中关村论坛发布重大成果：清华大学源头创新、微构工场万吨级产线建成

2026年中关村论坛年会的重大成果专场发布会上，一项标志着我国在绿色生物制造领域取得里程碑式突破的成果正式发布：由清华大学与北京微构工场生物技术有限公司联合攻关，成功建成了国内首条、规模最大的万吨级聚羟基脂肪酸酯（PHA）生产线。这不仅意味着一种被誉为塑料污染“终极方案”的环保新材料实现了规模化、低成本制造，更代表中国在合成生物学产业化赛道上，完成了从底层技术原创到全球产业引领的华丽转身。

破解生物制造难题

“娇气菌”到“特种兵”

PHA是一种由微生物合成的天然高分子材料，具有全生物基、自然友好（可消解于海洋和土壤环境中）以及生物相容性优异等特性，被视为替代传统石油基塑料、根治“白色污染”的理想材料。然而，其产业化之路数十年来步履维艰，核心瓶颈在于传统的生产菌种极为“娇气”，发酵过程需要严格的无菌环境、消耗大量淡水和能源，导致生产成本长期居高不下，限制了其大规模应用。

面对这一世界性难题，清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强教授领衔的团队，另辟蹊径，将目光投向了极端环境微生物。他们远赴新疆艾丁湖——这片地表温度可达80摄氏度的酷热盐湖，筛选出一种名为“Halomonas ”（嗜盐菌）的极端微生物。这种菌如同自然界的“特种兵”，能在高盐、高碱的恶劣环境中茁壮成长。研究团队利用合成生物学技术，历时多年自主研发出专用的基因编辑工具，成功对这颗“特种菌”进行精准的代谢通路改造，使其成为高效合成PHA的“细胞工厂”。这项被称为“下一代工业生物技术”（NGIB）的核心突破在于：发酵过程可以直接使用海水、无需严格灭菌（高盐环境抑制了杂菌生长）、采用开放连续的发酵模式，从而极大简化了生产工艺，降低了能耗和水耗。据评估，该技术使PHA的生产成本下降了超过40%。

图 | 中关村论坛重大发布现场

从实验室到万吨工厂

中国速度打造全球标杆

技术的突破为产业化扫清了最大障碍。源自清华大学成果的微构工场，承担了将这项实验室创新转化为现实生产力的重任。公司确立了“从市场来，到市场去”的清晰战略，以惊人的速度推进产业化进程。

图 | PHA万吨级产线

2022年，微构工场在北京顺义建成了千吨级“合成生物柔性智造线”，实现了研发与生产的零距离协同。2023年，微构工场与全球酵母巨头安琪酵母合资成立微琪生物，在湖北宜昌规划建设年产3万吨的PHA生产基地。至2025年，该项目一期年产1万吨的产线正式投产，成为中国首条万吨级PHA生产线。这条产线以建设“全球级生物制造+智能制造灯塔工厂”为目标，深度融合工业4.0技术，自动化率高达90%，旨在实现生产效率提升30%、成本再降30%。

目前，微构工场已成为全球能够量产最多类型PHA产品（达74种）的企业，并获得了中国、欧盟、美国等多地的食品接触级材料认证，是全球首家实现中美欧市场同步销售PHA的企业。随着宜昌万吨级产线的达产，中国PHA产能已跻身全球第一梯队。

这条万吨级生产线的建成，其意义远不止于一个产能数字。

首先，它实现了从“菌株-工艺-装备”的全链条自主创新。陈国强教授团队打造的嗜盐菌底盘体系及其NGIB技术，拥有完全自主知识产权，打破了欧美在工业微生物菌种和核心工艺上的长期专利封锁。2024年，陈国强教授因其杰出贡献，荣获了国际生物聚合物大会首次颁发的工业奖。

更重要的是，它勾勒出中国生物制造产业的独特范式。通过“政产学研资用”的高效协同，清华大学的前沿基础研究、微构工场的市场化运营和快速产业化能力、安琪酵母等产业方的制造与渠道优势，以及资本的支持，共同促成了这一跨越。

未来已来：

从绿色包装到健康医疗

万吨级产能的落地，只是PHA广阔未来的起点。其超过100亿种潜在的结构组合，构成了一个庞大的“材料基因库”，为匹配不同需求提供了无限可能。

在环保领域，PHA涂层纸已成功替代传统塑料淋膜，实现包装材料的完全生物降解。在医疗健康领域，PHA因其良好的生物相容性和可降解性，在组织工程支架、人造血管、可吸收骨钉、缝合线以及医美填充材料等方面展现出巨大潜力。

图 | PHA原料

展望未来，陈国强教授描绘了一幅更具想象力的图景：未来的生物制造基地可以依海而建，利用风能、太阳能等清洁能源，引海水进行嗜盐菌发酵，将二氧化碳等原料转化为各类生物材料，真正实现低碳制造。

从新疆艾丁湖的一株小小嗜盐菌，到湖北宜昌的万吨级智能工厂，这条创新之路走了三十余年。如今，随着万吨级PHA生产线的建成投产，中国不仅为解决全球塑料污染问题提供了坚实的“中国方案”，更在合成生物学这场关乎未来的产业革命中，占据了引领性的位置。这标志着中国的绿色生物制造，正从跟跑、并跑迈向领跑的新阶段。