化石能源的利用大大促進了物質文明的發展，但其大量使用帶來的資源、能源與環境危機，正向人類社會發起新的挑戰，人們期待未來將有一種新的生產模式及生活方式的變革。中國工程院院士、南京工業大學教授、國家生化工程技術研究中心主任應漢杰提出，發展“陽光經濟”（生物經濟）是緩解人類社會危機的重要解決方案，生物技術成為繼信息技術之后各國競相發展的新型戰略產業技術。

 

近年來，世界主要經濟體紛紛聚焦生物制造產業，制定相關政策，積極布局生物制造技術產業。歐盟的《工業生物技術遠景規劃》提出，到2030年，生物基原料將替代6%~10%的化工原料，30%~60%的精細化學品將由生物基獲得。美國的《生物質技術路線圖》指出，到2030年生物基產品將替代25%的有機化學品和20%的化石燃料。

 

相比通過碳捕集等方法對二氧化碳直接利用，生物制造則是通過生物質間接利用二氧化碳，以碳利用、碳減排、碳置換、碳匯聚的方式降低碳排放量，為人類生活提供更加高質量的物質基礎和生存環境，推動“農業工業化、產業綠色化”，促進新業態向綠色、高效、高值化方向發展。

 

根據世界經合組織（OECD）的統計，2018年全球大約3%的化學品來自生物制造，預計2030年約35%的碳基化學品和其他工業產品來自生物制造，2060年將達到50%以上。應漢杰表示，生物制造將為化學品和材料的綠色制造開辟新的原料和路線，賦能傳統化工產品及生產過程轉型升級，有利于碳中和。

 

例如，“三烯三苯”是傳統工業中重要的基礎原料，可通過生物制造過程獲得。而生物反應過程中的乳酸、糠醛、琥珀酸、衣康酸、丙烯酸、己內酰胺等平臺化合物，可衍生大量石化下游產品。

 

乙烯是產量最大的基本化工原料，是石油化工產業的核心。目前全球主要生物基聚乙烯生產商，例如巴西的Braskem、美國的杜邦、沙特基礎工業公司、日本的三菱等，逐步開設了生物乙烯工廠及制備生物基聚乙烯的生產工藝。相比傳統化學工藝，甘蔗—乙烯技術可減少約60%的能耗和40%的溫室氣體排放；生物基1，4-丁二醇（BDO）可減少超過70%的溫室氣體排放；纖維素基聚羥基脂肪酸酯（PHA）對溫室氣體減排的貢獻甚至超過90%。生物乙烯大規模生產的成功，為乙烯的制造提供了新的可再生原料和新的生產方法，為傳統化工的可持續發展提供了最有希望的樣板。

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