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應漢杰院士：生物制造技術應用于環(huán)保領域將大幅提升治理效果
提問
昆山中環(huán)科本科技發(fā)展有限公司董事長 李多
生物制造技術是應用交叉性很強的一項技術，目前，生物制造技術在節(jié)能降碳領域有哪些應用？
回答
現任第十四屆全國政協委員，中國工程院院士、蘇州大學校長 應漢杰
這個問題涉及范圍很廣，近年來生物制造技術備受關注。在減碳問題中，生物制造可能會對制造業(yè)特別是化工制造領域產生重要影響。比如在資源的利用方面，我們可以從化石資源轉向生物質資源。目前，全球最大的酒精生產國是美國，年產量達到9000萬噸，巴西緊隨其后，年產量超過3000萬噸。這些生物資源為全球的減碳工作做出了巨大貢獻。此外，還有很多其他的化學品，比如聚乳酸等。
去年，美國出臺了《生物技術與新生物經濟法案》，其中第一部分重點是農業(yè)，因為農業(yè)具有多項關鍵功能。舉例來說，生物固氮技術有望替代目前廣泛使用的氮源，例如用量規(guī)模十分龐大的尿素和氨氮。其次，生物制造還能提高光合作用的效率，這不僅有助于碳固化，還能大幅提升農作物的生產效率。我們已經開展了一些工作，與一些科研機構和院校合作，通過提升光合作用效率來提高糧食作物的產量。2023年，我們主要在土豆上進行試驗，畝產增加了1.5噸。今年我們在小麥上也取得了顯著成效，產量增加了200多斤，光合作用效率的提升在其中發(fā)揮了很大的作用。
此外，在養(yǎng)殖業(yè)中，從生物制造的角度看，可以視為細胞之間碳源、氮源和蛋白質的轉換。通過提高動物細胞的轉化效率，我們可以將糧食節(jié)約量提升約10%，這意味著我們每年能夠節(jié)約3000多萬噸糧食。此外，通過生物技術將秸稈等農業(yè)廢棄物轉化為糖，再進入化工體系，最終轉化為蛋白質，這有助于解決大豆替代問題。目前，這些工作都取得了諸多進展，技術和方法都是可行的。
環(huán)保領域的改進也是生物制造的重要應用之一。目前來看，提高效率和實現環(huán)保的關鍵在于如何將廢棄物資源化利用。比如，對于含碳量高的廢物，可以將其轉化為蛋白質，進入動物或化肥體系，從而大幅降低COD（化學需氧量）和BOD（生物需氧量）排放。同時，通過適當的技術裝備，我們已經基本實現了污水處理效率的2倍—4倍的提升，污泥含量減少了50%—80%。將生物制造技術應用到環(huán)保領域，無疑將大幅提升治理效果。
此外，生物制造還可以應用于天然產物的制造。比如，蟲草和人參等高價值的天然產物，現在可以通過生物技術來合成。其生產效率極高，假設我們使用餐桌大小的生物反應器進行生產，便可以替代那曲地區(qū)10萬平方公里的蟲草產量。這不僅為我國的土地集約利用提供了可能，還能通過增加固氮、固碳的方式，幫助自然環(huán)境的修復和保護。
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