夜雨聆风伴随国家 “十五五” 规划对未来产业的前瞻布局，生物制造被提升至国家战略新高度，成为我国培育新质生产力、推动工业绿色转型的核心赛道。中国工程院院士、北京化工大学教授谭天伟，围绕产业图景、全球格局、AI 赋能、石化转型路径等维度，深度解读生物制造的时代机遇与发展方向。
一、战略新定位：生物制造构建绿色新工业图景，石化企业肩负双重使命
在国家 “十五五” 规划建议中，“生物制造” 被赋予前所未有的战略高度 —— 不仅被列为 “采取超常规措施，全链条推动” 的六大关键核心技术之一，而且被明确为要前瞻布局的未来产业和新的经济增长点。这充分体现了国家以生物制造抢占新一轮全球科技与产业变革制高点的决心。
在谭天伟院士看来，生物制造描绘的是一幅颠覆传统生产方式的 “绿色新工业图景”。过去上百年，国内化工产业高度依赖石油、煤炭等化石资源作为燃料和原料。而生物制造的核心变革在于，它用微生物或酶作为催化剂，用糖、淀粉、秸秆甚至二氧化碳作为原料，在温和的生物反应器中，生产我们需要的能源、材料和化学品。
他表示，石油石化企业在生物制造浪潮中肩负双重核心使命。一是成为传统化工产业绿色升级的引领者。立足我国 “富煤贫油少气” 的国情以及 “双碳” 目标的倒逼，利用生物制造替代部分传统高碳工艺，是企业转型的重要选择。二是担当跨界融合创新的破局者。石油石化企业拥有成熟的工艺工程能力、庞大的产业体系和丰富的应用场景，有责任也有能力在这场变革中扮演 “主力军” 的角色，成为中国生物制造产业化落地的重要载体。
二、全球产业格局：体量领跑全球，底层技术仍存 “卡脖子” 短板
针对我国生物制造的全球产业地位，谭天伟院士坦言，当前全球生物制造产业正处于技术攻坚和商业化应用开拓的关键阶段。近年来，我国生物制造产业发展迅速，产业总规模已经达到 1.1 万亿元。我国生物发酵产品产量占全球 70% 以上，氨基酸、有机酸、维生素等大宗产品产量稳居世界第一。我国拥有全球最完整的工业发酵体系和庞大的应用市场，这是其他国家难以在短期内复制的产业基础。
同时他也指出产业现存短板，我国生物制造领域核心菌种和关键酶创制所需的生物信息数据库和设计工具等底层技术领域仍存在 “卡脖子” 风险，高端生物反应器及关键零部件也长期依赖进口。行业需要警惕其他国家 “设计 —— 制造” 闭环模式对中国产业链的挤压，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。
三、趋势理性研判：替代是长期方向，聚焦细分赛道率先突破
对于行业内 “未来五年全球一半以上化学品将来自生物制造” 的热门预测，谭天伟院士保持理性研判。他认为，这一预测需要更严谨的论证，目前全球有超过 4 万亿美元的产品通过化工方法生产，而生物制造的替代率不到 5%，该预判略显乐观，但长远发展趋势完全契合行业方向。
根据美国相关预测，到本世纪末，通过生物制造有望创造 30 万亿美元的经济价值，占全球制造业的三分之一。谭天伟院士强调，生物制造的产业化是渐进式过程，需要持续的技术突破。未来五年，行业应聚焦生物制造已具备经济竞争性的细分领域实现率先突破，而非盲目追求全品类化学品市场替代。
四、AI 深度赋能：重构创新范式，打通分子设计到万吨量产全链路
在 AI 与生物制造融合创新领域，谭天伟院士表示，人工智能的融入，正在从根本上改变生物制造的创新范式，是当前产业最具革命性的变革。AI 技术贯穿生物制造从 “分子设计” 到 “万吨量产” 的全流程，彻底重塑行业研发与生产模式。
在研发端，AI 大幅加速了 “分子设计” 的精准度。传统工业酶制剂和菌种的改造，依赖大量随机突变和人工筛选，周期长、成功率低，如同 “大海捞针”。过去研发一款高效酶需要数年时间，如今依托 AI 大模型、生成式算法搭配高通量筛选平台，仅需数日或数周，即可筛选出催化效率大幅提升的全新生物催化剂。同时，AI 能够实现细胞工厂数字化，精准预测基因线路构建效果，实时监测发酵过程中细胞代谢状态，自动调控氧气、底物等关键生产要素。
在生产端，万吨级发酵生产是多相、非线性的复杂系统，AI 可通过多参数实时监测、数字孪生建模，精准预判生产放大过程中的传质、传热风险，持续优化生产工艺，有效提升产品产量、降低生产能耗，为规模化量产筑牢技术根基。
五、能源转型路径：融通创新为核心，四大方向抢占产业先机
结合国家 “十五五” 产业布局，谭天伟院士系统阐释了生物制造赋能能源石化行业的转型逻辑与核心方向。他表示，国家明确要求生物制造构建未来产业全链条培育体系，强化原始创新与核心技术攻关。传统化工依托石油资源，具备成熟工艺与成本优势，而生物制造以生物质为核心原料，代表绿色低碳未来。
未来两大产业将形成差异化互补格局，生物制造将率先在可降解塑料、医药中间体、生命健康产品等领域实现对传统化工的迭代升级，大宗化工品、能源原料领域则长期共存、协同发展。行业整体将呈现传统化工 “绿色化”、生物制造 “工程化”的发展趋势，二者深度融合，构建 “绿色化工 + 生物制造” 的全新制造体系。
谭天伟院士指出，能源石化企业需推动生物制造与传统石化产业深度融通创新，聚焦四大核心突破方向实现转型升级。第一，原料端绿色替代，推动产业从 “不可再生碳” 转向 “可再生碳”；第二，过程端低碳重塑，以生物催化替代高能耗化工反应；第三，产品端高端突围，布局高附加值生物基产品；第四，平台端加速落地，依托工业体系加快技术产业化。
他最后强调，石油石化企业具备深厚的技术积累和完备的产业化能力，只要提前布局顶层设计、加大研发投入、完善人才体系，必将在生物制造这场产业变革中抢占先机、赢得主动。
