第一篇：當(dāng)代生命科學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景

當(dāng)代生命科學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景

點(diǎn)擊次數(shù)：1533 發(fā)布時間：2009-8-2

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，新興學(xué)科、交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)，科技進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)社會的影響作用日益廣泛和深刻。伴隨著信息科技革命方興未艾的浪潮，生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展也正在展現(xiàn)出未可限量的前景。越來越多的人們已經(jīng)預(yù)見到，一個生命科學(xué)的新紀(jì)元即將來臨，并將對科技發(fā)展、社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長產(chǎn)生極其重要而深遠(yuǎn)的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀(jì)頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，我們要集中力量，建設(shè)惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應(yīng)當(dāng)說，生命科學(xué)和生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為我國提供了一次實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新和社會生產(chǎn)力跨越發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。

無論是科技界還是產(chǎn)業(yè)界，都基本認(rèn)同這樣一個重要判斷：在新的世紀(jì)里，生命科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)，生物技術(shù)的新突破，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展將極大地改變?nèi)祟惣捌渖鐣l(fā)展的進(jìn)程。日益成熟的轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)以及正在加速發(fā)展的基因組學(xué)技術(shù)和蛋白質(zhì)組技術(shù)、生物信息技術(shù)、生物芯片技術(shù)、干細(xì)胞組織工程等關(guān)鍵技術(shù)，正在推動生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為新世紀(jì)最重要的產(chǎn)業(yè)之一，深刻地改變?nèi)祟惖尼t(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領(lǐng)域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學(xué)和生物技術(shù)放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學(xué)與生物技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，為世界各國醫(yī)療業(yè)、制藥業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保業(yè)等行業(yè)開辟了廣闊發(fā)展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業(yè)和經(jīng)濟(jì)格局的技術(shù)”，生命科學(xué)與生物技術(shù)日益受到世界各國的普遍關(guān)注和重視。進(jìn)入新千年后，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)顯示出強(qiáng)勁發(fā)展勢頭，成為當(dāng)今高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。2001年美國生物科技投資占到風(fēng)險(xiǎn)投資總額的11%，2002年美國在生物技術(shù)領(lǐng)域投入研究開發(fā)資金已高達(dá)157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術(shù)立國戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)把“科研重點(diǎn)轉(zhuǎn)向生命科學(xué)和生物技術(shù)”，并計(jì)劃五年內(nèi)將政府在生命科學(xué)和生物技術(shù)的研究預(yù)算增加一倍，達(dá)到8800億日元，力爭使日本生物技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。歐盟已成立生物技術(shù)委員會，繼在第四個研究開發(fā)框架計(jì)劃對生物技術(shù)研究大量投資后，又在第五個研究開發(fā)框架計(jì)劃中專門制定了“生命科學(xué)計(jì)劃”，進(jìn)一步加強(qiáng)在這一領(lǐng)域的努力。在軟件領(lǐng)域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點(diǎn)”研究計(jì)劃，明確提出通過發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發(fā)展生命科學(xué)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)作為贏得未來競爭的戰(zhàn)略選擇。目前，生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)仍然集中在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域。繼2000年人類基因組計(jì)劃完成之后，水稻、瘧原蟲、蚊子和老鼠的全部DNA序列測定也在2002年完成，這

些研究成果都直接與糧食生產(chǎn)和人類健康有關(guān)。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關(guān)于脊椎動物進(jìn)化的重要線索。特別是科學(xué)家們已經(jīng)把目光投入到功能基因組學(xué)（Functional Genomics）和蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics）這兩個極富挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，這將帶來更多與人類自身發(fā)展密切關(guān)聯(lián)的重大研究成果。

生物技術(shù)方面的進(jìn)展則更為迅速，基因工程、細(xì)胞工程、酶與發(fā)酵工程、組織工程、蛋白質(zhì)工程、抗體工程、干細(xì)胞研究、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、納米生物技術(shù)、高通量篩選技術(shù)等等，將大大加快基因工程藥物和疫苗的研制，以及推進(jìn)對重大疾病新療法的研究進(jìn)程?？傮w來看，生物技術(shù)目前仍主要應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)，但在食品、環(huán)保、化工、能源等行業(yè)也有廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球生物藥品市場規(guī)模1997年為150億美元，2000年為300億美元，預(yù)計(jì)2003年將達(dá)到600億美元。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)方面，盡管人們對基因改造生物的討論和疑慮仍然存在，但2002年全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積仍然比上年增加了600萬公頃，達(dá)5867萬公頃。據(jù)有關(guān)資料分析，轉(zhuǎn)基因食品市場的銷售額2010年將達(dá)到250億美元。隨著人類基因組圖譜的破譯，將有力地促進(jìn)生物藥物的研究與開發(fā)。到2020年，利用生物技術(shù)研制的新藥可能將達(dá)到3000種左右。這將對提高人類的醫(yī)療水平和健康水平產(chǎn)生極為重要的影響。

值得強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展正在呈現(xiàn)出前所未有的技術(shù)融合趨勢。特別是生物技術(shù)與其他高技術(shù)的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光電、生物傳感器等高技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)生了生物技術(shù)群。比如，生物芯片技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用，將在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究、疾病診斷、新藥開發(fā)、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等廣泛領(lǐng)域中開辟一條全新的道路，改變生命科學(xué)的研究方式，革新醫(yī)學(xué)診斷和治療。據(jù)GoldmanSachs最新技術(shù)報(bào)告顯示，美國的IBM、Sun、康柏和摩托羅拉等公司都已與生物技術(shù)公司達(dá)成了廣泛合作意向，內(nèi)容涉及到DNA敏感基因芯片、通過計(jì)算機(jī)模擬藥效等各種技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)有關(guān)專家估計(jì)，到2010年全球僅生物芯片的市場就將達(dá)到600億美元?？萍及l(fā)展的這一突出現(xiàn)象以及由此帶來的產(chǎn)業(yè)深層次變革，已經(jīng)引起許多國家的高度關(guān)注。

當(dāng)然，生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程也并非一帆風(fēng)順。目前在轉(zhuǎn)基因食品、克隆技術(shù)和基因診斷及治療等方面，存在涉及生物安全、生態(tài)環(huán)境和對人類傳統(tǒng)倫理、道理方面的爭論，并已引起了世界各國的普遍重視。然而，各國在加強(qiáng)生物安全性研究和加快生物安全立法的同時，并沒有停頓或放慢生物技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用步伐，而且在國家層面上，從爭奪未來科技及產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)出發(fā)，都進(jìn)一步加大研發(fā)投入，加強(qiáng)了生命科學(xué)研究和生物技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的力度。歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們，新的生產(chǎn)力發(fā)展在社會思想和體制方面總是呼喚變革，尋求支持。通過加強(qiáng)科學(xué)研究，積極制定相應(yīng)的法律法規(guī)和政策，可以實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展

第二篇：把握生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇

把握生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇

當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，新興學(xué)科、交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)，科技進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)社會的影響作用日益廣泛和深刻。伴隨著信息科技革命方興未艾的浪潮，生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展也正在展現(xiàn)出未可限量的前景。越來越多的人們已經(jīng)預(yù)見到，一個生命科學(xué)的新紀(jì)元即將來臨，并將對科技發(fā)展、社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長產(chǎn)生極其重要而深遠(yuǎn)的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀(jì)頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，我們要集中力量，建設(shè)惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應(yīng)當(dāng)說，生命科學(xué)和生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為我國提供了一次實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新和社會生產(chǎn)力跨越發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。

一、當(dāng)代生命科學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景

無論是科技界還是產(chǎn)業(yè)界，都基本認(rèn)同這樣一個重要判斷：在新的世紀(jì)里，生命科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)，生物技術(shù)的新突破，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展將極大地改變?nèi)祟惣捌渖鐣l(fā)展的進(jìn)程。日益成熟的轉(zhuǎn)基因技術(shù)、克隆技術(shù)以及正在加速發(fā)展的基因組學(xué)技術(shù)和蛋白質(zhì)組技術(shù)、生物信息技術(shù)、生物芯片技術(shù)、干細(xì)胞組織工程等關(guān)鍵技術(shù)，正在推動生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為新世紀(jì)最重要的產(chǎn)業(yè)之一，深刻地改變?nèi)祟惖尼t(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領(lǐng)域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學(xué)和生物技術(shù)放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學(xué)與生物技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，為世界各國醫(yī)療業(yè)、制藥業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保業(yè)等行業(yè)開辟了廣闊發(fā)展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業(yè)和經(jīng)濟(jì)格局的技術(shù)”，生命科學(xué)與生物技術(shù)日益受到世界各國的普遍關(guān)注和重視。進(jìn)入新千年后，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)顯示出強(qiáng)勁發(fā)展勢頭，成為當(dāng)今高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。2001年美國生物科技投資占到風(fēng)險(xiǎn)投資總額的11%，2002年美國在生物技術(shù)領(lǐng)域投入研究開發(fā)資金已高達(dá)157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術(shù)立國戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)把“科研重點(diǎn)轉(zhuǎn)向生命科學(xué)和生物技術(shù)”，并計(jì)劃五年內(nèi)將政府在生命科學(xué)和生物技術(shù)的研究預(yù)算增加一倍，達(dá)到8800億日元，力爭使日本生物技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。歐盟已成立生物技術(shù)委員會，繼在第四個研究開發(fā)框架計(jì)劃對生物技術(shù)研究大量投資后，又在第五個研究開發(fā)框架計(jì)劃中專門制定了“生命科學(xué)計(jì)劃”，進(jìn)一步加強(qiáng)在這一領(lǐng)域的努力。在軟件領(lǐng)域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點(diǎn)”研究計(jì)劃，明確提出通過發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發(fā)展生命科學(xué)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)作為贏得未來競爭的戰(zhàn)略選擇。

目前，生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)仍然集中在基因組學(xué)、蛋白質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域。繼2000年人類基因組計(jì)劃完成之后，水稻、瘧原蟲、蚊子和老鼠的全部DNA序列測定也在2002年完成，這些研究成果都直接與糧食生產(chǎn)和人類健康有關(guān)。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關(guān)于脊椎動物進(jìn)化的重要線索。特別是科學(xué)家們已經(jīng)把目光投入到功能基因組學(xué)(FunctionalGenomics)和蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)這兩個極富挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，這將帶來更多與人類自身發(fā)展密切關(guān)聯(lián)的重大研究成果。

生物技術(shù)方面的進(jìn)展則更為迅速，基因工程、細(xì)胞工程、酶與發(fā)酵工程、組織工程、蛋白質(zhì)工程、抗體工程、干細(xì)胞研究、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、納米生物技術(shù)、高通量篩選技術(shù)等等，將大大加快基因工程藥物和疫苗的研制，以及推進(jìn)對重大疾病新療法的研究進(jìn)程?？傮w來看，生物技術(shù)目前仍主要應(yīng)用于醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)，但在食品、環(huán)保、化工、能源等行業(yè)也有廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球生物藥品市場規(guī)模1997年為150億美元，2000年為300億美元，預(yù)計(jì)2003年將達(dá)到600億美元。在轉(zhuǎn)基因技術(shù)方面，盡管人們對基因改造生物的討論和疑慮仍然存在，但2002年全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積仍然比上年增加了600萬公頃，達(dá)5867萬公頃。據(jù)有關(guān)資料分析，轉(zhuǎn)基因食品市場的銷售額2010年將達(dá)到250億美元。隨

著人類基因組圖譜的破譯，將有力地促進(jìn)生物藥物的研究與開發(fā)。到2020年，利用生物技術(shù)研制的新藥可能將達(dá)到3000種左右。這將對提高人類的醫(yī)療水平和健康水平產(chǎn)生極為重要的影響。

值得強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展正在呈現(xiàn)出前所未有的技術(shù)融合趨勢。特別是生物技術(shù)與其他高技術(shù)的融合，形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光電、生物傳感器等高技術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)生了生物技術(shù)群。比如，生物芯片技術(shù)的開發(fā)和運(yùn)用，將在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究、疾病診斷、新藥開發(fā)、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等廣泛領(lǐng)域中開辟一條全新的道路，改變生命科學(xué)的研究方式，革新醫(yī)學(xué)診斷和治療。據(jù)GoldmanSachs最新技術(shù)報(bào)告顯示，美國的IBM、Sun、康柏和摩托羅拉等公司都已與生物技術(shù)公司達(dá)成了廣泛合作意向，內(nèi)容涉及到DNA敏感基因芯片、通過計(jì)算機(jī)模擬藥效等各種技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)有關(guān)專家估計(jì)，到2010年全球僅生物芯片的市場就將達(dá)到600億美元?？萍及l(fā)展的這一突出現(xiàn)象以及由此帶來的產(chǎn)業(yè)深層次變革，已經(jīng)引起許多國家的高度關(guān)注。

當(dāng)然，生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程也并非一帆風(fēng)順。目前在轉(zhuǎn)基因食品、克隆技術(shù)和基因診斷及治療等方面，存在涉及生物安全、生態(tài)環(huán)境和對人類傳統(tǒng)倫理、道理方面的爭論，并已引起了世界各國的普遍重視。然而，各國在加強(qiáng)生物安全性研究和加快生物安全立法的同時，并沒有停頓或放慢生物技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用步伐，而且在國家層面上，從爭奪未來科技及產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)出發(fā)，都進(jìn)一步加大研發(fā)投入，加強(qiáng)了生命科學(xué)研究和生物技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的力度。歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們，新的生產(chǎn)力發(fā)展在社會思想和體制方面總是呼喚變革，尋求支持。通過加強(qiáng)科學(xué)研究，積極制定相應(yīng)的法律法規(guī)和政策，可以實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的快速、健康發(fā)展。

二、我國生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇

在近代歷史上，中國曾經(jīng)幾次與世界科技革命的發(fā)展機(jī)遇失之交臂，留下諸多遺憾和教訓(xùn)。今天，生命科學(xué)和生物技術(shù)作為新興的尖端科技領(lǐng)域，無論對發(fā)達(dá)國家還是對發(fā)展中國家來說都是一次全新的選擇，這對我國來說更是十分難得的戰(zhàn)略機(jī)遇?？梢哉J(rèn)為，生命科學(xué)和生物技術(shù)將成為我國最有希望后來居上并實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的高科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，我們已具備獨(dú)特的優(yōu)勢和條件。首先，我國是一個生物資源大國，擁有全球10%的生物遺傳資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國擁有動植物、微生物約26萬種，其中植物3萬種、動物20萬種、微生物3萬種。我國還是一個有著13億人口的多民族國家，有著其他國家少有的豐富的人類遺傳資源。目前我國保存的農(nóng)作物種質(zhì)資料種類達(dá)30余萬份，位居世界第一。所有這些資源都為我國發(fā)展生命科學(xué)與生物技術(shù)提供了豐富材料。相對于世界上許多國家來說，這種優(yōu)勢是不可替代的，也是具有獨(dú)占性的。

把握

其次，廣闊的市場需求也為我國發(fā)展生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)大動力。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，我國作為世界上少有的農(nóng)業(yè)大國和農(nóng)產(chǎn)品需求大國，必須努力實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全，必須科學(xué)、合理地利用農(nóng)業(yè)資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品的科技含量和國際競爭力，如雜交優(yōu)勢利用、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、植物組織培養(yǎng)、生物肥料、生物農(nóng)藥等技術(shù)，都將在我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要和顯著的作用。在醫(yī)藥與健康領(lǐng)域，如何利用生物技術(shù)進(jìn)一步提高我國13億人口的醫(yī)療與健康，始終都將是一個重大而緊迫的科技命題。目前，對惡性腫瘤、心腦血管疾病等威脅我國人民健康的主要疾病還缺乏有效的治療手段，因此發(fā)展基因治療、組織工程、干細(xì)胞治療、生物芯片等新興診斷和治療技術(shù)已顯得日益重要和緊迫。

在能源領(lǐng)域，利用生物技術(shù)開發(fā)可再生清潔能源，包括利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術(shù)、利用玉米等生產(chǎn)燃料酒精技術(shù)、利用廢棄油轉(zhuǎn)酯化生產(chǎn)生物柴油技術(shù)、生物制氫技術(shù)等，將為解決我國的后續(xù)能源，展現(xiàn)出極其廣闊的發(fā)展前景。在環(huán)保領(lǐng)域，生物技術(shù)將成為環(huán)境污染治理和修復(fù)最具潛力的手段。目前，利用微生物對城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物質(zhì)進(jìn)行降解日趨廣泛，生物脫硫、生物漂白、農(nóng)藥殘留的生物降解以及土壤重金屬污染的生物富集和清除等技術(shù)也將為環(huán)境保護(hù)帶來重大效益。此外，生物技術(shù)在輕工、化工業(yè)領(lǐng)域也都具有廣泛和重要的應(yīng)用價值。因此，無論是用生物技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)還是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展都極具潛力和前景。

第三，中國蘊(yùn)含豐富的傳統(tǒng)文化理念將對我國生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)業(yè)重要的影響。中國傳統(tǒng)的哲學(xué)思想和科學(xué)方法具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。從先秦諸子的天人同流、齊一之辨，到漢代董仲舒的“天人之際、合而為一”之說，再到宋明理學(xué)家的“萬物一體”之論，強(qiáng)調(diào)整體、和諧、統(tǒng)一的辯證思維方式始終貫穿于中國古代思想史的全過程。早在新中國成立之初，毛澤東同志就曾說過：“在自然科學(xué)方面，我們也要做獨(dú)創(chuàng)的努力，并且要用近代外國的科學(xué)知識和方法整理中國的科學(xué)遺產(chǎn)，直到形成中國自己的學(xué)派?！痹谏茖W(xué)和生物技術(shù)發(fā)展上，中國只有發(fā)揮自身的優(yōu)勢，形成自身的特色，才能在國際舞臺上占領(lǐng)一席之地。第四，經(jīng)過多年來的不斷努力，我國在生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域形成一支水平較高的研發(fā)隊(duì)伍和相當(dāng)?shù)墓ぷ骰A(chǔ)，創(chuàng)新和開發(fā)能力不斷增強(qiáng)，具備了加快發(fā)展的基礎(chǔ)和條件。早在20世紀(jì)60年代，我國科學(xué)家在世界上首次人工合成牛胰島素；70年代，我國首創(chuàng)三系法雜交水稻技術(shù)，對解決中國糧食需求做出了重大貢獻(xiàn)；80年代，我國又在人工合成酵母丙氨酸t(yī)RNA及其酶學(xué)、生物膜和蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)研究的部分領(lǐng)域取得了一批高水平成果，為生命科學(xué)的發(fā)展做出了歷史性貢獻(xiàn)。近年來，我國科學(xué)家又取得了一批令世人矚目的研究成果。在生物技術(shù)基礎(chǔ)研究方面，中國作為唯一的發(fā)展中國家參與了國際人類基因組計(jì)劃，高效、準(zhǔn)確地完成了1%的測序工作。中國科學(xué)家還獨(dú)立完成了雜交水稻父本9311（秈稻）的基因組序列草圖；在國際上首次定位和克隆了神經(jīng)性高頻耳聾基因、乳光牙本質(zhì)Ⅱ型、汗孔角化癥等遺傳病的致病基因。在醫(yī)藥生物技術(shù)領(lǐng)域，一批基因工程藥物和疫苗已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室研究走向產(chǎn)業(yè)化，基因工程制藥產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，人工血液代用品即將進(jìn)入臨床研究，體細(xì)胞克隆和遺傳病的基因診斷技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，B型血友病等6個基因治療方案已進(jìn)入臨床療效研究，腫瘤免疫治療等技術(shù)也取得了重大進(jìn)展。在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域，我國首創(chuàng)的雜交水稻技術(shù)已經(jīng)推廣到20多個國家，累計(jì)增產(chǎn)糧食3500多億公斤；超級雜交稻研究又取得新的突破，每公頃產(chǎn)量突破1.2噸，率先實(shí)現(xiàn)了國際上提出的超級稻指標(biāo)；轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花種植面積已近70萬公頃，占棉花種植面積的40%，五年來累計(jì)為農(nóng)民增收50多億元；植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術(shù)、動物胚胎技術(shù)、生物肥料、生物農(nóng)藥等正在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用?？傊?，我國目前已經(jīng)在國際生命科學(xué)和生物技術(shù)部分領(lǐng)域中占據(jù)了一定的有利位置，具備了沖擊國際前沿，爭奪“制高點(diǎn)”的基礎(chǔ)和實(shí)力。

三、我國生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的對策思考

雖然我國在發(fā)展生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)方面取得了可喜的成就，但與發(fā)達(dá)國家相比，我們在整體創(chuàng)新能力、科技投入、人才隊(duì)伍、科技成果轉(zhuǎn)化等方面都還有較大差距。如何有效地應(yīng)對這一嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，將直接關(guān)系到我國生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展，關(guān)系到我國能否在未來的全球競爭中贏得主動。

為此，我們應(yīng)采取更加積極有效的措施，大力支持生命科學(xué)和生物技術(shù)研究，促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)快速、健康地發(fā)展。首先，我們必須樹立把握重大發(fā)展機(jī)遇的戰(zhàn)略意識。在當(dāng)今瞬息萬

變的國際環(huán)境下，抓住機(jī)遇對于一個國家加快發(fā)展至關(guān)重要。積極推進(jìn)生命科學(xué)和生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，決不只是一般意義上的市場份額問題，而是關(guān)系到我國國計(jì)民生和國家根本利益，關(guān)系到我國能否擁有未來國際競爭的主動權(quán)。其次，我們必須樹立勇于爭先的創(chuàng)新意識。在生命科學(xué)和生物技術(shù)的前沿領(lǐng)域，如果一味地步人后塵，就只能永遠(yuǎn)受制于人。充分發(fā)揮自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，充分利用已經(jīng)形成的基礎(chǔ)和能力，尋求新的突破和跨越，這是我們發(fā)展生命科學(xué)和生物技術(shù)的追求所在。第三，我們必須形成協(xié)調(diào)一致、貫徹始終的戰(zhàn)略部署和政策扶持體系。生命科學(xué)和生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一個長期的過程，也是涉及到許多部門和地方的宏大事業(yè)。國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃應(yīng)當(dāng)把這一領(lǐng)域作為重點(diǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)宏觀調(diào)控，促進(jìn)全社會相關(guān)創(chuàng)新資源的合理配置和高效利用，形成持續(xù)穩(wěn)定的良好政策環(huán)境。

今后一個時期，促進(jìn)我國生命科學(xué)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展，必須遵循三點(diǎn)基本方針：一是大力加強(qiáng)研究開發(fā)；二是積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化；三是高度重視并切實(shí)保障生物安全。今后5～10年，通過不懈努力，我們將實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：建立具有國際先進(jìn)水平的生物技術(shù)創(chuàng)新體系；造就一支高水平、結(jié)構(gòu)合理的科學(xué)技術(shù)隊(duì)伍；培育和扶持一批新興產(chǎn)業(yè)，使生物技術(shù)產(chǎn)品的年銷售額達(dá)到3000億元以上；使我國生物技術(shù)總體研究和開發(fā)水平達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，在若干重要領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平。我國生命科學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)主要包括以下幾個方面：

(1)切實(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，提高原始性創(chuàng)新能力。優(yōu)先支持基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等學(xué)科及其相關(guān)的新理論、新方法的研究，重點(diǎn)支持生長發(fā)育的基因調(diào)控，外源基因高效表達(dá)調(diào)控、定點(diǎn)整合技術(shù)，生物多樣性，人類重大疾病和重要動植物病（蟲）害防治分子機(jī)理等方面的研究。

(2)大力發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)和平臺技術(shù)，積極改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。優(yōu)先支持優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆動植物分子育種及關(guān)鍵技術(shù)，生物技術(shù)藥物等重要生物制劑研制，干細(xì)胞及組織（器官）工程、生物芯片和生物信息、動植物生物反應(yīng)器、高通量藥物篩選、生物治療和基因治療等平臺技術(shù)及關(guān)鍵技術(shù)，農(nóng)業(yè)、環(huán)保等微生物制劑、生化工程及大規(guī)模發(fā)酵產(chǎn)物分離純化等生產(chǎn)工藝及平臺技術(shù)等方面的研究。

(3)積極推進(jìn)科技成果的應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。開發(fā)重大生物技術(shù)產(chǎn)品，培育一批企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，提高國際競爭能力。我們必須立足于國家戰(zhàn)略需求和市場需求，優(yōu)先支持符合國家重大戰(zhàn)略需求并具有我國優(yōu)勢和特色的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，支持具有國際競爭力、經(jīng)濟(jì)效益顯著的重大產(chǎn)品及設(shè)備、裝置的開發(fā)。

(4)加強(qiáng)生物資源的保護(hù)和開發(fā)利用。從維護(hù)國家利益的高度出發(fā)，采取有效措施，加大我國生物資源的保護(hù)力度，建立和健全國家生物資源保護(hù)的法律、法規(guī)體系以及合理開發(fā)利用的研究、服務(wù)體系。

具體行動措施包括：一是實(shí)施專利戰(zhàn)略，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國際競爭中掌握主動權(quán)。通過國家重點(diǎn)科技計(jì)劃的實(shí)施，努力產(chǎn)生更多的創(chuàng)新性研究成果：強(qiáng)化知識產(chǎn)權(quán)意識，獲得一批具有重要應(yīng)用前景的專利；遵循國際慣例和中國加入WTO后應(yīng)承擔(dān)的義務(wù)，尊重和保護(hù)國外的專利和知識產(chǎn)權(quán)，同時利用我國自身優(yōu)勢，通過平等互利的國際合作取得一批專利。二是實(shí)施人才戰(zhàn)略，培養(yǎng)和造就一支高水平的生物技術(shù)研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化隊(duì)伍。制定激勵措施，加速國內(nèi)人才隊(duì)伍培養(yǎng)；進(jìn)一步加大對海外優(yōu)秀留學(xué)人員的吸引力度；擴(kuò)大國際合作，引進(jìn)海外智力資源。通過以上方式，凝聚一批生物技術(shù)的拔尖人才。運(yùn)用國際通行的管理辦法和機(jī)制，構(gòu)建具有國際一流水平的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，吸引海外留學(xué)人員回國和以多種方式為國服務(wù)。三是實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略，建立具有中國特色并符合國際慣例的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。針對生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，以新興產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品為重點(diǎn)，研究制定相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與生產(chǎn)工藝規(guī)范。同時運(yùn)用GLP、GCP和GMP等國際標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)有生物技術(shù)研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化體系進(jìn)

行更新改造，提高中國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。四是實(shí)施競爭力戰(zhàn)略，培育在未來生物技術(shù)前沿領(lǐng)域能夠有所作為的龍頭企業(yè)。發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)，開拓新的產(chǎn)品和市場，形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，是國家發(fā)展生物技術(shù)的重要目的。通過機(jī)制創(chuàng)新，培育一批具有現(xiàn)代企業(yè)機(jī)制的，既有較強(qiáng)的市場開發(fā)能力和盈利能力，又有較強(qiáng)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新能力的龍頭企業(yè)。五是實(shí)施國際化戰(zhàn)略，開拓中國生物技術(shù)的國際合作渠道和國際發(fā)展空間。本著“平等互利，成果共享，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，遵從國際慣例”的原則，進(jìn)一步拓寬生物技術(shù)領(lǐng)域的國際合作范圍，引進(jìn)和借鑒國際先進(jìn)的理論、技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。同時面向國際市場開發(fā)新產(chǎn)品，努力培育具有國際競爭能力的新興生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

第三篇：2018國際生命科學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

2018國際生命科學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

? ? 隨著以納米孔為標(biāo)志的第三代基因測序技術(shù)迅猛來襲，測序技術(shù)邁向高通量、高精度、低成本與便攜性時代。與此同時，表觀轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)、單細(xì)胞測序分析技術(shù)與基因編輯技術(shù)加速了人類生命藍(lán)圖的繪制與完善。這些生命科學(xué)手段與生物技術(shù)不斷創(chuàng)新、交叉與融合，廣泛地應(yīng)用到科學(xué)前沿、臨床應(yīng)用乃至產(chǎn)業(yè)研發(fā)等諸多領(lǐng)域，從而涌現(xiàn)出了越來越多的生命科學(xué)研究：腦-機(jī)接口技術(shù)的重大突破，改造生命和創(chuàng)造生命的深入研究，干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)療法的臨床轉(zhuǎn)化，微生物組與人類健康和疾病的重大關(guān)聯(lián)，乃至細(xì)胞免疫療法的無限潛力，無一不彰顯出生命科學(xué)和生物技術(shù)向個體化、精準(zhǔn)化邁進(jìn)的趨勢。

（一）重大研究進(jìn)展

?

1.生命組學(xué)研究繼續(xù)推動生命科學(xué)發(fā)現(xiàn) 技術(shù)創(chuàng)新和交叉推動生命組學(xué)研究向更精確的方向發(fā)展。在基因組方面，韓國首爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院利用PacBio單分子測序技術(shù)結(jié)合BioNano（生物納米）單分子光學(xué)圖譜技術(shù)，發(fā)表了最為連續(xù)的人類二倍體基因組組裝結(jié)果。在轉(zhuǎn)錄組方面，德國馬克斯-普朗克學(xué)會（馬普學(xué)會）生物物理化學(xué)研究所開發(fā)了瞬時轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，繪制了人類瞬時轉(zhuǎn)錄組圖譜；美國斯克利普斯研究所協(xié)同多家機(jī)構(gòu)完成了大腦單神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄組的大規(guī)模評估。在蛋白質(zhì)組方面，美國系統(tǒng)生物學(xué)研究所和瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院合作開發(fā)了人類SRMAtlas分析方法，首次定量檢測了完整的人類蛋白質(zhì)組；美國多家機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展了大規(guī)模蛋白質(zhì)基因組學(xué)（proteogenomics）研究，探索了驅(qū)動乳腺癌和卵巢癌的關(guān)鍵因子。在免疫組方面，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院在一系列免疫細(xì)胞中進(jìn)行了干擾素誘導(dǎo)基因表達(dá)和染色質(zhì)的分析，構(gòu)建了干擾素誘導(dǎo)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)；新一代基因測序技術(shù)推動了免疫組庫分析的臨床應(yīng)用。

2．腦科學(xué)醞釀全球合作研究，腦-機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破 腦科學(xué)持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，并醞釀全球合作。在美國、歐洲和中國的腦計(jì)劃不斷推進(jìn)的同時，全球神經(jīng)科學(xué)家積極探討開展全球協(xié)作，共同解決腦科學(xué)研究三大挑戰(zhàn)，獲得了系列成果，尤其在腦-機(jī)接口技術(shù)上取得了重要突破，推動基礎(chǔ)研究快速發(fā)展。美國冷泉港實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的標(biāo)記大腦神經(jīng)元MAP-seq新技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重大突破；美國洛克菲勒大學(xué)首次精確定位并定量了哺乳動物大腦中的基因表達(dá)。腦圖譜繪制方面，美國加州大學(xué)伯克利分校成功繪制了大腦語義地圖，邁出了解讀人類思想的關(guān)鍵一步；美國華盛頓大學(xué)完成了人類大腦皮層圖譜，97個大腦皮層區(qū)域首次亮相；美國艾倫腦科學(xué)研究院繪制了迄今最完整的數(shù)字版人腦結(jié)構(gòu)圖譜，將成為大腦研究的最新指南。美國俄亥俄州立大學(xué)、瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究所分別利用腦-機(jī)接口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了脊髓損傷后人類和黑猩猩對自身部位而非假肢的控制，標(biāo)志著腦-機(jī)接口技術(shù)在2016年邁出了重要一步。3．合成生物學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn)

合成生物學(xué)在改造生命和創(chuàng)造生命方面的研究愈發(fā)深入。隨著軟件工具的迅速發(fā)展與大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，美國克雷格·文特爾研究所等機(jī)構(gòu)在以前工作的基礎(chǔ)上，人工合成了目前世界上最小、僅含有473個基因的“合成細(xì)菌細(xì)胞”Syn3.0；美國哈佛大學(xué)通過計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)出了只包含57個密碼子的大腸桿菌基因組，這一事件入選了我國兩院院士投票評選的2016年世界十大科技進(jìn)展新聞；美國華盛頓大學(xué)通過計(jì)算、建模、預(yù)測與優(yōu)化，首次人工設(shè)計(jì)出了超級穩(wěn)定的二十面體蛋白，該重大成果入選了2016年《科學(xué)》雜志評選的十大科學(xué)突破，為合成生物學(xué)、藥物裝載提供了良好的工具。此外，人類基因組編寫計(jì)劃日益受到研究人員的關(guān)注；能夠合成硅-碳鍵生物體的誕生預(yù)示著合成生物學(xué)未來具有無限可能性。

4．干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究展現(xiàn)臨床應(yīng)用巨大前景

全球各國繼續(xù)大力支持干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究，同時強(qiáng)化監(jiān)管體系建設(shè)，進(jìn)一步加速了干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)療法的臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程，干細(xì)胞基礎(chǔ)研究持續(xù)深入。日本九州大學(xué)首次實(shí)現(xiàn)了干細(xì)胞體外生成成熟卵細(xì)胞，為理解卵子形成進(jìn)程提供了新的藍(lán)圖，該成果入選了2016年《科學(xué)》雜志評選的十大科學(xué)突破；美國加州大學(xué)舊金山分校利用化合物把皮膚細(xì)胞成功轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞與腦細(xì)胞；美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心首次利用成人干細(xì)胞修復(fù)新生兒心臟。與此同時，包括干細(xì)胞在內(nèi)的細(xì)胞技術(shù)與組織工程、3D打印等工程化技術(shù)的融合，逐漸指明了工程化組織器官修復(fù)的發(fā)展方向。美國韋克福雷斯特大學(xué)利用“組織和器官集成打印系統(tǒng)”（ITOP）打印出人造耳朵、骨頭和肌肉組織，將其移植給動物后都能保持活性，有望解決人造器官移植難題。

5．人類微生物組展現(xiàn)與人類健康和疾病重大關(guān)聯(lián)

人類微生物組被稱為人類的第二套基因組，該領(lǐng)域已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，并獲得各國的廣泛關(guān)注。近年來，對待微生物組的觀念更是從“影響人類健康和疾病”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩⑷梭w微生物組視作一個人體器官”，顯示人類微生物組的重要作用。目前，腸道微生物組是其中最受關(guān)注的領(lǐng)域。2016年，腸道微生物組與人類健康和疾病的關(guān)系研究持續(xù)推進(jìn)，研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物對代謝疾病、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、癌癥等多種疾病均具有重要的調(diào)控作用，同時與免疫應(yīng)答和營養(yǎng)水平也具有緊密聯(lián)系。美國耶魯大學(xué)解釋了腸道菌群引起肥胖的機(jī)制，解決了困擾學(xué)界多年的難題；美國加州理工學(xué)院闡述了腸道微生物與帕金森病的聯(lián)系，證明腸道中特定種類微生物的分泌物會與α-突觸核蛋白“攜手”導(dǎo)致帕金森病的發(fā)生；美國華盛頓大學(xué)、法國里昂第一大學(xué)同時發(fā)現(xiàn)在熱量匱乏的情況下，腸道菌群的組成可以決定個體是健康生長還是發(fā)育不良。這三項(xiàng)研究被評為“全球健康尤其是營養(yǎng)學(xué)的一個分水嶺”。

在機(jī)制探索的基礎(chǔ)上，腸道微生物也為多種疾病的診斷和治療帶來了新的機(jī)遇。美國貝勒醫(yī)學(xué)院發(fā)現(xiàn)一種腸道細(xì)菌能夠逆轉(zhuǎn)小鼠的自閉癥狀；比利時魯汶大學(xué)發(fā)現(xiàn)一種名為Akkermansia的腸道細(xì)菌能夠減緩小鼠的肥胖和糖尿病進(jìn)程；微生物療法公司Seres Therapeutics宣布啟動全球首個合成性微生物藥物SER-262治療原發(fā)性艱難梭菌感染的Ⅰb期臨床試驗(yàn)。

6．首個PD-L1免疫療法藥物上市，細(xì)胞免疫療法有望攻克實(shí)體瘤

近年來，免疫療法研發(fā)熱度持續(xù)不減，被視為腫瘤治療的新希望。2016年《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）將應(yīng)用免疫工程治療疾病評為十大突破技術(shù)。免疫檢查點(diǎn)抑制劑和細(xì)胞免疫療法是當(dāng)前腫瘤免疫療法研究的熱點(diǎn)。在免疫檢查點(diǎn)抑制劑方面，2016年美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)了首個以PD-L1為靶點(diǎn)的免疫療法藥物Tecentriq。2016年，細(xì)胞免疫療法在攻克實(shí)體瘤方面取得了多項(xiàng)突破性成果。美國賓夕法尼亞大學(xué)在小鼠模型中證明了靶向癌細(xì)胞表面蛋白Tn-MUC1的嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）療法治療白血病和胰腺癌的有效性；美國希望之城醫(yī)學(xué)中心貝克曼研究所利用靶向白細(xì)胞介素的CAR-T療法治療腦癌患者，患者腫瘤顯著縮小，且腫瘤曾完全消失；美國國立衛(wèi)生研究院（National Institutes ofHealth，NIH）下屬癌癥研究所利用靶向KRAS突變的腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞（TIL）回輸，治愈了一名晚期結(jié)腸癌患者。7．個體化和精準(zhǔn)化是醫(yī)藥技術(shù)發(fā)展的方向

隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的快速發(fā)展，全球新藥研發(fā)模式逐漸從傳統(tǒng)的重磅炸彈式向精確制導(dǎo)式發(fā)展，特別是以個體化和精準(zhǔn)化為特征的靶向藥物發(fā)展迅速。2016年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的22個新藥中，靶向藥物有18個。與此同時，許多重要的新的疾病靶點(diǎn)正在被不斷發(fā)現(xiàn)。2016年，美國加州大學(xué)舊金山分校、美國凱斯西儲大學(xué)分別發(fā)現(xiàn)了三陰性乳腺癌（TNBC）的新靶點(diǎn)PIM1激酶、腫瘤免疫療法新靶點(diǎn)免疫檢查點(diǎn)蛋白Cdk5，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校發(fā)現(xiàn)了172種腫瘤基因突變與靶向藥物的組合。生物大數(shù)據(jù)成為靶向藥物研發(fā)、指導(dǎo)精準(zhǔn)用藥的重要資源。2016年，美國Regeneron遺傳學(xué)中心將50 000余人的基因組數(shù)據(jù)與其電子病歷相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)了家族性高膽固醇血癥致病基因；英國維康信托基金會桑格研究所研究了11000個患者樣本中的腫瘤基因突變，發(fā)現(xiàn)了癌癥基因突變與對特定藥物的敏感性之間的關(guān)聯(lián)。

（二）技術(shù)進(jìn)步

?

生命科學(xué)新技術(shù)不斷革新，推動生命科學(xué)研究朝著精準(zhǔn)化、定量化和可視化的方向進(jìn)一步發(fā)展。

1．基因測序技術(shù)邁向高通量、低成本與便攜性時代 高通量、高精度、低成本和便攜性是測序技術(shù)和儀器研發(fā)的方向。納米孔測序技術(shù)入選了2016年《科學(xué)》雜志評選的十大科學(xué)突破。Oxford Nanopore公司便攜式納米孔測序儀MinION完成了對埃博拉病毒的現(xiàn)場檢測，在國際空間站對鼠、病毒和細(xì)胞的DNA測序及人類全基因組進(jìn)行測序，這些應(yīng)用證實(shí)了納米孔測序技術(shù)在測序中的應(yīng)用潛力。一系列新型測序技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，由英國諾丁漢大學(xué)開發(fā)的Read Until測序技術(shù)通過與納米孔測序聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)了高度選擇性的DNA測序。第二代基因測序技術(shù)也在不斷改進(jìn)，Illumina在2017年初推出了NovaSeq新型測序儀，有望將人類全基因組測序成本降至100美元。

2．表觀轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)揭示RNA修飾調(diào)控機(jī)理

開發(fā)新型測序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)RNA修飾標(biāo)志物及其修飾位點(diǎn)，揭示其調(diào)控機(jī)理，是目前表觀轉(zhuǎn)錄組領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。2016年，美國加州大學(xué)洛杉磯分校開發(fā)出了一種新型RNA測序技術(shù)m6A-LAIC-seq，可以提供RNA化學(xué)修飾的詳細(xì)信息；比利時布魯塞爾自由大學(xué)開發(fā)出了hMeRIP-seq技術(shù)，繪制了RNA的hm5C轉(zhuǎn)錄組圖譜，全面揭示了這一RNA修飾的分布、位置和功能；芝加哥大學(xué)與霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所及北京大學(xué)分別開發(fā)出兩種新技術(shù)m1A-seq和m1A-ID-seq，實(shí)現(xiàn)了全轉(zhuǎn)錄組水平上的譜圖鑒定，同時發(fā)現(xiàn)了一種新的RNA甲基化修飾形式——m1A，擴(kuò)展了mRNA中的修飾種類，為該領(lǐng)域提供了新的研究方向。表觀轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)被《自然-方法》雜志（NatureMethods）評為2016年的技術(shù)。

3．單細(xì)胞測序與分析技術(shù)加速人類細(xì)胞圖譜繪制

單細(xì)胞測序新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，美國麻省理工學(xué)院開發(fā)出了新型RNA測序技術(shù)Div-Seq，可以揭示新生神經(jīng)元的動態(tài)；我國北京大學(xué)開發(fā)出了單細(xì)胞三重組學(xué)測序技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)對單細(xì)胞進(jìn)行三種組學(xué)同時高通量測序。在單細(xì)胞分析技術(shù)方面，美國加州理工學(xué)院開發(fā)出光學(xué)原位讀取人工突變存儲（memory by engineered mutagenesis with optical insitu readout，MEMOIR）技術(shù)，能夠讀取動物細(xì)胞的生命歷史和“譜系圖”。得益于這些單細(xì)胞技術(shù)的進(jìn)步，國際人類細(xì)胞圖譜計(jì)劃得以醞釀實(shí)施。

4．基因編輯技術(shù)日益精準(zhǔn)，得以廣泛應(yīng)用

基因編輯技術(shù)的精確性及脫靶問題逐步改善，其應(yīng)用范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大。美國哈佛大學(xué)實(shí)現(xiàn)了對單個堿基的編輯，提高了其精確性；美國麻省總醫(yī)院（MGH）減少了Cas9酶與靶DNA的非特異性互作，從而降低了脫靶效應(yīng)；美國加州大學(xué)圣地亞哥分校首次實(shí)現(xiàn)了RNA編輯，美國索克生物研究所開發(fā)出了可編輯眼睛、大腦、胰腺及心臟細(xì)胞等非分裂細(xì)胞的新技術(shù)，為基因編輯技術(shù)應(yīng)用于疾病治療帶來了更廣闊的前景。同時，法國艾克斯-馬賽大學(xué)、日本神戶大學(xué)及我國南京大學(xué)先后分別開發(fā)了巨型擬菌病毒噬病毒體抵抗元件（MIMIVIRE）新系統(tǒng)、Target-AID新技術(shù)、以結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的內(nèi)切酶（structure-guided nuclease，SGN）技術(shù)，均有望成為新型基因編輯工具。

5．體外診斷技術(shù)高速發(fā)展，液體活檢走向應(yīng)用

體外診斷技術(shù)迎來高速發(fā)展期，為疾病的精準(zhǔn)診療奠定了基礎(chǔ)。作為體外診斷分支技術(shù)的液體活檢技術(shù)已從科研走向應(yīng)用，成為疾病早期篩查和預(yù)后的重要工具。2015年，《麻省理工科技評論》將液體活檢評為十大突破技術(shù)。液體活檢的檢測物包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）、循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）、循環(huán)腫瘤RNA和外泌囊泡小體（exosome）4類，其中CTC和ctDNA是目前的研究熱點(diǎn)。2016年4月，美國FDA批準(zhǔn)了首款基于ctDNA進(jìn)行腫瘤篩查的產(chǎn)品——Epigenomics公司的Epi proColon試劑盒（用于篩查大腸癌）。

第四篇：中國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望

摘要：本文通過對中國沼氣利用現(xiàn)狀和沼氣發(fā)電工程市場前景的調(diào)查與分析，描述了沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其能源利用市場潛力，對影響沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經(jīng)濟(jì)因素和主要障礙進(jìn)行了分析評價，并提出了一些對策和措施。

關(guān)鍵詞：沼氣 工程 發(fā)電

1、引言

生物質(zhì)能是來源于太陽能的一種可再生能源，具有資源豐富、含碳量低的特點(diǎn)，加之在其生長過程中吸收大氣中的C02，因而用新技術(shù)開發(fā)利用生物質(zhì)能不僅有助于減輕溫室效應(yīng)和生態(tài)良性循環(huán)，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環(huán)境問題的重要途徑。

隨著對環(huán)境的日益重視，人們開始利用各種方式來減少工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的破壞。近十幾年來，在各級政府有關(guān)部門和企業(yè)的幫助協(xié)調(diào)下，用于處理畜禽糞便及各種生產(chǎn)、生活污水的大中型沼氣工程紛紛上馬，至1998年底，我國已建成大中型沼氣工程742處，年產(chǎn)沼氣量為16393.94萬立方米；垃圾填埋法產(chǎn)生沼氣是處理城市垃圾的主要方式之一，具有簡單易行和費(fèi)用較低的特點(diǎn)，同時還可回收能源，正受到世界各國的普遍歡迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋場，每年可回收沼氣51.42億立方米。

沼氣是一種具有較高熱值的可燃?xì)怏w，與其它燃?xì)庀啾?，其抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料，傳統(tǒng)上大多利用沼氣進(jìn)行取暖、炊事和照明，隨著沼氣產(chǎn)量的不斷增加，如何更高效地利用沼氣，成為擺在我們面前的一項(xiàng)課題。

2、沼氣發(fā)電技術(shù)進(jìn)展?fàn)顩r

沼氣燃燒發(fā)電是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)沼氣利用技術(shù)，它將沼氣用于發(fā)動機(jī)上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能，是有效利用沼氣的一種重要方式。目前用于沼氣發(fā)電的設(shè)備主要有內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。

國外用于沼氣發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)主要使用Otto發(fā)動機(jī)和Diesel發(fā)動機(jī)，其單位重量的功率約為27 kW／T。汽輪機(jī)中燃?xì)獍l(fā)動機(jī)和蒸汽發(fā)動機(jī)均有使用，燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是單位重量的功率大，一般為70～140kW／T；蒸汽發(fā)動機(jī)一般為10kW／T。國外沼氣發(fā)電機(jī)組主要用于垃圾填埋場的沼氣處理工藝中。目前，美國在沼氣發(fā)電領(lǐng)域有許多成熟的技術(shù)和工程，處于世界領(lǐng)先水平。現(xiàn)有61個填埋場使用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，加上使用汽輪機(jī)發(fā)電的裝機(jī)，總?cè)萘恳堰_(dá)340兆瓦；歐洲用于沼氣發(fā)電的內(nèi)燃機(jī)，較大的單機(jī)容量在0.4～2兆瓦，填埋沼氣的發(fā)電效率約為1.68～2kWh／m3。

我國開展沼氣發(fā)電領(lǐng)域的研究始于八十年代初，1998年全國沼氣發(fā)電量為1,055，160kWh。在此期間，先后有一些科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行過沼氣發(fā)動機(jī)的改裝和提高熱效率方面的研究工作。我國的沼氣發(fā)動機(jī)主要為兩類，即雙燃料式和全燒式。目前，對“沼氣一柴油”雙燃料發(fā)動機(jī)的研究開發(fā)工作較多。如：中國農(nóng)機(jī)研究院與四川綿陽新華內(nèi)燃機(jī)廠共同研制開發(fā)的S195—1型雙燃料發(fā)動機(jī)：上海新中動力機(jī)廠研制的20／27G雙燃料機(jī)等。成都科技大學(xué)等單位還對雙燃料機(jī)的調(diào)速、供氣系統(tǒng)以及提高熱效率等方面進(jìn)行過研究。濰坊柴油機(jī)廠研制出功率為120 kW的6160A一3型全燒式沼氣發(fā)動機(jī)，貴州柴油機(jī)廠和四川農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所共同開發(fā)出60 kW的6135AD(Q)型全燒沼氣發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)組；此外，還有重慶、上海、南通等一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行過這方面的研究、研制工作?？梢哉f，目前我國在沼氣發(fā)電方面的研究工作主要集中在內(nèi)燃機(jī)系列上。表1是我國部分12kW以下沼氣發(fā)電機(jī)組的測試性能比較。

3、沼氣發(fā)電前景廣闊

沼氣發(fā)電工程本身是提供清潔能源，解決環(huán)境問題的工程，它的運(yùn)行不僅解決沼氣工程中的一些主要環(huán)境問題，而且由于其產(chǎn)生大量電能和熱能，又為沼氣的綜合利用找到了廣泛的應(yīng)用前景：

1)有助于減少溫室氣體的排放

通過沼氣發(fā)電工程可以減少CH4的排放，每減少1屯CH4的排放，相當(dāng)于減少25噸C02的排放，對緩和溫室效應(yīng)有利。

2)有利于變廢為寶，提高沼氣工程的綜合效益

我們以沼電在酒廠中的的綜合效益為例：四川榮縣進(jìn)行了120 kW沼氣發(fā)電的生產(chǎn)和示范。用酒糟廢水經(jīng)厭氧消化產(chǎn)生沼氣，發(fā)電效率為1.69 kWh／m3，當(dāng)年成本為0.0465元／kWh。沼電能夠基本滿足該廠的生產(chǎn)用電：山東昌樂酒廠安裝2臺120 kW的沼氣發(fā)電機(jī)組，170m3酒糟日產(chǎn)沼氣4800m3，發(fā)電8640kwh，全年能源節(jié)約開支29萬元，工程運(yùn)行一年即收回全部成本。

杭州天子嶺填埋場發(fā)電工程在運(yùn)行過程中，在平均電價為0.438元／kWh的條件下，投 資回報(bào)率可達(dá)14.8%。

3)可減少對周圍環(huán)境的污染。

由于綜合利用手段單一，很多沼氣工程產(chǎn)生的沼氣大量排入大氣中，不僅嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境，也對工作人員的安全和健康產(chǎn)生了極大的威脅，沼氣發(fā)電則為沼氣找到了一條合理利用的途徑。

4)小沼電為農(nóng)村地區(qū)能源利用開辟新途徑

我國農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)還有許多地方嚴(yán)重缺電，如牧區(qū)、海島、偏僻山區(qū)等高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質(zhì)原料。因地制宜地發(fā)展小沼電，猶如建造微型“坑口電站”，可取長補(bǔ)短就地供電。

表1 12kW以下沼氣發(fā)電機(jī)組測試表

研制單位產(chǎn)品型號功率（KW）甲烷含量（%）比氣耗(m3／kWh)節(jié)油率（%）熱效率（%）

四川省農(nóng)機(jī)所0.8GFZ1.357730.868100 23.45

四川省農(nóng)機(jī)所19512.9789.40.37100 30.7

泰安電機(jī)廠12GFS3212.8578.450.49281 31.99

泰安電機(jī)廠10GFsl311.1886.50.24862 37.89

南充農(nóng)機(jī)所19513.5370.90.32281.38.8

武進(jìn)柴油機(jī)廠195-Z13.5271.20.40100 35.39

上海內(nèi)燃機(jī)所5GFZ5.6272.350.687100 26.78

重慶電機(jī)廠1.2kW1.5277.050.76100 294、沼氣發(fā)電商業(yè)化發(fā)展的主要障礙

80年代是我國沼氣發(fā)電研究的起始階段，也是較為活躍的時期。但近十年的發(fā)展比較 緩慢。主要存在以下障礙：

4.1技術(shù)障礙

我國沼氣發(fā)動機(jī)的開發(fā)研究主要集中在內(nèi)燃機(jī)系列上，一般只是對柴油機(jī)和汽油機(jī)進(jìn)行較淺層次的改裝，對發(fā)動機(jī)的熱工性能研究不深，由于產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，在運(yùn)行使用中出現(xiàn)諸多問題，給用戶帶來不便，從而影響其發(fā)展進(jìn)程。導(dǎo)致這種情況的根本原因是沒有對沼氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行深入的研究，技術(shù)不過關(guān)，缺乏足夠的生產(chǎn)實(shí)踐。致使發(fā)動機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生熱負(fù)荷高、可靠性差、起動困難；另外我國研制的全燒沼氣發(fā)動機(jī)的排氣溫度過高，氣閥易燒壞，使氣缸蓋等成為易損件等諸多技術(shù)問題。

4.2市場障礙

由于我國沼氣發(fā)動機(jī)存在許多問題，先前應(yīng)用國產(chǎn)發(fā)電機(jī)組的沼氣發(fā)電工程有許多長 期處于停機(jī)狀態(tài)。這就使后來發(fā)展的絕大多數(shù)沼氣工程放棄了沼氣發(fā)電方式，轉(zhuǎn)而尋求其他的利用途徑。少數(shù)沼氣發(fā)電工程(如天津、杭州等)依靠貸款引進(jìn)購買較為成熟的國外發(fā)電機(jī)組設(shè)備來維持運(yùn)行。我國生產(chǎn)廠家則由于技術(shù)不夠成熟而造成買方市場的嚴(yán)重匱乏，沼氣發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組無法形成規(guī)?；可a(chǎn)，使科研生產(chǎn)單位缺乏相關(guān)的研究經(jīng)費(fèi)，沒有對其作深入研究開發(fā)的積極性，不能提供質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品，進(jìn)一步阻礙產(chǎn)品的市場化進(jìn)程，對生產(chǎn)科研單位自身以及沼氣發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)展都不利。

此外，沼氣發(fā)電市場不規(guī)范，沒有相應(yīng)的較為完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也不利于其商業(yè)化開發(fā)和利用。

4.3政策障礙

缺乏相應(yīng)的激勵政策和限制性政策，不能有效地動員和吸收投資，成為影響其技術(shù)發(fā)展的一個重要原因。

由于目前沼氣發(fā)電工程在技術(shù)和市場化方面面臨許多問題，這就需要國家在這個領(lǐng)域給予政策方面的扶持。如果國家給予在稅收、貸款方面的優(yōu)惠政策、投資補(bǔ)貼和產(chǎn)業(yè)保護(hù)措施，以及電力部門在沼氣電力并網(wǎng)方面給予支持和幫助，制定優(yōu)惠的上網(wǎng)電價，將大大改善沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和市場前景，對其進(jìn)入市場具有很積極的作用。

5、促進(jìn)沼氣發(fā)電商業(yè)化發(fā)展的建議

從以上沼氣發(fā)電商業(yè)化所面臨的主要障礙來看，如果要克服其障礙，達(dá)到促進(jìn)沼氣發(fā)電技術(shù)商業(yè)化發(fā)展的目的，還需要采取一些措施和行動。

5.1制定發(fā)展規(guī)劃

對我國沼氣利用現(xiàn)狀和市場前景進(jìn)行成分調(diào)查，描述沼氣發(fā)電能源利用市場，確定本項(xiàng)目建設(shè)發(fā)展領(lǐng)域，并評價發(fā)展沼氣發(fā)電商品化和市場化的社會經(jīng)濟(jì)因素，分析沼氣發(fā)電的技術(shù)開發(fā)和市場潛力，制定相關(guān)工藝開發(fā)利用的規(guī)劃，明確開發(fā)的目標(biāo)。

5.2加強(qiáng)技術(shù)保障體系的建設(shè)

引進(jìn)吸收國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)技術(shù)支持和保障體系的建設(shè)、扶持和培養(yǎng)，制定國家級的沼氣發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立和完善可持續(xù)的、市場化的推廣沼氣發(fā)電綜合性服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

5.3引入競爭機(jī)制，創(chuàng)新投資體系

針對目前我國沼氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展資金匱乏的現(xiàn)狀，認(rèn)真總結(jié)分析我國外現(xiàn)行的資金籌措和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)國外技術(shù)成熟的商業(yè)化運(yùn)營沼氣發(fā)電工程先進(jìn)優(yōu)惠政策以及市場化融資體系建設(shè)模式。轉(zhuǎn)變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業(yè)投入到沼氣發(fā)電技術(shù)的競爭行列。

5.4研究制定國家級的配套政策

進(jìn)一步加強(qiáng)同環(huán)保部門、工業(yè)企業(yè)、科研院所和金融機(jī)構(gòu)的合作與協(xié)調(diào)，研究制定激勵性政策，地方性和全國性相結(jié)合的政策。同時應(yīng)對沼氣發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化研究制定配套政策。

參考文獻(xiàn)：

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[4]中國農(nóng)業(yè)部／美國能源部<

第五篇：歐洲煉鋼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

歐洲煉鋼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2012年，27個歐盟國家的產(chǎn)量為1.685億噸，其中有19個國家年粗鋼產(chǎn)量超過300萬噸。這些國家主要的工藝路線是轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼，其中轉(zhuǎn)爐煉鋼比例為58.3%，電爐煉鋼為41.7%。但各國工藝路線區(qū)別很大。意大利和西班牙電爐煉鋼比例超過2/3，盧森堡、葡萄牙和斯洛文尼亞這一比例達(dá)到100%。與此相反，在奧地利、荷蘭、捷克、斯洛伐克和匈牙利，轉(zhuǎn)爐煉鋼比例超過90%。在德國，電爐煉鋼比例占32%，轉(zhuǎn)爐煉鋼比例占68%。

轉(zhuǎn)爐與電爐：結(jié)合顯優(yōu)勢

相比于電爐煉鋼，轉(zhuǎn)爐煉鋼具有更大規(guī)模生產(chǎn)特定鋼種的能力。精細(xì)的鋼種用于供應(yīng)扁平材及長材產(chǎn)品、半成品、線材、熱軋卷和冷軋卷的生產(chǎn)使用。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝主要分為3種：頂吹LD爐、底吹BOP爐、為了增加廢鋼比例的頂?shù)讖?fù)吹Q-BOP爐。

1952年~2007年，底吹BOP轉(zhuǎn)爐粗鋼產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于頂吹LD轉(zhuǎn)爐粗鋼產(chǎn)量。許多優(yōu)化LD轉(zhuǎn)爐的工藝和裝備技術(shù)使其在世界范圍內(nèi)得到廣泛使用，其中包括改善工藝自動化的副槍技術(shù)、實(shí)現(xiàn)出鋼溫度和成分命中的動態(tài)工藝模型的發(fā)展、各種形式的出鋼擋渣系統(tǒng)和通過爐底透氣磚噴吹惰性氣體攪拌熔池實(shí)現(xiàn)頂?shù)讖?fù)吹。

底吹轉(zhuǎn)爐改善了爐渣熔池反應(yīng)和脫碳效果。在出鋼時具有相似碳含量的情況下，相比于LD轉(zhuǎn)爐，BOP轉(zhuǎn)爐渣中鐵含量降低。

可生產(chǎn)多樣性鋼種是轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼的共同特征。較少種類的高品質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、耐腐蝕耐熱鋼和工具鋼多采用電爐生產(chǎn)。許多化學(xué)元素可以當(dāng)作合金原料用于生產(chǎn)多種市場所需的鋼材產(chǎn)品以滿足客戶要求。1980年~2011年，歐盟國家電爐煉鋼產(chǎn)粗鋼比例從20%增長到42%，增幅超過1倍?？沙掷m(xù)發(fā)展是這些數(shù)字背后的驅(qū)動力，因?yàn)楦鞣N級別廢鋼的循環(huán)利用是電爐煉鋼的重要任務(wù)。此外，電爐煉鋼相對于長流程煉鋼來說也減少了CO2的絕對和相對排放量。

在德國，28座電爐中有3座是直流電爐，分別位于翁特威倫博恩、派尼和喬治瑪林。直流電爐主要具有低噪音、低電耗、長爐齡、對電網(wǎng)沖擊小等優(yōu)點(diǎn)。

就電爐煉鋼流程來說，伊斯肯德倫MKK冶金公司擁有300噸容量的電爐（交流電），東京鋼鐵公司擁有420噸容量的電爐（直流電）。這些電爐煉鋼廠粗鋼年產(chǎn)能達(dá)到250萬噸，接近中等規(guī)模轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的產(chǎn)能水平。

Conarc工藝代表了轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼技術(shù)的結(jié)合。根據(jù)原材料的不同，兩個獨(dú)立的熔池可以同時冶煉或者分別作為轉(zhuǎn)爐和電爐冶煉。原材料可從全鐵水到全廢鋼變化，充分考慮原材料的靈活性是Conarc工藝的特點(diǎn)。

采取改善轉(zhuǎn)爐傳感器技術(shù)和工藝建模等措施的目的在于增加轉(zhuǎn)爐的有效性及保證轉(zhuǎn)爐在換襯和緩沖期的安全準(zhǔn)確維護(hù)。此外，其也有助于改善能量利用率、二次燃燒率、轉(zhuǎn)爐爐氣回收和增加原料廢鋼比等。但是，電爐煉鋼爐氣利用仍然是一個重要問題。

因?yàn)楦咂焚|(zhì)廢鋼數(shù)量的有限性限制了電爐煉鋼生產(chǎn)粗鋼比例的提升，所以電爐熔化廢鋼和海綿鐵、轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水、化石燃料熔煉廢鋼等復(fù)合工藝得到發(fā)展。

目前，用氣體作為還原劑已經(jīng)不僅限于研究階段，奧鋼聯(lián)在德克薩斯投資了新的熱壓塊鐵廠。一些地區(qū)的天然氣價格較低，使得這項(xiàng)技術(shù)具有重要意義。

爐外精煉：精細(xì)靈活

轉(zhuǎn)爐煉鋼廠典型的爐外精煉工藝開始于出鋼過程中加入合金元素。LF爐可以用電作為能源對鋼液進(jìn)行加熱，這給煉鋼工人帶來了許多便利且具有其他優(yōu)點(diǎn)：①出于工藝考慮可以降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，②可以延長轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，③使加入大量合金原料成為可能。

加熱鋼液也可以在HALT或者CAS-OB通過鋁脫氧放熱實(shí)現(xiàn)。VD/VOD或者RH可以進(jìn)行脫氣和脫碳。在鋼包脫氣過程中，利用適宜的爐渣條件可以將鋼中硫含量降至最低值。而RH爐為脫碳提供了最適宜的條件。

鋼種的多樣性和客戶的需求導(dǎo)致爐外精煉的工藝路線比較復(fù)雜，轉(zhuǎn)爐煉鋼和電爐煉鋼都是如此，其中考慮到了煉鋼、攪拌、RH和VD/VOD脫氣、LF和化學(xué)升溫等因素。實(shí)際工藝路線的選擇由冶金需求決定，可以同時采取多種工藝路線，而且這些工藝路線互相關(guān)聯(lián)。因此，煉鋼廠的調(diào)度安排變得越來越重要，這也對工人操作水平和設(shè)備有了更高的要求。

客戶需求和產(chǎn)品種類決定了所需要的爐外精煉裝備。通常來講，滿足殘余元素或者微量元素的下限與生產(chǎn)有合金元素上限的鋼種是兩個不同的任務(wù)和工藝。此外，從不同元素的需求來看，LF爐的關(guān)鍵地位是顯而易見的。鋼種合金元素總體含量越高，采用LF精煉就越重要。這是由于工藝所允許的溫度上限有要求，煉鋼時輸入鋼液的能量不能保證添加大量合金元素的需求。

自20世紀(jì)50年代裝備了第一臺爐外精煉設(shè)備以來，人們付出了巨大的努力推動精細(xì)冶煉工序的發(fā)展，這也可以從鋼中殘余元素最低值要求的變化看出：1960年，鋼中[C]、[S]、[N]、[O]、[H]含量總和為600ppm，到2010年，這一值降低到了70ppm。顯然，這一數(shù)值已經(jīng)沒有必要再向更低的水平發(fā)展了。

現(xiàn)在，爐外精煉的主要類型有VD/VOD和RH。采用RH工藝，鋼液終點(diǎn)碳含量僅為采用VD/VOD工藝終點(diǎn)碳含量的1/3。另一方面，由于VD可以優(yōu)化爐渣成分進(jìn)行脫硫，鋼中硫含量約為RH的1/4。因此，VD在中厚板和管線鋼的生產(chǎn)中扮演著重要角色。

從歐洲1990年~2010年每5年中新建成的脫氣裝置可以看出，主要趨勢是在轉(zhuǎn)爐煉鋼廠裝備RH，在電爐煉鋼廠裝備VD/VOD。但是，也有不同工序的不同組合。大約50%的RH使用的鋼包容量超過150噸，而大部分VD/VOD使用的鋼包容量都小于150噸。

對LF工藝技術(shù)來說，可以總結(jié)出以下趨勢：轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)高合金鋼種是需要LF爐的原因；LF爐可以降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度以降低鋼中磷含量，這也有利于延長爐襯壽命；開發(fā)出水冷銅元件可以避免結(jié)殼。

預(yù)期LF今后會在轉(zhuǎn)爐煉鋼中扮演重要的角色。煉鋼工藝需要更高的靈活性與更加精細(xì)鋼種數(shù)量的增加相結(jié)合，這給爐外精煉帶來了一個新挑戰(zhàn)。煉鋼物質(zhì)流的持續(xù)改善是另一個主要任務(wù)。在高合金鋼的生產(chǎn)中，合金系統(tǒng)必須升級到更大效率，同時保證更好的分析彈性。在線工藝建模的重要性已經(jīng)增加，光學(xué)檢測和攝像系統(tǒng)配合圖像分析軟件的應(yīng)用是此技術(shù)發(fā)展的另一個趨勢。爐外精煉設(shè)備數(shù)量的穩(wěn)定增加和精細(xì)技術(shù)的投入使用，確保了該工藝操作的最大靈活性，從而有利于更好地滿足當(dāng)今和未來的市場需求。

連鑄：穩(wěn)中求“精”

比較7年間歐洲噸鋼研發(fā)投入與噸鋼附加值之間的關(guān)系和技術(shù)差別可看出，薄帶連鑄仍有很多問題。也就是說高研發(fā)投入?yún)s獲得低附加值。未來幾年工藝優(yōu)化的一個重要方向可能

是提升薄帶連鑄產(chǎn)品的附加值。薄板坯連鑄處于較好態(tài)勢，但是要獲得高附加值仍然需要高研發(fā)投入。

當(dāng)今95%的鋼材仍由傳統(tǒng)連鑄工藝生產(chǎn)，因?yàn)槠淠軌蛞暂^低的研發(fā)投入獲得較高的產(chǎn)品附加值。德國厚板廠商迪林格公司正準(zhǔn)備采用一種近終型連鑄工藝，旨在建造一臺可生產(chǎn)最大厚度500mm板坯的連鑄機(jī)以滿足客戶在厚板市場的需求，預(yù)計(jì)將在2014年投產(chǎn)。

薄板坯連鑄。自1984年紐科公司第一家薄板坯廠在克勞福茲維爾建成以來，這項(xiàng)技術(shù)在高質(zhì)量熱軋板卷的生產(chǎn)中扮演了重要的角色。薄板坯連鑄主要的優(yōu)勢在于相對低的能量消耗，約比傳統(tǒng)板坯連鑄-熱軋工藝低一半。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界薄板坯連鑄工藝產(chǎn)能總和達(dá)到8150萬噸。有44家工廠采用CSP工藝，有12家采用FTSC工藝，5家采用其他工藝，如DSP、ESP、ISP。這些技術(shù)在電爐煉鋼廠和轉(zhuǎn)爐煉鋼廠都有使用。這些工廠主要分布在歐洲和北美，也有的部分位于印度、韓國和中國。

目前，歐盟國家有7家薄板坯廠正在運(yùn)營，年產(chǎn)能達(dá)到900萬噸，分別采用ESP、ISP、CSP或DSP工藝。為使產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)最大化，這些廠不斷提高連鑄坯拉速。比如克雷莫納廠采用的ESP工藝，最高拉速可達(dá)到8.5m/min；土耳其伊斯肯德倫也有一家工廠采用FTSC工藝。

薄帶連鑄。為了生產(chǎn)厚度為1mm~5mm的近終型產(chǎn)品，雙輥薄帶連鑄工藝被開發(fā)出來。由于產(chǎn)品厚度降低，可以減少軋鋼機(jī)架數(shù)量，從而大幅縮短生產(chǎn)線。相對于傳統(tǒng)（厚板坯）連鑄-熱軋工藝，雙輥薄帶連鑄工藝能量消耗最多可降低90%；由于鋼液凝固時間為傳統(tǒng)連鑄的1/700，微觀組織也能得到改善，且可以避免微觀偏析和宏觀偏析，從而允許更高的殘余元素含量。在生產(chǎn)高錳和高鋁含量的鋼種時，薄帶連鑄具有極大的吸引力。

目前，主要有3家薄帶連鑄廠正在運(yùn)營。韓國浦項(xiàng)在2002年建成了一座類似的工廠用于生產(chǎn)不銹鋼和硅鋼。2002年，紐科公司在美國克勞福茲維爾建成一臺雙輥軋機(jī)，年產(chǎn)能54萬噸。此后，其又在美國布萊斯威爾建成了第2臺，生產(chǎn)的鋼種包括碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼。

一般來說，表面缺陷不能通過火焰清理和修磨去除，這是雙輥薄帶連鑄技術(shù)的主要問題。該技術(shù)在側(cè)板密封技術(shù)、邊緣板型控制、凝固過程控制和工藝收益率等方面還尚待改進(jìn)優(yōu)化。

德國扁鋼廠商薩爾茨基特公司在世界上首次實(shí)現(xiàn)了BCT薄帶連鑄工業(yè)化，相應(yīng)的試驗(yàn)工廠位于克勞斯塔爾大學(xué)。通過旋轉(zhuǎn)，鋼液從類似于中間包的容器中澆出，冷卻成鋼帶。初級冷卻主要在連鑄滾帶上進(jìn)行，凝固過程在惰性氣體氣氛下進(jìn)行。澆鑄成的鋼帶厚度在10mm~15mm之間。

相對于雙輥薄帶連鑄工藝來說，BCT薄帶連鑄工藝表面缺陷沒有那么嚴(yán)重，且具有偏析輕、在線軋制能耗低、軋鋼機(jī)架數(shù)量少等優(yōu)勢。同時，由于不用經(jīng)過彎曲和矯直，該工藝避免了熱致裂紋的發(fā)生，可專門用于高錳鋼的生產(chǎn)。

技術(shù)展望。在德國鋼鐵協(xié)會會員公司中，當(dāng)前連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢主要集中在提升工藝可靠性和工藝穩(wěn)定性、裝備模塊化和改善靈活性方面。對于傳統(tǒng)連鑄工藝的優(yōu)化策略是根據(jù)產(chǎn)品市場定位來確定進(jìn)一步發(fā)展的方向。短期來看，薄板坯連鑄工藝將會引起極大關(guān)注；長遠(yuǎn)來看，則必須發(fā)展精細(xì)的設(shè)備和工藝流程。然而，未來薄板坯連鑄的發(fā)展也要取決于技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)效益情況。