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关键词:现代生物技术;医药领域;应用
引言
随着科学技术的急速进步,尤其是分子生物相关先进理论成果、当代先进技术不断侵入现代生物技术,全面社会需求,生物技术由高新技术代替过去传统技术俨然成为现代生物技术发展的必然。现代生物技术作为一项高新技术,其与医药领域存在着密不可分的联系,现代生物技术发展一方面能够促进医学基础学科发生革命性转变,一方面能够为医药工业开辟出又一片天地[1]。
1现代生物医药的重点领域
1.1肿瘤治疗
世界范围内,肿瘤死亡率在疾病死亡率中有着十分高的占比,每年各个国家用于肿瘤的治疗费用数以亿计。肿瘤属于一种多机制的复杂病症,现阶段依旧采取早期诊断、放疗、化疗等综合方式治疗,疗效并不十分客观,同时会对患者造成极大的痛苦。当前,唯有现代生物医药方可肩负起彻底攻克肿瘤的人类使命,肿瘤治疗着实进入到一个两难的局面。在对肿瘤患者机体癌细胞进行杀死时,同时会危机到患者机体的正常细胞。基于此,现代生物医学提出了导向治疗理论。导向治疗指的是借助抗体寻找靶标,就好似导弹的导航仪,于病灶中有效引入肿瘤药物,从而不至于伤及到其他正常细胞[2]。现阶段,在数百余种开发的现代生物技术药物中,存在一半被用于肿瘤治疗,对肿瘤发病机制研究、抗肿瘤新药研发及现代生物技术均呈现出良好的发展前景。
1.2神经退行性疾病治疗
神经退行性疾病,好比小脑萎缩症、帕金森氏病、脑中风等,势必会愈来愈有赖于现代生物医药的发展。单单美国每年中风患者就超过80万,且死于中风人数达到20万,而治疗此类疾病的有效药物十分有限,特别是治疗不可逆脑损伤方面的药物更是极少,伴随神经生长因子、溶栓活性酶的开发为治疗此类病症带来了希望[3]。
1.3自身免疫性疾病治疗
当前,现代生物医药在治疗自身免疫性疾病中扮演着十分重要的角色。诸多炎症是由机体自身免疫不足造成,好比风湿性关节炎、哮喘、皮肌炎等,全球范围内全年单单用于风湿性关节炎的治疗费用超过千亿美元,治疗此类顽疾的高效基因药物市场前景十分可观。在自身免疫性疾病中,艾滋病(AIDS)是属于对人类危害最大的一种病症,现阶段治疗AIDS仍旧还没有十分有效的特异性药物,但很显然,医药领域已经把攻克AIDS的希望寄托于现代生物技术。
2现代生物技术在医药领域的应用
2.1制取活性物质
在现代医药领域中,医疗环节应用的抗生素、菌体药物及酶制剂等各种类型药物,均是通过微生物发酵而成的,此类微生物发酵产物只不过是不计其数生物活性物质中的几种。一般而言,生物活性物质均是通过液体深层培养法而生成的,一些物质可发挥对生物体内酶活性予以抑制的作用,此类物质即为酶抑制剂,酶抑制剂在医药领域有着十分可观的发展潜力。在现代医药领域中,诸多生理活性物质均可借助现代生物技术得以生成。就好比,在治疗大部分关节炎过程中,体激素往往能够获得满意的疗效,体激素成分中可的松对于风湿性关节炎疗效则更为显著。而醋酸可的松属于以脱氧胆酸为生产的原料,通过32个环节的化学反应合成而来,如若借助黑根霉将黄体转换成11-a-轻基黄体酮,则能够省去多个不必要的化学合成工序,有效提升其收率[4]。
2.2开展基因治疗
自基因角度而言,基因治疗指的是将具备正常功能的基因置换或是增补到部分存在缺陷的基因中,进而实现对基因缺陷予以修复的目的。自治疗角度而言,基因治疗指的是借助导入遗传物质对病患机体细胞基因予以转变,进而实现防治疾病的目的,此种导入基因既可以是与缺陷基因有着对应功能的同源基因,又可以是与缺陷基因不存在关联的治疗基因。在应用现代生物技术开展基因治疗期间,多采用下述两种治疗方式:(1)生殖细胞基因治疗法,即借助现代生物技术对生殖细胞基因表达予以转变;(2)体细胞基因治疗法,即借助现代生物技术对体细胞基因表达予以转变。自理论角度而言,对生殖细胞缺陷予以修复,一方面能够对当代基因缺陷展开治疗,一方面能够保证基因缺陷不至于遗传到下代人细胞基因中。
2.3改进生产工艺
现如今,我国已设立了国家基因资源库、生物样本库及蛋白质库,将各式各样化学药物制剂技术、基因重组治疗性抗体、大规模培养、基因治疗等作为关键,通过一些大规模企业构建健全医产学研密切相融的新药研发体系。在应用基因工程技术改进药物生产工艺期间,其能够起到提升菌种生产性能和水平、简化工艺改善收率、优化工业生产菌种及极大降低生态污染等作用。世界范围内生物制药市场中基因工程药物已经占据很高的份额,有着高成长、不易攻破壁垒及极佳市场潜力等特点。自上世纪90年代以来,我国基因工程药物复合增速超过5层,平均毛利率高达80个百分点[5]。基因工程药物包括单抗、重组蛋白及新型疫苗等,近些年借助基因技术改进亚欧无生产工业、生成高产菌株的实例不断增多。
2.4单体克隆
单体克隆抗体一经问世,便得到医药领域专家、学者的热切关注,其不仅具备可标准化、质地均一、反应灵敏等优势特征,还能够展开大规模大批量的工业化生产。现如今,市场上已有数以百计的单抗治疗制剂、单抗诊断试剂,且还存在诸多单抗治疗制剂正在被开发。单抗偶合物能够展开机体定位诊断,有效促进肿瘤、心脑血管疾病等病症诊断工作的开展。单抗偶合物一方面能够促进机体肿瘤定位,一方面能够展开导向治疗,强化肿瘤治疗药物的细胞毒性功效,降低不良反应及用于杀死机体肿瘤细胞等。此外,单抗简易家庭诊断药物,好比糖尿病诊断药物、妊娠诊断药物等逐步在市场中推广,简易诊断法作为一种时展趋势将逐步由医院转至家庭。
3结束语
总而言之,现代生物技术在医药领域的广泛应用,为人类增强体质、攻克病魔做出了不可磨灭的贡献。在预防、诊断和治疗影响人类健康的重大疾病方面也起到了关键的作用,基于此形成的生物医药产业是截至目前现代生物技术最为庞大的应用领域。
参考文献
[1]臧秀兵.浅谈生物技术在现代医药行业的应用[J].科技创新与应用,2012(27):32-32.
[2]黄金会,罗浩原.基于生物技术在现代医药行业的应用分析[J].生物技术世界,2015(9):155-155.
[3]王可炜,羊芳明.现代生物技术在中医药创新发展中的应用和挑战[J].按摩与康复医学(下旬刊),2011(36):34-35.
[4]高巍,刘佳.医药领域中现代生物制药技术的作用分析[J].中国药物经济学,2012(3):162-163.
中国乃头号中药强国
包括许多业内人士都在抱怨“中药大国”的中药业发展不尽人意,转而全盘肯定日、韩的中药业的“斐绩”,这完全是因为两个数字的原因:一个数字是“中国中药产值仅及世界植物药市场的3%”,另一个是“日本中药出口占世界中药市场70%-80%”。
事实上,笼统说我国中药只占国际植物药市场3%是没有厘清中药和植物药两个概念原因。其实我国中药产值占世界中药市场份额超过50%,是中药头号强国。那些认为中国中药产值仅及国际植物药市场3%的结论显然是错误的,那是因为不把中国市场置于其中。如果从中国中药总产值占世界植物药市场的份额来看,中国大陆中药总产值超过493亿元,约60亿美元,就占世界植物药市场的1/4,而绝不是3%。如果从我国中药总产值占世界中药市场的份额看,则更是超过50%。因此,目前为止我国乃是世界中药研发、生产、应用和出口头号强国。
另外,据日本厚生省《药事工业生产动态统计年报》显示,日本中药产值1992年为最高峰,仅为17亿美元。此后,一路下滑,截至1999年降到10亿美元,只占我国内地同年中药总产值的1/6。即使日本中药全部出口也达不到所谓30%的市场份额。而2004年中国中药工业年总产值已达900多亿元,比2003年增长10%以上,中药工业的净资产收益率、销售利润率、成本费用利润率分别达到10%以上,均高于医药工业的平均水平,展现出了较强的发展潜力。
中药业在发展道路上虽然不能令多数人感到满意,不可否认的是,其发展路径应当是正确的,而且也取得了不俗的业绩。分析最近几年中药业可以发现,中药工业是国内盈利能力较强的行业,2003年平均净利润率11%。中药工业与其他41个行业相比,8项主要经济指标中有7项名列前茅,其中百元固定资产利税率仅次于烟草加工业。中药行业发展迅速,中成药和中药饮片的销售占国内医药市场的四成以上,近五年来中成药工业产值平均年增长20%,利税平均年增长24%。
目前祖国大陆已建立了448个中药材规范化种植基地,18个省份规范化种植面积达92万公顷。而随着超临界萃取、膜分离、沸腾造粒等生产技术和工艺的突破,中药生产工艺技术、装备水平大幅提高,中药企业规模、效益也不断提升。涵盖中药农业、中药工业、中药商业的现代中药产业链不断完善和发展。
独具高速成长性的中国中药、植物药市场也引起了跨国医药企业的关注。例如OTC排名世界100强的德国马博士是以生产天然植物药为主的企业,它刚把一个具有排毒养颜、治疗便秘作用的新药“艾者思”投放我国市场,预示着原本由日本、韩国企业垄断的世界天然植物药市场竞争格局将更加激烈。而瑞士诺华中国公司总裁刘贞贤也表示,由于国际市场对植物药的认可营造了巨大商机,所以早在2001年诺华就投入450万美元与中科院上海药物研究所合作开发中药新品种,希望在我国市场上占有一席之地。
中国政府于1997年开始提出了“中药现代化发展规划”,并启动该项工作。三年前,国务院又制定了《中药现代化发展纲要(2002—2010年)》。随之,政府及社会各界形成了推进中药业发展的合力。如科技部设立了中药现代化重大专项,通过国家攻关、973、863计划和公益性研究、科技资源平台建设等各类科技计划支持中药基础、创新和产业化研究;发改委也设立了现代中药专项并支持4个国家中药工程中心的建设;商务部在实施“科技兴贸”和建立医药出口基地过程中,把促进中药出口创汇作为重要内容;卫生部、教育部在所属医学研究机构和综合性大学中建立了中药现代化研究中心;国家食品药品监督管理局在制定与完善现代中药标准和规范的过程中,开展了中药技术标准的研究、中药企业GMP认证、中药材质量管理GAP认证、中药饮片文号管理等项工作;国家知识产权局采取研究中药知识产权保护战略、加快审查速度、扩大专利培训等具体措施,促进中药创新;国家中医药管理局从行业主管部门的角度出发,重点支持了中药研究方法、中药生产共性技术、中药资源的可持续利用、中药质量控制和中药安全性评价等方面的研究工作;中国科学院投入专项支持中药现代化研究,并在上海建立了中药现代化研究中心……
随着《中药现代化发展纲要(2002—2010年)》的实施推进,中国中药产业研发体系不断完善,自主创新能力显著增强;成功地开发出一批中药新品种,中药防治疾病的重要作用得以进一步发挥;制订了一批重要的中药基础标准和符合中药特点的科学规范,中药产业标准规范建设初见成效。在目前世界天然植物药年销售额超过160亿美元,并且以每年10%~20%速度增长的趋势下,相信中国中药业已经步入了一片茵茵绿地。
民族药迎来井喷时期
一年多以前,陕西老三届企业集团挥师苗药,控股贵州民族制药厂,组建了老三届民族药业股份有限公司,在业界引起了极大的反响。 老三届集团拥有7个控股公司、2个参股公司、2个业务紧密联系的公司组成的大型集团公司,总资产为5亿元。按照老三届集团的战略布局,5年之内,逐步对贵州乃至云南、四川等周边省区的经营不善、或未能通过国家GMP验收的药厂进行收购、控股,扩大充实新组建的苗药产业集团,从而最终进入资本市场运作。
事实上,全球每隔3年就会产生1个耐药性更强的病毒,以目前美国的药物开发水平,平均从1万多种化合物中才能筛选出一个新药,而且需要投入5亿美元、花费10年时间才能生产出一个新药,从时间上根本应付不了新病毒;对付精神病、老年病等慢性疾病,化学药几乎束手无策,而且化学药在杀死病毒、病菌的同时,也极有可能损害正常细胞,其毒副作用令人头痛。中药、民族药则以协调平衡为治疗机理,对不少慢性疾病有一定的治疗效果,而且毒副作用较小,这就为传统药物提供了广阔的空间,传统药已经迎来了大好的发展机遇.目前云南、贵州、四川、青海、宁夏等省已把发展民族药列为优势产业,甚至是支柱产业。
中国民族药产业近年来迅速崛起,以奇正藏药、仁福药业、盘龙云海等为代表的一批企业正成为市场的生力军;而继蒙药、藏药等民族医药之后,维吾尔医药以其完整的医药理论体系和有效的临床实践迅速崛起,目前已有很多企业相继研发维药,青岛健特生物、武汉人福科技、新疆天地集团、新银宇集团等企业的纷纷加盟,形成了一股维药研发的热潮。同时彝药产业也得以起步,仅云南楚雄州的彝药产业目前已实现工业总产值约10亿元,成为继藏、蒙、维、傣、苗等民族医药之后迅速崛起的民族药,如今全国专门研制生产彝药的企业已发展到40余家。贵州省作为中国民族药产销大省,近10年来,该省以中药、民族药为主体的医药产业正以平均每年20%的速度递增。贵州益佰制药负责人表示,贵州中药、民族药具有资源优势、劳动力低廉和价格优势;国际天然药物及传统药物市场开拓的空间较大,要面向世界,企业就必须向产业化迈进,上下游产业链一旦相连,贵州医药发展会迈向一个新台阶。
在医药类上市公司中,从事民族药生产开发的公司数量虽少,尚未形成一个明显的投资热点。但是西藏药业和青海三普是两家较早从事民族药生产开发的企业,两家公司均背靠青藏高原,青藏高原蕴藏着极为丰富的药物资源,开发前景十分诱人。这两家公司在新产品研发和融资方面均有较大的优势,其良好的市场形象和品牌优势将有利于公司未来的发展。
据统计,目前全国有民族医院157家,县以上独立的民族医药科研机构15家,民族医药生产企业120家左右,生产国家标准的民族药近千个。但民族药和中药有许多相似之处,均具有独立的知识产权和丰富的资源优势,但都存在药理不清和工艺落后的缺点。民族药欲有所作为,需经历一个自身不断完善的过程,尤其要在药理、药效及工艺等方面实现质的飞跃,而这一过程不可能在短期内一蹴而就。但民族药作为我国独有的资源,未来应有较好的发展前景。 目前国内民族药做得较好的是藏药、蒙药,近年发展较快的是苗药。但许多民族药在国内的销售渠道还不是很畅通,国际上就更不用说了。鉴于此,中国民族医药学会正在筹划成立中国民族药总公司,以协调全国民族药的营销和外贸工作。
生物医药市场新贵
以生物经济为主体的“第四次浪潮”,将对经济发展和人类进步产生巨大的推动作用。我国以生物经济作为跨越式发展的“突破口”,显然是因为生物产业成长性好,符合我国现阶段的发展战略目标,生物技术产业已初具规模,拥有具有丰富的生物资源;具备发展生物经济的人力资源;生物产品具有广阔的市场前景,潜在着巨大的市场需求。
我国的生物技术产业经过20多年的发展之后,也已初步建立起完整的生物技术研究开发体系,生物经济初现端倪,涉及现代生物技术的企业约500家,从业人员超过5万人,并以每年增加近100家公司的速度增长。而1980年我国生物科技总产值仅为2亿多元,2000年底达到了200亿元左右,年增长在20%以上,预计未来四五年内总产值还将翻一番。
关键词:低碳生物技术;法律激励机制;运行;完善
[中图分类号]Q81 [文献标识码]A [文章编号]1671-7287(2011)03-0013-10
一、低碳生物技术的地位与法律支持
1、低碳生物技术与当代能源、环境问题
当前,全球能源与环境问题愈演愈烈,能源资源的短缺以及能源过度的开发利用对环境产生的影响成为世界共同关心的话题。以往,各国为解决本国的能源与环境问题,大多以利用现有的能源资源为出发点,试图最大限度地控制世界能源资源,特别是传统化石能源,以保证国家能源安全。如今,在低碳发展的束下,通过技术进步、发展新能源和可再生能源以满足不断增长的能源需求以及环境保护的需要,成为各国经济发展优先考虑的方向。其中,大力发展生物技术,不仅能有效地利用地球现有丰富的生物原料,还可以通过工业过程达到生产能源的目的。生物技术既可以充分利用资源、实现能源生产,又满足了低碳发展的需要,应该得到广泛的重视。
生物技术是应用自然科学和工程学的原理,依靠生物作用剂的作用将物料进行加工以提品或为社会服务的大幕。现代生物科学发展迅速,以分子生物学理论为先导、以基因工程等技术为核心的现代生物技术已经开启了大规模工业化应用的时代。人们开始运用生物学的方法以及现代工程科学所开拓的新技术和新工艺,对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟,对现代社会产生了巨大的影响。
在低碳经济的大背景下,生物技术应用于能源与环境等领域能缓解能源需求,改善环境,实现经济与社会的可持续发展。利用生物技术,以可再生资源生物质为原料,大规模生产人类所需要的能源、材料和化学品等,是解决目前人类面临的能源及环境危机的有效手段之一。目前在生物技术中,低碳生物技术主要包括生物能源技术、生物材料技术、污染治理生物技术等,其中生物能源技术作为重要的能源清洁技术,具有很大的潜力和良好的发展前景。
2、低碳生物技术的发展状况与法律支持
当前生物技术得到了越来越多的应用,也发挥着越来越大的作用,特别是在推动生物质能的转化及生产方面,生物技术发挥着关键作用,通过产业化运作,实现清洁可再生能源的规模生产,是生物能源技术的价值所在。现代生物质能的发展方向是高效清洁利用,将生物质转换为优质能源,包括电力、燃气、液体燃料(燃料酒精、丁醇、生物柴油等)和固体成型燃料等,其中生物质发电包括农林生物质发电、垃圾发电和沼气发电等。生物质能具有资源量大、相对集中、能量品位较高的特点,在各国的可再生能源规划中占据着十分重要的地位。据世界经济合作与发展组织(OECD)预测,到2030年生物经济将初具规模,届时将有35%的化学品和其他工业产品来自生物产业,二氧化碳的年排放量也将随之减少10-25亿吨。其中,工业生物技术的贡献率将达到39%。随着生物能源技术的进步,生物质能的优势和成本不断下降,生物质能必将在未来世界的能源结构中占有一席之地。
20世纪90年代以来,以燃料乙醇和生物柴油为代表的第一代生物质能得以发展。目前,美国为世界第一大燃料乙醇生产国,巴西位居第二,欧盟各国则是最主要的生物柴油生产地,其他国家也都在积极发展生物质能。生物质能的发展带来粮食种植结构偏重玉米、粮食供应总量下降、粮食(油料)价格振荡上升、粮食危机引发动荡等一系列问题。因此,开发第二代、第三代生物燃料(即非粮生物燃料)成为世界各国关注的重要议题。但由于麦秆、草和木材等农林废弃物为主要原料(第二代生物燃料)的技术成本较高,真正商业化的项目较少;而第三代生物燃料是以微藻为原料的生物燃料,其油脂很难提炼,从海藻中提炼生物燃料的研究正处于实验室阶段,距离商业化还较远。因此,第一代生物质能短期内不会被第二、三代生物燃料所替代,第二、三代生物质能将是人类的理性选择,也是生物燃料必然的发展方向。我国生物质资源丰富,主要有农作物秸秆、树木枝丫、畜禽粪便、能源作物(植物)、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等。据估算,我国可用于发电的生物质能,近期可达5亿吨标煤,远期可达到10亿吨标煤以上,如果充分利用农林生物质,生物质能装机容量可达1.5亿千瓦以上。
目前,我国已经具备了低碳生物技术发展所需的基础条件。譬如,拥有全球最大规模的发酵产业基础、形成了现代生物工业产业群体与产业化条件、拥有一支技术创新研发队伍与相应的平台条件。此外,在酶工程、发酵工程与过程工程等领域我国具有一定的技术基础,大宗发酵产品具有国际竞争优势,生物塑料、生物能源、生物基化工材料等快速发展,多种产品的规模为全球最大。虽然如此,我国的生物能源技术与美国、巴西等国相比还有一定差距,在技术创新和产业化方面还有待加强。我国目前生物质能与生物能源技术发展面临的困难主要有:①生物质资源不足、品质不佳、收集困难、难于转化。生物质燃料需要大量的能源植物做支撑,但对于中国这种粮食需求很大的国家,不可能大规模利用粮食作物作为主要原料,加上第二、三代生物质能还难以商业推广,造成了生物质原料供给的不稳定。②生物质能分散的特点适合发展中小企业规模的项目,但中小企业在资金和技术上没有优势,在技术革新方面的能力和动力都不足。③生物转化工艺成本高,生物能源终端产品品质不佳、产品标准欠缺。④自主技术开发亟待突破。生物质能利用技术仍处于产业化发展初期,特别是缺乏具有自主知识产权的核心技术,使得生物质能产业在基础技术研究、新产品研发和应用技术创新等方面存在技术含量低、产品单一等问题。
低碳生物技术需要通过商业应用和市场推广才能实现其经济与社会效用,而低碳生物技术的进步也因其经济与社会效应得到进一步提升,这是一个相互促进的过程。然而,在低碳生物技术的发展前期,市场机制不完善以及前景不明朗使得技术研发及其推广动力不足。因此,低碳生物技术以及生物质能开发需要各种激励举措提供助力,尽快实现从技术到市场的过渡。国家通过各种激励机制促进生物技术革新,引入投资以及完善技术研发平台,再配合以市场机制的共同作用,带动生物技术在生物质能等领域实现规模化、产业化发展。与此同时,生物技术及生物质能产业作为新兴的产业,
不可避免会产生盲目发展的现象,因此,需要政策与法律引导。总之,政策与法律的扶持与引导是低碳生物技术得以快速发展的重要保障和推动力:通过合理的制度设计,对低碳生物技术发展进行规划,明确其战略地位,有助于消除市场对其发展前景的疑虑,为其发展指明方向;通过有效的激励机制,促进低碳生物技术的研发与推广,推动技术和产业同时驶入发展的快车道。法律激励机制对低碳生物技术发展的重要作用决定了我们必须重视激励制度的设计,保证其高效性,同时也要关注其现实运行的状况,保证其有效性,如此,各种激励机制才能真正形成积极效应。
二、低碳生物技术法律激励机制的确立
我国十分重视低碳生物技术的发展,特别在生物质能领域,国家出台了许多法律与政策以推动和保障生物质能技术的研发和产业化,在注重规划的同时也在各类鼓励技术研发的目录中将其收入,以使低碳生物技术具有良好的发展环境。随着我国将生物质能作为国家能源结构调整、节能减排的一项重要战略规划,低碳生物技术必将拥有广阔的发展前景。
1、现有的激励框架
在政策与规划方面,《可再生能源中长期规划》根据我国经济与社会发展需要和生物质能利用技术状况,提出了重点发展生物质发电、沼气、生物质固体成型燃料和生物液体燃料。到2020年,生物质发电总装机容量达到3000万千瓦,生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨,沼气年利用量达到440亿立方米,生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨,生物柴油年利用量达到200万吨。国家“十二五”规划在第二十九章“造就宏大的高素质人才队伍”中提到了对生物技术以及能源资源领域人才队伍的协调发展。此外,“十二五”规划还在其他3处提出了生物质能:一是在第七章“改善农村生产生活条件”中提到了“实施新一轮农村电网升级改造工程,大力发展沼气、作物秸秆及林业废弃物利用等生物质能和风能、太阳能,加强省柴节煤炉灶炕改造”的内容。二是在第十章“培育发展战略性新兴产业”中提出“新能源产业重点发展新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能”。三是在第十一章“推动能源生产和利用方式变革”中提出“积极发展太阳能、生物质能、地热能等其他新能源”的原则。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(国发[2010]32号)也将节能环保产业、生物技术和因地制宜开展生物质能作为重点的发展方向。
在鼓励技术研发方面,国家中长期科学与技术规划、“973”和“863”计划等都将工业生物技术列为攻关重点之一。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》中也有关于重点和优先提高生物质能等可再生能源技术的内容。《国家高技术产业发展“十一五”规划》认为:“生物产业将成为未来经济发展的主导产业。要充分发挥我国特有的资源优势和技术优势,着力发展生物医药、生物农业、生物能源和生物制造,保护和开发特有生物资源,保障生物安全”。国家发改委、科技部、工信部、商务部、知识产权局于2011年6月了《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011年度)》,确定了当前优先发展的包括生物、新材料、先进能源、节能环保、资源综合利用以及高技术服务等10大产业中的137项高技术产业化重点领域,生物技术、先进节能技术等包含在其中。《可再生能源产业发展指导目录》、《产业结构调整指导目录(2011年本)》也将生物质生产技术和设备纳入产业调整的范围。近几年的《国家先进污染防治示范技术名录》和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》也将生物质资源综合利用、生物污染治理等技术列入其中。
在立法方面,20世纪90年代以来,中央和各地方政府出台了一系列的法律法规,在不同层面上支持可再生能源产业的发展。《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国节能源法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国循环经济促进法》等法律,都作出了关于鼓励开发利用清洁能源的规定,《中华人民共和国科学技术进步法》、《中华人民共和国促进科技成果转化法》则为科学研究、技术开发与科学技术应用及成果转化提供了法律制度框架。特别是《中华人民共和国可再生能源法》(以下简称《可再生能源法》)的颁布和实施,正式确立了可再生能源在国家能源战略中的地位,包括生物质能在内的可再生能源发展进人了新的发展时期,为低碳生物技术的应用提供了更为坚实的法律制度保障。
2、具体激励机制的建立
有了国家政策与法律的制度保障,低碳生物技术就有了明确的发展方向和良好的发展环境。同时,低碳生物技术从研发、项目建设到推广都需要实实在在的激励措施,因此,还需要更为具体的制度设计和及时有效的执行。当然,生物能源与生物技术的发展最终要靠市场,要立足于提高产业自身竞争力,符合社会发展的需要,这样才能保持产业长远的发展。在发展初期,实施国家的各种激励机制将有助于突破制因素,加快产业发展进程。此外,激励不能只限于某些措施或某些方面,而应将其作为一个综合系统工程来看待,使各种激励措施形成一个有机联系的整体,这样激励机制才能发挥积极而有效的作用。具体而言,以下一些激励措施与行动应是当前低碳生物技术发展的关键着力点:
①统筹规划与束性目标。低碳生物技术的发展离不开社会对生物质能源的需求,生物质能的发展也需要低碳生物技术的支持和推动。制定长远发展战略或发展路线图是世界上大多数国家发展生物质能的成功经验之一。统筹规划是准确定位生物质能和低碳生物技术的重要途径,一个长远的能源及其技术发展规划就确定了一国未来各种能源及其技术发展的走向。许多发达国家先制定一定阶段内生物质能在国家能源结构中的束性目标和计划,在此框架之下,出台一系列的优惠政策,并通过市场经济的手段鼓励各界投资和利用。
为了确保可再生能源发展目标的实现,许多国家制定了支持可再生能源发展的法规和政策。德国、丹麦、法国、西班牙等国采取优惠的固定电价收购可再生能源发电量;英国、澳大利亚、日本等国实行可再生能源强制性市场配额政策;美国、巴西、印度等国对可再生能源实行投资补贴和税收优惠等政策。
美国、巴西、瑞典是世界上生物质开发利用最多的国家之一,这些国家都强制推行了生物质能在能源结构中的束性目标。1999年8月,美国颁布了《开发和推进生物基产品和生物能源》的第13134号总统令,提出到2010年生物基产品和生物能源增加3倍,到2020年增加10倍,每年为农民和乡村经济新增200亿美元的收入和减少1亿吨碳排放量;同年国会通过了“生物质研发法案”。2002年美国制订了《生物质技术路线图》并成立了“生物质项目办公室”及“生物质技术咨询委员会”。2005年8月布什签署的《国家能源政策法
案》中制订了可再生燃料标准(RFS),RFS明确指出必须在汽油中加入特定数目可再生燃料且每年将递增。2007年12月的《能源独立和安全法案》又制订了更为严格的可更新燃料标准:到2022年用于运输的可再生燃料至少要达到360亿加仑/年。巴西作为世界上唯一在全国范围内不供应纯汽油的国家,其乙醇的生产量仅次于美国,而出口量位居世界第一。燃料乙醇在巴西能源总量中的比重从1975年的5%增至2008年的16%,并且占到巴西可替代能源总量的35%。早在20世纪70年代,瑞典就颁布了一系列强制性的有关能源合理化使用和节能的法律、法规,并随着技术的发展不断进行修订完善,以此来指导、规范企业的行为。在1998-2002年间,瑞典就投入了25亿瑞典克朗用作长期的气候研究,在2003年又提供3亿瑞典克朗基金给交通和能源部门用作改善气候环境。在政府及巨额投资支持下,瑞典生物质能利用技术得到迅猛发展。
我国在《可再生能源中长期规划》中提出了可再生能源的发展目标:2010年可再生能源消费量达到能源消费总量的10%,到2020年达到15%。在生物质能领域,根据国家能源局最新的规划,我国2015年生物质发电装机要达到1300万千瓦(较2010年增长160%)、集中供气达到300万户、成型燃料年利用量达到2 000万吨、生物燃料乙醇年利用量达到300万吨,生物柴油年利用量达到150万吨。数据显示,2010年我国农村以秸秆为燃料的生物质发电装机突破500万千瓦。从这些数据来看,生物质能已经基本达成《可再生能源中长期规划》中2010年的目标。这些目标的达成基本上是通过地方基层加强本地域的生物质利用(特别是沼气)的成果,是自上而下的推动方式,其依据如国家能源局的《国家能源局关于推荐绿色能源县的通知》(国能新能[2009]343号)等,并没有给对企业设定相应的生物质能甚至可再生能源在能源生产中的束性目标,而是通过鼓励农民消费绿色能源来引导资源整合,是一种鼓励性而非强制性的方法。
随着各地对生物质的利用率逐渐升高,特别是农村地区资源综合利用水平的提高,进一步发展生物质能将会重新遭遇瓶颈,鼓励性的推广只能利用现有的成熟生物转化技术,对低碳生物技术的革新要求并不高,难以对低碳生物技术研发产生足够的推动力。因此,未来我国不仅应当继续推广农村生物质能的应用,还应在发电、生物燃料、运输等领域设定强制性的生物质使用比例目标,并根据其技术革新的程度设定弹性的财税优惠措施,如此,才能更快地推动生物能源技术的发展。
事实上,在实现可再生能源发展目标的大背景下,我国在发电领域已经有了一些束性目标的尝试,如“十一五”规划中明确提出:“实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高在一次能源消费中的比重”。《可再生能源中长期规划》提出了对非水电可再生能源发电规定强制性市场份额目标:到2010年和2020年,大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例分别达到1%和3%以上;权益发电装机总容量超过500万千瓦的投资者,所拥有的非水电可再生能源发电权益装机总容量应分别达到其权益发电装机总容量的3%和8%以上。但这些规定在现实中缺乏配套的实施细则,导致很多发电企业,特别是小企业难以执行。而作为《可再生能源法》修改后被寄予厚望的“可再生能源并网配额管理办法”迟迟不能出台,其原因除了对配额的比例仍有争议之外,来自电网及大发电企业的阻力也是重要的阻碍因素。除了发电外,生物液体燃料方面也应借鉴美国和巴西等国家的经验,设定一定的混合燃料比例,以促进生物燃料技术的进步。
②研发投入支持。技术进步是提高产业竞争力的重要因素,也是解决能源与环境问题的有效方案。要实现生物能源技术的突破,研发与示范阶段的资金投入是必要的保障条件。在一般的情形下,技术研发与示范应采取国家投资和社会多元化投资相结合的方式以保证充足的资金和实现良性的技术竞争。
目前我国部分生物质利用转化技术达到了国际先进水平,但总体技术水平仍比较滞后,主要体现为:在气体燃料方面,虽然我国沼气产业起步较早,但沼气技术仍停留在小规模的户用沼气层面,大规模、产业化地利用沼气的技术与装备都有待开发。在液态生物质燃料方面,燃料乙醇的生产技术水平与国际先进水平存在较大的差距,目前国内生物柴油生产仅有几家民营企业采用原始的且会造成环境污染的液碱酯交换技术,而在国际上高压醇解法已经进入中间试验阶段。在生物质固体成型燃料方面,生产设备简陋,难以为生物质成型燃料的大规模生产提供保障。联产大宗化工产品和生物可降解精细化工产品在国外已经形成新兴行业,而我国大部分产品尚未研制,而生产这些化工产品是增加生产企业利润的重要途径。因此,我国生物质能源产业要进一步发展就要力争突破技术瓶颈,加大对生物能源技术研究与开发的资助,确保跟上世界生物能源技术发展的步伐。
据《可再生能源中长期规划》的投资估算,2006~2020年,我国将新增2800万千瓦生物质发电装机,按平均每千瓦7000元测算,需要总投资2000亿元;新增6200万户农村户用沼气,按户均投资3000元测算,需要总投资1900亿元;加上大中型沼气工程、太阳能热水器、地热、生物液体燃料生产和生物质固体成型燃料等,预计实现规划的2020年可再生能源目标任务的总投资将需2万亿元。如此大规模的投资不仅应应用到现有技术的推广方面,也应保证足够的资金投入技术研发与示范领域。
《国家高技术产业发展项目管理暂行办法》(国家发改委[2006]第43号)规定,对经批准列入国家高技术产业发展的项目计划,给予中央预算内投资补助或贷款贴息。生物能源技术作为国家高技术的内容之一,符合国家重点扶持和优先发展的方向,因此,应该享受一定的研发与示范资金支持。在财政部的《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》(财建[2007]371号)中也明确规定了可再生能源开发利用的科学技术研究项目,需要申请国家资金扶持的,通过“863”、“973”等国家科技计划(基金)渠道申请,不适用可再生能源发展专项资金。因此,在目前阶段,技术研发一般不享受生物能源领域的资金支持,而只适用技术项目的支持。根据上述有关规定,国家高技术项目的资金来源包括项目单位的自有资金、国家补贴资金、国务院有关部门或地方政府配套资金、银行贷款以及项目单位筹集的其他资金。项目资金原则上以项目单位自筹为主,国家采用资金补贴的方式予以支持。
虽然国家对生物能源技术给予了高度重视,安排了相应的资金支持项目,地方也配套有相应的研发资金支持规定(如《重庆市高技术产业发展项目管理暂行办法》),但总体而言,国家在生物能源技
术研发方面的支持力度还不够,且这些项目要求的条件和成果较高,一般的中小企业项目很难申请到相匹配的资助。与此同时,企业研发投入的资金规模还较小,尚未真正成为技术创新的主体,目前,我国工业企业研发支出仅占销售收入的0.8%,远低于发达国家4%的水平。产学研紧密结合的机制没有形成,科技与经济脱节的问题仍然突出。目前,我国科技成果转化率仅为25%左右,而发达国家高达60%。为此,国家税务总局于2008年《企业研究开发费用税前扣除管理办法(试行)》(国税发[2008]116号),规定企业从事《国家重点支持的高新技术领域》和国家发改委等部门公布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》规定项目的研究开发活动,其在一个纳税年度中实际发生的直接研发活动产生的费用支出,允许在计算应纳税所得额时按照规定实行加计扣除。
技术研发是实现产业化的第一步。目前我国在这方面的资金支持还不够,范围不广,管理不规范,未来不仅需要加大对生物能源技术研发的投入,还要完善“产-研-政”之间有效的沟通和成果转化机制,形成完整的从研发到政策支持到产业化的体系,如此,才能在起跑线上赢得先机。
③财政与税收优惠。财政税收优惠是经济发展的重要杠杆、产业调整的风向标,也是最基础、应用最广泛的激励措施。我国目前对低碳生物技术的财税激励措施主要体现在生物能源方面,这是不够的,还应基于此而扩充到全部低碳生物技术领域。目前,相关财税激励和补助措施主要表现在:
一是建立风险基金,实施弹性亏损补贴。财政部、国家发改委、农业部、国家税务总局、国家林业局2006年颁布《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》(财建[2006]702号)提出了坚持产业发展与财政支持相结合,鼓励企业提高效率的原则。此外,为化解石油价格变动对发展生物能源与生物化工所造成的市场风险,为市场主体创造稳定的市场预期,将建立风险基金制度与弹性亏损补贴机制。当石油价格高于企业正常生产经营保底价时,国家不予亏损补贴,企业应当建立风险基金;当石油价格低于保底价时,先由企业用风险基金以盈补亏,如果油价长期低位运行,将启动弹性亏损补贴机制。
二是原料基地与秸秆能源化利用补助。为保障生物能源和生物化工原料供应,切实做到发展生物能源和生物化工不与粮争地,财政部《生物能源和生物化工原料基地补助资金管理暂行办法》(财建[2007]435号)对生物能源和生物化工定点和示范企业提供原料的基地发放补助(林业原料基地补助标准为200元/亩,农业原料基地补助标准原则上核定为180元/亩)。为加快推进秸秆能源化利用,培育秸秆能源产品应用市场,《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》(财建[2008]735号)规定对符合支持条件的(从事秸秆成型燃料、秸秆气化、秸秆干馏等秸秆能源化生产的)企业,根据企业每年实际销售秸秆能源产品的种类、数量折算消耗的秸秆种类和数量,中央财政按一定标准给予综合性补助。
三是上网电价及费用分摊激励。目前我国采取财政补贴和电网分摊相结合的方式促进可再生能源发电。《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)中明确了可再生能源发电价格实行政府定价和政府指导价(通过招标确定的中标价格)两种形式。可再生能源发电价格高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额部分,在全国省级及以上电网销售电量中分摊。生物质发电项目上网电价实行政府定价的,由国务院价格主管部门分地区制定标杆电价,电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。补贴电价标准为每千瓦时0.25元。发电项目自投产之日起,15年内享受补贴电价;运行满15年后,取消补贴电价。自2010年起,每年新批准和核准建设的发电项目的补贴电价比上一年新批准和核准建设项目的补贴电价递减2%。发电消耗热量中常规能源超过20%的混燃发电项目,视同常规能源发电项目,执行当地燃煤电厂的标杆电价,不享受补贴电价。2010年7月,国家发改委《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》(发改价格[2010]1579号),规定对农林生物质发电项目实行标杆上网电价政策,未采用招标确定投资人的新建农林生物质发电项目,统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元(含税)。通过招标确定投资人的,上网电价按中标确定的价格执行,但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价。已核准的农林生物质发电项目(招标项目除外),上网电价低于上述标准的,上调至每千瓦时0.75元;高于上述标准的国家核准的生物质发电项目仍执行原电价标准。由于我国各个地区的煤电标杆电价水平差异大,使得各地生物质发电项目的实际上网电价差别很大,如何协调和平衡各地的生物质发电上网电价也是价格政策研究的重点之一。国务院价格主管部门应根据各类生物质能技术的技术特点和不同地区的情况,按照有利于生物质能发展和经济合理的原则,研究和完善生物质发电项目的分类价格政策,促进生物质发电项目的进一步发展。
四是可再生能源专项基金资助。根据原《可再生能源法》规定要求,财政部设立了可再生能源发展专项资金,后来配套了《可再生能源发展专项资金暂行管理办法》,但对如何申报资金、优惠政策幅度多少等没有明确提出。修订后的《可再生能源法》将原来“国家财政设立的可再生能源专项资金”修改为“国家财政设立可再生能源专项基金”,主要资金来源是可再生能源电价附加收入和国家财政专项资金。根据相关人员的解释,将“资金”改为“基金”将使这笔补贴更具有“基金纵向管理”的优势。除了行政成本大大降低之外,也可以做到“收取,统一发放”,以保证可再生能源投资企业按时获得收益,以鼓励其积极性。不过,早就起草完成的“可再生能源专项基金管理办法”迄今为止仍未能颁布,这对生物质能发展产生了消极的影响。
五是税收优惠。根据《高新技术企业认定管理办法》(国科发火[2008]172号)以及《国家重点支持的高新技术领域》的规定,生物能源技术属于高新技术,符合规定的企业可以申请认定,经认定后的企业可依照《中华人民共和国企业所得税法》(以下简称《企业所得税法》)及其《实施条例》、《中华人民共和国税收征收管理法》及其《实施细则》等有关规定,申请享受税收优惠政策。根据《企业所得税法》,国家对重点扶持和鼓励发展的产业和项目,给予企业所得税优惠。国家需要重点扶持的高新技术企业,减按15%的税率征收企业所得税①。在生物质能产品方面,《财政部、国家税务总局关于对利用废弃的动植物油生产纯生物柴油免征消费税的通知》规定从2009年1月1日起,对符合条件的利用废弃的动物油和植物油为原料生产的纯生物柴油免征消费税。
由于我国生物质能开发利用还处于起步阶段,
高新生物能源技术也还未取得重大突破,相关的财税激励政策亦未能周全地考虑生物能源技术及生物质能产业的特点,因此,这些激励措施存在规定不科学、不完备、落实不到位等问题。例如,有些政策补贴起点过高,如财政部《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》(财建[2008]735号)仅支持注册资本金1000万元以上、年消耗秸秆量1万吨以上的大中型企业,导致多数企业都无法得到补贴;有些政策设计不完整,补贴仅针对直接生产环节,对消费能源产品的终端用户则没有补贴。国家对生物质能产业的优惠、补贴、奖励很难落到中小企业身上。除国家全力支持的农村沼气项目外,生物质能产业发展的大部分政策倾向于规模化的大型项目,如燃料乙醇和液体燃料项目,国家每年向4家陈化粮燃料乙醇定点企业(黑龙江华润酒精、吉林燃料乙醇公司、安徽丰原生化以及河南天冠)发放补贴,走非粮路线的中小企业却很难拿到同等的补助。没有得到补贴的中小型生物质能源企业,生产成本相对较高,在竞争中明显处于劣势,想得到大的发展十分困难。而在液体燃料市场上,目前中石油、中石化只收购拿到正式批文的黑龙江华润酒精等4家定点供应企业的燃料乙醇,中小企业生产的乙醇销路不畅,导致部分生物燃料企业无法将产品变现,整个生产经营无法正常循环运转。
未来我国财税激励机制应当根据生物技术和生物质能产业的技术及行业发展水平,因势制宜、因时制宜地设计有效、弹性的激励措施,既要保证“对症下药”,又要注重规划引导,保证财政税收政策的合理性以及相互协调。
④收购激励与政府采购。低碳生物技术应用的前提是所生产的产品能够在市场上销售出去,保证资源不被浪费,同时也能抵消一定成本。在当前化石能源开采利用费用较低的情况下,无论是生物质发电,还是生物质液体燃料,其成本都相对高昂,如果没有特殊的优惠政策和刺激措施,很难在市场上有足够的竞争力。因此,对生物能源的收购激励,包括政府采购,能够给相关企业解决产品生产的后顾之忧,同时,政府通过实际行动支持生物能源发展,将起到很好的示范和宣传作用。
在生物质发电方面,《可再生能源中长期规划》提出了国家电网企业和石油销售企业要按照《可再生能源法》的要求,承担收购可再生能源电力和生物液体燃料的义务。2007年7月25日,国家电力监管委员会第25号令,即《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》,规定了电力监管机构对该制度的实施情况进行监管。2009年修改的《可再生能源法》第十四条重申了国家实行可再生能源发电全额保障性收购制度:电网企业应当与按照可再生能源开发利用规划建设,依法取得行政许可或者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议,全额收购其电网覆盖范围内符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。同时,该法第十六条对生物质能源作了专门的规定:国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料,鼓励发展能源作物。利用生物质资源生产的燃气和热力,符合城市燃气管网、热力管网的入网技术标准的,经营燃气管网、热力管网的企业应当接收其入网。国家鼓励生产和利用生物液体燃料。石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定,将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
然而,修订后的《可再生能源法》除了规定全额保障性收购的原则性提法外,配套的实施细则未能及时跟进,收购电量中可再生能源电量所占的比重、可再生能源发电并网国家标准的制定等问题上均有不同程度的空白。在生物液体燃料方面,燃料乙醇和生物柴油市场还不完善,配套的规定也处于缺失状态,现实中的生物液体燃料收购基本还需要依靠石油企业的自觉。
一个稳定的生物质能源需求方是生产企业保持持续盈利能力的关键。在生物质能源发展的早期,由于成本以及价格较高,完全通过财政补贴的方式并不能发挥生物能源“物尽其用”的功能。而政府采购则能较好地实现两者的兼顾:既能满足政府自身的需求,又间接为生物能源创造了市场。事实上,政府采购已经成为一些生物能源发达国家普遍采用的激励措施之一,美国联邦政府有关法律要求政府必须购买国产高能效产品和“绿色产品”,要求联邦政府在2005年购买10万辆洁净汽车,其中包括生物质燃料汽车。巴西相关法律也明确规定,联邦一级的单位购、换轻型公用车时,必须使用包括燃料乙醇在内的可再生燃料汽车。政府采购不仅能够起到很好的示范和宣传作用,通过直接对话与交易,还能够节省通过其他方式可能产生的中间费用,因而是一种高效率的“合作”方式。我国政府也可借鉴国外的经验,通过购买生物质能来源的电力等其他有效方式来以实际行动支持生物能源的发展。
⑤培育和完善市场。任何产业的发展都需要以市场存在为基础,产业规模效益的实现与上下游市场的依托密不可分。市场不发展,产业就会失去活力,甚至会因不符合社会的需要遭到淘汰。当前世界能源发展的趋势之一就是市场化与自由化改革,我国经济、能源领域也在进行着大规模的市场体制改革。因此,发展生物能源和生物技术市场,将为低碳生物技术的发展注入崭新的活力。
由于低碳生物技术是新兴的技术,其产业化发展有可能会因技术的不成熟造成不可预料的损失,因此,对生物技术及其产品市场的监管就显得尤为重要。如不能正确加以引导,将可能破坏生物能源资源开发与利用;燃料乙醇、生物柴油产品质量如不合格,将可能影响到交通运输安全;在生物能源和生物化工生产环节,如不严格标准,会造成环境污染,增加能源消耗。因此,发展生物能源与生物化工必须充分考虑资源、技术、环保、能耗等多方面因素,严格市场准入,加强行业监管。《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》规定了生物能源与生物化工企业实行严格的行业准入制度。地方发改委、财政部门根据国家统一的推广规划,联合推荐申报定点企业,申请企业必须符合行业准入标准。国家发改委、财政部按有关规定选择并确定定点企业。
然而,上述规定在一定程度上造成了生物液体燃料的市场准入和产品流通体系不通畅。毫无疑问,严格的产业准入和产品流通政策措施是生物液体燃料产业有序发展的基本保障。但是,由于局限于数家生产企业和两大石油公司的封闭体系,在一批从事甜高粱乙醇和生物柴油生产企业的产品无法进入车用成品油经销体系和终端消费市场,特别是生物柴油还根本没有正常的车用燃料销售渠道,从而阻碍了非粮生物液体燃料产业的进一步发展,打击了相关企业进一步加强技术研发、扩大示范项目建设的积极性。在生物质发电方面,由于对“全额保障性收购”的细化规则还未出台,导致目前生物质发电市场处于比较混乱的状态,特别是中小型生物质发电项目,并网十分困难。此外,电网公司的智能电网系统还未能跟进建设,接受生物质能并网还没有具体的标准,且目前的接网政策更多的是对电网提出束性要求,没有对可再生能源发
电厂提出束要求,更多的标准亟须配套。因此,整个生物质能市场基本还处在“萌芽期”,市场规模还不大,相关制度建设还不健全,生物质能市场还需进一步培育和发展。
三、完善低碳生物技术的激励机制及其运行
我国目前对低碳生物技术的激励除了少部分符合条件的高新技术企业以及研发项目之外,产业端以及配套制度建设等领域还处于起步阶段,真正商业化的市场还未建立;以生物能源为核心的产品激励措施也不够规范;各种激励措施并不完全符合现实的状况,很多规定由于缺乏实施细则未能得到有效实施。低碳生物技术发展不仅需要一整套规范的、系统的激励机制设计,而且还应落实到现实运作中,实现其高效性和有效性的统一。由此,需要政府在战略规划与计划、法律法规及其配套规定、行政管理与监管、经济与财税优惠等方面完善体制,也需要企业和市场理性发展,形成从制度设计到产业运行的良好互动状况。
战略规划与计划是产业及技术发展的动力和落脚点,明确的战略与计划为产业及技术的发展指明了方向。因此,需要尽快开展科学、系统的生物质资源调查与评价工作,综合考虑低碳生物技术的发展与技术路线,在国家能源统筹的框架下客观、准确定位生物质能的地位和作用,不能盲目和无序发展。生物质能源化利用的技术选择必须遵循“因地制宜,资源优先”的原则,在资源确定的前提下,需要结合当地的社会经济发展、农民收入、气候、交通、环境等实际情况而定。当资源和当地条件可以适用于多种技术时,可以根据技术的综合效益进行选择。立法是实现国家战略与规划的重要途径,也是制度设计和运行的最终保障。目前我国除了《可再生能源法》之外,直接涉及生物质能和生物能源技术的法律寥寥可数,且基本都是在可再生能源的背景下进行原则性阐述。此外,相关的行政法规处于空白状态,专门的部门规章也还未颁布。现行关于生物质能的规定主要是国务院的通知、意见以及各部门的工作规划与方案,这些非规范性文件不仅数量不多,且极不规范,变动调整快,具有较短的时效性。可以说,相关立法的缺乏是生物能源产业发展面临的最大困难之一。生物质资源由于其特殊性,其发展需要协调能源部门、农业部门、科学技术部门、工业部门、财政部门、税收部门等多个部门的关系,这种复杂性也是目前难有一部专门性的部门规章的原因。因此,我国未来在该领域的立法的关键是提高立法位阶,至少也应该有专门的行政法规规定生物能源发展的各种宏观问题,再由各部门制定实施细则去执行,这样生物能源的发展才能有坚实的制度保障。
产业管理与市场监管是任何产业发展所必需的行政管制手段。在中国,产业管理更是一种常见的管理方法。如前文所述,我国目前大量的部门政策文件(非规范性文件)都涉及产业管理的内容。生物技术的发展也不例外,特别是在其发展的早期,政府的直接介入十分必要。产业管理与市场监管在行业行政规划、项目与市场准入、行业标准、检测监控、检查监督等方面发挥着重要的作用。特别是在目前我国生物能源领域相关立法和制度还不完善的状况下,产业管理与行业监管已经成为了生物能源产业发展的主要推动力量。随着生物能源技术的进步和生物质能市场的发展,未来我国应逐步减少政府直接管理的范围,更多的资源配置应让市场去解决;与此同时,还应加强对技术发展的监管,保证技术发展符合社会的需要,减少技术进步产生的负面影响,最终实现产业管理、市场监管与技术监管的和谐统一。
关键词:蛋白酶;种类;低值水产品加工;应用现状;存在问题;发展趋势
AbstractIn this paper,types of protease were expounded,the protease preparation application in low value aquatic product processing was introduced. The key problems in application and the development trend in future were studied so as to put forward some valuable standpoints on protease preparation application in low value aquatic product processing.
Key wordsprotease;types;low value aquatic product;application status;problems;developement trend
水产品是人类优质蛋白质的主要来源之一,富含人体必需的8种氨基酸,而且数量和比例符合人体需要,属于完全蛋白质。水产品能够提供高度不饱和脂肪酸。鱼脂肪中高度不饱和脂肪酸EPA和DHA是人体必需的脂肪酸,具有重要的生理作用。水产品还能够提供丰富的维生素、矿物质和卵磷脂等营养物质。鱼类富含人体所需多种维生素和矿物质,对人体的健康成长都有非常重要的意义。鱼类(尤其是海产鱼)矿物质质量分数较高,为1%~2%。其中磷的质量分数最高,钙、钠、氯、钾、镁质量分数丰富。低值水产品是指经济价值较低的一类水产品,主要包括以下2种类型,一种是小鱼、毛虾等价格较低、不便食用的渔获物;另一种是水产品在进行加工时所产生的下脚料,如对虾、罗非鱼加工中产生的虾头及鱼排等废弃物。近年来由于水体污染和捕捞过度,渔获物中小鱼虾等低值、低质水产品的比例不断提高。由于我国水产加工水平较低,水产加工副产品产量极大。随着人们生活水平提高,已不满足直接食用低值淡水鱼、虾,迫切需要具有特殊风味的新型水产品方便食品出现,这方面的市场前景广阔。
1蛋白酶的种类
食品加工中使用的种类繁多,并且有不同的分类方法。蛋白酶从来源上分为动物蛋白酶、植物蛋白酶和微生物蛋白酶;从活性集团上分为金属蛋白酶、巯基蛋白酶、丝氨酸蛋白酶;从作用环境分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶;从应用上也分很多,比如肉制品用、啤酒用等;从剪切集团分内切酶和外切酶2种主要类型,内切酶能够分解大分子的蛋白质生成多肽,包含短肽及部分功能性肽;外切酶又可称为肽酶,它从末端开始切割蛋白和肽链,释放出具有特殊功能和风味的氨基酸[1]。在食品蛋白质加工领域,通过使用食品级蛋白酶制剂,改变了使用酸碱所带来的三氯丙醇等有害物质的水解工艺,避免了水解风味差、含盐量高、腐蚀严重、营养损失大、生产时间长、环境污染等缺点,从而从人体健康与营养、对环境友好的角度来进行食品蛋白质加工,作为绿色天然的蛋白酶,可以从现代生物学、蛋白质组学、食品营养学等多个学科角度,为人类提供美味、可口的蛋白质加工产品。根据产品特点及酶资源情况,蛋白酶在水产品中的使用方法也是多种多样的。最常用的就是加入商业酶制剂,特点是使用方便,便于控制,但生产成本比较高[2];也可以通过直接加入蛋白酶丰富的产品的方式来提供蛋白酶[3],特点是就地取材,成本低,但会将蛋白酶源的食品特性带入,可能产生不利影响;还可以利用食品内源蛋白酶进行水解,特点是节约成本,但时间相对较长[4]。
2蛋白酶在低值水产品加工中的应用现状
2.1提取蛋白质
提取蛋白质的方法应该根据其特点来选择,常用蛋白质提取方法有水溶液提取法、有机溶剂提取法及酶法提取方法等。稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质的稳定性好,溶解度大,是提取蛋白质最常用的溶剂。水溶液提取蛋白质要注意温度、pH值和盐浓度的控制,防止蛋白质变性。一些和脂类结合比较牢固或者分子中非极性侧链较多的蛋白质,不溶于水、稀盐溶液、稀酸或稀碱中,可用乙醇、丙酮或丁醇等有机溶剂,它们具有一定的亲水性,还有较强的亲脂性,是理想的提取脂蛋白的提取液,但必须要在低温下操作。酶法提取蛋白质是对食品原料中的蛋白质进行有限水解,使蛋白质从其他成分中游离出来,然后再进行分离。酶法提取的蛋白质与食品原料中的蛋白质有很大区别,除了蛋白质外,产物中含有较多的肽类及氨基酸成分。液化食用鱼蛋白易溶于水,富含蛋白质。它的溶解特性(如可溶性、可湿性、弥散性和溶解速度)优于糖和奶粉,可用于制作鱼糊、调味品、人造牛奶、人造肉类制品和蛋白质饮料。使用蛋白酶水解鱼肉浆即可获得食用鱼蛋白,采用这种方法可避免营养素的损失,避免产生臭味和微生物危害,提高产品的感官质量[5]。
2.2提取生物活性物质
利用蛋白酶水解作用,将水产品蛋白质分解,活性物质游离出来后,再进行分离。利用水产品提取生理活性物质是目前研究热点之一。主要的生理活性物质包括生物活性肽、多糖类及EPA和DHA等高度不饱和脂肪酸。吴红棉等[6]人从珠母贝肉酶解液中分离出糖胺聚糖,经动物试验证明具有抗肿瘤活性。Liu等[7]利用胰蛋白酶从金枪鱼头中提取EPA和DHA。采用酶法从低值水产品中提取活性肽更是目前研究热点,先后从鱼、虾、贝等原料中分离出来降血压肽(ACEI)、高F值寡肽、谷胱甘肽(GSH)[8-10]。制备活性肽的方法很多。目前有酸水解法、化学合成法、基因重组法及酶法。酸水解法工艺简单、成本低,但因氨基酸受损严重、水解难控制而较少应用;化学合成法采用液相或固相化学合成法可制取任意需要的活性肽,但因成本高、副反应物及残留化合物多,生理活性不稳定等因素而制约其发展;基因重组法采用DNA重组技术制取活性肽,目前还处在试验阶段;酶法生产活性肽产品安全性极高,生产条件温和,水解易控制,可定位生产特定的肽,成本低,已成为最主要的生产方法。
3存在的问题
3.1酶工业的发展
随着我国食品工业的迅猛发展以及食品市场的不断繁荣,人们对食品质量及安全的要求不断提高,食品健康及卫生安全问题也越来越引起人们的重视。在食品行业,蛋白质的深加工占据了很大的比例,曾经普遍使用的酸碱水解法因存在食品安全和产品质量差等原因,使其产品在应用上受到很大的限制。随着生物技术和生物工程的应用与发展,纯天然无毒害的酶法生产,因其具有天然无毒、不含氯丙醇、生产条件温和、成本低和产品质量上佳等优点,已成为了大势所趋。近30年来,我国酶制剂工业获得了较快发展,但与发达国家相比,还有较大差距。在全世界有名的酶制剂企业中,丹麦NOVO公司牢牢占据着龙头地位,占有50%以上市场份额,杰能科公司其次,占25%左右市场份额,其他各国酶制剂生产企业分享余下的25%市场份额。我国酶制剂工业主要差距表现在以下几个方面:提取工艺和装备落后,产品杂质多、质量;产品结构不合理,影响酶制剂行业发展及应用领域开拓;科研开发投入不足,设备闲置率高,行业效益低下。近几年,我国酶制剂企业在提高产品质量方面也取得了较大进步。如南宁庞博生物工程有限公司通过在国内建立了首条采用生物工程技术、膜分离技术及真空冷冻干燥技术的高活力木瓜蛋白酶生产线,克服了过去直接热风烘干法生产的粗酶杂质多、色泽差、微生物超标、酶活力低、喷雾干燥法酶活损失大、水溶性相对较差、酶活稳定性也较差等缺点,其所生产的木瓜蛋白酶酶活力(超过350万U/g),超过国外同类产品质量水平。
3.2安全性评价
随着经济发展和生活水平的提高,人们对食品质量及安全的要求不断提高,食品健康及卫生安全问题也越来越引起人们的重视。食品加工中酶制剂的安全性也引起人们的关注。食品加工中所用的蛋白酶除了从动植物提取之外,目前约有60 %以上的酶制剂已用基因改良菌株生产。食品用酶制剂管理是按照是品添加剂管理的。酶本身虽是生物产品,比化学制品安全,但酶制剂并非单纯制品,其主要的潜在危险包括培养基残留物、无机盐、防腐剂、稀释剂等;在生产过程中还可能受到沙门氏菌、金黄葡萄球菌、大肠杆菌之污染;菌种培养过程中可能会产生生物毒素。为保证产品绝对安全,对原料、菌种、后处理等道道工序都要严格把关。生产场地要符合MP要求,酶制剂产品的安全性符合联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)食品添加剂专家委员会(JECFA)对酶制剂来源安全性的评估标准。
3.3产物分离困难
酶法生产活性物质的下游技术主要包括分离、精制和分析试验。由于目标活性物质在生产反应体系中含量甚微,传统分离技术往往无能为力,必须采用吸附分离、色谱分离、超滤膜分离、反渗透等现代分离技术和脱色、脱臭、脱苦等提纯精制技术。尤其是苦味直接影响食品的风味和口感,往往决定了活性物质的应用前景,因此脱苦技术研究日盛。研究发现,蛋白质酶解液中的苦味主要来自于苦味肽——由某些疏水基因及疏水性氨基酸构成的苦味物质。要脱苦则必须使这些碱性氨基酸从苦味上解放出来。应用微生物直接脱苦效果好,很有发展前景,如端肽酶能从线性肽链的末端移去若干个氨基酸分子,使苦味肽的苦味减轻,对于完整的环形结构的蛋白质大分子,端肽酶无法发挥作用,必须先用内切酶切断肽链,再用端肽酶脱苦。通常将内切酶与端肽酶联合使用,以水解疏水性氨基酸残基及脯氨酸构成肽链的端肽酶脱苦作用最有效。由于肽酶价格昂贵,限制了其在食品工业上的应用。乳酸菌、酿酒酵母等微生物的内源酶中存在着广泛的肽酶谱系,同样具有较好的脱苦作用,且价格低廉、来源广泛,具有发展前景。
4发展趋势
世界能源日益减少,而人口却在不断增加,水资源和粮食日见短缺。人类对环保意识的加强,使得工业界用酶来改革传统工艺的需求更为迫切。因此,提高酶的产量,降低生产成本,开发酶的新品种、新用途更是当务之急。基因工程、蛋白质工程的发展,为酶制剂工业发展创造了有利条件。通过技术攻关,获得活力高、专一性强、产品风味好的酶制剂;提高分离纯化技术,获得纯度高、活力稳定的生物活性物质,并且降低生产成本,使酶制剂行业为食品工业及改善人民生活做出更大贡献。
5参考文献
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关键词:食品质量与安全;专业建设;人才培养
中图分类号:G420 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2015)31-0008-02
食品安全不仅影响消费者的身体健康[1],同时,还涉及社会[2]、经济[3,4]、法律、国家形象等诸多方面,逐渐成为我国经济建设和文明发展的重要指标。
自上个世纪90年代至今,我国的食品工业一直保持两位数的增长势头,根据中国工业和信息化部的《食品工业“十二五”发展规划》,中国食品工业到2015年将达到12.3万亿元。在这样的高速发展过程中,有些食品生产企业,为了追求经济效益,难免出现质量把关不严的现象,使得食品安全问题频发,在这样的形势下,对食品质量与安全控制人才需求日益增加,从而在教育领域,出现新的专业――食品质量与安全专业。在如此多的院校开办相同专业的情况下,如何办出特色,提高毕业生在人才市场的竞争力,就成为每个学校面临的主要问题。
天津商业大学生物技术与食品科学学院,在食品科学与工程专业(1983年本科专业)基础上,于2007年筹建食品质量与安全专业,2008年开始招生,2010年申报天津市战略性新兴产业相关专业,并获得批准建设。在建设过程中,主要针对人才培养计划制定、主干课程体系建设、实践教学与理论教学有机结合以及专业师资队伍建设等方面入手,着力形成专业特色,提高毕业生在人才市场的竞争力。
一、制定适合现代行业发展需求和竞争需要的人才培养方案
战略性新兴专业主要任务是为新兴产业培养人才。在2008年培养方案的基础上,根据教学和就业过程中所发现的问题,走访相关生产单位,了解社会对人才的需求,结合我校的优势与特色,对该专业的培养方案进一步修正。
以食品质量与安全控制、食品分析与检测为主要模块,设置教学课程。根据社会对食品质量与安全专业的人才需要,教学重点侧重食品质量与安全控制、食品分析与检测两个方面。同时,为了学生在学习过程中保持知识体系的完整性,在进行专业模块学习过程中,必须完成专业基础和核心课程的学习,在此基础上,再选择模块课程的学习。
专业基础课程共38学分,包括:无机与分析化学、有机化学、物理化学、仪器分析、生物化学、微生物学、食品工程原理、食品化学、食品毒理学、食品营养学等。
核心课程共10学分,包括:食品工艺学、食品分析、食品质量与安全控制技术等。
食品与安全控制模块共8学分,课程包括:食品标准与法规、绿色和有机食品管理和认证、食品贮藏与运输、食品物流学等。
食品分析与检测模块共分,课程包括:食品添加剂、动植物检验检疫学、食品安全学、食品微生物检疫技术等。
2.加强基础和实践教学,强化个性化培养。(1)在教学计划修改过程中,为了给学生更多的时间,发展自己的爱好和兴趣,将总学分从原有培养计划(08版)的191学分压缩至184.5学分。(2)增加实践和实验教学的比例。在修改后的培养方案中,实践课程的比例从原来计划(08版)的18.3%提高到28.5%。通过提高实践和实验教学的比例,强化学生的实践能力。(3)增加基础课比例,打实理论基础。在新的教学计划中,授课学分共160.5学分。其中,基础课和学科基础课占总授课的75.7%,较原来(08版的基础课为69,学科基础课为38,授课学分为15分,占总授课学分比例为65.4%)增加了10.3%。通过加大基础课教学,使学生具备扎实的理论基础。(4)提高选修课的比例,增加学生自主选课空间。修订后的培养方案中,可供选修课程的41.5个学分,占授课学分的25.8%,较原来(08版选修课学分为38,授课学时为159,所占比例为23.9%)增加1.9%。通过增加选修课程比例,使学生有更多的自主选择的课程。(5)增加工程类课程教学的比例,作为工学学士学位,必须有相应的工程类的课程,在新的培养计划修订中,增加了食品工程原理和食品工厂设计与环境保护的课程。使学生获得相应的工程方面知识。(6)培养学生创新意识和个人能力。将大学生参加各类科研活动(国家和天津市的大学生创新项目科研立项、教师科研)、各类竞赛、发表科研论文、考取各类证书等纳入学分,培养学生的科研思维和创新意识,全方位提高个人能力。
二、构建主干课程,构建课程教学团队
为了实现培养目标,对相关课程内容进行重组。通过吸纳食品制造、食品营养与安全控制、食品技术管理等用人单位对人才培养的建议,在修订的培养计划中,对有些课程内容按类进行划分合并,减少内容重复。将《食品原料与安全控制》、《食品安全控制技术》、《食品生产过程安全控制》和《农产品质量安全风险评估》等相关课程整合成一门课――《食品质量与安全控制技术》。同时增加该课程的实验课程《食品质量与安全控制技术综合实验》(2周),该课程重点是现代检测技术应用和大型仪器操作使用,增强学生实验技能。
三、理论教学和实践教学有机结合,强化操作技能的培养
1.系统设计实践教学模块,实现培养目标。食品质量与安全专业的培养目标定位是应用型复合型专业技术人才的培养。为了实现这一培养目标,必须强化理论与实践的紧密结合,系统设计实践教学体系。在一、二年级以基础课程教学为主,除了公共基础课程外,主要课程有:无机与分析化学、有机化学、生物化学、仪器分析和食品工程原理等。为了强化动手能力,在课时分配上,无机与分析化学共96学时,实验学时为46,占47.9%;有机化学80学时,实验学时为37,占46.3%;仪器分析为48学时,实验学时24,占50%;生物化学80学时,实验学时为32,占40%;食品工程原理开设1周的课程设计;基础课的总体实验学时占总学时的46.%。在三、四年级以专业基础课和专业课程教学为主,主要课程包括微生物学、食品化学、食品毒理学、食品营养学、食品工艺学、食品分析、食品质量与安全控制、食品工艺实验、专业实习、毕业论文等。其中,微生物学80学时,实验学时为32,占40%;食品工艺学实验为40学时;食品分析32学时,实验学时为16,占50%;食品质量与安全控制技术综合实验为2周;食品生产规范设计1周;专业实习2周;毕业实习4周和毕业论文为12周。通过修订后培养计划,实践教学和实验教学的学时占总学时26.6%。
2.科研创新、证书考取等纳入培养计划强化个人能力培养。在修订的人才培养方案中,将学生参加科研立项(国家和天津市及学校的大学生创新计划)、各类竞赛、参加教师的科研,发表学术论文、各类资格证书的考取等纳入学分,上述内容共计5个学分。
目前,食品质量与安全专业的学生每年有50%参与科研训练和科研立项,其中包括国家和天津市大学生创新计划项目以及校级大学生创新计划项目;30%的学生参与教师的科研课题。每年参与数量在10篇以上;有80%的学生通过HACCP内审员、高级检验师、营养师等各类的考试,并获得资格证书。鼓励学生积极参与各种课外实践活动,强化个性化培养。
3.实行导师制,指导四年级学生学习。四年级学生主要以专业课学习、毕业实习和毕业论文为主,在这期间,全面实行导师制,形成导师负责研究生参加的指导队伍,将本科学生的毕业论文与教师科研紧密结合,使学生感受专业学习与领域前沿研究及行业发展前景的紧密结合,提高学生专业素养。
4.加强实习基地建设,提升实践教学功能。以天津市农产品加工与贮藏重点学科和天津市食品生物技术重点实验室为依托,形成产学研合作机制。发挥学习科研力量和人才的优势,帮助企业开发新工艺和新产品;企业为学校提供生产实习基地,互惠互利,共同发展。保证了实践教学顺利实施。提高学生的实践能力和科研能力,增强竞争力。
四、优化教学资源,建设高水平师资队伍
师资队伍是完成教学和实现专业培养目标的重要保障,在师资队伍建设过程中,我们通过引进、骨干扶植与培养、结构优化等方式,建设一支学缘丰富、结构合理,具有较高教学与科研水平的专业教师队伍。食品质量与安全专业现有教师12人,其中教授7名(58.3%),副教授4名(33.3%),讲师1人(8.4%);均具有硕士以上学位;其中,50岁以下教师均具有博士学位。师资队伍中,50~60岁6人(50%),40~50岁4人(33.3%),30~40岁2人(16.7%),已形成知识、学历、年龄等均较合理的教学团队。
所形成的教学团队,不仅能够完成本科和研究的教学工作,还具有很好的科研能力,近3年共发表教学改革及学术论文200余篇;主持或参加省部级以上科研项目15项,其中国家级项目7项,省部级项目8项,累计经费达700多万元。
五、结束语
食品质量与安全专业经过6年多的建设,在培养方案方面,经过3届毕业生的检验和用人单位的信息反馈,取得了较好的效果;课程体系基本成熟,同时建设了一支有较高理论和实践教学能力的师资队伍,能够高质量完成本专业的教学和相关领域的科学研究。
参考文献:
[1]石琰.浅谈食品安全与健康[J].沧桑,2014,(6):184.
[2]黄卫东,邓祺.从食品安全问题看当代企业社会责任[J].长春工程学院学报(社会科学版),2013,14(4):43-45.