化工行業(yè)是我國的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，化工總產(chǎn)值約13萬億元，約占全國GDP的17%。我國化工產(chǎn)業(yè)仍以石油化工為主。以化石資源為基礎(chǔ)的加工模式面臨轉(zhuǎn)型升級，化工行業(yè)綠色化對于人類社會可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，主要包括以下方面：

原料綠色化。我國化工制造業(yè)多依賴煤、石油、天然氣等化石資源，結(jié)合我國資源狀況，原料可持續(xù)性供給亟待加強。自然界中生物質(zhì)通過光合作用固定二氧化碳而來，據(jù)統(tǒng)計，僅利用全球生物量的7%，人類就可以解決資源、能源難題。世界經(jīng)濟合作組織（OECD)曾指出：預(yù)計到2030年，35%的化學(xué)品和其它工業(yè)產(chǎn)品將來自生物制造，占行業(yè)總產(chǎn)值份額39%。美國以玉米為原料，巴西以甘蔗為原料制定生物制造發(fā)展戰(zhàn)略。我國糧食安全是基本國策，使用糧食資源作為原料進行大規(guī)模生物制造不合適。但我國低劣生物質(zhì)資源豐富，如每年7億多噸農(nóng)作物秸稈、1.6億多噸廢棄林木資源。將這些中低品位生物質(zhì)進行高值化利用，不僅可以解決生物制造的原料來源問題，還可以降低其對環(huán)境的污染。

過程、裝備與產(chǎn)品綠色化。合成生物學(xué)技術(shù)作為未來顛覆性技術(shù)，是生物制造產(chǎn)業(yè)前沿，是未來化工產(chǎn)業(yè)升級的核心技術(shù)之一。世界各國將合成生物學(xué)作為科技創(chuàng)新和經(jīng)濟發(fā)展的主要驅(qū)動力之一。首先，合成生物學(xué)開展酶與細胞的設(shè)計合成，給生命體創(chuàng)造全新的物質(zhì)識別、生化代謝等能力，突破自然生物進化局限，推動顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。其次，合成生物學(xué)設(shè)計合成細胞群體，大幅度提高生物合成產(chǎn)品的過程效率。目前化工產(chǎn)業(yè)存在的通用問題包括：化工廠占地面積大，間歇式居多，效率低；設(shè)備體積巨大，動輒數(shù)十、數(shù)百立方米；裝載危險物料多，操作失誤或不當引發(fā)爆炸形成嚴重的環(huán)境安全事故，污染排放嚴重等。近年來，微化工等綠色化工生產(chǎn)技術(shù)與裝備有力推動化工技術(shù)向綠色化、環(huán)境友好發(fā)展。比如通過微化工技術(shù)，可以實現(xiàn)化工過程連續(xù)化，提高反應(yīng)與分離效果，減少排放；做到輕量化，大大減少系統(tǒng)中危險物料的使用，提高本質(zhì)安全性；專用化工設(shè)備做到微型化，縮小系統(tǒng)空間，減少占地面積，實現(xiàn)“通風櫥中的工廠”夢想。研究團隊利用3D打印、數(shù)控加工等快速精密制造技術(shù)提升微流場反應(yīng)裝備開發(fā)效率，實現(xiàn)對傳統(tǒng)化工生產(chǎn)模式的變革。我國化學(xué)品的產(chǎn)品體系難以突破已有傳統(tǒng)產(chǎn)品體系的局限，大量化學(xué)品依賴進口，部分產(chǎn)品成了“卡脖子”。如尼龍66材料，其核心原料己二胺80%以上依賴進口，自給率嚴重不足。如何突破己二胺長期依賴進口對相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的限制，需要自主創(chuàng)新。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色化。當前，我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)面臨很大挑戰(zhàn)。大量消費需求和水地資源不足的問題要通過科技創(chuàng)新解決?？梢杂蒙镏圃靵砩a(chǎn)蛋白，生物技術(shù)生產(chǎn)蛋白效率是植物的1000倍，動物的10000倍?？梢詫崿F(xiàn)藥用蛋白、食用蛋白以及飼用蛋白的大規(guī)模制造，用以生產(chǎn)抗體藥物、人造肉等?？梢岳蒙镏圃旒夹g(shù)將秸稈通過預(yù)處理在生物反應(yīng)器中培養(yǎng)酵母，收獲大量蛋白、油脂等，緩解中國對進口大豆的依賴。

在科技競爭的今天，化工行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級是“兩個替代、一個提升”，即以生物可再生資源取代化石資源的工業(yè)原料路線替代，實現(xiàn)低碳經(jīng)濟與工業(yè)可持續(xù)發(fā)展；以合成生物學(xué)技術(shù)、微反應(yīng)技術(shù)等前沿技術(shù)、顛覆性技術(shù)來取代傳統(tǒng)的化學(xué)催化的工藝路線替代，實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保；以現(xiàn)代生物技術(shù)提升傳統(tǒng)化工技術(shù)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與競爭力的提升?；ば袠I(yè)的轉(zhuǎn)型升級對于我國加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式，節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，建立綠色、低碳與可持續(xù)的化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟體系具有重大戰(zhàn)略意義，可以有力助推實現(xiàn)建設(shè)世界科技強國的目標。

（作者為中國工程院院士、江蘇產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院名譽院長）