论文29,939篇，此中中国科学院排名第一，共发文4,676篇，排在第二和第三位的是浙江大学和江南大学（表1）。中国科学院论文总数优势明显，发文的次要研究单位包罗中国科学院微生物研究所、青岛生物能源与过程研究所、大连化学物理研究所、过程工程研究所、上海生命科学研究院、天津工业生物手艺研究所等。
从颁发论文的被引情状来看，在发文量TOP20机构中，论文篇均被引用次数相对较高的机构别离是中国科学手艺大学、南京大学、清华大学、天津大学和北京大学；拥有在所属学科中被引量居于TOP1%的高被引论文数量相对较多的机构包罗中国科学院、清华大学、北京大学、浙江大学和华南理工大学等。
对各研究机构在工业生物手艺子范畴发文量散布统计成果（图4）停止阐发发现，在总发文量TOP20机构中，生物基化学品、合成生物手艺、生物基素材等方面的研究是中国科学院等多个研究机构较为偏重的研究范畴；此外，浙江大学、清华大学在合成生物手艺、微生物情况治理等方面开展了较多研究；江南大学、浙江大学、华南理工大学、华东理工大学在生物基化学品和绿色生物工艺方面的研究较为普遍；华南理工大学、四川大学、上海交通大学、浙江大学、清华大学在生物基素材方面的研究较为凸起；南京大学、浙江大学、清华大学在生物传感器方面研究功效显著，哈尔滨工业大学、上海交通大学、同济大学在微生物多样性等方面有较强规划。
4.2 创造专利产出
本节操纵IncoPat科技立异谍报平台和德温特专利数据库（DII），对2014—2016年全球公开的工业生物手艺创造专利以及中国国度常识产权局公开和受权的工业生物手艺中国创造专利开展了计量阐发（数据更新时间为2017年10月25日）。
2014—2016年（DII进躲年），全球总计公开工业生物手艺创造专利申请101,691项专利家族（DII平台）、169,205件专利申请（IncoPat平台），中国成为操纵工业生物手艺创造专利停止庇护的首要国度，3年总计公开了创造专利申请57,559件（年复合增长率高达14.3%）、创造专利受权21,947件（图5）。
从专利来源国（专利申请人所在国）角度阐发，在57,559件工业生物手艺中国创造专利申请中，有86%是由中国申请人申请的，其他国度总共仅占14%，次要来自美国、日本、瑞士、德国、丹麦、韩国、法国等（图6a）。在21,947件工业生物手艺中国创造专利受权中，有78%是由中国申请人申请的，其他国度共占22%，次要来自美国、日本、瑞士、德国、韩国、法国、丹麦、荷兰、英国等（图6b）。可见，国外申请人在中国申请的工业生物手艺创造专利更有合作力，受权比（同期受权数/申请数）更高。
2014—2016年，中国申请人申请的工业生物手艺创造专利数量占全球总量的30%摆布，名列第一。但中国申请人的创造专利申请有95%（49,690件）均仅在中国停止庇护，在外专利申请数量十分少（2,358件），仅占约5%。
以PCT专利（世界常识产权组织公开）申请为例，如图7所示，2014—2016年，中国申请人总计申请PCT专利1,107件，数量逐年增长，年复合增长率11.0%。次要的申请人包罗：深圳创世纪转基因手艺有限公司、华大基因、巴斯夫（中国）、诺维信（中国）、北京天安生物科技有限公司、中国科学院上海生命科学研究院、清华大学、江南大学、苏州汉酶生物手艺有限公司、中科院天津工业生物手艺研究所等。
2014—2016年，江苏、北京、山东、广东、上海、浙江、安徽和湖北八省市的创造专利申请和受权数均位居中国大陆地域前10名以内，申请数量均超越1,500件，受权数量均超越500件（图8）。
从创造专利申请总量来看，企业是工业生物手艺立异的次要力量。2014—2016年，在我国工业生物手艺中国创造专利申请人中，企业申请的创造专利最多，占总量的41%，其次依次是大专院校、小我、科研单元和机关团体。从领先的创造专利申请人来看，高校和科研院所是工业生物手艺创造的排头兵。如图9所示，2014—2016年，工业生物手艺中国创造专利申请和受权的领先主体以高校和科研院所为主。江南大学在创造专利申请和受权数量上皆高居榜首，且领先优势明显，浙江大学、上海交通大学、中国农业大学、华南理工大学、华中农业大学等单元的申请与受权数量居于前列。中国科学院多家研究所的申请和受权数量均在全国处于领先程度，包罗中国科学院微生物研究所、天津工业生物手艺研究所、上海生命科学研究院、遗传与发育生物学研究所等。中国石油化工股份有限公司、哈尔滨膳宝酒业有限公司、益善生物手艺股份有限公司等企业进进创造专利申请与受权数量前列。跨国企业诺维信公司的工业生物手艺中国创造专利申请和受权数均位居前列，霍夫曼-拉罗奇有限公司的受权数量也处于领先程度。
5 我国工业生物手艺财产停顿
当前，我国大宗发酵产物产量稳居世界第一，生物能源年替代量处于世界前列，次要生物基素材品种产量和手艺程度处于世界领先地位，多种传统石油化工产物和精巧化学品实现生物量道路消费，在京津冀、长三角、珠三角等地构成了一批高程度、有特色的生物财产集群，近年来自主立异才能显著加强，消费手艺程度大幅进步。
5.1 发酵产物财产
我国在发酵产物方面具有量产优势，发酵产物产量稳居世界首位。2016年，我国次要发酵产物产量到达2,629万吨，比上一年增长8.4%，年总产值初次超越3,000亿元，同时，2016年次要出口产物出口量408万吨，同比增长18.6%。柠檬酸、味精、山梨醇、酵母等产物的消费手艺工艺已经到达国际先辈程度，产物市场合作力大大进步，资本综合操纵程度逐渐提拔，节能减排获得显著效果。此中，味精、赖氨酸、柠檬酸等产物的产量和商业量位居世界前列；淀粉糖的产量居世界第二位，仅次于美国；山梨醇、葡萄糖酸钠、木糖醇、麦芽糖醇、甜露糖醇、酵母、酶造剂和功用发酵成品等处于快速开展阶段。行业年产值到达100亿元以上的大型企业集团5家，产物的量量及平安程度不竭进步，实现产物原则与国际接轨。
2015年，我国氨基酸产量约为370万吨，产能规模和产值居于世界前列。目前财产规模以上消费厂家已达近百家，且产能高度集中，产能排名前三的企业拥有市场份额的75%。谷氨酸是目前全球销量第一的氨基酸品种。2015年，我国味精产量到达230万吨，居世界首位；赖氨酸产量约为100万吨，产能另有必然过剩空间；苏氨酸产量37万吨，较上一年有所增长。
我国有机酸财产在世界上有着重要地位，是更大的柠檬酸消费与出口国，产能约占全球的75%摆布，产量的70%~80%用于出口。2015年，我国柠檬酸产量约为212万吨，出口量稳中有升；维生素C出口量12.37万吨，比上一年同比增长1.4%；葡萄糖酸产量约为60万吨，出口量占总产量的24%；乳酸产量约12.8万吨，出口占总产量的29%。
2015年，我国酶造剂产量约为120万吨，比上一年同比增长4.3%。此中，国产酶造剂产物的国内市场占有率显著提拔，已由“十二五”初期的不敷10%提拔到近30%，产物出口量比上年增加3.9%，出口额增加5.8%。
5.2 生物基化学品财产
近年来，我国完成了乙烯、化工醇等传统石油化工产物的生物量合成道路的开发，实现了生物法DL-丙氨酸、L-氨基丁酸、琥珀酸、苹果酸、戊二胺/尼龙5X盐等产物的中试或小规模贸易化，获得了显著的操行提拔和节能降耗、削减污染排放的效果。
丁二酸（琥珀酸）是重要的有机化工原料及中间体，在化工、素材、医药、食物范畴有着普遍的用处。我国次要的二元酸消费厂家包罗山东兰典生物科技股份有限公司、中国石化扬子石油化工有限公司和常茂生物化学工程股份有限公司等。中国科学院天津工业生物手艺研究所与兰典公司协做成立年产5万吨的丁二酸消费线。
甾体激素药物是全球仅次于抗生素的第二大类药物。我国是全球甾体原料药更大的消费和赐与基地，目前，我国甾体药物年产量占世界总量的1/3摆布，消费才能和现实产量均居世界第一位。甾体药物消费龙头企业包罗浙江仙琚造药股份有限公司、天津天药药业股份有限公司、天津市津津药业有限公司、山东塞托生物科技股份有限公司等。中国科学院天津工业生物手艺研究所在和金耀集团配合开展的一种甾体药物关键中间体生物转化合成中获得显著效果，产物纯度和得率均到达90%以上。
2016年8月，成都会政府与中国科学院天津工业生物手艺研究所签定战术协做框架协议，拟共建中国科学院工业生物手艺西部利用研发中心，打通工业生物科技功效研发孵化转化的瓶颈。同期，天津工业生物手艺研究所与成都远泓生物科技有限公司签订消费专利手艺让渡协议，预期引发上千亿规模的市场。2016年4月，四川省自贡市政府与天津工业生物手艺研究所签定协议，拟新增投资10亿元建立年产1万吨肌醇项目消费线、年产1,000吨5-氨基乙酰丙酸消费线、年产100吨谷胱甜肽项目示范消费线和年产10吨人参皂苷项目消费线，估量到2020年产值可达50亿元以上。
5.3 生物基素材财产
我国生物基素材财产处于尝试室研发-向工业化消费和规模利用过渡阶段，次要生物基素材及其单体的消费手艺在近年获得了长足开展，已构成以可再生资本为原料的生物素材单体系体例备、生物基树脂合成、生物基树脂改性与复合、生物基素材利用为主的生物基素材财产链。2015年，我国生物基素材与关键单体的年产能约为600万吨，构成环渤海、长三角、珠三角三个财产集群。目前，国内生物基素材的研究单元次要有中科院长春利用化学研究所、中科院宁波素材研究所、中科院理化研究所、中科院天津工业生物手艺研究所、清华大学等，手艺协做企业包罗江苏海正集团、江苏允友成生物环保素材有限公司、山东通佳机械有限公司、广州碧佳新素材有限公司、佛山碧嘉高新素材科技有限公司、山东兰典生物科技股份有限公司、山西金晖兆隆新素材有限公司等。
在淀粉基降解塑料（PSM）财产化方面，国内市场以包拆薄膜、农用薄膜、日用塑料和泡沫塑料等为主，次要消费企业包罗武汉华贵生物素材有限公司（年产能6万吨）、深圳虹彩新素材科技有限公司（3万吨）、烟台阳光澳洲环保素材有限公司（1.5万吨）、广东上九生物降解塑料有限公司（1万吨）、南京比澳格环保素材有限公司（1万吨）、广东益德环保科技有限公司（1万吨）、浙江华发作态科技有限公司（0.8万吨）、常州龙骏天纯环保科技有限公司（0.8万吨）等。
在聚酯产物研发与财产化方面，聚羟基脂肪酸酯（PHA）年产能超越2万吨，产物类型和产量均处于国际领先地位，正向着素材的多样性和消费手艺的先辈性开展。素材的多样性在多种单体及其散布、分子量、聚合体例等方面越来越细化，构成了PHA组学的概念。而合成生物手艺的利用与蓝水生物手艺的呈现，有看大幅度降低PHA的消费成本，更有经济性和合作性。PHA已经有一些贸易化的例子；同时，PHA在医药等范畴的高附加值也被不竭开发出来。次要的研究单元有清华大学、中国科学院微生物研究所、天津工业生物手艺研究所以及深圳先辈手艺研究院等。
我国聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二酯（PBSA）、聚对苯二甲己二酸丁二酯 （PBAT）合计年产能已超越 10万吨。国内次要研究单元有中国科学院理化所、清华大学、四川大学等，次要企业包罗安庆和兴化工有限公司（年产能1 万吨PBS）、杭州亿帆鑫富药业股份有限公司（1.3 万吨PBS、PBAT）、广州金发科技股份有限公司（3 万吨 PBSA）、山东悦泰生物新素材有限公司（2.5 万吨 PBS、PBAT）、新疆蓝山屯河聚酯有限公司（0.5吨薄膜级PBS、PBAT，3万吨消费线待建）和金晖兆隆高新科技有限公司（2万吨PBS、PBAT）等。
5.4 生物能源财产
2015年，全球生物液体燃料消费量约1亿吨，此中燃料乙醇全球产量约8,000万吨。我国是世界上第三大生物燃料乙醇消费国和利用国，仅次于美国和巴西，但总产量占比仅为约3%，与前两者比拟差距明显。2016年，我国燃料乙醇年产量约为260万吨（此中玉米燃料乙醇产量不到200万吨），调合汽油2,600万吨，仅占昔时全国汽油消费量的20%，在消费效率、能源消耗、污染排放等方面也与美国存在较大差距。过往几年中，我国燃料乙醇行业规模受造于粮食平安和玉米库存，燃料乙醇行业的政策撑持力度逐步削弱。当前，中国玉米面对超越2亿吨的库存，做为往库存路子之一的乙醇行业将再次迎来政策盈利，燃料乙醇特殊是玉米燃料乙醇将迎来宽广产量增漫空间。2017年9月，国度发改委、国度能源局等十五部分结合印发了《关于扩展生物燃料乙醇消费和妥帖利用车用乙醇汽油的施行计划》（以下简称《施行计划》），提出到2020年在全国范畴内根本实现车用乙醇汽油全笼盖的要求。生物燃料乙醇将来有看迎来更多利好政策，鞭策行业进一步开展，加速玉米往库存，带动整体行业景气宇上升。
我国目前共有8家燃料乙醇定点消费企业，此中，中粮生物化学（安徽）股份有限公司、吉林燃料乙醇有限责任公司和中粮生化能源（肇东）有限公司次要以玉米、小麦为原料；河南天冠企业集团有限公司同时消费第1代和2代乙醇；广西中粮生物量能源有限公司、国投广东生物能源有限公司和内蒙古中兴能源有限公司次要以木薯和甜高粱茎秆为原料开展1.5代非粮乙醇；山东龙力生物科技股份有限公司则是较早以玉米芯废渣为原料开展第2代纤维素乙醇的企业。同时，我国燃料乙醇财产“开展1.5代、鞭策2代”的脚步也未停滞，《施行计划》提出了到2025年力争实现纤维素乙醇规模化消费，先辈生物液体燃料手艺、配备和财产整体到达国际领先程度的开展目标。2015年以来，我国新增非粮燃料乙醇项目也有增加，包罗天冠生物能源（天津）有限公司年产60万吨非粮木薯燃料乙醇项目、中聚天冠生物能源（福建）有限公司年产50万吨非粮木薯燃料乙醇项目、国投广东生物能源有限公司年产15万吨木薯燃料乙醇项目、湖北天冠生物能源有限公司年产10万吨纤维素燃料乙醇项目等。
国际油价持久继续低迷，招致生物燃料在交通运输中的需求削减。2015年，全球生物柴油产量呈现初次下滑，全年产量约2910万吨，比上一年同比削减2.3%，而此前十年全球生物柴油产量年均增幅为250万吨。据不完全统计，2015年我国生物柴油产能约为415万吨，同比增长13.7%；现实产量为118万吨，同比增长24.2%。虽然产能及产量虽都有所提拔，但产能操纵率仍较低，开工率严峻不敷，无法称心浩荡的市场需求。为此，生物柴油企业正在积极逃求替代原料，开发和妥帖生物柴油新手艺，加快建立工业安装。成立行之有效的生物柴油国度级协调机造，从全财产链全盘考虑启动生物柴油试点示范工做，推行封锁化专供专销，有看处理生物柴油原料赐与问题，让生物柴油财产开展步进良性轨道。2016年3月，深圳市日东生物能源有限公司历时10年斥资上亿元胜利研发的“第三代生物柴油项目”进驻深圳市才智云创园，其研发的纳米再生生物柴油的成分100%为烷烃，可在市场上的柴油策动机间接利用。2016年5月，中国科学院大连化学物理研究所与沈阳化工研究院有限公司、清华大学配合完成的“富油能源微藻培育提拔与生物柴油造备手艺”在北京通过了由中国石油和化学工业结合会组织的科技功效判定，为实现能源微藻不变工业化消费和微藻基高值天然产品消费等利用奠基了手艺根底。
生物航空煤油是以动动物油脂为原料消费的航空燃料，目前次要摘用加氢手艺消费。当前，我国在生物航煤消费手艺上与美国等世界先辈程度国度的差距不大，停止贸易化利用的次要障碍在于原料无法实现持久低成本的规模化赐与。近年来，美国等兴旺国度次要在军方帮助下开展生物航煤利用开发，而在我国，做为尚处于起步阶段的利用手艺，生物航煤得到的政策撑持力度非常有限。2017年3月，由中国石化集团开展的我国首个自主研发的生物航煤加氢革新项目经可行性研究批复，方案于2018年在镇海炼化开工建立，安装建成投产后每年可处置10万吨餐饮废油。
5.5 绿色生物工艺
近年来，我国工业经济快速开展，但资本和能源消耗是世界均匀程度的2~3倍，而基于酶的绿色生物工艺能够显著降低能耗、物耗和水耗，缓解财产的情况庇护压力。针对传统纺织行业的绿色生物工艺改进，2016年7月，中国科学院天津工业生物手艺研究所公布胜利研造出退浆精炼复合生物酶造剂，并针对该酶造剂开发了生物酶法前处置工艺，能够将传统工艺中的退浆和精炼合并成一步完成，完全替代传统碱处置工艺，到达了节能、节水、减排、进步操行和降低成本的优良效果，并由河北宁纺集团胜利完成了10万米布的生物酶法前处置工艺利用示范和妥帖。中国科学院理化手艺研究所研发的酶法骨明胶消费手艺使得骨明胶消费周期缩短至3天，耗水量削减50%，消弭固废排放的同时降低了成本。该手艺2016年9月在宁夏鑫浩源生物科技股份有限公司实现3000吨/年消费线投产运行，标记着我国自主研发的酶法骨明胶消费工艺手艺正式进进规模化、贸易化运营阶段。目前摘用酶法骨明胶消费手艺的在建明胶消费线还有内蒙古包头东宝生物手艺股份有限公司（建立年产能3,000吨）、安徽丰原集团有限公司（建立年产能3,000吨）等，到2020年将构成10,000吨年产能。
6 我国工业生物手艺开展前景展看
近年来，生物手艺在引领将来经济社会开展中的战术地位日益凸显，生物财产正加速成为继信息财产之后的新的主导财产，有看加快处理人类在资本、情况和安康方面面对的严重挑战。我国在工业生物手艺范畴利用根底研究、手艺转化立异和财产开展方面获得稳步停顿，在研究规模、产学研连系和财产规划等方面已构成优良格局，在资本与手艺替代和财产提拔方面发扬了积极感化，有效促进了农业工业化、工业绿色化、财产国际化的开展历程。
当前，我国立异型国度建立系统正在加快成型，立异型企业加快开展，研究型大学建立如火如荼，国度科技立异中心、国度尝试室、国度手艺立异中心建立开展有序推进，以政府主导、金融本钱撑持的产学研深度合成系统进一步成熟，全国多地密集建立生物财产园区，押注生物手艺财产下一个风口。阿里巴巴斥资千亿人民币成立前沿科学研发机构“达摩院”，全球遗传学泰斗、美国哈佛医学院George Church传授受邀加进其十人征询团队，并在复旦大学受聘为名望传授。国际合成生物学财产化前驱、美国工程院院士、加州大学伯克利分校Jay D. Keasling传授受邀在中国科学院深圳先辈手艺研究院设立合成生物学尝试室，并与韩国科学手艺院Sang Yup Lee传授一同受聘为中国科学院天津工业生物手艺研究所荣誉传授，看好中国合成生物手艺立异开展。基因测序龙头华大基因胜利上市，数家生物工业企业产值超100亿元，大学根底研究与手艺立异功效显著攀升，研究机构促进科技功效转移转化工做获得效果，工业生物手艺开展构成优良场面。
全球生物科技范畴已闪现出系统化打破性开展态势，生物及穿插利用范畴不竭涌现出倾覆性立异利用，新一轮科技革命和财产变化与我国加快改变经济开展体例构成汗青性交汇。工业生物手艺范畴的立异将一方面向安康和农业范畴扩散与辐射，另一方面则向传统化工和医药范畴渗入与嵌进，进一步推进农业工业化、工业绿色化、财产国际化的开展历程。跟着我国国度立异驱动开展战术的深进施行，世界科技强国建立历程的加速和绿色开展理念的理论，我国对工业生物手艺的重视已提拔到空前的战术高度，并正在面对新的开展机遇。将来，存眷前沿研究的穿插与合成，重视新手艺利用的规划与监管，构建全链条互动的财产手艺立异系统，完美财产集群建立和新业态的培育提拔，鼓舞高新手艺的立异创业活动，富贵手艺交易与投融资市场，加强手艺、产能与本钱的国际协做，将有力提拔我国工业生物手艺的核心合作力，通过进步赐与系统量量加强我国经济量量优势，通过开展节能环保的消费系统为我国绿色低碳轮回经济注进新动能，有力推进我国生物科技强国建立历程，促进我国生物财产迈向全球价值链的中高端，为全球生物经济富贵发扬愈加积极的感化。
转自丨 世界科技研究与开展
编纂丨全球君