生物技术改变生活

韩忍冬

科学技术水平的提高，为我国生物技术的产生与发展提供了良好的契机，使生物技术实现了从无到有再到逐步兴起的技术转变，并在多个领域取得了有目共睹的成绩。

“刷脸过闸机，真方便。”在深圳一家互联网企业工作的95后小伙温思敬，提起在深圳宝安国际机场的乘机体验时不断称赞。由于工作业务繁忙，他经常乘机出差，自从机场实行智慧安检后，他过安检无需长时间排队了。

在贵州省黔西南布依族苗族自治州安龙县的一个木耳种植基地里，村民们正忙着采摘新鲜的木耳，在经过装筐、称重后，运到附近的晒场。这是贵州富士辉生物科技有限公司通过“公司+合作社+基地+农户”模式，大力发展香菇、木耳等食用菌种植，带动群众增收致富的一个日常。

农作物不施农药被虫吃，施了农药影响生态环境，绿色农业需要生物农药的参与，生物农药的蓬勃发展已成事实……

现如今，我国科学技术水平有了大幅度的提升。这为我国生物技术的产生与发展提供了良好的契机，使生物技术实现了从无到有再到逐步兴起的技术转变，并在多个领域取得了有目共睹的成绩。

农业生物技术现代农业的核心竞争力

农业生物技术是运用基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程以及分子育种等生物技术，改良动植物及微生物品种生产性状、培育动植物及微生物新品种、生产生物农药兽药与疫苗的新技术。

中国是农业大国，是农作物和农耕文化的最早起源地。近些年来，随着我国生物技术水平的提高，人们开始将其投入到农业生产当中。这使得我国传统农业逐渐由低效益、高污染、高资源依存型转变为高效益、绿色低碳、高科技支撑型现代农业，加快了我国农业发展步伐。

生物技术在农业领域中的应用主要有植物种业、生物繁殖、生物固氮、生物饲料、生物农药、生物兽药、生物肥料等。如今，农业生物技术已是农业大国的核心竞争力，中国也正在努力。

例如种业，是农业皇冠上的明珠，被誉为农业芯片。改革开放之前，中国农业用种主要依靠农民自选、自留。自1979年以后，种子生产专业化，开始以县为单位统一供种。2000年，以“种子工程”启动为标志，种业开始真正成为产业。可以说，中国种业用20年时间走过了发达国家上百年的发展道路。

早在2004年，一份权威报告就指出：中国等几个最大的发展中农业大国将逐渐在农业生物技术领域领先世界。其中，當时中国种植了370万公顷的生物技术棉花，占全球生物技术棉花种植面积总量的5%。

先后主持国家“863计划”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等多项国家级研究项目的中国农业大学农学院植物遗传育种与种子科学系教授尤明山表示，如今我国的自主选育品种占比高达95%，“中国粮”用“中国种”的目标已基本实现，我国现代育种工作从理论发展、育种技术等方面与西方不存在差距。

“十三五”期间，农业科技取得一大批标志性、突破性成果，农业科技进步贡献率突破60%，农作物耕种收综合机械化率超过71%，农作物良种覆盖率稳定在96%以上，畜禽粪污综合利用率超过75%，支撑保障粮食年产量稳定在1.3万亿斤以上，整体研发水平与发达国家差距逐步缩小。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确，“高标准农田、现代种业、农业机械化、动物防疫和农作物病虫害防治、农业面源污染、农产品冷链物流设施、乡村基础设施以及农村人居环境整治提升”是“十四五”重点提升的8个方向。这8个方向也正是“十四五”农业科技发力的重点领域。

随着农业生物技术的革命性和颠覆性的逐渐显现，未来农业生物技术将会成为制胜市场的新武器，也必将会重新划分世界农业新格局。

医药生物技术生命的科技长城

生物技术在医药领域的应用促进了生物医学工程和生物医药行业的快速发展。

生物医学兴起于20世纪50年代，是综合医学、生命科学和生物学的理论和方法而发展起来的前沿交叉学科，基本任务是运用生物学及工程技术手段研究和解决生命科学，特别是医学中的有关问题，是关系到提高医疗诊断水平和人类自身健康的重要工程领域，包括医学检验、康复工程、组织工程、生物影像学、可穿戴医疗设备等细分领域。

生物医药产业是指将基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及蛋白质工程等生物技术的研究成果应用于制药行业，制造市场可流通药品并规模化生产的经济实体的总和。

制药产业与生物医学工程产业是现代医药产业的两大支柱。生物医药产业由生物技术产业与医药产业共同组成。

生物医药属于国家重点发展项目，近几年在传统的中药制药和化学制药的基础上，随着技术的不断革新，涌现出生物医药、基因测序等新型制药技术和诊断方法，带动医药生物行业市场规模不断扩大。

与国外相比，国内生物医药行业起步较晚但发展迅速。国内生物医药产业从20世纪80年代开始起步发展，经历2005年-2015年的快速发展阶段后，从2015年开始进入爆发增长阶段。

比如生物制药行业，具有很高的资金壁垒和技术壁垒，与传统化学制药工艺相比，企业需要更高的制药技术水平和药物创新能力。目前，国内生物制药行业经过多年发展已有重组人胰岛素、干扰素、白细胞介素等20余种重组蛋白质类药物上市。

数据显示，2015年-2019年，我国工业规模以上医药制造企业利润总额稳步增长，由2627.3亿元上升至3119.5亿元;2020年1月-11月我国工业规模以上医药制造企业利润总额达3145.6亿元，同比增长11.9%。

近年来，支撑医疗行业崛起的基础技术及产业配套已初步成熟，医疗行业即将迎来爆发。海外人才的回归，为中国生物医药技术研发提供了强大的专业人才保障，中国生物医药技术迎来突破契机。

如今，多地将生物医药纳入“十四五”专项规划，进一步引导企业突破核心技术，依托重大科技专项、制造业高质量发展专项等加强关键核心技术和产品攻关，加强技术领域国际合作，有力有效解决“卡脖子”问题，为构建现代化经济体系、实现经济高质量发展提供有力支撑。

工业生物技术开启新的工业时代

工业生物技术是进行大规模的物质加工与转化的先进制造技术，主要包括生物基化学品、生物基材料、生物燃料、生物環保等，涉及食品、能源等许多重要的工业领域。

从19世纪到20世纪，人类的化学工业文明取得了辉煌成就，其主要特征是以化石资源为物质基础。

2000年，聚乳酸上市标志着工业生物技术（也称为白色生物技术，White Biotechnology）的开启。此后，一个以生物催化和生物转化为特征，以生物能源、生物材料、生物化工、生物冶金等为代表的现代工业体系逐渐形成，在全球范围内掀起了一场新的现代工业技术革命。

工业生物技术是人类由化石（碳氢化合物）经济向生物（碳水化合物）经济过渡的必要工具，是解决人类目前面临的资源、能源及环境危机的有效手段。

近年来，全球的生物技术发展速度迅猛，早已成为高科技的战略性新兴产业技术之一，越来越多地应用于基础化学品及其聚合物，乃至特殊化学品的生产。

我国生物发酵行业的产量已经占据了国际领先地位。《中国工业生物技术白皮书2019》分析指出，近年来，全球加强生物经济战略布局，多方位促进经济绿色转型，共同绘制可持续发展蓝图，工业生物技术已取得长足发展。与此同时，中国研发人员在国际知名综合性学术期刊上发表了多项有影响力的研究成果。2016年-2018年，中国在工业生物技术领域的发文总量居世界第一;中国总计公开了发明申请75210件，年复合增长率达到16%，其中发明专利授权20686件。中国是目前最大的专利受理国（32%），也是仅次于美国的专利来源国。经过近几年的发展，中国已形成具有一定国际竞争力的工业生物技术核心研发力量。

例如，生物脱硫技术是一种在常温常压下利用微生物菌去除杂环化合物中结合的有机硫的一种新技术。经生物脱硫后的油品基本可以达到抗氧化性好、热稳定性好、硫含量低的目的。早在1948年美国就有了生物脱硫的专利，但一直没有工业化成功脱除烃类硫化物的实例。

2021年5月12日，玉门油田炼化总厂转型升级项目组主任伍国勇兴奋地告诉媒体：“目前，微生物脱硫技术工业化应用已完成，我们是第一个吃螃蟹的人，有信心将此项技术进一步完善优化，为特种油品炼厂建设做好技术储备。此项技术作为加氢技术补充，对部分特种油品基础油精制效果十分理想。”

再比如，生物质能源是重要的可再生能源。未来随着国家加快发展可再生能源，生物质能发电发展前景较好，发展空间巨大，保守估计2026年，全社会用电量为8.79万亿千瓦时，可再生能源发电量为2.81万亿千瓦时，生物质能年发电量占可再生能源发电量的13.64%，则2026年生物质能发电量约为3834亿千瓦时，较2020年的1326万千瓦时实现翻番。

生物识别技术更多场景正被打开

近年来，生物识别技术日趋成熟，应用场景不断拓展，市场规模持续扩张。据沙利文咨询统计，在市场需求和技术发展的双重推动下，生物识别技术在全球范围取得了快速的发展，全球生物识别市场规模从2016年的126亿美元上升至2020年的240亿美元，预计2021年生物识别行业市场规模可达286亿美元。

在我国，生物识别各类应用场景也正在逐步被打开，人脸识别、指纹识别、生物识别、步态识别也正在医疗机构、居民社区、商业大楼等场所得到推广普及。综合来看，生物识别技术就是利用人体固有的生理特征（如虹膜、静脉、人脸等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）通过计算机和光学、声学、生物传感器等高科技手段紧密结合来进行个人身份识别。

生物识别市场按主要应用板块可分为生物识别芯片制造、生物识别设备及解决方案。中国生物识别技术及市场应用的发展主要增长动力来源于行业信息化需求、应用场景的不断丰富和消费电子类产品所带动的生物识别芯片制造的发展。

据沙利文咨询统计，2019年中国生物识别市场中生物识别设备及配套解决方案市场占比为59.8%，生物识别芯片制造市场占比为40.2%。其中，身份认证、出入口管理和办公领域是生物识别设备及配套解决方案市场中主要的应用领域，2019年占生物识别设备及配套解决方案的市场份额比例依次为38.8%、23.9%和8.2%。

我国生物识别身份认证行业市场规模从2016年的20亿元增长为2020年的37亿元，预计将于2021年年底达到44亿元;生物识别出入口管理市场规模从2016年的32亿元上升至2020年的62亿元，预计2021年年底可达75亿元;生物识别办公市场规模预计将进一步扩大至2021年年底的16亿元。

5G、AR、大数据、云计算、人工智能等技术与生物识别技术的结合，无疑会促进新的消费需求实现落地，赋能垂直产业。全息影像通话、基于眼球追踪的广告分析、可穿戴设备生物特征身份识别等应用场景，都会为消费者带来更多舒适、新奇的体验。

事实上，生物技术在各个领域无处不在，随着科技的进步，将被越来越广泛地应用于生物多样性保护、人类健康、环境污染防治，和环境、经济、社会的可持续发展，同时在攻克环境保护的科技难关中有广阔的发展前景。

如今，中国在生物技术领域取得了全球瞩目的成绩，逐渐培育出了一些领跑世界的技术与产业。清华大学国际生物经济中心主任王宏广认为，生物经济将会是我们在制造业大国、农业大国之后，成为世界第一大经济体，并长期保持世界第一大经济体的一个决定性的因素。