近期，科技部等九部门联合印发了《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》(以下称《实施方案》)。其中“合成生物学”一词出现在“前沿和颠覆性低碳技术”中，《实施方案》明确合成生物是“双碳”目标达成的重要科技力量。
这是继今年《“十四五”生物经济发展规划》后，合成生物学又一次成为国家发展规划中的关键词，战略地位不断凸显。
合成生物如何实现“绿色制造”
为什么说合成生物是“双碳”目标的底层支撑?合成生物又是如何实现“绿色制造”的?
《实施方案》在“能源绿色低碳转型支撑技术”的“可再生能源非电利用”中提及“生物燃料”、“生物质基材料”及“高附加值化学品”的制备。其中“生物质基材料”的底层核心技术正是合成生物。
合成生物技术之所以被称为“绿色制造”的底层技术，重点就在于这一技术可通过细胞工厂进行生产，获得低能耗、更环保、可再生的生物基材料，进而替代传统动植物提取、或石化基来源的材料。
比如，传统尼龙是从石油中提炼出来的，生产过程中会产生大量的污染，且传统的尼龙6、尼龙66和尼龙11是不可降解的。目前，通过合成生物技术，科学家已经实现尼龙的绿色合成，不仅无需石油来源，在生产过程中有效减少碳排，同时还能够被土壤降解。
还有被称为“白色垃圾”的传统塑料，资料显示2040年全球每米海岸线大约将会有50公斤塑料，2050年塑料产品预计将增加到大约60亿吨，占全球碳预算的15%。通过合成生物技术则能够创造在海洋和土壤中快速降解的生物材料，为解决塑料生产及使用等污染问题提供方案。
而在农业和食品领域，合成生物技术可以通过转换生物基材料生产人造食品。数据显示，2030年中国农产品缺口将达到9000万吨，其中肉类缺口将达到3800多万吨。合成生物技术生产的人造肉、人造奶等食品，可以解决农产品供应不平衡等问题，还能减少传统畜牧养殖和工业生产过程中产生的土地消耗和大量温室气体排放。
目前合成生物技术已经成功实现了医药、大宗发酵产品、天然产物、未来农产品等重要领域的生物制造，合成生物技术的生物基材料也将越来越多的应用于人们的日常生活场景之中。
除了变革传统生产制造方式，合成生物技术的应用场景还包括碳捕捉、碳回收、碳封存或零碳甚至负碳物质生产等，有望在更多领域释放“绿色”潜能。
合成生物驱动“碳中和”生物经济示范区
合成生物技术的绿色前景固然十分看好，但要想让技术创造价值，真正实现绿色制造，离不开具备多学科、强复合能力的绿色生物科技企业参与，以及现代化合成生物绿色工厂的落地。
事实上，基于我国合成生物技术的快速发展，国内以华熙生物为代表的一批本土头部企业已经将合成生物上升到公司战略层面，并进行合成生物绿色工厂的建设布局。
公开资料显示，华熙生物已经搭建合成生物全产业链平台，并建设了合成生物技术国际创新产业基地，组建研发团队。目前已经通过合成生物技术，取得了高纯度麦角硫因、红景天苷、5-ALA、维生素C葡萄糖苷等发酵工艺验证及突破性进展。同时，华熙生物承接了省级合成生物学重点实验室等重点项目，并与国内外知名科研院校开展合成生物相关研发合作等。
而在华熙生物位于北京大兴的合成生物科学馆中，展现了其合成生物驱动的“碳中和”生物经济示范区“蓝图”。
这幅“蓝图”主要包括原料基地、研发平台、中试车间、发酵工厂四个部分。在原料基地，通过种植高产作物以获得细胞工厂的发酵原料;在研发平台，即合成生物学实验室中，对底盘细胞进行设计、建造和测试;随后将改造后的菌种送入中试车间进行生产验证;最后，在生产车间中，经过发酵、分离、纯化、精制、干化等步骤得到各种不同的物质。
基于这幅蓝图，合成生物驱动的绿色工厂将实现从DNA到各种产品的合成生物“绿色制造”，对人们的衣食住行医用等日常生活领域产生广泛影响，为人类的可持续发展和绿色生产奠定基础。
根据《实施方案》，到2025年，我国单位国内生产总值(GDP)二氧化碳排放比2020年下降18%，单位GDP能源消耗比2020年下降13.5%;到2030年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降65%以上，单位GDP能源消耗持续大幅下降。而以合成生物技术为代表的绿色生物制造已经展现出巨大潜力，将成为这一目标实现的重要动力和核心引擎。
