石维忱:生物发酵催生绿色制造业

过去几十年,传统制造业在将资源转变为产品的过程中,消耗了大量有限资源,并造成严重的环境污染,绿色制造继而成为21世纪可持续发展的重要话题。

  生物发酵作为绿色制造的重要一环,经过20多年的发展,其产品质量、技术创新能力和资源综合利用水平均得到全面提高,发展重点也由过去注重量的增加转到质的提升、效益的提高、扩大资源综合利用深度及广度,以及推行全方位绿色生产上来。

  总体发展势头强劲

  统计显示,2011~2013年,我国发酵行业主要产品的总产量保持稳定增长,平均年增长率为4.4%。2013年发酵行业主要产品总产量为2429万吨,同比增长2.7%;工业总产值2780亿元,同比增长约3.0%。

  目前,由于传统大宗产品市场已经饱和,各生产企业已经开始研发并生产新的产品,产品品种不断增加,如小品种氨基酸、药用制剂、新型酶制剂等,以延伸产业链,提高综合利用水平,创造新的经济增长点。

  “十二五”时期,生物发酵产业集中度也在不断增强,生产企业的地理位置随着生产成本要素的不断变化发生了转移,逐步向原料供应地及能源价格较低、运输方便的地区转移。以味精生产企业为例,目前已经向玉米产量丰富的新疆、内蒙古、黑龙江等地区转移。

  不仅如此,淘汰落后产能成果也较为显著。自2011年起,工信部每年均下达淘汰落后产能的任务通知,截至目前,味精行业共淘汰落后产能48.78万吨/年,柠檬酸行业共淘汰落后产能17.55万吨/年。

  绿色技术广泛应用

  近年来,我国发酵行业投入大量资金用于研发和试运行节能、节水等技术,以提高原料的转化率和综合利用率,降低污染水平。一些先进的技术已经在行业内广泛应用,推动了生物发酵产业的绿色健康发展。

  例如高性能温敏型菌种定向选育、驯化及发酵过程控制技术,不仅可降低谷氨酸吨产品粮耗和能耗,还可通过提高产酸率和糖酸转化率达到降低水耗、减少化学需氧量(COD)产生的目的。

  新型浓缩连续等电提取工艺替代传统味精生产中的等电离交工艺,解决了味精行业提取工段产生大量高浓离交废水的问题,采用自动化热泵设备将结晶过程中的二次蒸汽回收利用,还可达到节约蒸汽、降低能耗的目的。

  另外,新型色谱分离提取柠檬酸技术应用于以淀粉质为原料生产柠檬酸企业,不仅彻底解决了传统钙盐沉淀法产生大量硫酸钙的环境问题,还在原料消耗、能源消耗以及末端废物产生方面有了较大改善。

  新形势下面临挑战

  生物发酵不仅为食品工业作出重要贡献,也为饲料、医药、纺织、造纸、能源等行业提供了有力支撑。不过,在行业整体实力跃上新的台阶之际,仍面临诸多挑战。

  一是发展速度逐渐放缓。对此,生物发酵行业必须有充分的思想准备,不要幻想过去高速增长的时代会再次到来,要适应增速放缓这个外部环境的变化,把精力放在转方式、调结构和产业升级上来。

  二是中低档产品比例过高,部分产品出现结构性过剩,淘汰落后产能任务较重。究其原因,主要在于创新能力不足、盲目跟风和模仿、低水平重复建设、同质化严重。而产能过剩也说明产业供给能力不能适应和满足市场需求的变化,加快供给能力升级迫在眉睫。

  三是生产要素成本不断提高,资源、环境、能源要求不断增加,行业利润降低。为此,企业必须把开发高附加值产品、提高全要素生产力,提升产业链价值,提高产出水平,降低综合成本作为主攻方向。

  四是“走出去”战略势在必行。如今,发酵行业中能代表中国国家品牌的企业并不多见,大部分企业处于一个局限于国内竞争的企业群体,势必导致行业性产能过剩的局面。因而,“走出去”战略是我国企业开拓发展空间的需要,不仅可以利用国外充足的原料资源,还可将中国先进的制造技术和管理经验带到国外。

  在发酵行业面临新的发展阶段的形势下,我们应该清醒地认识到,生物发酵行业以前依靠高投入、高能耗、低成本的增长模式,已经不可持续,加快转变增长方式,优化结构调整,加快产品和产业链高档化进程,转型升级,全面提升生物发酵行业素质和整体水平是全行业首要的任务。

  行业发展建议

  生物发酵行业经过几十年的发展,虽然已经形成了稳定的、健康的发展局面,但是极少数企业依然存在不良经营行为。为了规范行业发展、促进行业健康进步,必须要建立健全的相关法律法规,强化行业自律,严惩违法行为。

  另外,生物发酵技术是集生物学、化学和工程学于一体的当代前沿科技,生物发酵行业也是科技含量较高的行业,因此要深入了解国内外生物发酵行业发展动向及前沿技术,牢牢把握技术创新的核心,依靠技术进步。

  不仅如此,生物发酵行业能耗成本约占总生产成本的20%左右,节能减排任务较重。因此,该行业要认真贯彻资源节约型、环境友好型的发展战略,大力推进绿色低碳化的循环发展和清洁生产战略。

  最后一点是,生物发酵行业所用原料85%以上为玉米,较为单一,并受到原料产地、价格、供应量、运输等一系列问题的约束,因此,大力发展非粮原料的应用势在必行。

  (作者系中国生物发酵产业协会理事长)

  《中国科学报》 (2014-12-30 第7版 生物)