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科研进展

2025年中国合成生物制造产业发展白皮书

2025年中国合成生物制造产业发展白皮书

  

2025年中国合成生物制造产业发展白皮书(图1)

  近年来,生物制造作为战略性新兴产业,正引发全球产业变革。这种以生物技术为核心,利用生物体机能或生物质资源生产能源、材料与产品的新型制造方式,不仅被视为破解环境与资源困境的关键,更成为各国竞争的新高地。中国在这一领域虽起步较晚,但凭借政策支持、技术突破与市场潜力,正加速追赶全球领先水平。

  从全球范围看,生物制造已形成多极发展格局。美国依托波士顿-剑桥、旧金山湾区等产业集群,构建了“产学研”深度协同的创新生态,在基因编辑、AI制药等前沿技术领域保持领先,其生物制造规模已达4386亿美元,专利数量和研发投入居全球首位。欧盟则以“顶层设计+系统推进”为策略,通过《工业生物技术2025远景规划》提出明确目标,计划到2030年将可再生原料使用比例提升至30%,并建立了覆盖全欧洲的中试设施网络,加速技术产业化。

  日韩则聚焦特色领域突破:日本在发酵工程领域优势显著,氨基酸、酶制剂产量全球领先,同时积极布局细胞培养肉等新兴食品赛道;韩国通过全球首部《合成生物学促进法》,计划建设国家级“生物铸造工厂”,目标是到2030年跻身全球前五大技术强国。

  据世界经合组织预测,到2030年,全球35%的化学品和工业产品将来自生物制造。这场产业革命,正重塑全球制造业的竞争格局。

  中国生物制造产业虽起步晚,但发展势头迅猛。政策层面,从《“十四五”生物经济发展规划》到近年政府工作报告,均明确将生物制造列为战略性新兴产业,为产业发展提供了强有力的制度保障。中投产业研究院预测,2025年我国生物制造产业规模将达1.2万亿元,未来十年有望保持17%的高速增长。

  在技术与产业层面,中国已在多个领域实现突破:氨基酸、维生素等传统产品不断升级,部分产品突破国际专利封锁;在肌醇、3-羟基丙酸等化合物的生物制造技术上达到世界领先水平;新酶设计、合成途径设计等前沿研究与国际并行。不过,与国际先进水平相比,仍存在核心产业增加值占比低(仅2.4%,远低于美国的11%)、高端原料和装备自龙8娱乐平台给率不足、工业核心菌种依赖进口等短板。

  从区域布局看,国内已形成多个生物制造产业集群,各省市结合自身优势差异化发展:有的聚焦生物医药,有的侧重生物基材料,有的深耕合成生物学技术研发,形成了互补协同的产业生态。

  生物制造的产业链涵盖上、中、下游全环节。上游聚焦DNA编辑、生物元件开发等使能技术,中游侧重生物系统设计与改造,下游则延伸至医药、食品、材料等多元应用场景,形成“生物制造+”的产业格局。

  在医药领域,生物制造通过生物催化技术实现手性医药化学品的绿色生产,降低能耗与污染;利用微生物重组合成青蒿素、人参皂苷等植物天然产物,突破资源限制。在食品领域,替代蛋白、天然色素、功能性配料等通过合成生物技术实现高效生产,既能减少传统农业依赖,又能降低碳排放——例如发酵法生产乳蛋白,可减少56%的CO₂排放和87%的土地占用。

  材料与能源领域同样亮点纷呈:生物基塑料(如PHA、PLA)可完全降解,逐步替代传统石化塑料;生物柴油、生物航油等生物能源,为交通领域低碳转型提供新选择。此外,在农业、个护等领域,生物制造技术也在推动产业向绿色、高效方向升级。

  一批中国企业正在生物制造领域崭露头角,成为产业链的核心力量。凯赛生物深耕生物基材料,其长链二元酸、生物基聚酰胺等产品技术领先,2024年营收近30亿元,同比增长39.91%;华恒生物聚焦氨基酸、维生素等生物基产品,通过“可再生资源替代石化资源”路径,拓展至动物营养、日化护理等多元市场;华东医药则依托工业微生物研发矩阵,在xRNA原料、特色原料药等领域快速增长,2024年相关板块收入同比增幅达43.12%。

  此外,川宁生物通过“生物发酵+合成生物学”双轮驱动,布局化妆品原料、PHA等产品;华熙生物以透明质酸为核心,构建从原料到终端产品的全产业链;微构工场专注于PHA生物材料研发,推动可降解材料在包装、医疗等领域的应用。这些企业的实践,正推动中国生物制造从技术突破走向规模化产业应用。

  尽管发展迅速,中国生物制造仍面临多重挑战:核心技术自主化不足,高端装备和工业菌种依赖进口;生物基原料供应存在结构性矛盾,收储运成本高、供应不稳定;产学研协同机制待完善,技术转化效率有待提升。

  面向未来,突破这些瓶颈需要多方协同:强化基础研究投入,攻克酶设计、菌种改造等“卡脖子”技术;完善生物基原料供应体系,推动农林废弃物、工业废气等资源化利用;构建“政产学研用”协同创新生态,加速技术从实验室到生产线的转化。

  随着技术创新、政策支持与市场需求的深度融合,生物制造正成为中国经济高质量发展的新引擎。这场以绿色、高效、可持续为核心的产业革命,不仅将重塑制造业格局,更将深刻影响每个人的生活——从餐桌上的替代蛋白,到手中的可降解包装,再到医疗领域的创新药物,生物制造的未来,已悄然走来。