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中科院”人工淀粉”火爆全網 碳中和背景下 合成生物學催生千億美元市場

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中科院”人工淀粉”火爆全網 碳中和背景下 合成生物學催生千億美元市場

來源:財聯社

《科創板日報》(上海,研究員 宋子喬)訊,9月23日,中國科學院召開本年度首場新聞發布會,介紹該院天津工業生物技術研究所在人工合成淀粉方面取得的重要進展。

  該所研究人員提出了一種顛覆性的淀粉制備方法,不依賴植物光合作用,以二氧化碳、電解產生的氫氣為原料,成功生產出淀粉,在國際上首次實現了二氧化碳到淀粉的從頭合成,使淀粉生產從傳統農業種植模式向工業車間生產模式轉變成為可能,并為二氧化碳原料合成復雜分子提供了新技術路線。

  中科院表示,人工合成淀粉目前尚處于實驗室階段,離實際應用還有相當長的距離。

  資料顯示,人工合成淀粉屬于合成生物學,后者是面向未來的行業,是實現可持續發展和碳中和目標的重要基石。

  合成生物學是什么?為什么可以“蹭上”大熱概念碳中和?

  合成生物學也被稱為“工程生物學”,它是從最基本的要素開始,一步步構建生物大分子、生物部件與細胞等零部件,進而組裝成有各類用途的人造生命系統。

  以合成生物學“造物”,本質是利用一系列的生化反應合成目標化學品,這一生產過程通常在常溫常壓下進行,反應安全,條件簡單,且副產物少,原材料以生物質為主,具有數量巨大、價格低廉、可實現碳循環等特點,故這一人類造物的新方式有望在“碳中和”背景下發展為綠色制造的主流路徑之一。

  以人工合成淀粉為例,淀粉主要由玉米等農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產,合成與積累涉及約60步代謝反應以及復雜的生理調控,理論能量轉化效率僅為2%左右。農作物種植通常需較長周期,并使用大量土地、淡水等資源和肥料、農藥等農業生產資料。

  但如果未來人工合成淀粉的成本能夠降低至與農業種植相比具有經濟可行性,將可能節約90%以上的耕地和淡水資源,同時減少農藥、化肥等對環境的負面影響,提高人類糧食安全水平,促進碳中和的生物經濟發展,推動形成可持續的生物基社會。 這對實現糧食可持續生產,二氧化碳轉化利用,應對氣候變化和糧食危機等國際難題有重大意義。

  應用前景廣闊或催生千億美元市場

  根據麥肯錫的數據,原則上全球60%的產品可以采用生物法進行生產。在許多結構復雜的產品上,合成生物學已經成為主流生產方式。

  舉例來看,合成生物學能利用大腸桿菌生產大宗化工材料,擺脫石油原料的束縛;酵母菌生產青蒿酸和稀有人參皂苷,降低成本,促進新藥研發;工程菌不“誤傷”正常細胞,專一攻擊癌細胞;創制載有人工基因組的“人造細胞”,探究生命進化之路;利用DNA儲存數據信息并開發生物計算機……作為科學界的新生力量,合成生物學進展迅速,并已在化工、能源、材料、農業、醫藥、環境和健康等領域展現出廣闊的應用前景。

  華安證券(5.530, -0.12, -2.12%)分析師袁帥、倪吉此前發布研報稱,受益于基因測序、編輯、合成等技術的突破,合成生物學可能已經跨過了行業發展的奇點,后續的發展速度有望遠超過去的線性增長,在原料選擇、產品廣度、生產成本上都可能出現飛躍式的提升。預計未來10-20年與材料、化學品和能源相關的合成生物學市場將擁有2000-3000億美元的空間。

  產業資本對該領域的投資也已經進入高速增長期,根據SynbioBeta的統計,2020年全球合成生物學企業融資高達78億美元,再創新高。

  已有A股上市公司提前布局

  華安證券分析師袁帥、倪吉表示,僅看化學品與材料領域的合成生物學企業,它們可大致分為三類:

  1.生物體設計與自動化平臺型公司,這類公司通過構建合成生物學底層的軟件、硬件和解決方案,再將業務拓展至應用層面。A股上市公司中,凱賽生物(144.000, 3.34, 2.37%)是合成生物學領域為數不多的生物制造產業鏈一體化公司。新日恒力(13.170, 0.30, 2.33%)具有第三代生物法技術,新建生物基材料項目投產在即,且有望再添生物基材料技術儲備。

  2.提供賦能技術型公司,這類公司提供基因合成、基因測序和基因編輯等服務。

  3.產品層應用公司,這類公司利用工程菌生產化學品??苿摪骞救A恒生物(65.120, 2.12, 3.37%)目前已布局生物基產品包括丙氨酸、纈氨酸、泛酸鈣、熊果苷、亮氨酸等,客戶包括BASF、諾力昂、味之素、德之馨、帝斯曼等世界化工巨頭,正在搭建酶催化和生物發酵的合成生物學平臺。

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