生物经济：挑战与对策

　　文/邓心安(中国农业大学生物经济发展研究中心)

　　一、生物经济发展的时代机遇

　　生物经济(bioeconomy, BE)是利用可再生生物资源(生物质)生产食品、饲料、能源、纤维、健康医疗以及其他工业产品和服务的经济活动，是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的综合经济形态。

　　经过十余年的概念进化、战略推进与行动实践，生物经济已涵盖生物质相关众多领域，包括食品与营养、生物制药与健康、生物炼制、生物能源、生物酶、生物化学品、生物材料、环保与生态服务等八大领域。概言之，生物经济包括生物基经济(biobased economy, BBE)以及食品、饲料的开发利用和生产。生物经济概念进化表现出的特质是：绿色、健康、可持续;领域演进的主流特征包括：可再生生物资源、研发创新、生物基产品。

　　生物经济意味着一个新时代的来临。生物经济时代是生物经济(形态)发展到成熟阶段后，以这种经济形态为主导形成的经济社会发展的特定历史时期。预计到21世纪30年代初，生物科技产品得以廉价且普遍使用，标志着生物经济发展进入其成熟阶段，经济社会进入真正的生物经济时代。

　　随着人口的增加、不可再生资源的减少，以及人们对物质与精神需求的增加，特别是对生活品质及环境质量要求的提高，经济社会正面临与食品、营养、健康、资源、环境等相关的全球性问题;发展生物质相关产业有利于这些重大问题的化解。生物经济不仅与农业、环境可持续直接相关，而且正在成为社会向更加可持续经济系统转型(social transformation towards a more sustainable economic system)的关键因素，关系到众多产业乃至整个经济社会的可持续发展。生物经济的兴起与生物经济时代的来临，为生物质相关产业变革与经济社会绿色转型带来新的时代机遇。

　　二、生物经济发展的优势与挑战

　　从当前主流的化石基经济向生物经济转变是牵涉面广、长期性的系统过程：涉及现有能源结构、工业原料和土地利用以及跨行业生物质产业链的调整;经济增长方式与生活方式的转变;生物制造特别是生物炼制等技术研发与综合集成;可持续政策、消费习俗及公众认知。

　　1.中国发展生物经济的相对优势

　　(1)人口与市场优势。过多的人口，既是包袱也是资源，用好人口资源并将其转化为人力资本则为优势。随着生活品质的提升，人们对于食品安全、营养、健康医疗、环境、生态等有着高质量和更加绿色的要求，为生物经济发展提供了巨大的市场空间。

　　(2)丰富多样的生物资源及其中医药资源。由于地域广阔，气候类型多样，农业与中医药历史悠久，造就了生物资源的独特优势。

　　(3)后发优势。发展阶段不同，落后对于竞争显然会产生不利的影响，但如果能够采用适当的发展战略与政策，可以吸取发达国家的经验教训，实现较快或跨越式发展。

　　2.各国发展生物经济的共有劣势

　　(1)以生物学为基础的技术更为复杂，相比于化石基原料，生物基原料加工难度增大，导致多数生物科技产品批量不大而研发成本偏高;相较于信息技术产品，生物科技产品难以出现如网络软件产品一样被大量快速复制现象。

　　(2)国际油价与国际经济低迷，石化基产业追求短平快效益，不利于生物基产品市场培育及其产业的发展壮大。

　　(3)生物质原料的生长、加工与应用过程是否会对环境与民生带来一定的负面影响——如生物燃料是否导致“与粮争地”，仍然存在诸多疑虑。

　　(4)消费者习惯与态度的适应性。以可再生可持续方式与以传统方式生产的产品之间在外形上的区别不大，而前者研发与生产成本往往高于后者——如采用生物原料生产的餐具(BIO产品，即以可再生生物资源为原料生产的产品)之于传统塑料餐具，从而导致消费者难以选择。

　　(5)伴随生物技术突破而带来的伦理问题，如用于健康医疗目的的基因编辑胚胎、用于改良性状的转基因产品。

　　3.中国发展生物经济的劣势

　　(1)研发技术水平相对落后，市场化能力不足。研发能力是衡量绿色产业或科技型企业未来发展的重要指标。以生物医药和农业为例，中国生物医药企业研发投入占销售收入的比重普遍低于5%，与发达国家的10%以上相比差距很大;种子企业数量众多，但小而分散，研发手段多停留在传统育种水平;转基因农产品研发接近国际先进水平，但市场化应用严重滞后。

　　(2)生物产业与农业经营的规模化程度不足。尤其是隐含其中的农业用地细碎化、耕地与淡水资源严重不足，成为降低生物基产品成本的先天性制约因素。

　　(3)“全生物质”模式面临管理与技术的双重挑战。生物经济以可再生生物质的深度开发与循环利用为基础。“全生物质”模式的益处在于：优化利用农林主副产品及各类有机废弃物(biowaste)，极少或不产生垃圾，可以实现物质与能量的循环利用，在增加经济效益的同时，减少碳排放，有利于环境和生态。中国生物质产量分布相对分散，“全生物质”模式对技术集成和管理水平提出了更高要求。

　　(4)资本市场和投融资平台不完善。

　　(5)基础设施与环境因素。包括农业专业化服务普及不足;城乡垃圾缺少分类，村落环境建设欠账多;农村地区的社会风气等“软环境”恶劣。

　　(6)绿色消费习惯面临较大挑战。相对而言，欧洲特别是德国和北欧国家的消费者的态度已向“健康、绿色、可再生”方向改变，他们越来越想获得以可持续方式生产的产品。德国崇尚BIO产品、日本的垃圾精细化分类回收利用，堪称此类绿色消费的典范。

　　三、发展生物经济的对策

　　1.中国发展生物经济的战略需求

　　(1)产业转型绿色化发展需求。中国经济社会已跨过温饱进入新常态阶段，现有粗放型增长方式与发展模式不可持续，需要由数量型或“数质并举”向“高质量”转变，因而需要借助生物技术及其与农业、信息、能源、材料、工程等的融合，发展集约化农业及其相关的可再生生物质产业，以逐渐替代不可再生的化石基产业，减少化石能源消耗及其造成的环境污染，从而实现产业与经济体系的绿色转型。

　　(2)资源安全与可再生清洁化需求。当代实体经济在很大程度上仍是以有限资源尤其是化石资源的不断消耗为动力，而这些不可再生资源不断减少，有的正濒临枯竭。寻找资源替代的紧迫性，因各国的创新能力、对可持续发展要求和资源禀赋的不同而异。中国属于发展中国家，客观要求经济发展应具有一定的增长速度，但土地、淡水、能源等自然资源相对匮乏，水土及大气环境压力大、能源生产与消费结构不合理、城乡环境质量透支严重，迫切需要以可再生资源特别是生物资源替代化石资源;需要唯一可转化为液体燃料的可再生生物能源(水能、风能、太阳能、核能等新能源只适用于发电和供热);需要运用生物技术来提高淡水资源、土地资源特别是耕地资源利用率，并对受污染的水土进行修复。

　　(3)国民健康需求。作为生物经济价值链的高端领域，健康医疗对于增进人类健康与幸福感、提高生活品质具有非常重要的作用。通过生命科学与生物技术创新，能够变革疾病诊断、治疗和预防手段，使健康医疗方式由目前的“疾病护理模式”转向“预防模式”，即由“有病被动治疗状态”转向“主动参与疾病预防状态”，从而提高人类健康福利水平和“患者”的生活质量。

　　(4)农业新功能与废弃物资源化需求。农业新功能需求包括：新食品、功能食品以及与食品相关的营养强化需求;增强作物抗性(抗病虫害、节水、耐旱、耐盐碱等)需求;生物基工业的原料需求;生物多样性及其他生态服务需求。

　　通过“全生物质”智慧开发利用，能够拓宽农业经营领域和农民增收渠道，增加农村“绿领”就业岗位，实现农业与农村的“二次”创业与绿色复兴。“全生物质”模式的“智慧”在于：一是生物质的来源，不仅包括农、林、藻类等相关生物质主产品，而且包括秸秆、木材之外的树冠、树枝和根，以及来自于畜牧业、水产、食品工业和城乡居民生活的有机废弃物。二是在保持资源可持续、减少对环境产生负面影响的前提下，优化统筹开发、高效循环利用生物质的工业原材料功能(如化学品)、营养功能(如饲料)、能源功能(如燃料、热、电)，将上游产业或其生产过程中的有机废弃物作为下游产业的原料或肥料。

　　(5)环境可持续与国际绿色发展需求。随着生物经济概念的进化、生物经济发展理念、战略与行动计划的推进，以及国际生物基解决方案的实施及其绿色功能的显现，生物经济已表现出与联合国可持续发展目标(SDGs)、应对全球气候变化的《巴黎协定》越来越密切的内在联系与相互关系。环境与气候变化具有全球性影响，作为负责任的新兴大国，中国在履行国际节能减排义务、为SDGs做出重大贡献、变革传统的以化石基经济为主的消费习俗等方面具有越来越多的国际担当和绿色化发展需求。

　　2.中国发展生物经济的对策

　　“绿色、健康、可持续”的目标及其发展需求，技术创新及集成，“创新与规制”的平衡，是发展生物经济的关键。

　　(1)层级利用生物质，发展分布式生物经济。中国生物资源丰富，类型多样，既有分布相对集中的林业、水产资源，也有相对分散的秸秆、生活有机废弃物。

　　依据生物质价值链，建立层级开发利用优化模式。即按生物基产品附加值高低的顺序进行生物质原料类型(脂类、糖类、蛋白质，淀粉、纤维素、木质素等)的统筹分配，高附加值的产业链在生物质原料分配利用中处于优先位置，以提高生物质总体利用效率。具体方案：一是优先将最适宜的生物质原料分配给化学品生产链，因为此类产品的附加值最高;二是将合适的生物质用于其他功能性产品如生物材料、润滑剂;三是用于生物燃料生产链;最后残余的生物质用于供热和发电。

　　在生物质资源丰富的地区开展分布式生物经济(distributed bioeconomy)试点示范，为我国生物能源、生物材料等开发利用提供新模式。分布式生物经济模式，强调各地区分布式生产接近原材料产地，接近终端用户;采取网络化智慧布局(smart grids)。前者能够避免不必要的储运并利于循环利用，能够优化解决生物质原料的大规模收集、储藏及运输成本问题。发展分布式生物经济，需要有两个重要的配套建设：一是入口方面，生物质分类库存网络交互地图;二是出口方面，生物基产品的可持续标准建设，包括与ISO相关标准对接、智慧电网等。

　　(2)以绿色政策为引领，为生物基产业发展保驾护航。在生物基产品研发与产业化之初，需要系统性配套的绿色政策支持和引领。这些政策包括创新研发政策、绿色采购政策、绿色市场准入(如绿色产品认证)政策、税收政策、CO2排放税或交易系统，以及与绿色消费习俗相关的“准政策”。

　　针对量大面广、司空见惯、表面上缺乏科技含量的“高碳”消费习俗(如偏爱使用一次性化石基包装材料)，建议实施“绿色消费习惯和态度”计划，目的在于倡导绿色生产与消费理念，树立将来多数消费产品(如食品)、化学品及材料、能源及燃料应通过可再生的原材料来生产的观念，提高生物基产品的公众意识，推行绿色消费模式与行为。

　　(3)推进生物经济平台建设，加强技术集成创新。欲将生物经济打造成可持续未来的综合平台，除重视生物经济的政策平台、融资平台、基础设施共享平台及服务平台外，特别需要加强生物经济的技术平台(technology platform, TP)建设，重点在于生物技术及其与互联网、大数据、人工智能、纳米、新材料、新能源等技术的会集融合，才能形成生物经济的集成创新。之所以强调技术平台建设，是由生物经济的基础技术与新兴技术的通用性，以及农业及食品、健康医疗、生物能源、生物材料、环境与生态等众多生物质关联产业共同的生物质基础所决定。

　　通过建设生物经济的各类技术平台(如生物燃料、未来植物、可持续化学)，能够为构建绿色产业体系打下厚实的技术基础，从而促进以化石能源为主要原料的众多产业乃至经济社会的绿色转型。

　　(4)从发展和进化的视角，认识和应对伦理问题。生物经济所面临的最大问题将是生物安全问题与生命伦理问题，如转基因食品相关伦理。从以往 “大规模机器生产”“电话”“铁路”“试管婴儿”“克隆”等涉及所谓伦理的问题不断突破与进化的经验出发，建议从发展和进化的视角，采用“创新与伦理规制”适度平衡的态度与方式，理性认识和应对生命科学与生物技术相关的伦理问题。

　　风险公式“风险大小=危害程度×危害发生概率”还原了新兴事物的伦理真实面目。如转基因食品，即使是“危害程度”很大，但是“危害发生概率”极小——商业化应用的事实成千上万而无有害一例，则所谓的“风险大小”趋近于零。