中科欣扬董亮合成生物学在碳中和时代大显身手

　　使用合成生物学创新技术，还可以助力可再生能源替代不可再生能源，助力碳中和
　　文|王三立
　　编辑 |佟志
　　＂从1960年开始到现在，全球气温升高了约30%。二氧化碳对整个气候的影响是很大的，包括气候的极端化，如冰川退缩、岛屿侵蚀等。十年前IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）会议上，各国都达成了共识——如果没有新的生产方式叠加，或者是有更多新能源技术引进，全球气温有可能会升高越来越高。如果有新的能源技术引进，以及新的生产方式变革，我们很有可能在不远的将来达到碳中和，全球的温度不会显著升高。＂中科欣扬联合创始人兼董事长董亮在12月20日召开的2023《财经》可持续发展高峰论坛上表示。
　　中科欣扬，成立于2015年年底，主要是从事合成生物学的研究与开发。历经7年成长，中科欣扬从创业初期200㎡实验室，发展至拥有 ＂深圳、北京双研发总部+上海应用中心+无锡生产基地＂，并成为国内最早完成合成生物学产业闭环并盈利的公司。
　　合成生物学（Synthetic Biology），诞生于21世纪初，迄今已发展了将近20年。2010年，首位运用合成生物学技术创造出＂人造单细胞生物＂的科学家克雷格·文特尔，曾将合成生物学描述为＂像组装电路一样组装生命＂。
　　实际上，作为一个二级分类下的交叉学科，合成生物学几乎涉及生物科学研究的所有领域，并与工程学、化学、物理学和计算机等学科进行了跨学科融合。
　　如今，合成生物已深入各行各业。在食品领域，合成生物技术可以通过合成酵母制造出一块以假乱真的人造肉；在农业领域，该技术可以借由改造噬菌体制成减少农药使用的微生物菌剂；在医疗领域，利用该技术分析病毒基因可以实现mRNA疫苗的快速制备；在化学品领域，用生物法制备戊二胺可用广泛应用于尼龙的生产。
　　正因合成生物的应用范围广泛且与制造业高度相关，投资人将其视为工业5.0概念中有望最先迎来爆发的产业。许多著名科技公司创始人，如微软的比尔·盖茨、雅虎的杨志远都在投资合成生物产业。
　　使用合成生物学创新技术，助力可再生能源替代不可再生能源。如在合成麦角硫因的工程菌中，中科欣扬重构了以甲醇等有机碳一为原料的利用途径，在生产过程中实现低碳制造和碳循环，麦角硫因合成全周期缩短了24小时，葡萄糖消耗量降低了28.5%。这些前瞻性的技术创新，有助于打破经济发展的资源环境瓶颈制约、构建新型可持续发展的绿色工业化道路。
　　据中科欣扬，合成生物学生物制造利用生物资源在细胞工厂内进行物质转化，通过系统性的设计和改造，可实现碳元素的闭环循环，降低原材料成本占比，缩短产业链长度以及生产周期。合成生物学大部分反应在微生物或酶的作用下进行，反应条件更温和，在生产过程中降低工业过程能耗15%-80%，减少空气污染50%-90%，减少水污染33%-80%，实现高效、环保、清洁生产，优化高碳排放行业。据世界自然基金会(WWF)预估，到2030年工业生物技术每年可降低10亿至25亿吨二氧化碳排放。
　　董亮表示，＂未来‘双碳’还是有很多路径去做，也是一个技术不断进步和叠代的过程。现在做的还是一些附加值更高，技术难度相对小一点的，然后慢慢去进步，去提升。未来形成新的经济上可行的绿色生产方式。＂
　　以下是董亮的发言全文：
　　谢谢主办方的邀请，我们企业是做合成生物学的，给大家做一个简单的介绍。
　　合成生物学是近年发展比较迅速的一个学科，它是继两次科技革命之后的第三次生命科技革命。我们人类从认知生命慢慢走向解读生命，21世纪是投资生物学的世纪，人类将实现从认知生命到创造生命的跨越。
　　合成生物学也可以推动第五次科技革命。实际上，合成生物学是一门多学科的集成，由生命科学、工程学、基因组学等多学科交叉的新兴技术，包括已经在医药领域实现突破。抗击新冠疫情，合成生物学做了很多贡献。此外，合成生物学在医药、食品，包括人造食品，在农业、能源、化工领域都已经开始展现它的巨大潜力，这是一种全新的生产方式，将推动第五次工业革命的发展进程。
　　我介绍一下合成生物学和＂双碳＂的关系。目前为止，人们的衣食住行等都离不开化石来源材料，包括燃料，包括化学、农药、添加剂等，比如，在＂住＂里面像装饰材料，＂行＂里面的道路建设等。在这些领域如何实现减碳，合成生物学都是可以去发挥它的一些作用。
　　从1960年开始到现在，全球气温升高了约30%，二氧化碳的排放对整个气候的影响是很大的，包括气候的极端化，包括冰川退缩、岛屿侵蚀等严重的后果。
　　十年前，IPCC会议上大家都达成了共识——如果没有新的生产方式叠加，或者是有更多新能源技术引进，全球气温有可能会升高越来越高。如果有新的能源技术引进，以及新的生产方式变革，我们很有可能在不远的将来达到碳中和，全球的温度不会显著升高。
　　根据目前一些的一些预测，2027年我们就可以实现碳中和。2020年中国在75届联合国大会上宣布，我们要在2030实现碳达峰，2060年实现碳中和。
　　根据IPCC的指导方案，中国制定了符合中国国情的行动方案。其中之一，是推动产业结构转型，包括人员的合理使用和管理，高效排放行业优化生产等。比如，建筑节能行动，交通运输绿色低碳行动，循环经济的行动，绿色科技的低碳创新行动等等。
　　合成生物学的生命周期全过程离不开碳。合成生物学其实是实现＂双碳＂重要的目标对象，包括像糖类、蛋白质类都是碳元素。
　　在碳这块我们有两方面内容，一个是碳源，一个是碳汇。 在碳源方面，有一些新的能源，非化石能源，还有一些是优化高碳排放行业，实现提质生产，提高能源管理效率，提高物质循环，降低生产能耗。碳汇方面，我们强调汇强化，发展生态碳汇。
　　生物领域有公认的固碳技术，也是传统微生物合成的固碳路径之一。
　　除了微生物之外，还有另外几个增加碳汇的方式，一个是物理的，一个是化学的。物理碳汇是把二氧化碳回填到采油矿区，促进石油生产，相对比较复杂，因为地质结构的问题很难去做碳循环，像中石化油田做的年产一万吨的物理碳汇。化学碳汇是比较传统的，通过化学的还原力去生成有机物。合成生物方面是我们一直想突破的，用二氧化碳去提取晶体蛋白是现在比较典型好用的方式。
　　所谓化学方法固碳，即有效地通过二氧化碳捕捉，通过电化学的方式还原成化合物，目前有比较高的技术难度。一般都是形成碳一化合物。另外是微生物固碳。这几年合成生物学在＂双碳＂解决方案里面有大量的技术涌现，可以更快更高效的捕获，生成一些目标产物。
　　从固定二氧化碳开始，通过一系列的反应得到一些有机物质。去年中科欣扬通过人工路径实现二氧化碳到淀粉的合成。具体路径是，二氧化碳是通过电化学的方式固定到碳一，然后甲酸、甲醇，通过一系列反应最后实现了淀粉的合成。
　　现在正在做的，从二氧化碳直接到各个业态是比较难的。目前的做法是通过二氧化碳先通过电化学的方式能得到甲醇。甲醇开始作为微生物的碳源，可以很好的被微生物利用，是完全有经济价值的。甲烷、甲醇等等一系列物质通过二氧化碳开始，形成一系列的碳源，用最后这些微生物来使用。
　　综合一系列的，我们觉得接下来甲醇在近期是比较合适的一个合成生物学方式。随着科学家不断的改造，我们可以进行全新的设计，叠加合成生物学的不断发展，会有新的人工合成路径。另外合成生物学不单在生物本身，如果能生成目标产物，借助一些化学方法来做一些辅助。
　　未来‘双碳’还是有很多路径去做，也是一个技术不断进步和叠代的过程。现在做的还是一些附加值更高，技术难度相对小一点的，然后慢慢去进步，去提升……未来形成新的经济上可行的绿色生产方式。
　　中科欣扬作为国内最早从事合成生物学研究的公司，我们目前已经形成大量的前期积累，包括环境等方面的积累。我们有大量的合成生物学元器件，像火山、印度洋、冰川等，可以用于改造微生物。我们的团队主要都是复合型的微生物所、北大、南洋理工等复合型团队。北京、深圳、上海研发中心，还有在无锡的制造基地。
　　谢谢主办方的邀请。祝愿《财经》可持续发展论坛圆满成功，谢谢。