二氧化碳“变废为宝”技术驱动与应用场景牵引双向发力培育未来产业新生态

按照“十五五”规划部署，生物制造被列为重点前瞻布局的未来产业。天津依托科创优势，打通研发到产业化全链条，将二氧化碳人工合成淀粉、DNA生物存储等前沿技术加速落地。

二氧化碳也能产粮食这是真的吗？这个离心管里的淀粉，并不是通过植物的光合作用产生，而是科学家利用二氧化碳人工合成的。作为温室气体的二氧化碳，通过科学家的奇思妙想也能实现“变废为宝”。

在中国科学院天津工业生物技术研究所，科研人员实现了二氧化碳人工合成淀粉的原创性技术突破。自然界中，玉米、小麦等农作物通过光合作用合成淀粉，需要约60步复杂的代谢反应。而科研团队构建了一条只有11步主反应的人工合成途径，效率更高。这一技术的应用有望节约耕地和水资源，也为粮食安全、绿色低碳发展开辟了全新的路径。

中国科学院天津工业生物技术研究所副研究员孙红兵介绍，它的应用领域非常广泛，可用在医药材料、可降解新材料等，与人们生产生活密切相关的领域。

除了淀粉，研究所还实现二氧化碳到蔗糖等多款糖类化合物的合成。“十五五”期间，中国科学院天津工业生物技术研究所持续迭代攻关，推动这些技术加速走向产业化。

中国科学院天津工业生物技术研究所副所长田朝光表示，首先是二氧化碳人工合成淀粉这个重大项目要往工程化方向进行测试。第二生物制造原料要往非粮化方向发展。第三研究所要在工业菌种方面要持续攻关，产生一批可产业化的技术。

这个试管就是存储着敦煌壁画信息的DNA，小小的DNA也能存下“世间万物”。这样科幻的操作如何实现？答案就在天津大学合成生物技术全国重点实验室里。

承载着生命遗传信息的DNA，本质上就是由四种碱基，通过不同的排列组合方式搭建而成。科研人员用这四种碱基创造出一套四进制编码方案，再合成出相应DNA片段，打造生物“微型硬盘”。作为生物制造的前沿方向，DNA存储密度高、保存久、能耗少，在冷数据存储等领域潜力巨大。

天津大学合成生物技术全国重点实验室研究员陈鑫介绍，老数据的长期备份，极少被调用的，但是又具备一定价值的数据，DNA存储可能是一个比较好的介入点。

顶尖科研成果也最终要落地产业。这些大型的发酵罐里就是一个个小型细胞工厂。在这里，虾青素可以用生物发酵的方式生产不再依靠化学合成。

目前，天津生物制造规上企业超100家，2025年实现产值超150亿元，生物制造和生物医药产业规上工业总产值突破1000亿元，成为天津市现代化产业体系的重要组成部分。展望“十五五”，天津不断健全未来产业全链条培育体系，系统布局高能级重大科技创新平台，计划两年内建成10家左右重大创新平台。

天津市工业和信息化局副局长杨冬梅表示，以“优势产业未来化”和“未来技术产业化”为主线，将从技术驱动和应用场景牵引双向发力，大力培育未来产业新生态。