一、形势与需求
气候变化、环境危机、能源资源短缺正在引起世界范围内产业格局的深刻变革。生物制造具有高效、绿色、低碳、可持续等特征，已经成为全球性的战略性新兴产业，呈现出高速增长的态势。加快培育和发展生物制造产业，是突破经济发展的资源环境制约、构建可持续的现代化发展之路的迫切需求。
（一）现代生物制造是世界各经济强国的战略重点。
随着生物科技的进步及其向工业领域的快速渗透，现代生物制造正在引发一场新的工业革命。世界各主要经济强国都把生物制造作为保障能源安全、环境质量和经济发展的国家战略，促进形成与环境协调的战略产业体系，抢占未来生物产业的竞争制高点。美国明确将“生物制造技术”作为战略技术领域，并列为2020年制造技术挑战的11个主要方向之一，期望通过应用生物技术，降低经济发展对化石能源的依赖和人类社会活动的碳足迹。欧洲制定规划，计划通过大幅度降低对化石资源的依赖，于2025年取得向基于生物技术型社会转变的实质进展。经济合作与发展组织（OECD）“面向2030生物经济施政纲领”战略报告预计，到2030年，将有大约35%的化学品和其它工业产品来自生物制造，生物经济将初步形成。
（二）现代生物技术正在推动生物制造技术体系的形成与发展。
随着基因组学、系统生物学、合成生物学的飞速发展，工业微生物分子育种、工业酶分子改造等新技术不断促进核心“生物工具”的进步，生物炼制与生物质转化、生物催化与生物加工、现代发酵等现代生物制造技术不断取得重大创新和产业应用，对工业基础原材料的化石原料路线替代、传统工业的工艺路线替代以及生物产业升级显示了巨大的推动作用。
基于基因组信息的代谢和调控网络重构的基因组育种改造技术已取得了一系列突破性的进展。基因组改组技术、系统代谢工程技术、基因组快速进化技术、基因组删减技术、细胞全局扰动技术等微生物基因组育种技术已经在氨基酸等生物合成等方面取得了显著的效益，极有可能“引发传统工业微生物育种及发酵产业的革命”，大幅度提高生物产品的生产水平。以从原料到产品的整合理念为基础的生物系统过程技术正在向信息化、智能化的方向发展，为发酵过程的高效与清洁提供了新的技术支撑。蛋白质工程技术在工业酶蛋白进化、改造等方面发展迅速，正在使更多的生物蛋白质成为可商业化的工业催化剂。合成生物学技术快速发展，使人们有可能按照对生命系统运行法则的认识，以最优化的方式重新编程，甚至合理引入自然界不存在的人造法则，从而构建出全新的“人造生物体”，突破自然生物体的局限，改变功能材料、工业化学品与药品合成的现有生产模式，开创一个财富增长新纪元。在此基础上，生物炼制与生物质转化技术不断进步，塑料、橡胶、尼龙、合成纤维以及化工醇、溶剂、表面活性剂等许多大宗传统石油化工产品正在走出石油路线，1，3-丙二醇、3-羟基丙酸、异戊醇，丙醇，丁醇，丁二酸、类异戊二烯、1，4-丁二醇、丙烯酸等传统石油化工产品生产的细胞工厂，已经或即将取得对石油路线的竞争优势，正在促进工业原材料从石油基向生物基的转变。生物催化与生物加工技术逐渐成熟，正在推动有机化学工业以及纺织、制革、造纸等产业工艺技术路线的革新，实现能耗、废弃物排放以及物耗水平的大幅降低。由于生物催化技术的发展与介入，2000年以来，全球化学工业增长了4倍，而总污染物排放水平降低了20%。
