中國工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展前景

李禎祺，徐萍，劉斌

1.中國科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，上海 200031 2.中國科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展局生物技術(shù)處，北京 100864

中國工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展前景

李禎祺1，徐萍1，劉斌2

1.中國科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，上海 200031 2.中國科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展局生物技術(shù)處，北京 100864

由于工業(yè)生物技術(shù)能夠顯著地降低原料與能量等生產(chǎn)成本的消耗，同時會減少環(huán)境污染與溫室氣體的排放，因此其已被列入中國優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。文章介紹了中國工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，包括生物基化學(xué)品、生物基材料、生物燃料、生物環(huán)保等細(xì)分行業(yè)。盡管我國生物發(fā)酵行業(yè)的產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)了國際領(lǐng)先地位，但我國工業(yè)生物技術(shù)仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，如技術(shù)匱乏、高消耗、低收益、高污染等。不過我國的工業(yè)生物技術(shù)前景廣闊，隨著生物催化與生物煉制技術(shù)的不斷完善，綠色生物工藝新技術(shù)、新方法、新工具的不斷出現(xiàn)，中國將建立一個基于碳循環(huán)利用的綠色經(jīng)濟(jì)模式。

工業(yè)生物技術(shù)；生物制造；生物煉制；生物基化學(xué)品

近年來，全球的生物技術(shù)發(fā)展速度迅猛，不僅取得了數(shù)量眾多、振奮人心的成果，而且推動了產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈條的升級、換代與更迭。生物技術(shù)早已成為高科技的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一，越來越多地應(yīng)用于基礎(chǔ)化學(xué)品及其聚合物，乃至特殊化學(xué)品的生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展逐漸進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段，許多具備成本效益的制造技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)相繼面世，工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)迅速發(fā)展，在與化學(xué)合成競爭的同時，成為提振現(xiàn)代生物經(jīng)濟(jì)的重要推手。

工業(yè)生物技術(shù)是利用微生物、植物和動物細(xì)胞或酶的生物催化功能，進(jìn)行大規(guī)模的物質(zhì)加工與轉(zhuǎn)化的先進(jìn)制造技術(shù)，涉及食品、飼料、造紙、紡織、化工、能源等許多重要的工業(yè)領(lǐng)域[1]。由于生命科學(xué)在向系統(tǒng)化、定量化的方向快速發(fā)展，設(shè)計改造生物體功能與發(fā)展先進(jìn)的工業(yè)生物技術(shù)體系將創(chuàng)造行業(yè)發(fā)展的重大機(jī)遇，催生新的生物科技產(chǎn)業(yè)革命，促進(jìn)可持續(xù)經(jīng)濟(jì)體系的形成與發(fā)展。

1 工業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求與政策環(huán)境

1.1 工業(yè)生物技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)引起全球重視

由于工業(yè)生物技術(shù)能夠顯著地降低原料與能量等生產(chǎn)成本的消耗，同時會減少環(huán)境污染與溫室氣體的排放，因此工業(yè)生物技術(shù)對于實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)與工業(yè)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式與人類生活方式的根本性變革具有重大戰(zhàn)略意義。

經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織（OECD）對6個發(fā)達(dá)國家進(jìn)行分析的結(jié)果表明：工業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用可以降低工業(yè)能耗的15%～80%、原料消耗的35%～75%、空氣污染的50%～90%、水污染的33%～80%，以及生產(chǎn)成本的9%～90%[2]。該組織預(yù)測，生物技術(shù)對OECD成員國的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的貢獻(xiàn)將會達(dá)到2.7%，將有35%的化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品可能涉及工業(yè)生物技術(shù)。同時，工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售額將會占整個生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的39%，超過農(nóng)業(yè)生物技術(shù)和醫(yī)藥生物技術(shù)，位居第一[3]。此外，據(jù)世界自然基金會（WWF）估測，到2030年，工業(yè)生物技術(shù)每年將可降低10億～25億噸的CO2排放[4]?？傊I(yè)生物技術(shù)過程可以獲得與化學(xué)制造相同甚至更好的產(chǎn)品，能夠大幅降低原材料與能源消耗及操作成本，減少廢棄物的產(chǎn)生與排放。

1.2 生物技術(shù)、工具和手段的迅猛發(fā)展推動工業(yè)生物技術(shù)不斷前行

自公元前6000年葡萄釀酒和酵母釀酒開始，奶酪、酸奶、醋等發(fā)酵食品不斷為人們所發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造，工業(yè)生物技術(shù)嶄露頭角。在巴斯德證明“發(fā)酵是微生物活動的結(jié)果”之后，弗萊明于1928年從培養(yǎng)皿中提取出了青霉素。隨著第二次世界大戰(zhàn)的開始，大規(guī)模發(fā)酵技術(shù)開始用于制備藥品及工業(yè)產(chǎn)品。20世紀(jì)后半葉開始，分子生物學(xué)的突破性成就引發(fā)了現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的三次浪潮。學(xué)科的交叉與融合促進(jìn)了生物技術(shù)的不斷進(jìn)步及其產(chǎn)品的推陳出新。2000年，聚乳酸的上市標(biāo)志著工業(yè)生物技術(shù)開啟了新的篇章。近年來，工業(yè)生物技術(shù)的快速發(fā)展，促使高校與研究機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)研究技術(shù)手段高速推進(jìn)。

基于系統(tǒng)生物學(xué)的分析及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，合成生物學(xué)應(yīng)用模塊來構(gòu)建和組裝新的生物系統(tǒng)，開辟了人工生命工業(yè)應(yīng)用的全新途徑。系統(tǒng)工程與系統(tǒng)生物學(xué)的觀點(diǎn)有助于生物剖析層次的遞進(jìn)解構(gòu)，合成生物學(xué)、基因編輯等前沿技術(shù)的進(jìn)步加速工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。這些技術(shù)能夠深刻解讀生物分子元件的結(jié)構(gòu)與功能，采用科學(xué)的讀寫方式，編輯以微生物為代表的細(xì)胞工廠的遺傳信息，通過對生命的精確化設(shè)計與人工再造，創(chuàng)建全新的、高效的代謝途徑，從而實(shí)現(xiàn)對生命性狀與功能的人工控制，最終獲得傳統(tǒng)化學(xué)合成無法獲得的新型高價值化工產(chǎn)品。利用這種方式，既可以實(shí)現(xiàn)天然產(chǎn)物的生物合成，也能夠完成平臺化學(xué)品的合成生物制造，還可以達(dá)到轉(zhuǎn)化利用二氧化碳的目的，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。麥肯錫全球研究院（McKinsey Global Institute）發(fā)布的研究報告將合成生物學(xué)列入未來十二大顛覆性技術(shù)之一的“下一代基因組學(xué)”之中，預(yù)計到2025年，合成生物學(xué)與工業(yè)生物技術(shù)的經(jīng)濟(jì)影響將達(dá)到1000億美元[5]。

目前，美國、歐盟、日本等科技創(chuàng)新的領(lǐng)先國家或經(jīng)濟(jì)體在合成生物學(xué)領(lǐng)域大力建設(shè)相關(guān)的研究中心、平臺、實(shí)驗(yàn)室等實(shí)體機(jī)構(gòu)。Wilson中心合成生物學(xué)項目的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2016年2月，全球合成生物學(xué)實(shí)體機(jī)構(gòu)（包括公司、高校、研究所、實(shí)驗(yàn)室等）約565個，主要集中在美國（388個）、英國（69個）、德國（41個）、中國（27個）和日本（21個）。這些機(jī)構(gòu)正在或即將為工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)提供強(qiáng)大的助力。

1.3 工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)的風(fēng)險投資凈存量與年均復(fù)合增長率穩(wěn)步上升

風(fēng)險投資（VC）已成為新生代工業(yè)生物科技公司的主要資金來源。21世紀(jì)初期，針對工業(yè)生物技術(shù)的VC活動相當(dāng)有限。VC凈存量從2002年的7.66億美元小幅上漲至2006年的8.44億美元，年均復(fù)合增長率（CAGR）僅為2%。不過，當(dāng)風(fēng)險投資者發(fā)現(xiàn)工業(yè)生物技術(shù)是一個極具潛力與吸引力的投資機(jī)會后，他們在2007年將當(dāng)年的VC投資額大幅提升至17億美元左右，并將VC凈存量從8.44億美元增至約23億美元。2008 ～2013年，每年新的VC投資額為4億～7億美元，撤資額為2億～4.5億美元。2007～2013年，隨著每年的VC投資額高于撤資額，VC凈存量穩(wěn)步增長，CAGR達(dá)到25%。截至2013年年底，88家公司的VC凈存量約為36億美元?？v觀2002～2013年，VC公司對107家工業(yè)生物技術(shù)公司投資總額達(dá)63億美元，撤資額為28億美元（圖1）[6]。

圖1 2002～2013年工業(yè)生物技術(shù)VC投資額、撤資額與凈存量

經(jīng)分析，工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)VC活動的區(qū)域主要集中在美國和歐洲。尤其是針對美國生物燃料公司的重大投資，是形成上述大額數(shù)字背后的主要驅(qū)動因素。近年來，大多數(shù)投資者逐漸將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向更為成熟、風(fēng)險更小的投資項目。2009年之前，VC總額的大部分會分配給成立不足3年的新公司；而金融危機(jī)爆發(fā)之后，更多VC針對成立3年以上的成熟公司展開，形成相對保守的投資政策，阻礙了該行業(yè)外部資本的利用。VC投資者更關(guān)注融資該行業(yè)的研發(fā)公司，特別是擁有專利技術(shù)保護(hù)的公司。工業(yè)生物技術(shù)公司的專利申請會在投資期間大幅下降，表明VC投資者關(guān)注商業(yè)化過程而非新技術(shù)的開發(fā)，從而轉(zhuǎn)移公司的重點(diǎn)，將其技術(shù)轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新點(diǎn)和增長點(diǎn)[7]。

對工業(yè)生物技術(shù)公司的投資動向分析發(fā)現(xiàn)，VC傾向于生物燃料與生物化學(xué)品。據(jù)撤資的數(shù)據(jù)顯示，2006年和2012年的撤資活動最為密集。其中，2006年生物燃料和生物化學(xué)品VC出現(xiàn)了非常頻繁的撤資行為。之后，生物化學(xué)品VC撤資主要發(fā)生在2008年，生物燃料VC撤資主要發(fā)生在2009年和2012年。通過對生物燃料VC數(shù)據(jù)的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)其早期的投資活動很少，大額投資活動發(fā)生在2006年、2007年和2012年（2006～2012年， 生物燃料的投資顯著增加，可能歸因于2006年和2011～2012年石油價格的強(qiáng)勁攀升），并于2013年年底形成了20億美元以上的VC凈存量。生物化學(xué)品的VC情況是，其自2002年VC凈存量超過7億美元后，投資力度在2007年和2009年不斷加大，并于2013年年底形成了23億美元的VC凈存量。對于生物活性物質(zhì)的VC情況，其2002年VC凈存量同樣超過了7億美元，經(jīng)過2006年的重大撤資和2009年的強(qiáng)勁注資后，2013年年底的VC凈存量約為12億美元，約為生物化學(xué)品VC凈存量的一半。

與生物技術(shù)領(lǐng)域的其他產(chǎn)業(yè)相比，工業(yè)生物技術(shù)的研發(fā)投入仍然較低，在醫(yī)藥、工業(yè)與農(nóng)業(yè)技術(shù)中的總量中僅占2%，遠(yuǎn)低于醫(yī)藥生物技術(shù)的87%。工業(yè)生物技術(shù)具有投入小、見效快、產(chǎn)出大等特點(diǎn)，相對較少地受到生物倫理、生物安全、氣候變化與環(huán)保政策等風(fēng)險因素的影響，能夠代表未來工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的方向。生物工業(yè)的低投入和低金融風(fēng)險特性吸引了大量、多樣化的參與者，技術(shù)得以更快的革新和應(yīng)用，并驅(qū)動市場快速成長。其快速和分布式部署特性則擴(kuò)大了原料多樣性并使遠(yuǎn)距離、小規(guī)模的原料供應(yīng)成為可能，有利于可持續(xù)的原料利用和溫室氣體減排，減少了環(huán)境不良影響；同時，小規(guī)模和資本效率高的設(shè)施還能夠降低化學(xué)制造的經(jīng)濟(jì)壁壘，推動公平的資源全球化利用[8]。

1.4 工業(yè)生物技術(shù)成為發(fā)達(dá)國家與新興經(jīng)濟(jì)體的戰(zhàn)略培育方向

鑒于工業(yè)生物技術(shù)的低碳環(huán)保與先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)的重大需求，諸多發(fā)達(dá)國家都構(gòu)建了目標(biāo)宏遠(yuǎn)的戰(zhàn)略愿景，制定了齊整有序的行動路線圖，以推動工業(yè)生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。美國在《2020年制造業(yè)挑戰(zhàn)的展望》[9]中明確提出，將“生物制造技術(shù)”列為2020年制造技術(shù)挑戰(zhàn)的11個主要戰(zhàn)略方向之一，并在《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》等計劃任務(wù)中設(shè)立了“2020年，實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)的原料、水資源及能量的消耗降低30%[10]，污染物排放和污染擴(kuò)散減少30%[11]；2030年替代25%有機(jī)化學(xué)品和20%石油燃料[9]”的宏遠(yuǎn)目標(biāo)，在《生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化：加速先進(jìn)化工產(chǎn)品制造路線圖》[12]中提出生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展愿景——“在未來十年（2015～2025年），將通過生物學(xué)方法合成化工產(chǎn)品的能力逐步改善，提升到與傳統(tǒng)化工方法相媲美的程度”。在推動生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù)路線圖中，美國從原料與預(yù)處理、發(fā)酵與過程、設(shè)計工具鏈、代謝途徑、底盤生物和測試6個維度出發(fā)，以1～10年為完成年限，設(shè)定了碳源價格逐步降低、水相過程用水回收量不斷提升、多種微生物的迅速馴化、生物高優(yōu)先性與高選擇性參數(shù)測定等多個具體可量化的目標(biāo)。美國科學(xué)院（NAS）國家理事會認(rèn)為，聯(lián)邦政府科研資助機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)支持“為推進(jìn)和整合原材料、生物有機(jī)體底盤和有機(jī)通路研發(fā)、發(fā)酵過程等所需的科學(xué)研究和重大基礎(chǔ)性技術(shù)”。通過廣泛使用包括合成生物學(xué)的生物學(xué)方法、開發(fā)新的生物學(xué)過程模型和實(shí)驗(yàn)方法，并確保監(jiān)管、風(fēng)險評估和人力資源配置到位，美國將加速重大化工產(chǎn)品合成向生物學(xué)制造轉(zhuǎn)化[13]。美國國家委員會預(yù)測，到2020年將有50%的有機(jī)化學(xué)品和材料源自生物質(zhì)原料[14]。2016年美國農(nóng)業(yè)部的研究報告指出，2014年生物基產(chǎn)品行業(yè)為美國經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)了3930億美元和422萬個就業(yè)崗位。

歐洲《工業(yè)生物技術(shù)2025遠(yuǎn)景規(guī)劃》[15]期望完成向基于生物技術(shù)型社會的“華麗轉(zhuǎn)身”，力爭于2025年實(shí)現(xiàn)“生物能源替代化石能源20%；化學(xué)品替代10%～20%，其中化工原料替代6%～12%，精細(xì)化學(xué)品替代30%～60%”。2015年6月，歐洲工業(yè)生物技術(shù)研究與創(chuàng)新平臺中心（BIO-TIC）在其項目最高政策會議上發(fā)布了《推動生物經(jīng)濟(jì)——面向歐洲不斷繁榮的工業(yè)生物技術(shù)工業(yè)路線圖》[16]，確定了工業(yè)生物技術(shù)的主要研究方向。預(yù)計到2030年，歐盟的工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品市場將增長至500億歐元。歐洲生物產(chǎn)業(yè)協(xié)會（EuropaBio）2016年9月發(fā)布的研究表明，工業(yè)生物技術(shù)為歐盟提供了48.6萬個全職工作崗位，創(chuàng)造了316億歐元的產(chǎn)值。

除了美國和歐盟等主要經(jīng)濟(jì)體外，工業(yè)生物技術(shù)在日本、韓國、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、巴西、阿根廷等國家也受到了高度重視，被納入到這些國家的生物經(jīng)濟(jì)專屬戰(zhàn)略或生物經(jīng)濟(jì)相關(guān)戰(zhàn)略中，并在科研投入和產(chǎn)業(yè)化等方面迅速發(fā)展。

1.5 中國的工業(yè)生物技術(shù)政策環(huán)境日趨完善

我國能源、資源、環(huán)境形勢的現(xiàn)實(shí)不容樂觀，與國家的現(xiàn)代工業(yè)化經(jīng)濟(jì)進(jìn)程發(fā)生了劇烈沖突。我國目前已經(jīng)成為全球最大的溫室氣體排放國，到2020年要實(shí)現(xiàn)“單位GDP CO2排放比2005年下降40%～45%”的目標(biāo)，面臨著巨大壓力，極具挑戰(zhàn)性。而工業(yè)生物技術(shù)能夠?qū)⒐I(yè)污染從末端治理轉(zhuǎn)變?yōu)樵搭^控制，通過改變能源、化工、紡織、醫(yī)藥等領(lǐng)域的工業(yè)格局，開創(chuàng)一個兼具環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)性發(fā)展的新紀(jì)元。因此，通過經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整變革經(jīng)濟(jì)增長方式，建立節(jié)約、清潔、安全的核心技術(shù)，構(gòu)筑綠色、低碳與可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)勢在必行[17]。

我國具有發(fā)展工業(yè)生物技術(shù)的迫切需求與良好的工業(yè)基礎(chǔ)，生物制造產(chǎn)業(yè)早已被列入我國優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。近年來，我國不僅在“十二五”期間提出了《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》[18]、《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[19]、《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[20]等涵蓋工業(yè)生物技術(shù)的國家發(fā)展戰(zhàn)略，而且出臺了一系列該領(lǐng)域的專項規(guī)劃。2015年5月，《中國制造2025》[21]中明確指出“全面推行綠色制造，將新材料、生物醫(yī)藥等列為重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展；要求努力構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色制造體系，大力促進(jìn)新材料、新能源、高端裝備、生物產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展”。2016年12月，《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[22]提出“推動生物制造規(guī)?；瘧?yīng)用，創(chuàng)新生物能源發(fā)展模式，促進(jìn)生物環(huán)保技術(shù)應(yīng)用取得突破”。2017年5月，《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項規(guī)劃》[23]在堅持創(chuàng)新發(fā)展、著力提高發(fā)展質(zhì)量和效益層面，提出拓展產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間、支持生物技術(shù)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級的要求。在其支持的7個支撐重點(diǎn)領(lǐng)域中，生物化工、生物能源、生物環(huán)保3個領(lǐng)域與工業(yè)生物技術(shù)密切相關(guān)。

2 中國工業(yè)生物技術(shù)的行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景

經(jīng)過“十一五”、“十二五”一系列政策的帶動和扶持，中國工業(yè)生物技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展時期。中央財政投入引導(dǎo)，地方、企業(yè)經(jīng)費(fèi)配套，為工業(yè)生物技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供了資金保障?！笆濉逼陂g，科學(xué)技術(shù)部通過國家“863”計劃的精密部署，圍繞重大化工產(chǎn)品的先進(jìn)生物制造、微生物基因組育種、工業(yè)酶分子改造等關(guān)鍵領(lǐng)域共布局15個項目，國撥經(jīng)費(fèi)超過6.5億元，自籌經(jīng)費(fèi)超過22億元，總經(jīng)費(fèi)達(dá)28億元以上。課題承擔(dān)單位廣泛覆蓋了企業(yè)、科研院所和高校等創(chuàng)新主體，其中企業(yè)牽頭課題占62%。除了在上述關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)核心技術(shù)的重點(diǎn)突破外，還在工業(yè)生物催化技術(shù)、生物煉制技術(shù)、現(xiàn)代發(fā)酵工程技術(shù)、綠色生物加工技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大進(jìn)展。與此同時，該領(lǐng)域開發(fā)了30種重大產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化（包括4～5種生物材料、7～9種C2～C4化工原料、14～15種精細(xì)化學(xué)品、2～3種能源產(chǎn)品和4～5種綠色生物工藝）[24]。主要代表成果包括生物法生產(chǎn)富馬酸及其衍生物、全有機(jī)溶劑中化學(xué)-酶法高效制備手性菊酯、植物甾醇生物轉(zhuǎn)化制備雄烯二酮、手性醇的生物不對稱合成、基因組理性設(shè)計助推氨基酸產(chǎn)業(yè)升級、生物聚合物材料的全生物合成與丁二酸的高效生物合成[25]。

通過一大批國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)研究中心、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟及產(chǎn)業(yè)基地的組建，工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)的產(chǎn)學(xué)研資源得以優(yōu)化整合，顯著提升了行業(yè)的自主創(chuàng)新能力與國際競爭力。如天津工業(yè)生物技術(shù)研究所在國際上率先實(shí)現(xiàn)全生物法生產(chǎn)L-丙氨酸并產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)成本和能耗較傳統(tǒng)工藝降低40%以上，廢水量降低90%。截至2017年6月，該技術(shù)已為華恒生物新增產(chǎn)值5億元，創(chuàng)匯4000萬美元，產(chǎn)品國際市場占有率超過70%，帶動形成了一個丙氨酸化工的全新產(chǎn)業(yè)鏈[26]。又如，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所具備較強(qiáng)的酶法明膠技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢，其研發(fā)的酶法明膠技術(shù)將生產(chǎn)周期由50～60天縮短至3天以內(nèi)，噸膠耗水量由400～600噸降低至200噸，凝凍強(qiáng)度為200 Bloom g以上的產(chǎn)品由傳統(tǒng)堿法工藝的50%～60%提高到100%，生產(chǎn)車間占地面積減少30%，用工量減少10%，噸膠生產(chǎn)成本降低10%。2016年9月，該技術(shù)在寧夏鑫浩源生物科技股份有限公司實(shí)現(xiàn)3000噸/年生產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)行，標(biāo)志著我國自主研發(fā)的酶法骨明膠生產(chǎn)工藝技術(shù)經(jīng)過中試、工業(yè)示范正式進(jìn)入規(guī)?；?、商業(yè)化運(yùn)營階段[27]。

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新常態(tài)，正處于增速變化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和動力轉(zhuǎn)化階段。隨著土地、能源、資源、環(huán)境約束趨緊，增長速度從高速轉(zhuǎn)向中高速，同時我國實(shí)體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)性供需失衡，因此培育新的增長動力迫在眉睫[28]。隨著“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局的貫徹落實(shí)，創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念不斷深入，以及供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的逐步推進(jìn)，無論是大宗發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的升級改造，還是化工產(chǎn)業(yè)的嵌入式應(yīng)用，都要將“去產(chǎn)能、降成本、補(bǔ)短板”作為重點(diǎn)任務(wù)來實(shí)施。目前，我國氨基酸、維生素、有機(jī)酸等大宗發(fā)酵產(chǎn)品規(guī)模穩(wěn)居全球第一；生物能源年替代化石能源量超過3300萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，處于世界前列[22]；乙二醇、丁醇、乙烯等已實(shí)現(xiàn)生物法制造，生物塑料、生化纖維等新材料生物法生產(chǎn)初具規(guī)模；泛酸、丙烯酰胺、乳鏈菌肽等占據(jù)世界市場50%～70%的份額，原料消耗、廢物排放量等減少50%以上[29]。

經(jīng)過“十二五”期間的大力發(fā)展，中國工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品的產(chǎn)值已經(jīng)超過5500億元，年均增速達(dá)到8%以上。2016年，我國發(fā)酵行業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到2629萬噸，與2015年相比增長8.3%，扭轉(zhuǎn)了近年來一直低位徘徊的局面。其中，氨基酸實(shí)現(xiàn)了快速增長，淀粉糖、酶制劑、酵母、功能發(fā)酵制品保持了穩(wěn)定增長，多元醇行業(yè)小幅增長，有機(jī)酸行業(yè)負(fù)增長。2016年主要出口產(chǎn)品的出口量達(dá)到408萬噸，同比增長18.6%，大大高于2015年3.3%的增幅。受原料玉米價格下降等因素影響，淀粉糖、賴氨酸、乳酸、葡萄糖酸鈉出口量實(shí)現(xiàn)了兩位數(shù)增長，味精、檸檬酸、多元醇、酵母由于出口價格的持續(xù)降低也保持了較穩(wěn)定增長，酶制劑出現(xiàn)了負(fù)增長[30]。工業(yè)生物技術(shù)企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步增強(qiáng)，部分主要產(chǎn)品產(chǎn)能規(guī)模前6 家企業(yè)的產(chǎn)能占全國產(chǎn)能的80%以上[31]；其產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域呈現(xiàn)出原料產(chǎn)地為主的分布態(tài)勢（表1）。

然而，我國工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)仍面臨著挑戰(zhàn)性。盡管我國大宗發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量占據(jù)了國際領(lǐng)先地位，但這是以高資源消耗、高能耗和低人工成本競爭得來的，生產(chǎn)菌株的水平仍較為低下；我國企業(yè)雖然在新興生物產(chǎn)業(yè)（如生物燃料、生物基化學(xué)品、生物材料）有一定基礎(chǔ)，但新型產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)相對匱乏；我國主要以化學(xué)法生產(chǎn)高附加值化學(xué)品（如精細(xì)化學(xué)品、醫(yī)藥化學(xué)品與中間體），對環(huán)境污染嚴(yán)重；國外企業(yè)壟斷了酶制劑領(lǐng)域的絕大部分的國內(nèi)市場，而國內(nèi)企業(yè)不僅生產(chǎn)的酶種較為有限，而且生產(chǎn)水平不高；以紡織、造紙、冶金、采礦為代表的高污染行業(yè)覆蓋面廣，消耗巨大，污染嚴(yán)重。

2.1 生物基化學(xué)品行業(yè)現(xiàn)狀

目前，生物基化學(xué)品的產(chǎn)品豐富多樣，而且應(yīng)用范圍十分廣泛（表2），市場價值巨大。美國農(nóng)業(yè)部于2016年發(fā)布報告稱，到2025年，生物基化學(xué)品將占據(jù)全球化學(xué)品22%的市場份額，其年度產(chǎn)值將超過5000億美元。

我國全生物法生產(chǎn)琥珀酸、D-乳酸、1,3-丙二醇、生物柴油、長鏈二元酸等大宗化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在穩(wěn)步推進(jìn)，未來將大幅度推動產(chǎn)業(yè)鏈下游的拓寬與延伸。

盡管前景樂觀，但我國的生物基產(chǎn)業(yè)亟需進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級，應(yīng)向更高性能、精細(xì)化及多元化的下游衍生品進(jìn)行拓展?？v觀美國、歐洲和日本等國家和地區(qū)，其精細(xì)化學(xué)品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程順利，商業(yè)模式成熟，主要以市場為主導(dǎo)，由研發(fā)實(shí)力強(qiáng)大的精細(xì)化工及農(nóng)糧生化企業(yè)為主要推動力。而我國主要停留在技術(shù)含量相對較低的大宗發(fā)酵產(chǎn)品。目前這些行業(yè)均面臨一定程度的產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品在品類的中低端市場展開同質(zhì)化競爭，導(dǎo)致行業(yè)利潤快速下滑[32]。

表1 中國工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群區(qū)域分布

表2 生物基產(chǎn)品的應(yīng)用范圍概覽

2.2 生物基材料行業(yè)現(xiàn)狀

目前，全球生物基材料產(chǎn)能已達(dá)3000萬噸以上，每年增長速率超過20%。世界各國紛紛制定相關(guān)法律法規(guī)促進(jìn)其發(fā)展和使用，生物基材料的應(yīng)用正在從高端功能性材料和醫(yī)用材料領(lǐng)域向大宗工業(yè)材料和生活消費(fèi)品領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，在日用塑料制品、化纖服裝、農(nóng)用地膜等方面逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用[33]。我國的生物基材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在環(huán)渤海、長三角、珠三角等區(qū)域初步形成了產(chǎn)業(yè)集群。

在日用塑料制品方面，生物基塑料（BBP）是一類重要的、迅速發(fā)展的新型生物基產(chǎn)品，主要包括生物基合成材料、生物基再生纖維等。其中，可降解生物基塑料的典型產(chǎn)品包括聚乳酸（PLA）、二元酸二元醇共聚酯、聚羥基烷酸酯（PHA）、聚乙烯醇（PVA）、二氧化碳共聚物（PPC）等，非生物降解生物基塑料的典型產(chǎn)品包括生物聚乙烯（BPE）、聚酰胺（PA）等。我國的技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化主要側(cè)重于生產(chǎn)生物降解塑料，主要包括PLA、PHA、PPC、聚丁二酸丁二酯（PBS）、聚丁二酸-己二酸丁二酯（PBSA）、聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）、生物基聚酰胺（BPA）等聚合物，以及淀粉基塑料等[34]。

生物基纖維是生物基材料重要的應(yīng)用方向之一。目前，生物基纖維按照原料來源以及纖維加工工藝的不同，可以分為生物基合成纖維、海洋生物基纖維、生物蛋白質(zhì)纖維以及新型纖維素纖維。生物基合成纖維包括PLA纖維、聚羥基丁酸-戊酸酯（PHBV）/PLA共混纖維、聚對苯二甲酸1,3-丙二醇酯（PTT）纖維、聚對苯二甲酸混二醇酯（PDT）纖維、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纖維、PBS纖維、聚酰胺（PA56）纖維等多種類型，其中我國PLA纖維產(chǎn)能約1.5萬噸/年。海洋生物基纖維包括殼聚糖纖維和海藻纖維，目前建成的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線均是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)且自行設(shè)計的，年產(chǎn)能約為4500噸。生物基新型纖維素纖維，可以根據(jù)溶劑和原料的差異分為新溶劑法纖維（如Lyocell纖維和離子液體纖維素纖維）和新資源纖維素纖維（如竹漿纖維和麻漿纖維）。目前，Lyocell纖維國內(nèi)產(chǎn)能達(dá)到了3.2萬噸/年，竹漿纖維產(chǎn)能已達(dá)到12萬噸/年[35]。

2.3 生物燃料行業(yè)現(xiàn)狀

據(jù)世界生物質(zhì)能協(xié)會（WBA）發(fā)布的《2017全球生物能源統(tǒng)計報告》數(shù)據(jù)顯示，生物能源作為行業(yè)貢獻(xiàn)最大與最具生命力的可再生能源，其2014年的總消費(fèi)量為50.5EJ，占全球能源結(jié)構(gòu)的14%；2016～ 2020年， 預(yù) 計 全球生物燃料市場會保持穩(wěn)定的上升態(tài)勢，年均復(fù)合增長率將達(dá)到12.5%[36]。我國生物質(zhì)能源的潛力很大，主要為生物乙醇、生物柴油和生物質(zhì)發(fā)電。然而，根據(jù)BP公司《2015年世界能源統(tǒng)計評論》[37]的數(shù)據(jù)顯示，我國的生物燃料發(fā)展速度較慢，居全球第七位。后來者如阿根廷、印度尼西亞發(fā)展速度很快[38]。

雖然我國是僅次于美國和巴西的全球第三大生物乙醇生產(chǎn)國和應(yīng)用國，但2015年我國生物乙醇產(chǎn)量僅占全球總產(chǎn)量的3.17%（約230萬噸），距離發(fā)展完善的市場還有極大的提升空間。我國汽油年產(chǎn)量已經(jīng)超過1.2億噸，而生物乙醇的產(chǎn)量僅達(dá)到汽油產(chǎn)量的2%左右。由于我國汽油的用途絕大部分為車用汽油，若在全國范圍內(nèi)按照現(xiàn)行車用乙醇汽油E10標(biāo)準(zhǔn)來推廣使用，那么所需的燃料乙醇具備約千萬噸的上升空間?；诖耍覈?017年9月聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》，擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油。

目前，我國共有7家生物乙醇定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)。其中，河南天冠企業(yè)集團(tuán)年產(chǎn)能為70萬噸，位居全國第一；吉林燃料乙醇有限公司、中糧生化（安徽）股份有限公司分別以60萬噸和51萬噸的年產(chǎn)能位列三甲之中。

此外，我國生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展也處于成長期，生物柴油總產(chǎn)量為300萬～350萬噸，但由于受到原料供應(yīng)的限制，生產(chǎn)裝置開工率不足，2014年產(chǎn)量約為121萬噸，尚無法滿足巨大的市場需求[39]。截至2015年4月，據(jù)安迅思數(shù)據(jù)顯示，我國正規(guī)的生物柴油企業(yè)不足10家。生物柴油產(chǎn)業(yè)在我國市場發(fā)展一直不理想，推廣難度大、終端用戶抵制、利潤分配不均衡等因素制約著我國生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[40]。

2.4 生物環(huán)保行業(yè)現(xiàn)狀

從全球生物環(huán)保技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程來看，德國較早開展生物環(huán)保技術(shù)的研發(fā)，此后荷蘭等國在該領(lǐng)域快速發(fā)展商業(yè)化的技術(shù)。目前，德國、荷蘭、英國、法國、美國、加拿大、日本等許多國家的生物環(huán)保技術(shù)成果已經(jīng)進(jìn)入商品化與產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展階段，并且催生了一批企業(yè)。據(jù)美國環(huán)境商業(yè)國際公司（EBI）的數(shù)據(jù)顯示，2014年，全球環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到1.047萬億美元，比2013年增長了3.6%[41]。

我國的生物環(huán)保技術(shù)起步較晚，但在政策激勵和研發(fā)增長的雙重驅(qū)動下，未來的發(fā)展前景可期。尤其是近年來，在生態(tài)文明建設(shè)加速的背景下，涉及水污染、大氣污染、土壤污染等多個領(lǐng)域的多項環(huán)保政策的陸續(xù)出臺，為生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了動力。

2.5 酶制劑行業(yè)現(xiàn)狀

目前，全球已發(fā)現(xiàn)并鑒定的酶至少有8000多種，其中已經(jīng)開發(fā)生產(chǎn)的酶制劑至少有5000多種，已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的酶制劑約200種，常見的30多種[42]。工業(yè)酶制劑對產(chǎn)品品質(zhì)的要求很高，因而需要菌種、生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)方面的長期積淀和不斷優(yōu)化。目前，全球酶制劑市場主要由幾家跨國企業(yè)壟斷，尤其是諾維信占據(jù)了全球近一半的市場（表3）。

我國酶制劑產(chǎn)業(yè)正向“高檔次、高活性、高質(zhì)量、高水平、多領(lǐng)域”方向發(fā)展。21世紀(jì)以來，我國酶制劑產(chǎn)業(yè)總體生產(chǎn)和銷售形勢較好，產(chǎn)品產(chǎn)量保持了持續(xù)攀升和高增長的態(tài)勢，逐步形成了一個較穩(wěn)定的生產(chǎn)格局和市場格局，基本告別了無序競爭，進(jìn)入了良性發(fā)展的軌道，出現(xiàn)了一批有特色有規(guī)模的重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)[44]。在飼用酶制劑領(lǐng)域，涌現(xiàn)出了溢多利、新華揚(yáng)、挑戰(zhàn)集團(tuán)、北京昕大洋、夏盛等典型企業(yè)；在纖維素酶領(lǐng)域，尤特爾、夏盛、江西博蘭、高寶、康地恩等企業(yè)有所涉獵；在中溫淀粉酶領(lǐng)域，江陰百圣龍、杰諾等企業(yè)展開研發(fā)工作。在我國，以諾維信和杰能科為主導(dǎo)的跨國企業(yè)進(jìn)入中國酶制劑市場后，占據(jù)了約2/3的市場份額；與之相比，國內(nèi)企業(yè)在市場競爭中仍然處于低端競爭的層面，以低端酶（如淀粉酶、糖化酶）為主，行業(yè)呈現(xiàn)出競爭白熱化的態(tài)勢。

3 中國工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)展望

工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品比傳統(tǒng)石化產(chǎn)品平均節(jié)能30%～50%，減少環(huán)境影響20%～60%，微生物及其組成成分正在越來越多地被用于清除工業(yè)廢物、修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)，生物質(zhì)能正在成為推動能源生產(chǎn)消費(fèi)革命的重要力量，一個基于碳循環(huán)利用的綠色經(jīng)濟(jì)模式正在建立[22]。

表3 不同類型酶制劑的商業(yè)應(yīng)用與潛在市值

工業(yè)生物技術(shù)是生物制造的核心科技。首先，需要解決制約工業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的核心科技問題，主要包括：①建立以纖維素原料為主、油脂和含碳?xì)怏w為輔的工業(yè)生物技術(shù)可持續(xù)原料體系；②建立以合成生物技術(shù)和生化-熱化學(xué)聯(lián)合技術(shù)為核心的低成本生物制造工藝路線；③建立以精細(xì)化學(xué)品、材料化學(xué)品及生物基產(chǎn)品衍生轉(zhuǎn)化為核心的工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品體系。同時，需要建立促進(jìn)工業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)體系，主要包括高效生物催化劑關(guān)鍵技術(shù)體系（如高通量篩選技術(shù)、單細(xì)胞基因組技術(shù)、蛋白質(zhì)設(shè)計合成技術(shù)、高效蛋白表達(dá)技術(shù)、基因組操作技術(shù)和合成生物技術(shù)）與工業(yè)生物過程和工藝技術(shù)（如光合生物技術(shù)、智能發(fā)酵過程控制技術(shù)、綠色生物工藝技術(shù)、生物質(zhì)生物煉制技術(shù)和含碳?xì)怏w生物轉(zhuǎn)化利用技術(shù)），同時兼顧生物技術(shù)的轉(zhuǎn)化研究問題。

隨著先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)涵蓋領(lǐng)域與發(fā)展規(guī)模日益擴(kuò)大，工業(yè)生物技術(shù)行業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)，正在從傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)向現(xiàn)代生物制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，其產(chǎn)業(yè)水平不斷提高、產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)總值穩(wěn)步增長?！皟蓚€替代”理念逐步踐行：隨著生物煉制技術(shù)的不斷進(jìn)步，行業(yè)原材料正在從石油原料邁向生物質(zhì)原料；而工業(yè)生物催化技術(shù)的逐漸成熟，促使高能耗、高污染的有機(jī)合成逐漸為綠色可持續(xù)的生物合成所取代。綠色生物工藝的新方法、新技術(shù)、新工具不斷涌現(xiàn)，推動造紙、輕紡、采礦、冶金等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)開啟節(jié)能降耗的轉(zhuǎn)型與變革，使其蓬勃發(fā)展。尤其當(dāng)以合成生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、定量生物學(xué)為代表的生命科學(xué)技術(shù)成為新的技術(shù)制高點(diǎn)后，工業(yè)微生物分子育種技術(shù)不斷進(jìn)步，植物化學(xué)藥物與保健品的植物提取正在轉(zhuǎn)向生物合成制造，該領(lǐng)域形成了創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、環(huán)境經(jīng)濟(jì)共榮的良好態(tài)勢。同時，通過國際資本、技術(shù)與市場的不斷滲透融合，國際企業(yè)相繼本土化，國內(nèi)企業(yè)也通過合理定位、良性競爭的模式不斷發(fā)展壯大。

當(dāng)前，全球生物科技領(lǐng)域呈現(xiàn)出系統(tǒng)化突破性發(fā)展態(tài)勢，生物及交叉應(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出顛覆性創(chuàng)新應(yīng)用。隨著我國國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施，創(chuàng)新型國家建設(shè)進(jìn)程加速，我國生物工業(yè)發(fā)展面臨重要發(fā)展機(jī)遇和投資前景。我國在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，生產(chǎn)技術(shù)水平大幅提高，逐漸形成了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)出能力強(qiáng)、市場轉(zhuǎn)化活躍的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，在國內(nèi)外取得一定影響力。未來，在國家產(chǎn)業(yè)政策推動、技術(shù)進(jìn)步牽引、行業(yè)深化調(diào)整和民生需求增長的多重因素作用下，我國生物工業(yè)未來發(fā)展前景可期，在原料、技術(shù)、產(chǎn)品和工藝環(huán)節(jié)孕育大量投資發(fā)展機(jī)會。

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Present situation analysis and development trend forecast of industrial biotechnology industry in China

LI Zhenqi1，XU Ping1，LIU Bin2
1. Shanghai Information Center for Life Sciences, CAS, Shanghai 200031, China 2. Division of Biotechnology, Bureau of Science and Technology for Development, CAS, Beijing 100864, China

Since industrial biotechnology could signi fi cantly save water, energy and raw materials, while at the same time reduce waste production and greenhouse gas（GHG）emissions, it has been included in China’s strategic emerging industries. This paper describes the current status of industrial biotechnology industry in China, including biobased chemicals,bio-based materials, biofuels, environmental protection and other sectors of industry. Although China is the leading bio-fermentation industry produced around the world, but China’s industrial biotechnology is still facing grand challenges, such as lack of technology, high consumption, low income, high pollution and so on. However, China’s industrial biotechnology has a bright future. With the bio-catalysis and biore fi ning technology improves continuously, new technologies and tools of green biotechnology continue to emerge, China will establish a green economy model based on carbon recycling.

industrial biotechnology; biomanufacturing; biore fi nery; bio-based chemicals

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.06.001

李禎祺，碩士，館員，主要從事生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域的情報研究與信息分析。E-mail：lizhenqi@sibs.ac.cn

劉斌，管理科學(xué)與工程專業(yè)碩士，主要從事生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域的科技管理、技術(shù)政策調(diào)研和學(xué)科領(lǐng)域規(guī)劃制定工作。E-mail：bliu@cashq.ac.cn