提问

昆山中环科本科技发展有限公司董事长 李多

生物制造技术是应用交叉性很强的一项技术，目前，生物制造技术在节能降碳领域有哪些应用？

回答

现任第十四届全国政协委员，中国工程院院士、苏州大学校长 应汉杰

这个问题涉及范围很广，近年来生物制造技术备受关注。在减碳问题中，生物制造可能会对制造业特别是化工制造领域产生重要影响。比如在资源的利用方面，我们可以从化石资源转向生物质资源。目前，全球最大的酒精生产国是美国，年产量达到9000万吨，巴西紧随其后，年产量超过3000万吨。这些生物资源为全球的减碳工作做出了巨大贡献。此外，还有很多其他的化学品，比如聚乳酸等。

去年，美国出台了《生物技术与新生物经济法案》，其中第一部分重点是农业，因为农业具有多项关键功能。举例来说，生物固氮技术有望替代目前广泛使用的氮源，例如用量规模十分庞大的尿素和氨氮。其次，生物制造还能提高光合作用的效率，这不仅有助于碳固化，还能大幅提升农作物的生产效率。我们已经开展了一些工作，与一些科研机构和院校合作，通过提升光合作用效率来提高粮食作物的产量。2023年，我们主要在土豆上进行试验，亩产增加了1.5吨。今年我们在小麦上也取得了显著成效，产量增加了200多斤，光合作用效率的提升在其中发挥了很大的作用。

此外，在养殖业中，从生物制造的角度看，可以视为细胞之间碳源、氮源和蛋白质的转换。通过提高动物细胞的转化效率，我们可以将粮食节约量提升约10%，这意味着我们每年能够节约3000多万吨粮食。此外，通过生物技术将秸秆等农业废弃物转化为糖，再进入化工体系，最终转化为蛋白质，这有助于解决大豆替代问题。目前，这些工作都取得了诸多进展，技术和方法都是可行的。

环保领域的改进也是生物制造的重要应用之一。目前来看，提高效率和实现环保的关键在于如何将废弃物资源化利用。比如，对于含碳量高的废物，可以将其转化为蛋白质，进入动物或化肥体系，从而大幅降低COD（化学需氧量）和BOD（生物需氧量）排放。同时，通过适当的技术装备，我们已经基本实现了污水处理效率的2倍—4倍的提升，污泥含量减少了50%—80%。将生物制造技术应用到环保领域，无疑将大幅提升治理效果。

此外，生物制造还可以应用于天然产物的制造。比如，虫草和人参等高价值的天然产物，现在可以通过生物技术来合成。其生产效率极高，假设我们使用餐桌大小的生物反应器进行生产，便可以替代那曲地区10万平方公里的虫草产量。这不仅为我国的土地集约利用提供了可能，还能通过增加固氮、固碳的方式，帮助自然环境的修复和保护。