導 讀
4月17日，由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì )生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會(huì )、中國農業(yè)大學(xué)、國際能源署生物質(zhì)能中國組、中國能源研究會(huì )綠色低碳技術(shù)專(zhuān)委會(huì )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(kāi)，本次論壇的主題為“奮進(jìn)碳時(shí)代，構建新生態(tài)”。中國工程院院士、北京化工大學(xué)校長(cháng)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與任務(wù)等多個(gè)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、微生物細胞，結合化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)行目標產(chǎn)品的加工過(guò)程，包括生物基材料、化學(xué)品和生物能源等。廣泛應用于化工、制藥、食品、造紙、紡織、能源以及環(huán)境保護等重要領(lǐng)域。
從綠色生物制造的重要性來(lái)看，他認為，一是生物制造是促進(jìn)傳統產(chǎn)業(yè)綠色轉型升級，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)濟大多數的行業(yè)通過(guò)生物技術(shù)的介導，能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的轉型、升級及新業(yè)態(tài)的出現。二是生物制造已經(jīng)成為世界各經(jīng)濟強國的國家戰略重點(diǎn)。 OECD預測，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)濟形態(tài)將會(huì )形成。目前已有，超過(guò)20國制定了關(guān)于工業(yè)生物技術(shù)的國家發(fā)展戰略。三是生物制造已顯示出巨大的減碳潛力。 世界基金委員會(huì )預測，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(lèi)別產(chǎn)品，具有解決千萬(wàn)噸級化工產(chǎn)品的能力及潛力。對于農業(yè)工業(yè)化，生物制造連接兩頭、工農一體化、解決污染并助力農村經(jīng)濟發(fā)展。
譚天偉院士指出，我國生物制造所依賴(lài)的核心載體嚴重受制于人，“卡脖子”問(wèn)題突出，核心菌種80%以上來(lái)自國外大型公司的非授權使用，酶制劑80%以上依賴(lài)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)能可以達到2000萬(wàn)噸/年，可減少原油進(jìn)口8000萬(wàn)噸/年，二氧化碳減排約5340萬(wàn)噸。
航空運輸業(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)現全生命周期內96%的溫室氣體排放，減少70%顆粒物排放 (NASA研成果)。統計顯示，1 噸傳統航煤燃燒后將排放3.2 噸二氧化碳，我國目前的航煤消費量約3000萬(wàn)噸，如全部以生物航煤替代，每噸生物航煤至少減排30%來(lái)計算，一年可減排約3300萬(wàn)噸二氧化碳，相當于近2000萬(wàn)輛經(jīng)濟型轎車(chē)停開(kāi)一年。
生物技術(shù)在傳統輕工業(yè)的碳減排潛力，工業(yè)過(guò)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、造紙和洗滌等傳統行業(yè)中生物技術(shù)應用的全面市場(chǎng)滲透預計每年可節省6500萬(wàn)噸二氧化碳當量。
生物技術(shù)在食品和飼料工業(yè)的碳減排潛力，據糧農組織報告，畜牧生產(chǎn)每年約占 71億噸二氧化碳 當量(養殖、加工、包裝運輸)，占全球溫室氣體排放量的15%，動(dòng)物產(chǎn)品占食品部門(mén)排放的最大部分。世界自然基金會(huì )估計，食品行業(yè)酶應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(lái)的發(fā)展方向來(lái)看，他認為，要聚焦解決核心菌種和工業(yè)酶卡脖子問(wèn)題的目標，形成自主創(chuàng )新能力，構建國際一流的酶和菌種開(kāi)發(fā)技術(shù)平臺。面向重大戰略性產(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(xiàn)來(lái)看，他認為，要通過(guò)數據挖掘、基因編輯等，提升催化能力，以實(shí)現酶和工業(yè)菌株的理性設計為核心突破點(diǎn)，來(lái)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(lái)看，他強調，要聚焦解決重大產(chǎn)品生物制造“芯片”的卡脖子問(wèn)題，一是重點(diǎn)部署核心菌種、工業(yè)酶的設計與再造原理的研究任務(wù)，支撐核心關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新。二是構建現代生物制造產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)體系，如核心工業(yè)酶創(chuàng )制與應用技術(shù)，核心工業(yè)菌種構建技術(shù)等。強化核心菌種和工業(yè)酶的創(chuàng )制與應用技術(shù)、過(guò)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(guò)程三個(gè)方面構建核心技術(shù)體系。三是面向重大戰略性產(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)體系構建與示范。
