生物制造定义、市场空间、技术驱动及政策背景如何？

生物制造替代传统生产方式，广阔空间蕴含多种机遇。

1.行业逻辑：生物制造替代传统工艺，创新是破局之匙

生物经济通常有两种常用定义。第一种由欧盟定义，包括生物资源的生产、生物资源转化为 产品和能源；第二种由美国定义，较为具体，特指研究和创新驱动型产品。而当生物经济与 制造业交汇时，前者为广义上的“生物制造”，侧重创新生物技术驱动的后者则是生物制造的 子集“先进生物制造”。根据《2023 年生物制造产业白皮书》，中国对生物制造的定义更多是指 以工业生物技术为核心的先进生产方式，即以基因工程技术、合成生物学技术等前沿生物技 术为基础，利用菌种、细胞、酶等生命体生理代谢机能或催化功能，通过工业发酵工艺规模 化生产目标产物的制造过程。 生物制造主要以合成生物学、基因工程等创新生物技术为基础，利用廉价可得的原料甚至通 过捕获大气中的碳源为原料，以生物平台（菌种、细胞、酶为主要的生物工具平台）为制造 工厂，规模化工业发酵获得目标产品。未来，依赖于传统化工、植物提取获得产品的生产方 式将逐步被从传统生物发酵升级后的生物制造方式所替代，达到降本增效、绿色低碳环保、 减少耕地使用等目的。

2.市场空间：万亿市场可替代，细分领域待挖掘

生物制造仅替代传统化工的市场空间可达数千亿美元规模。根据 OECD 发布的《面向2030 生 物经济施政纲领》战略报告，全球有超过 4 万亿美元的产品通过化工方法生产，预计到 2030 年，至少有 20%的石油化工产品可被生物基化学品替代，市场空间约为 8000 亿美元，目前的 替代率不到 5%，相比 2020 年的提升空间达到 6000 亿美元。 植物提取法产品需求广阔促进规模增长，生物制造印证替代逻辑可打开广阔的下游市场。根 据 2023 年《全球及中国植物提取物行业分析报告》，2020 年全球植物提取物市场规模达 290 亿美元，较 2019 年的 240 亿美元相比增长 20.8%，到 2021 年全球总规模进一步达到 300 亿 美元。预计中国植物提取市场 2028 年将达到 800 亿元。未来通过生物制造法替代植物提取， 实现降本增效，有望进一步打开下游市场。

与发达国家相比，中国生物制造产业存在广阔发展空间。根据《2023 年生物制造产业白皮 书》，从产业规模看，我国生物制造核心产业增加值占工业增加值比重仅 2.4%，低于美、欧、 日的 11%、6.2%、3.2%，与发达国家相比，我国生物制造产业在工业经济中的占比存在较大 提升空间。

美国先进生物制造产业规模近千亿，中国产业结构存在较大优化空间。根据 2023 年《美国 生物制造：增加值、供应链、成本、可持续性和效率》报告，美国生物制造总产值为 4388 亿 美元，其中，先进生物制造产值为 946 亿美元，占比约为 22%，从对环境的影响来看，生物 制造环境影响占美国所有行业经济活动对环境影响总量的 43%，而先进生物制造占比为 6.4%。 根据《2023 年生物制造产业白皮书》，中国目前在生物制造的中高端配料及装备供给能力不 足，部分关键原配料及装备依赖进口，生物制造的核心平台如工业核心菌种、酶制剂等对外 依存度在 70%以上。对比来看，国内依托生物创新技术的先进生物制造产业存在较大发展空 间，部分蓝海市场亟待开拓。

3.技术驱动：高校是重要研发平台，企业可获赋能

国内高校及科研院所承担重要的平台角色，可充分为具备产业化基础的企业提供技术赋能。 根据国家知识产权局数据（我们基于工程菌这一合成生物学的关键词检索得到下述数据分析 结果，一定程度上可以反映国内合成生物学的科研成果情况），目前国内高校和研究所拥有合 成生物菌株专利最多，占比达到 71%（4022 项），企业占比 29%（1605 项），前十位均为国内 知名高校及研究所。因此通过专利转化、科研合作等手段，国内具备生物发酵产业化基础的 企业可快速补足科研短板，聚焦生物制造产业化。

工程菌是生物制造产业化落地的基础，通常分为原核和真核工程菌。随着基因编辑、基因合 成、基因测序技术的迭代及成本快速下降，叠加 AI 的赋能，多种菌种已发展成为模式底盘细 胞。原核模式工程菌包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、谷氨酸棒杆菌；原核非模式工程菌包括 需钠弧菌、拜氏不动杆菌、运动发酵单胞菌、真氧产碱杆菌、盐单胞菌等，近年来也被广泛 用作底盘细胞改造。其中，大肠杆菌由于遗传操作工具成熟，是目前生物制造领域使用最广 泛的底盘细胞，用于大宗化学品的生产。酿酒酵母是一种典型的真核模式底盘细胞，可用于 生产有机酸、氨基酸、核苷酸、药用蛋白、工业酶制剂等。此外，其他的非传统酵母菌、丝 状真菌等也逐渐被改造为模式底盘细胞工厂。

4.政策加码：全球政策驱动，国内企业获得大力支持

1998 年，生物制造概念首次被提出，此后，欧盟、美国、英国、日本先后提出大力发展生物 制造产业，欧盟 2014 年的《工业生物技术远景规划》提出到 2030 年生物基原料将替代 6%- 12%化工原料、30%-60%精细化学品，2050 年在航空领域全部使用可持续生物航煤。日本在《生 物战略 2019》中提出，力争通过发挥日本的生物制造优势并融合 IT 技术，为开拓和扩大市 场、解决社会问题及实现可持续发展目标等做贡献；并在 2021 年发布的《生物技术驱动的第 五次工业革命报告》中将智能细胞和生物制品列为国家生物经济领域优先发展方向。中国 2024 年《政府工作报告》提出积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。其中， 生物制造产业排在首位，可见我国对生物制造产业的支持力度十分明确。

各地快速落实政策指引，以项目资助、资金支持等形式加速生物制造产业布局。上海发布《上 海市加快合成生物创新策源打造高端生物制造产业集群行动方案（2023-2025 年）》，文件对 上海市 2025 及 2030 年的发展目标做了明确规划，2030 年基本建成具有全球影响力的高端生 物制造产业集群；杭州、北京、无锡、广东等地均以项目资助和资金支持等形式推进生物制 造产业布局。

目前国内发达地区领航生物制造发展并各有特色。根据《2023 年生物制造产业白皮书》，目 前我国长三角地区为生物制造重点企业聚集最多的地区，生物制药、生物化工、生物材料、 食品原料、天然产物、化妆品原料等领域均有涉及；北京、广东等省份依托科研、人才等要 素优势，在原始技术创新领域占有优势；华北、华中地区骨干企业数量较多，具有良好的发 展潜力；西部地区具备广袤的土地及可再生能源资源优势，在特色天然产物、食品配料的生 物制造领域具备优势。