導(dǎo) 讀

4月17日，由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、國際能源署生物質(zhì)能中國組、中國能源研究會綠色低碳技術(shù)專委會聯(lián)合主辦的“第四屆全球生物質(zhì)能創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”在北京九華山莊召開，本次論壇的主題為“奮進(jìn)碳時(shí)代，構(gòu)建新生態(tài)”。中國工程院院士、北京化工大學(xué)校長譚天偉做“綠色生物制造”介紹。

譚天偉院士從生物制造的意義、生物液體燃料的二氧化碳減排潛力、綠色生物制造的目標(biāo)與任務(wù)等多個方面做分享。

譚天偉院士指出，生物制造是以工業(yè)生物技術(shù)為核心，利用酶、微生物細(xì)胞，結(jié)合化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)品的加工過程，包括生物基材料、化學(xué)品和生物能源等。廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、造紙、紡織、能源以及環(huán)境保護(hù)等重要領(lǐng)域。

從綠色生物制造的重要性來看，他認(rèn)為，一是生物制造是促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級，提升工業(yè)制造競爭力的重要途徑。 目前生物制造已涉及到國民經(jīng)濟(jì)大多數(shù)的行業(yè)通過生物技術(shù)的介導(dǎo)，能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型、升級及新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)。二是生物制造已經(jīng)成為世界各經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國的國家戰(zhàn)略重點(diǎn)。 OECD預(yù)測，至2030年35%的化學(xué)品和其他工業(yè)品將出自生物制造，基于可再生資源的生物經(jīng)濟(jì)形態(tài)將會形成。目前已有，超過20國制定了關(guān)于工業(yè)生物技術(shù)的國家發(fā)展戰(zhàn)略。三是生物制造已顯示出巨大的減碳潛力。 世界基金委員會預(yù)測，到2030年，工業(yè)生物技術(shù)每年將可降低25億噸的二氧化碳排放。四是生物制造是實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造綠色、創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑。 對于工業(yè)綠色化，生物制造是變革化工制造模式，破解工業(yè)制造石化原料瓶頸的重大方向。我國擁有充足的可利用生物質(zhì)資源，若合理利用，集中替代有限類別產(chǎn)品，具有解決千萬噸級化工產(chǎn)品的能力及潛力。對于農(nóng)業(yè)工業(yè)化，生物制造連接兩頭、工農(nóng)一體化、解決污染并助力農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

譚天偉院士指出，我國生物制造所依賴的核心載體嚴(yán)重受制于人，“卡脖子”問題突出，核心菌種80%以上來自國外大型公司的非授權(quán)使用，酶制劑80%以上依賴進(jìn)口。我國生物基化學(xué)品與材料產(chǎn)業(yè)，受制于生產(chǎn)菌種，高端、精細(xì)化產(chǎn)品的生產(chǎn)能力與國外差距明顯。

在二氧化碳減排方面，譚天偉院士認(rèn)為，生物液體燃料將發(fā)揮巨大潛力。我國總碳排放量為136億噸，其中二氧化碳排放112億噸，非二氧化碳溫室氣體為24億噸。我國農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物量4億噸/年，若使用這些廢物的30%，生物乙醇產(chǎn)能可以達(dá)到2000萬噸/年，可減少原油進(jìn)口8000萬噸/年，二氧化碳減排約5340萬噸。

航空運(yùn)輸業(yè)脫碳需要新一代生物燃料，航空業(yè)能量密集的液體燃料不可或缺，目前航空運(yùn)輸業(yè)二氧化碳排放占全球排放量2%，占交通領(lǐng)域二氧化碳排放量12%。生物航煤可實(shí)現(xiàn)全生命周期內(nèi)96%的溫室氣體排放，減少70%顆粒物排放 (NASA研成果)。統(tǒng)計(jì)顯示，1 噸傳統(tǒng)航煤燃燒后將排放3.2 噸二氧化碳，我國目前的航煤消費(fèi)量約3000萬噸，如全部以生物航煤替代，每噸生物航煤至少減排30%來計(jì)算，一年可減排約3300萬噸二氧化碳，相當(dāng)于近2000萬輛經(jīng)濟(jì)型轎車停開一年。

生物技術(shù)在傳統(tǒng)輕工業(yè)的碳減排潛力，工業(yè)過程中，使用1公斤酶制劑能夠減少約100公斤的二氧化碳排放量。到2030年，紡織、造紙和洗滌等傳統(tǒng)行業(yè)中生物技術(shù)應(yīng)用的全面市場滲透預(yù)計(jì)每年可節(jié)省6500萬噸二氧化碳當(dāng)量。

生物技術(shù)在食品和飼料工業(yè)的碳減排潛力，據(jù)糧農(nóng)組織報(bào)告，畜牧生產(chǎn)每年約占 71億噸二氧化碳 當(dāng)量(養(yǎng)殖、加工、包裝運(yùn)輸)，占全球溫室氣體排放量的15%，動物產(chǎn)品占食品部門排放的最大部分。世界自然基金會估計(jì)，食品行業(yè)酶應(yīng)用的潛在總減排量每年為1.14 至1.66億噸二氧化碳。

從我國生物制造未來的發(fā)展方向來看，他認(rèn)為，要聚焦解決核心菌種和工業(yè)酶卡脖子問題的目標(biāo)，形成自主創(chuàng)新能力，構(gòu)建國際一流的酶和菌種開發(fā)技術(shù)平臺。面向重大戰(zhàn)略性產(chǎn)品生物制造和污染行業(yè)綠色改造的需求，形成核心技術(shù)體系。

從生物制造的技術(shù)路線來看，他認(rèn)為，要通過數(shù)據(jù)挖掘、基因編輯等，提升催化能力，以實(shí)現(xiàn)酶和工業(yè)菌株的理性設(shè)計(jì)為核心突破點(diǎn)，來服務(wù)于發(fā)酵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)行業(yè)。

從生物制造的主要任務(wù)來看，他強(qiáng)調(diào)，要聚焦解決重大產(chǎn)品生物制造“芯片”的卡脖子問題，一是重點(diǎn)部署核心菌種、工業(yè)酶的設(shè)計(jì)與再造原理的研究任務(wù)，支撐核心關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。二是構(gòu)建現(xiàn)代生物制造產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)體系，如核心工業(yè)酶創(chuàng)制與應(yīng)用技術(shù)，核心工業(yè)菌種構(gòu)建技術(shù)等。強(qiáng)化核心菌種和工業(yè)酶的創(chuàng)制與應(yīng)用技術(shù)、過程與裝備技術(shù)、原料利用新技術(shù)的任務(wù)部署，圍繞原料、工具、工藝過程三個方面構(gòu)建核心技術(shù)體系。三是面向重大戰(zhàn)略性產(chǎn)品生物制造和污染行業(yè)綠色改造需求，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)示范。如，發(fā)酵工業(yè)菌種的系統(tǒng)改造、典型污染行業(yè)綠色化改造與產(chǎn)業(yè)化示范、產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系構(gòu)建與示范。