生物化工产业作为化学工程与生物技术深度融合的战略性新兴产业，正成为推动我国经济绿色转型和高质量发展的重要引擎。随着“双碳”目标的提出和全球可持续发展共识的增强，我国生物化工产业在政策与资本双轮驱动下，技术产品同步升级，产业应用不断拓展，但与国际先进水平相比，我国生物化工产业仍在原料供应、核心技术、市场拓展等多方面面临挑战，建议从技术、资源、市场三端协同发力，推动我国生物化工产业高质量发展。
我国生物化工产业发展现状
国家及地区加快布局，资本市场高度关注。从国家及地方政策战略看，我国《“十四五”生物经济发展规划》明确将生物制造列为重点领域，提出发展生物基材料、生物能源等产业；《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》要求突破生物基单体合成、纤维加工等关键技术，推动化工原料多元化替代。全国已有20多个省份发布生物制造行业的相关文件，积极抢占这一改变传统制造业生产模式的新赛道，且各地根据自身资源优势和发展基础，形成了各具特色的生物化工产业集群。如，山东省出台《生物化工产业高质量发展行动计划》，重点建设潍坊、滨州等生物基材料集群；江苏省在《关于支持生物医药与生物制造产业融合发展的若干措施》提出建设“生物合成技术中试平台”，补贴设备投资额的30%。从行业投资热情看，资本市场对生物化工产业保持较高的投资热度，资本活力持续迸发，2024年国内一级市场在合成生物方向的融资数量91 起，相较 2023 年的同比增长 61.4%。
产品种类不断丰富，关键技术有所突破。我国生物化工产品逐步实现传统产品升级迭代，柠檬酸、衣康酸等特种酸的生物合成法替代化学合成，乙醇、乳酸、1,3 - 丙二醇等部分生物基化工品已成功商业化；特种酶制剂、生物活性物质等生物基高附加值精细化学品不断涌现，生物航油、重金属生物吸附材料等能源与环保产品创新发展，生物法合成甾体激素前体等医药中间体不断突破。我国生物催化、生物发酵、生物转化等关键技术不断进步，生产效率和产品质量大幅提升。高效酶设计与固定化技术显著提升催化效率和稳定性；合成生物学推动微生物细胞工厂高效合成青蒿素、生物基尼龙等产品；生物基材料实现规模化生产；废弃物资源化技术使秸秆乙醇转化率达85%以上。
产业格局多元拓展，应用领域广泛延伸。我国生物化工企业呈现出多元化发展格局，产品型企业凭借核心产品构建完整产业链。如，凯赛生物依托生物发酵的核心技术，搭建从基因工程到应用开发的全产业链，其长链二元酸全球市场占有率超 80%，并成功开发生物基戊二胺及下游生物基尼龙 PA5X系列产品。大型化工企业积极布局生物基化工领域，推动绿色转型，如万华化学利用可再生蓖麻油制备出生物基含量超50%的聚醚产品。其他转型企业发挥已有技术优势延伸产业链，如金丹科技等凭借工程菌种培育和发酵工程优势延伸产业链，发展PLA生物降解新材料。我国生物化工产品已应用到医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等多个方面。在生物医药领域，2024年新增生物基医药辅料二十余种；在材料领域，生物基酰胺等已用于汽车产业内饰件、纺织服装产业的功能性面料等行业；在农业领域，新型微生物肥料2022—2024年登记产品数量年增长率近20%左右；在能源领域，生物航煤产能突破20万吨/年等。
我国生物化工产业面临主要问题
原料供应不足且生产成本高。原料约束是当前我国生物化工产业面临的首要挑战。传统生物制造多以淀粉含量高的粮食作物为原料，随着产业规模扩大，原料需求剧增，“与人争粮”的问题日益突出。尽管行业正加快向“非粮”原料转型，如金丹科技和安徽丰原等尝试以秸秆等非粮生物质为原料，但非粮原料的预处理技术、转化效率和规模化应用仍存在较大瓶颈，使得生物基产品与传统化石基产品竞争时处于不利地位。生产成本高也是制约生物化工产品市场推广的重要因素。如，PHA的生产成本为590美元/吨，丙烯酸、对二甲苯等生物基化工品由于研发初期投入大、产量低，难以与传统化石基产品竞争。
核心技术瓶颈与创新能力不足。一是核心技术和装备面临显著短板。如，生物化工产品生产所用的关键酶与菌种依赖进口，当前我国部分高性能工业酶制剂和特殊工程菌种严重依赖诺维信、杜邦等国际巨头，国内企业在理性设计和定向进化技术上的积累不足；生物反应器与分离纯化设备短板，大规模发酵罐的传质效率、在线监测传感器精度不足，下游分离纯化设备（如连续色谱系统）依赖瑞士诺华赛、德国赛多利斯等企业，国内高端生物反应器国产化率不足30%。二是研发投入结构失衡。当前我国生物化工企业研发强度平均仅2.1%，且偏向短期工艺改进而非原创技术，远低于发达国家研发投入的水平。此外，产学研协同效率低，当前我国高校实验室成果转化率低于10%，多数都是强调论文而非专利价值，生物化工领域缺乏专项的中试计划，实验室成果卡在放大试验阶段。
市场认知度低且竞争压力大。一是生物化工产业作为新兴领域，公众对其概念和技术的认知度较低，且由于产品的低性能与高价格影响了市场的接受度和推广效果。相较于传统化工产品，生物化工产品的市场推广与宣传较少，缺乏有效科普教育，导致消费者对其环保性、可持续性等优势认知有限。二是随着生物化工技术的不断发展和应用领域的扩大，市场竞争日益激烈。在国际市场上，发达国家在生物化工领域的技术领先优势和品牌影响力，使我国企业面临较大竞争压力；国内市场上，产品的同质化严重，价格竞争激烈，企业利润空间被不断压缩。
对策建议
加强技术创新与产业升级。突破关键核心技术是提升产业竞争力的根本途径，重点加强合成生物学、基因编辑、酶工程等前沿技术的研发投入，建立从实验室研究到产业化应用的完整创新链条。设立国家生物化工重大科技专项，支持企业联合高校和科研院所开展关键核心技术攻关；建设国家级生物制造创新中心，打造共性技术研发平台；鼓励企业加大研发投入，对研发支出给予税收优惠等政策支持。建议构建“政产学研用”协同创新机制，促进创新要素高效流动和优化配置。支持龙头企业牵头组建创新联合体，承担国家重大科技项目。
拓展原料来源与提升资源利用率。开发多元化原料路线是保障产业可持续发展的基础，加快推进秸秆、林业废弃物、海洋生物等非粮生物质原料的利用；探索利用二氧化碳、工业尾气等作为碳源；开发新型微生物底盘细胞，拓展原料适应性。开发构建循环经济模式，推动生物化工与农业、食品、能源等产业的协同发展，形成“原料-产品-废弃物-原料”的闭环系统。
强化应用场景与市场培育。一是可通过技术创新和产业链协同拓展应用场景，强化生物基材料替代石化产品发展，推动生物燃料在能源领域应用，扩大高附加值医药、日化产品市场份额；同时强化市场培育，依托政策支持制定行业标准，建立碳足迹体系，通过产业集群建设、金融专项基金和消费者教育提升市场认可度，最终实现从政策驱动向市场驱动的转型升级。二是开展生物基产品科普宣传，提高公众认知度和接受度；建立产品全生命周期环境效益评估和标识制度，引导绿色消费；组织应用示范项目，展示生物化工产品的性能优势。