微生物技術(shù)使用的酶和微生物進(jìn)行生物基產(chǎn)品,如化工,、食品和飼料,、醫(yī)療保健、洗滌劑,、造紙,、紡織和生物能源。微生物技術(shù)是繼紅色生物技術(shù)(醫(yī)學(xué)生物技術(shù))和綠色生物技術(shù)(農(nóng)業(yè)生物技術(shù))之后興起的第三種生物技術(shù),,也稱工業(yè)生物技術(shù),。工藝過程是利用活細(xì)胞像霉菌,酵母菌,,細(xì)菌等微生物進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化,,大規(guī)模的生產(chǎn)所需的各種產(chǎn)品。在化工,、能源,、環(huán)保、醫(yī)藥,、清潔劑、紡織品等行業(yè)能廣泛應(yīng)用,。微生物技術(shù)是利用活體細(xì)胞作催化劑,,在溫和的條件下地進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化,與傳統(tǒng)的高溫高壓的化學(xué)轉(zhuǎn)化相比,,生產(chǎn)過程能耗低,,廢棄物少,產(chǎn)品可生物降解,,可以緩解溫室效應(yīng)等環(huán)境危機(jī),。其產(chǎn)品聚乳酸在2000年上市,標(biāo)志著微生物技術(shù)取得了巨大成就,。微生物技術(shù)是人類由化石經(jīng)濟(jì)向生物經(jīng)濟(jì)過渡的必要工具,,是解決人類目前面臨的資源、能源及環(huán)境危機(jī)的有效手段,。微生物技術(shù)煉制的執(zhí)行方案,,是一個(gè)綜合性的生化和物化過程,是將再生原材料轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的生物能量利用過程,。
2001年,,OECD進(jìn)行了生物技術(shù)用于改造傳統(tǒng)工業(yè)的21個(gè)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,,在紙漿和造紙行業(yè),,微生物技術(shù)將漂白過程中的能量消耗降低40%;在紡織業(yè)方面,可減少14%—18%的耗水量,,漂白過程的能耗降低9%—14%,;塑料產(chǎn)品方面,能減少20%—80%的對(duì)石化資源的需求,,且產(chǎn)品可自然降解,;在化學(xué)醫(yī)藥方面,在維生素B2的生產(chǎn)過程中,,能減少80%的CO2排放量,,減少67%的污水排放量,而在頭孢類抗生素的生產(chǎn),,能夠減少50%的CO2排放量,,節(jié)約20%的能源消耗,節(jié)水75%,。
目前,,微生物技術(shù)生產(chǎn)乙醇的產(chǎn)量,用玉米淀粉,、糖,、甘蔗和小麥?zhǔn)怯脕砩a(chǎn)乙醇代替汽油,可以減少90%溫室氣體排放,。此外,,微生物技術(shù)的生物基產(chǎn)品已經(jīng)成熟,主要應(yīng)用在生產(chǎn)化學(xué)品,。2011年微生物技術(shù)產(chǎn)品總量為1161200公噸,,只占*的5%。
3年前,,微生物技術(shù)只有四五家企業(yè)在市場上比較活躍,,而今年有*過80家企業(yè)將微生物技術(shù)產(chǎn)品商業(yè)化,其中50家企業(yè)是基于生物基原料生產(chǎn)的化工產(chǎn)品,。
JonathanPorritt在今年初發(fā)布的一份報(bào)告中預(yù)計(jì),,到2025年,微生物技術(shù)產(chǎn)品市場產(chǎn)能在1500-3600億英鎊,,主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè),、林業(yè)、醫(yī)藥保健和制造業(yè),。市場預(yù)計(jì),,到2030年微生物技術(shù)生產(chǎn)的化工產(chǎn)品將增長到30%。
近30年來,,我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,,GDP以年均10%左右增長,,對(duì)石化能源及原料的需求日益旺盛,依賴程度逐漸增大,。2013年,,我國原油進(jìn)口依存度近60%,對(duì)石油煉制的大宗化工原料的高度依賴,,已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素,。
同時(shí),我國工業(yè)的能耗,、物耗與環(huán)境污染物排放水平居高不下,,嚴(yán)重制約著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。2012年我國GDP約占普遍的5%,;但能源消耗*二,。2012年,中國碳排放量達(dá)79億噸,,約占排放量的1/4,。
發(fā)展工業(yè)生物技術(shù),以生物可再生資源替代石化資源的路線,,可以有效減輕我國對(duì)石化原料的依賴,、CO2排放,實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,。
科技部印發(fā)的《“十二五”現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》提出,,圍繞以可再生碳資源取代化石資源的工業(yè)原料路線替代,以綠色生物催化劑取代化學(xué)催化劑的工藝路線替代,,促進(jìn)我國現(xiàn)代生物制造產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展?!兑?guī)劃》還提出,,加強(qiáng)生物催化與生物轉(zhuǎn)化、人工生物體與細(xì)胞工廠創(chuàng)建,、生物過程工程化等重大科學(xué)問題的研究,。
其實(shí),在在過去的十幾年中,,中國政府一直重視并支持微生物技術(shù)行業(yè)的發(fā)展,,采取各種措施滿足產(chǎn)品的供應(yīng)和需求,如物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)和稅收優(yōu)惠補(bǔ)貼等,。