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CMIC:《美国生物经济:为灵活和竞争性的未来规划路线》摘译

发布时间:2022-09-28 11:50:45

来源:赛迪智库

作者:赛迪智库

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  【CMIC讯】2022年4月,美国国家安全委员会人工智能和国防创新委员会主席、前Google首席执行官Eric Schmidt发起的智库“施密特未来”(SCHMIDT FUTURES)发布《美国生物经济:为灵活和竞争性的未来规划路线》。赛迪智库消费品工业研究所对该报告进行了编译,期望能为相关部门提供帮助。
  
  报告论述了美国发展生物经济的必要性和紧迫性,并指出中国和印度将是未来争夺全球主导地位的主要竞争对手,建议以生物制造为核心,从政策体系、技术创新、成果转化、基础设施、人才培养等方面推进生物经济战略,以提高美国在生物领域的全球竞争力。
  
  随着生物技术的不断演进,世界将在未来二十年过渡到生物经济时代。美国是世界生物技术强国,生物经济对其GDP的贡献率超过5%,其中一半以上来自生物医学以外的领域,包括农业和工业生物技术领域。但是,分散的领导力、人才培养不足、对基础研究和基础设施投入不够、国际竞争日趋激烈等问题,可能导致美国在未来生物经济竞争中丢失世界领先地位。如果不采取有效措施应对上述问题,国家经济、国家安全、国民健康都将面临挑战,还可能错失净零碳排放转型所带来的经济和社会效益。
  
  一、发展生物经济的必要性和紧迫性
  
  (一)生物经济大有可为
  
  作为对提高能源效率和开发生物质燃料的补充,可再生能源必然在实现净零碳排放方面发挥重要作用。但事实上,用可再生能源取代化石燃料仅能解决全国碳排放的55%,另外45%的排放量需要改变制造消费品和工业产品的方式,以及种植粮食作物的方式,这给生物经济提供了发挥重要作用的机会。与此同时,国家调降了交通运输业对于化石燃料的依赖,因此必须由占美国产品制造96%的化石燃料向其他原料过渡。
  
  (二)发展生物经济的紧迫性
  
  国家现在之所以大力投资发展生物经济,除了它在实现“到2050年达到净零碳排放放”的目标方面必将发挥关键作用外,还有另一个极具说服力的理由:国家竞争力以及错失美国制造业振兴机遇的风险。
  
  (三)发展生物经济的制约因素
  
  放眼21世纪及以后,虽然发展生物经济的好处显而易见且不容否认,但美国要走的路还很长,需要破除科学、技术、基础设施以及其他商业化方面的障碍,才能将潜力转化为现实。此外,在劳动力培养、政策,以及公众对生物技术的认知方面也存在一些问题,如果要使生物经济不仅在今天,而且在未来数十年蓬勃发展,国家就必须解决这些问题。
  
  二、构建美国循环生物经济体系的战略重点
  
  (一)应对基础科学和技术挑战
  
  要实现国家投资的最大回报,需要美国政府加快基础生物工程和生物制造研究。目前,联邦给予的支持已经帮助研究人员开发出越来越多的工具,如CRISPR等。现在,为提高国家生物制造能力,研究工作应侧重于推动生物制造工艺创新,具体包括建设开源数据库、创新代谢路径、开发数据分析工具、计算机建模能力以及建模用的数据驱动方法、创建多分子生物合成平台、发现新“底盘”的生物体等。
  
  (二)建设扩大生物产能的国家基础设施
  
  目前,将实验室研究转化为商业生产的一个重要症结是缺少试验平台设施,借助试验平台,创新者可以与工艺及化学工程专家合作,开发规模化程序、革新制造技术,从而能够更快地以较低成本将产品推向市场。联邦政府可以通过建立一个区域试验平台设施网络来发挥催化作用,这些设施可以使用多种生物体来加工多种原料,并通过各种机制、在各种规模下生产各种产品,这将使创新者实现规模化生产工艺,并生成性能数据,为转向商业生产奠定基础。从而,打消目前资本市场上的观望情绪。
  
  (三)培养训练有素的劳动力
  
  1、培训现有的劳动力
  
  随着生物经济的发展,对生物制造人才和劳动力的需求日益扩大。联邦政府可以制定一项拨款计划,针对生物经济设立特定的认证证书和资格证书,类似于职业安全与健康管理局(OSHA)的认证或生物技术员助理资格考试证书。这样的计划有望降低弱势群体和边缘社区的个人在生物经济方面的进入成本,以及那些渴望转换职业但却没有财力、时间或意愿去拿学士学位的打工人。
  
  2、为未来的生物经济就业机会做准备
  
  首先,要改进全国教育系统的生物学教学方法,从死记硬背枯燥的事实转向更注重实践和体验的方法。有些机构正在努力推动这一转变,但还需要再接再厉。特别是,鉴于创建多样化、公平和包容的生物经济的重要性,必须确保每一项教育计划都能惠及所有学生。
  
  (四)鼓励和支持循环生物经济的政策环境
  
  1、监管政策的创新方法
  
  生物技术产品的监管生态系统复杂且分散,但对公众信心和安全却极为重要。目前,监管工作主要由环保局、食品药品监督管理局、动植物卫生检验局三个机构负责,鱼类及野生动植物管理局、鱼类及野生动植物管理局、职业安全与健康管理局也参与负责部分工作。
  
  2、推动美国生物经济发展的财政政策
  
  据经合组织分析,与生物经济相关的政策主要集中在供给侧或技术推动措施上,比如支持研发示范项目。因此,联邦政府一方面可以通过鼓励共享现有大规模基础设施来扩大生物制造能力,另一方面也可以通过实施税收减免、补贴、贷款担保计划和其他财政激励措施,进一步投资兴建生物制造基础设施,并改造现有设施以获得更多生物制造机会。
  
  3、数据共享政策
  
  借助公私伙伴关系共享竞争前数据,将有利于减少重复性投入,加快从实验室向大规模商业化的发展进程。这类合作活动需要密集的技术转移,包括相应的数据流。生物制造数据集涵盖了遗传学、遗传组学、化学、生物加工、规模化和下游加工,以及相关的绩效指标和经济分析等,需要使用创新的数据架构来管理和跟踪不同的数据类型。鉴于此,数据交换标准方面的创新势在必行。
  
  三、美国生物经济发展路线
  
  (一)制定战略协调发展生物经济
  
  美国政府应通过国家科技委员会开展跨部门行动,以提供可扩展的解决方案为重点,制定并定期更新国家生物经济战略,指定商务部为主管部门,协调推进生物经济发展。
  
  1、该战略应将商务部作为为美国生物经济政策的协调中心,附带与相关联邦机构合作的任务,并在内建立一个国家协调办公室,给予预算和必要的授权,推动国家生物经济战略实施。
  
  2、该战略应参考产业界、学术界、州和地方政府、当地社区、其他利益相关方以及其他联邦机构的意见,涵盖生物技术、经济、安全和监管政策等领域的专业知识,通过确定和培育关键的新兴和基础技术来提高全球竞争力。
  
  (二)促进创新研发和成果转化领域投资
  
  为确保在生物基科学和规模化制造领域的全球领先地位,美国政府应开展一项为期5年、至少11亿美元的“生物制造科学和工程计划”(BSEI),该计划将扩大相关科学和技术资助机构的预算和职权范围,重点关注当前和未来的生物制造领域的基础科学与技术的开发,并致力于解决各种创新技术转化的研究瓶颈。
  
  1、国家科学基金会应作为“生物制造科学和工程计划”的牵头机构,并通过与联邦机构(如国防部、能源部、国家标准与技术研究院、农业部、卫生与公众服务部)的合作关系来实施该计划,同时,每年至少资助两个专注于生物制造科学和工程领域的新的区域创新引擎(RIE)。
  
  2、区域创新引擎应与相关的联邦科技资助机构(如国防部、能源部、国家标准与技术研究院、农业部)建立新的合作关系,以统筹现有的专业知识和早期投资,协调加快研究进程。
  
  (三)加快布局生物制造试验基础设施网络
  
  为维持国内供应链弹性、创造制造业就业机会,美国政府应在两年内投资12亿美元,建设一个可利用多元化生物加工多种原料、通过多元化生产机制和生产规模生产多种产品的生物制造基础设施网络,以扩大国内的生物制造能力。
  
  1、商务部应在工作组已有成果的基础上,对现有的设施及其功能开展全面评估,以便未来对设施网络进行公平合理地布局。
  
  2、国会应拨款12亿美元,授权商务部构建一个由12到15座新建和翻新生物制造设施组成的网络。同时,鼓励开发可以加快研究成果市场化的技术。
  
  (四)培养训练有素且多样化的劳动力
  
  联邦和州政府应提供激励措施,促使产业界与所有类型的教育机构联合设立生物制造科学课程/认证计划,为劳动力提供接受高要求技能和能力培训机会。
  
  1、各州商务部门应优先资助生物技术和工程等新兴技术的教育计划,作为当地商业和劳动力发展工作和需求的一部分,并长期对计划进行支持(比如将其正式纳入国家预算)。
  
  2、联邦政府应仿照联邦培训赠款计划,为传统黑人大学、部落大学和拉美裔服务机构建立生物经济职业道路培训计划,以培养出具有包容性的、多样化的、新生代生物经济专家。
  
  (五)加强监管体系建设
  
  国会应当向环保局、食品药品监督管理局、农业部及其他参与生物技术产品监督的机构(如,鱼类及野生动植物管理局、国家海洋和大气管理局、职业安全与健康管理局)提供足够多的资金,以便在守护人类健康和环境的同时提高敏捷性和效率,并制定评估罕见、新型或复杂的生物技术产品的要求。
  
  1、国会应当持续拨款,建立单一的监管机构,以便引导产品开发者寻求正确监管路径和监管机构。
  
  2、监管生物技术产品的机构应当探索风险防控机制下,将可能不需要正式批准或授权的产品推向市场,并继续保护人类、动物和环境健康。
  
  (六)强化财政激励和跟踪评估
  
  联邦政府应通过财政激励措施推动生物经济增长,并加强跟踪评估生物经济增长幅度以及政策干预成效的能力。
  
  1、产业界、学术界代表应与商务部合作,为更新产业分类体系提供详细信息,特别是与投入产出流程相关的信息,以确定生物经济衡量指标。
  
  2、商务部应将农业部用来标注生物经济产品的“生物优先”标签作为更新产业分类体系编码的切入点。
  
  (七)建立数据共享机制
  
  由于联邦资助的研究投资数据和产业工艺开发数据对推进生物经济的重要性,国会应资助现有相关数据库的现代化建设,并建立数据共享机制,以推动持续的进展,比如创造性的新型公私合作关系,目标是将新产品规模化生产的时间由数年缩短至数月。
  
  1、为促进数据共享,应对国家卫生研究院、能源部和其他维护重要生物信息数据库的机构拨款,用于数据库的现代化建设和相关实物样本的储存。具有分析能力的云数据平台应该包括在联邦资助的数据共享现代化建设的考虑范围内。
  
  2、通过制造学会倡议,国家标准与技术研究院应提供额外的资源来制定和推广生物工艺制造标准。
  
  译自:The U.S. Bioeconomy: Charting a Course for a Resilient and Competitive Future, April 2022 by SCHMIDT FUTURES
  
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