生物经济在澳大利亚
生物经济在澳大利亚
The Bioeconomy in Australia
邓心安 王晓鹤
Deng Xin-an Wang Xiao-he
摘要 生物经济(bioeconomy)与生物资源、低碳排放、食品安全、营养健康、生物能源、生物材料、农业重新定位、土地利用、生物多样性及生态服务(BES)、研究与开发(R&D)及政策制定等众多领域具有越来越密切、越来越重要的关系。从澳大利亚对“生物经济”的理解、生物经济框架及发展机遇等方面分析了生物经济在澳大利亚的发展状况。
关键词 生物经济 绿色革命 可持续 澳大利亚
Abstract The bioeconomy has increasingly close and important relationships with biological resources, low carbon emission, food security, nutrition and healthy, bioenergy, biomaterials, redefinition of the role of agriculture, land use, biodiversity and ecosystem services (BES), R&D, and policy making. The bioeconomy developed in Australia has been analyzed from the understanding of “the bioeconomy”, the bioeconomy framework dissected, and the opportunities to grow Australia's economy.
Key words Bioeconomy Green Revolution Sustainability Australia
1.澳大利亚对生物经济的理解
1.1 对生物经济概念的理解
根据澳大利亚联邦科工组织（CSIRO）的资料[1,2]，生物经济（Bioeconomy）在澳大利亚被认为是迈向可持续未来的一个平台（a platform to a sustainable future）；对于降低化石能源依赖和减少碳排放，应对诸如食品、水以及能源供给等挑战具有越来越重要的作用；是维持澳大利亚农业、食品、材料和能源工业长远竞争力的保障。澳大利亚将生物经济正式定义为，生物经济是一个正在兴起的术语，用以实现食品、健康、纤维与其他工业产品以及能源等一系列可持续生产和生物质转化（Bioeconomy is an emerging term for the sustainable production and conversion of biomass for a range of food, health, fibre and industrial products and energy）。生物质是驱动生物经济发展的基础资源（underpinning resource）。
从长远来看，生物经济将受到研究成果的塑造（shaped by research outcomes），进而影响社会经济的诸多因素，包括改善可持续生物质的生产能力和转换经济效率；支持市场发展的定价（pricing）工具；用以支撑生物经济的产权；通过政策与相关技术支持可持续发展价值链的创新[1]。
1.2 澳大利亚发展生物经济的目的与意义
澳大利亚生物经济产业发展迅速，目前共有大约650家生物技术公司，其中近100家为上市公司。重要生物技术公司主要集中在维多利亚州，其首府墨尔本是公认的世界生物科技研究中心之一，有着较早的生物科技研发传统和完备的研发基础设施以及优秀的人才资源，堪称澳大利亚科学研究和生物科技之都；其次集中在新南威尔士和昆士兰两州。澳大利亚农业发展条件好，使得澳大利亚成为重要的初级产品、畜牧和加工食品出口国。
澳大利亚经济长期以来一直依赖化石燃料、农业和低价能源，同时更容易受到全球气候变化的影响[3]。因此，发展低碳能源和低碳技术，参与全球减排行动，对澳大利亚经济可持续发展具有重要意义。
世界经济社会面临着诸多不可持续性发展的挑战。这些挑战包括：生物和非生物资源的不可持续利用；食品、水资源和能源的供应保障；大幅度减少排放的需要。而生物经济可以为应对这些挑战提供机遇[1,4]，包括：重新界定农业、自然资源和可持续能源生产的角色；区别研究的商业驱动力和可能影响的领域，如改进的土地管理实践和环境服务；土地和水资源协调利用的发展决策框架；推动澳大利亚与世界“从化石生物质到当代生物质”（'from fossil biomass to current biomass'），即“从化石模式走向生物过程模式”。
对澳大利亚来说，如果要试图解决食品、水资源和能源的供应保障等问题，就需要建立起广泛的多机构参与的合作。为此，需要研究共同体协作努力，提供有价值的研究成果，以帮助社会应对这些问题，为政策制定者在应对诸如土地协调利用、生物多样性开发与管理、景观的多重利用及潜在交叉冲突等重要问题方面提供咨询建议[1]。
2.澳大利亚生物经济框架及其关联性
依据经济社会发展水平和人们关注兴趣的不同，各个国家或地区对生物经济的理解会有所不同。下面的框架（图1）有助于展示澳大利亚综合完整、可持续的生物经济不同领域间的相互联系[1]。
图1 澳大利亚生物经济框架示意图
Fig.1 The bioeconomy framework dissected in Australia
农业是澳大利亚第二大温室气体（GHS）排放的产业，并且是日益兴起的国家和全球碳交易计划需要考虑的方面。因而，必须考虑排放交易计划（ETS）和生物多样性与生态服务(BES)对可持续的生物质生产与转化的影响。
包括排放交易计划（ETS）和生物多样性与生态服务(BES)等生物经济的不同方面的协调管理，对于支撑可持续生产系统的发展至关重要。生物多样性与生态服务之所以重要，不仅是由于考虑到它们对气候变化的意义，而且由于考虑到生物质生产、维持当地生态系统与服务供给——后者传统上并未计入生产系统成本，对土地利用的需求变化。
从步骤上讲，生物经济框架的内在关联性可以解释为（参见图1核心部分）:
①可持续：这是建立生物经济发展所有选项（可能性）的基础,其中生物安全和生物多样性——澳大利亚面临的挑战——是其重要支撑。
②生物质：有多种形式，包括牲畜废料、森林、藻类、大面积农作物秸秆以及城市固体废弃物。
③生物炼制：这是生物质价值提升的关键阶段。从理论上讲,生物炼制是指以任何方法进行的将原始初级生物质转换成食品和非食品产品的过程。
④食品产出：包括通过传统方式将安全的食品派送到国内外地区；现代生物技术手段的应用；营养与功能食品等在内的新型食品开发。
⑤非食品产出：发展低排放能源和工业原材料。
3.生物经济为澳大利亚发展带来的机遇
讨论生物经济为澳大利亚发展带来的机遇，需要首先明确澳大利亚在全球生物经济中的角色、优势和机遇。可以从以下两个大的方面对澳大利亚生物经济的机遇进行考察和分析：其一，食品机遇（Food opportunities for Australia）；其二，非食品机遇（Non-food opportunities for Australia）[1,4,5]。
3.1 食品方面的机遇
澳大利亚发展生物经济的机遇，主要建立在当前竞争优势基础上，表现在以下6个方面：
· 发展可持续生物质生产系统，建立决策-协调框架（decision/trade-off frameworks）。
· 拓展高价值农业产品，以满足出口（到北亚）与生活品质日益提高的需求。
· 改进生物安全体系，以降低谷物、豆类和油料作物的风险。
· 开发新的非食品生物质技术，以减少生物能源对粮食的需求。
· 改进水源通道（water access）、减少化肥成本，以降低生产成本。
· 增加谷物、豆类和油料作物的营养价值。
3.2 非食品方面的机遇
澳大利亚认为，由于原油供应紧张，导致对基础产品价格产生广泛的不良后果和影响，因而必须考虑如何转型为以非食品生物质和食物生产副产品作为国内燃料和工业需求的关键原料。根据乡村工业研究与发展合作组织（RIRDC）的研究观点[1,2]，对于澳大利亚来讲，生物经济的非食品机遇表现在以下5个方面：
· 由可再生资源获取的生物基产品，可以为环境带来积极的影响，改进产品的特性，并减少原油和其他石油产品的进口。
· 生物基产品的生命周期评估表明其清洁的环境效益，并揭示通过改进工艺过程可能对可持续性发展产生重大影响的领域。
· 生物基产业可以创造对高价值作物的需求，进而促进区域产业发展。
· 澳大利亚生物基产品研究与发展滞后于其他发达国家；“落后”中蕴含机遇，前提是能够找到化“挑战”为机遇的有效途径。
· 关于生物基产品的收益及其降低对进口石油和聚合物依赖的潜力、减少温室气体排放和培育新型产业，尚没有形成共同的愿景（shared vision）。
利用生物经济非食品机遇，可望通过以下途径建立起新的产业与价值：①“全生物质”（whole of biomass）利用的生物炼制过程与增值技术平台；②生物质过程所引起的生物产品的智慧市场与智能营销；③包括新颖的生物质生产体系、牲畜和森林残留、新颖的生物纤维产品、藻类生物质和微生物驱动的生物质流（algal and microbial-derived biomass streams）等在内的生物质生产与工程。
参考文献（references）
[1] CSIRO. The Bioeconomy. [2012-01-16]. http://www.csiro.au/Organisation-Structure/Divisions/Ecosystem-Sciences/The-Bioeconomy.aspx.
[2] CSIRO. The Emerging Bioeconomy — A Platform to a Sustainable Future. [2012-01-18]. http://www.csiro.au/en/Organisation-Structure/Divisions/Ecosystem-Sciences/EmergingBioeconomy.aspx.
[3] 高凯,徐海.2007年澳大利亚科技发展综述.全球科技经济瞭望,2008(6):51~59.
Gao K, Xu H. Overwiew of Australian Science and Technology Development in 2007, Quanqiu Keji Jingji Liaowang, 2008(6):51~59.
[4] Greg S, Cameron B, Deborah O, et al. Australia and the Emerging Bioeconomy. In: The 13th Asian Chemical Congress Abstract Book (2), 2009, 278. [2012-01-16]. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGHY200909002265.htm.
[5] S.M. Brumbley. The BioEconomy: Opportunities to Grow Australia's Economy. In: Building a Bioeconomy, AusBiotech 2008 National Conference, Melbourne Convention Centre, Melbourne Australia, 2009.
根据“邓心安,王晓鹤.澳大利亚生物经济发展框架及其比较启示.中国生物工程杂志,2012,32(5):129-133”一文节选改编。原文可见《中国生物工程杂志》,2012年32卷05期。