最近的天气，很反常。

这么说可能过于轻描淡写了。台风“杜苏芮”刚刚过去，造成了重大生命财产损失，各地保险机构在陆续进行高额赔付，受灾严重的华北地区仍未从百年一遇的特大暴雨中缓过劲来。然而就在不久前，我们中的许多人都在极端的高温下喊热、买空调、防范热射病……回想起来，大家不免都有些恍惚。

不可否认的是，极端天气的频发预示着气候变化比我们想象中来得更快、更猛烈、更真实。当高温“蒸人”，大雨落下，低碳、减排不再只是概念，而是我们每个人都必须面对的严峻任务和挑战，社会生产、经济活动的绿色转型刻不容缓。

世界基金委员会预测，到年，工业生物技术每年将可降低25亿吨的二氧化碳排放，生物制造产业已然显示出巨大的减碳潜力。因此，世界主要国家均积极推进生物制造技术的发展和应用，在全球范围内得到了各界的广泛重视。

年，欧盟《战略创新与研究议程（SIRA）》报告提出“年建立循环生物社会”的愿景；年，英国《工业生物技术报告：标准和法规的战略路线图》确定生物燃料、精细和特种化学品、塑料和纺织品等领域的发展路线图；年，美国启动《国家生物技术和生物制造计划》，斥资1.78亿美元用于生物能源研究，以推进可持续技术突破和碳储存改善，更于年进一步阐述一系列野心勃勃的具体目标；我国也在《“十四五”生物经济发展规划》中明确将生物制造指定为生物经济战略性新兴产业发展方向，并于今年发布《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》，引导大宗农作物秸秆及剩余物等非粮生物质的生物基材料产业创新发展。

生物技术助力制造业减排

生物制造通过利用生物技术和生物过程，使用可再生的生物质资源取代石油等非可再生资源，可显著减少化石燃料的消耗，减少传统高耗能工业过程中二氧化碳的大量排放，对实现低碳经济与降低环境压力具有重要意义。

具体来说，生物制造主要通过三方面发挥碳减排作用：一是在能源领域，如生物乙醇、生物柴油等生物燃料可用于取代高碳化石燃料。以能量密集的航空业为例，其二氧化碳排放占全球的2%，交通领域的12%，而使用生物航煤可以减少96%的温室气体排放。我国每年消费航煤约万吨，如果完全替代为生物航煤，按照每吨至少可减排30%来计算，一年可减排约万吨二氧化碳，相当于近万辆经济型轿车一年的排放量。

二是在产品方面，每生产1吨生物基化学品可减少约吨煤炭的使用和近千克的二氧化碳排放。理论上来说，所有的有机化学品都可以通过生物法合成。目前，生物可降解塑料聚乳酸和聚羟基烷酸酯等生物基产品已经实现规模化制造，聚酯材料、橡胶、合成纤维等传统石化基高聚物单体的生物合成技术不断创新。

三是在工业过程中，每使用1千克生物酶制剂，相对于化学法可减排千克二氧化碳。作为我国重要产业，预计到年，纺织、造纸、洗涤等传统行业中生物制造技术的全面应用将实现每年万吨二氧化碳的减排。

以秸秆等非粮生物质为原料的生物制造，是其中极具潜力的技术途径，具有巨大的碳减排潜力。中国每年产生的农业作物秸秆有7亿多吨，相当于3.5亿吨标准煤，森林采伐加工剩余物0多万吨，蔗渣多万吨，但每年用于工业过程或燃烧的纤维素资源仅占2%左右，绝大部分尚未被利用。通过将这些丰富的农业废弃资源高效转化为生物燃料、生物材料等，可进一步降低生物制造的成本，实现规模化应用和减排。据估计，到年中国利用生物资源将减碳超9亿吨，到年将减碳超20亿吨，可见其是实现我国“双碳”目标的重要途径之一。

“合成”一个绿色食品工业

在食品和饲料工业中，据统计畜牧业每年产生71亿吨二氧化碳当量，其中包括养殖、加工、包装运输等过程，这占到了全球温室气体排放的15%。

作为生物制造的核心技术之一，合成生物学是近年兴起的一门前沿交叉学科，也是应对该领域碳排放挑战的利器。合成生物学利用工程方法针对生命系统进行模块化改造和重新设计，使生物制造向着更标准化、可控和高效的方向转型升级。

在食品领域，合成生物学可通过构建微生物的“细胞工厂”，生产多种天然物质，如各类替代蛋白、稀有营养成分、添加剂等，为大规模食品生产建立新方法。相较于传统的农业养殖和提取工艺，这种新型生产模式可显著提高食品的安全性和营养价值，同时减少资源消耗，降低环境压力。例如，合成生物学可用于生产植物肉和蛋白粉等动物蛋白的替代品，从而减少牲畜饲养带来的土地、水资源占用及温室气体排放。此外，合成生物学还可通过代谢途径的重构，使微生物发酵过程的原料利用效率和产量大幅提高，实现更经济高效的新型食品工艺技术。根据世界自然基金会估计，食品工业中仅仅是酶的应用，就有着每年减排1.14亿~1.66亿吨二氧化碳的潜力。

不仅减排，还要固碳

制造业成熟公司的碳排放是无法绕过的问题之一。所幸，第三代生物制造技术正在兴起，其最显著的特征就是利用二氧化碳来进行生物生产，而在合成生物学改造食品工业的技术路径中，微藻的合成生物改造和利用或许可以有效应对这个问题。

微藻是一类结构简单、形态微小的单细胞水生生物，以不到高等植物1%的生物量为地球提供了超过50%的初级生产力和氧气，是光合效率最高的生物类群之一，其负碳能力受到极大

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