編者按
生物經濟是由生命科學和生物技術的研究和創新驅動的經濟活動，目的是在清潔能源、農業、工業和健康等廣泛領域創造有用的産品，進而創造就業機會、應對氣候變化、減少對化石燃料的依賴。當下，生物經濟已經開始逐漸取代能源經濟，成為國力競争的重要領域，中美兩國均已将其列為戰略性、前瞻性的重點方向加以推動。
美國國家安全委員會人工智能和國防創新委員會主席、前 Google 首席執行官 Eric Schmidt 發起的智庫 Schmidt Futures，不久前釋出了《美國生物經濟：為靈活和競争性的未來規劃路線》報告。報告指出了美國發展相關領域的重要性，并建議美國進行更多戰略投資，并建設易于通路的國家計算和資料庫基礎設施，以指導4萬億美元的全球生物經濟未來。
報告中的内容，對于大陸發展生物科技、生物經濟也具有重要參考價值。為此，芯航編譯了該報告的部分内容，以飨讀者。
項目簡介
為推動下一次合成生物和生物經濟創新浪潮，施密特未來公司于2021年10月成立了合成生物與生物經濟工作組，作為促進清潔能源、工業、農業、衛生等領域變革性生物導向和生物賦能應用的計劃的一部分。工作組成員包括來自實體、倫理、合成生物學等學術學科的内容專家；來自小規模和大型公司的風險投資家和行業上司人；以及來自生物技術聯盟的上司者。
考慮到生物經濟相關讨論主題的廣泛性，本中期報告的重點是确定“推動基于生物學的生産時的研究需求”，并評估基礎設施需求，以支援美國的生物經濟。計劃于2022年春季編寫的一份跟進戰略檔案将提供對其他主題的建議，如人才/人力發展、政策現代化以及用于激勵創新的催化行動。施密特未來公司正在考慮其2022年戰略檔案，歡迎提供關于本中期報告的資訊以及關于利益相關方會議的想法。所有資訊應當送出給以下列出的項目共同負責人。
為編寫本中期報告，工作組成員定期開會讨論各種主題，開發了兩種新研究産品為所提出的建議提供資訊。為本報告收集的資訊包括與50多名專家的訪談、文獻綜述以及來自會議和線上研讨會的資訊。施密特未來公司真誠感謝為這些工作做出貢獻的衆多人士，也感謝付出了大量時間參加本項目的工作組成員。
執行摘要
自第一項基因工程實驗開始的近50年來，美國已經成為世界的生物技術強國，其基于生物學的經濟，也就是生物經濟，在2016年産生了将近9600億美元的經濟活動，大約占美國 GDP 的5%，其中一半以上的總經濟活動來自生物醫學以外的領域，包括農業和工業生物技術領域。在接下來的二十年左右或更少，發展成熟的生物經濟将有潛力轉變生産過程，用可再生生物質能源而不是石油來制造現代社會的産品。這樣，将能夠減少國家對礦物燃料的依賴，複興美國整個國家的制造業和就業，建立起更有彈性的供應鍊，改善國民健康，為實作“建立淨零溫室氣體經濟”這一目标做出巨大貢獻。但是，分散的上司力、人才開發不足、基礎研究和生物工藝基礎設施開發投資不足、國際競争等因素使得美國面臨着失去世界領先地位的風險，并浪費了嘗試擴大生物經濟的創業動力和資本市場利益。如果沒有具體措施來解決這些問題，那麼國家的經濟和安全、公民的健康、國家邁向淨零經濟進而創造高收入工作崗位并讓它們保留在國内的機會都将陷入危險境地。
施密特未來公司——Eric 和 Wendy Schmidt 的慈善創舉——成立了一個工作組，開辟出一條路線來實作平台技術（如合成生物和人工智能）的前景，以助力實作近期規劃的“4萬億全球生物經濟”這一目标。工作組對障礙進行了仔細考慮，将重點放在可實作大規模生産已經準備走出實驗室的激動人心的生物經濟産品，進而找到将基礎科學研究轉化為大衆可用産品的機會。這樣的産品包括：
- 在海水和土壤中可降解為無害化學物質的新一代塑膠；
- 用生物工藝生産的碳中和水泥；
- 替代食物蛋白質來源，這些來源使用的水和土地更少，産生的溫室氣體排放亦減少；
- 适應氣候變化的植物，包括耐鹽和抗旱作物；
- 其生産可大幅削減二氧化碳排放量并減少有毒廢物的紡織品和染料；
- 可減少肥料使用、改善土壤健康并清除大氣中二氧化碳的土壤微生物。
施密特未來公司出具的本報告提出了關于公共和私人行動的建議，主要分為兩大類：基礎科學和技術挑戰，以及擴大産能型生物生産基礎設施。這些類别的出現基于以下一個事實：目前美國的大部分基礎生命科學研究以好奇和發現為導向，而非以應用為導向，這就帶來了許多“非學術”挑戰，限制了實作生物生産目标的能力，使得這些挑戰在美國繼續未得到徹底研究和充分開發。此外，由于其他國家正在緻力于解決這些挑戰，而美國公司也正在用它們的海外技術進行生産和商業化，那麼如果這種情況持續存在，将産生同樣的“在此處創新，在他處生産”結果，而這樣的結果已經給美國制造業和制造業員工帶來了太多傷害。
建議簡要說明
1. 美國政府應當緻力于确立一項為期5年、價值6億美元的生物生産科學倡議（BSI）并為其提供資金支援，進而保持美國在生物科學領域的全球上司者地位并實作産能擴大。該倡議為重點負責推動當代和未來生物生産相關基礎科學和技術開發的相關科學機構增加了預算和款項劃撥，主要目标是解決一些妨礙創新技術轉化的、尚未得到滿足的研究需求。
- 國家科學基金會（NSF）應當作為 BSI 的牽頭機構，每年建立兩個以生物生産為重點的區域創新加速器（RIA）；
- RIA 應當與相關的聯邦科學機建構立新的夥伴關系，以現有專業技術為基礎，利用早期投資，實作研究加速的協調。
2. 美國政府應當在兩年内投入12億美元建立廣泛而靈活的生物生産基礎設施（生物生産能夠用多種微生物加工多種原料，以多種規模生産出多種産品），進而以公平、有戰略性的方式擴大國内生物生産能力。未來還需要更多資金支援，用于維護和保持這些投入。
- 商務部應當在本工作組的工作基礎上綜合評估現有設施和功能，進而發現并抓住機會，實作适當、公平的未來設施布局；
- 由10-15種新生物生産設施和翻新生物生産設施組成的網絡，再加上為早期技術開發提供的激勵措施，将加速從實驗室技術向商業化應用過渡；
- 商務部應當探索其他财政激勵措施（例如，CHIPS 法案中提及的那些激勵措施），進而為小型和大型公司提供資金，以滿足其基礎設施需求。
3. 為維持全球競争力，美國政府應當以“将成功規模化生産新産品所需的時間從幾年縮短至幾個月”為目标，建立并保持創造性的公私合作夥伴關系。
- 商務部應當激勵具備深厚人工智能專業技術的公司與擁有生物制造設施的公司建立夥伴關系，進而為創新者提供服務、設施和專業技術。
提供公共和私人融資機會以推動美國循環生物經濟并保持美國的生物技術競争力
施密特未來公司生物經濟工作組出具的中期報告
自 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 首次開展基因工程實驗的近50年來，美國已經成為世界的生物技術強國，所産生的基于生物的經濟（也就是生物經濟）僅在2016年便帶來了價值近9600億美元的經濟活動，大約占美國 GDP 的5%，促進了私人企業和繁榮創業生态系統的成長。但是，分散的上司力、人才開發不足、基礎研究和生物工藝基礎設施開發投資不足、國際競争等因素使得美國面臨着失去世界領先地位的風險。如果沒有具體措施來解決這些問題，那麼國家的經濟和安全、公民的健康、國家邁向淨零經濟進而創造高收入工作崗位并讓它們保留在國内的機會都将陷入危險境地。
淨零指一個國家的溫室氣體産生量與該國通過創新從大氣中清除的溫室氣體的量之間的平衡。當我們增加的量并未大于清除的量，則視為達到淨零。
在美國，我們擁有科學和工程知識庫、商業和風險投資利益、充足的可再生原材料、充滿活力的勞動力群體以及應對氣候變化風險的創新成果，越來越多的消費者要求并且願意以更高的價格購買對環境危害較小的産品和其他資源性産品，舉全體國民之力發展生物經濟，使之遠遠超出今天的規模。事實上，通過使用和利用構成生命的基本成分方面的變革性的專業知識，我們可以推動全球從使用石油産品和其他不可再生材料來為經濟活動提供動能到使用可再生生物質資源來推動經濟活動的轉變。如果國家利用這一機會及其衆多的優勢，特别是其在基因工程、分子生物學和生物技術方面的全球上司地位，以及其在人工智能領域的強大地位，我們将：
- 使國家能夠實作到2050年建立溫室氣體淨零排放目标；
- 建設一個更健康、更可持續的國家和地球；
- 解決糧食安全和水安全問題；
- 減少國家對境外資源的依賴，減少貿易逆差，增加和強化國家供應鍊的彈性；
- 振興城鄉經濟，為邊緣化社群創造經濟機會；
- 占據将影響幾乎所有人類的事業和福祉的預計4萬億美元全球産業的最大份額以及能夠讓美國的生物經濟引領曆史上的第四次工業革命，這一革命與蒸汽機的發明、科學和大規模生産的時代以及數字技術的興起同樣重要。
從石油經濟向生物經濟的轉變不是癡心妄想，減少生态影響和增加經濟機會也并非水火不容。相反，科學界的人士連同企業家們經過深思熟慮所得出的共同結論是：生物經濟為應對氣候變化提供了一個重要的選擇，同時也加強和發展了美國經濟。事實上，美國政府在過去15年中投資超過50億美元用于支援生物經濟的研究，美國能源部（DOE）預計美國有能力每年可持續生産超過13億噸可再生生物質——在不影響食品、動物飼料供應和出口需求的情況下，同時向促進土壤健康的低碳投入農業和林業轉型。通過聯邦政府、學術界和私營部門的共同努力，向生物經濟的轉變将呈現以下潛力：
- 創造110萬個高薪的和能讓人心智上得到滿足的工作；
- 防止每年2600億美元的經濟活動流向境外；
- 通過将當地生産的生物質用于區域生物生産，促進全國農村地區、城市以及服務水準低下和邊緣化的社群的繁榮；
- 取代長途航空旅行和航運可能需要的運輸燃料，即使在國家運輸部門實作電氣化之後；
- 使用可再生生物質而不是傳統的化學制造生産化學品和生物産品，并生産出隻有自然才能經濟地生産的全新材料；
- 為生産和配置設定所有生物基産品建立一個可靠的、經濟的和有彈性的國内供應鍊；
- 開發大規模、低能耗的基于 DNA 的資料存儲器，進而更好地捕捉迅猛增長的人類活動産生的資料；
- 提高食物的營養價值并改善土壤健康，同時減少農業溫室氣體排放、氮的徑流量以及殺蟲劑的使用；
- 更有效地利用沼澤地和森林，提高其持碳和持水的能力；
- 培育耐鹽、耐旱和抗病作物，以提高農業的适應能力；
- 以及将美國每年的二氧化碳排放量減少4.5億噸，即全國二氧化碳排放量的近10%或更多，同時探索開發從大氣中去除二氧化碳的生物工藝的可能性。
此外，鑒于公共和私營部門研究人員的創造力，一個以生物學為基礎的經濟，依靠大自然進行人類尚未大規模掌握的化學作用方面的能力，可能會産生全新的材料和生産工藝，就像以石化為基礎的經濟所做的那樣。事實上，人類所開展的合成有機化學已達到可能的極限，而大自然能夠擴充可用化學品和材料的範圍。現如今可用的對環境破壞較小且對寶貴資源的浪費較少的生物經濟産品包括：
- 環境足迹小得多的植物性肉類替代品；
- 生産減少二氧化碳排放和能源使用的紡織品、染料、地毯和家具；
- 由真菌制成的合成皮革；
- 可減少肥料使用、改善土壤健康并清除大氣中二氧化碳的土壤微生物；
- 由溫室氣體排放量較小且不依賴動物原材料的可持續的生物生産的化學品制成的化妝品和個人護理用品；
- 在海水和土壤中可降解為無害化學物質的新一代塑膠；
- 在紙漿和紙張漂白、紡織品加工和食品加工等傳統行業中使用的用來提高效率并減少能源使用的酶；
- 生物生産的水泥；
- 由甲烷制成的可持續魚類飼料；
- 可生物降解和可堆肥塑膠容器，其生産可減少200%的溫室氣體；
- 高性能可生物降解的潤滑油和潤滑脂；
- 來自 omega-3 脂肪酸生産過程中剩餘的海藻油的聚氨酯泡沫體，以及為能夠在冷水中洗衣服而特制的酶。
同時，實作這種轉變并不容易，花費也不會少。這份中期報告以一個由具有廣泛興趣和專業知識的專家們組成的工作組給出的意見為基礎，提供了一個國家可以遵循的路線圖，該路線圖将使美國能夠保持其在利用現代分子生物學革命方面的全球主導地位并建立一個公平的、充滿生機的和可持續的循環生物經濟，它将在未來幾十年裡為經濟、社會、環境、人類健康和國家安全等諸多領域帶來諸多裨益。施密特未來公司将于2022年3月釋出更全面的計劃，以推動美國生物經濟的增長。本中期報告側重于解決基礎科學和技術研究需求和建立強大的國家端到端生物生産能力的步驟。
在深入讨論我們争論的核心和國家需要采取的步驟之前，需要對術語“生物經濟”“循環生物經濟”和“生物生産”進行定義。就本報告而言，我們引用美國國家科學、工程和醫學學院在其2020年的報告《保護生物經濟》中制定的“生物經濟”的定義：
“美國的生物經濟是由生命科學和生物技術的研究和創新驅動的經濟活動，這是由工程、計算和資訊科學領域的技術進步推動的。”
本報告借鑒了我們對循環生物經濟的定義的多個資料來源：
循環生物經濟是一種放棄傳統的“擷取-制造-消費-廢棄”的線性經濟模型的經濟模式，轉而利用生物技術的力量、生物生産設計以及先進的分析和資訊技術來建立實作可持續發展和再生經濟循環的過程。在這種循環中，廢品作為投入來創造高價值的産品和材料，被盡可能長時間地使用和再利用，而不會消耗有限的資源或産生排入到大氣、垃圾填埋場或河流、湖泊以及海洋中的廢物。
最後，雖然一些報告使用“生物制造”一詞，但本報告使用的“生物生産”一詞更具前瞻性，并且涵蓋了商業實體用于制造其産品的各種工業和農業方面的工藝流程：
生物生産是指利用生物系統，包括植物、微生物群落、單個活細胞和/或部分活細胞（稱為無細胞系統），使用來自衛生、營養、農業、工業應用等廣泛的經濟部門中的生物質原料和二氧化碳，來生産重要的商業産品。
請注意，本報告并未直接關注如何解決生物經濟中生物制藥和生物醫學部門的需求，盡管後來概述的對生物生産基礎研究的投資部分也可能讓生物制藥和生物醫學部門受益，就像生物醫學研究産生了基因工具和發現，正是這些工具和發現推動了生物經濟的其他領域。這些領域得到了政府和私營部門的大力資助，并且安裝了重要的基礎設施，考慮到制造實踐和監管規範等，這些基礎設施與非生物醫學應用不同。事實上，生物醫學科學在生物經濟中的上司地位在某種程度上是對其持續投資的副産品，這表明對非醫學生物生産的更廣泛投資可以推動生物經濟的更快增長。
超越生物燃料和可再生能源
大多數媒體對國家減少溫室氣體排放和實作淨零經濟的工作的報道都集中在可再生能源解決方案上，例如交通運輸業的電氣化。當然，可再生能源，加上改善的能源效率肯定會在實作淨零排放方面發揮重要作用，但事實是，用可再生能源取代化石燃料隻能解決全國55%的碳排放問題。要解決國家另外45%的碳排放問題，就需要我們改變制造消費品和工業産品的方式以及種植糧食的方式，這就為生物經濟提供了大展拳腳的機會。
這一機會的關鍵是讓美國制造的大約96%産品使用生物基化學品作為成分。事實上，這種轉變已經開始發生，在幾個類别中，一些生物基化學品已經超過了石化産品，每年至少産生1250億美元的産值，占美國精細化學品收入的17%到25%之間。美國農業部（USDA）的生物優先（BioPreferred）計劃已經确定了大約20,000種生物基産品的商業生産。
化學品生物生産的一個優勢在于建造生物生産設施的成本，以目前的技術來看，生物生産設施在許多方面與啤酒廠相似。例如，采用目前技術的生物生産設施的成本從10萬美元到2億美元不等，具體取決于其規模、複雜性和處理多個生産過程的能力。生物生産設施相對較低的成本意味着它的資本回報對資本市場相當有吸引力。為本報告提供咨詢的專家預計生物生産設施的營運費用也相對較低。
此外，由于生物質的不同性質及其本地化生産的特征，建立生物質化工産業的最實用和最經濟的方法是将生物質加工設施設定在靠近其原料的供應地。例如，生物處理設施可以位于城市廢物處理設施附近，進而将廢物轉化為化學品，或者就像一家美國公司正在做的那樣，将生物生産設施設定在中國的一家鋼鐵廠附近，并将其工業排放物用作生物生産的原料。共同配置生物加工設施及其生物質原料将實作全國各地的經濟增長，并實作振興農村社群經濟的政策目标，以及幫助那些現在或曾經依賴化石燃料生産的和那些在傳統制造業中失業而苦苦掙紮的人群。為了适應區域生産的生物質的不同性質，我們需要對生産過程控制進行基礎研究。将生物質送到區域加工中心則需要在物流方面進行創新。
為什麼趁現在？
循環生物經濟肯定會在到2050年實作淨零經濟目标方面發揮關鍵作用，除此之外，還有另一個支援國家投資發展循環生物經濟的有力理由：國際競争和錯失振興美國制造業機會的風險。幾十年來，美國一直奉行“在這裡創新，到那裡生産”的模式，而不是“在這裡創新，在這裡生産”的模式，這是基于美國在創新方面相對于其他國家的比較優勢，它也是以成為制造強國和世界上最富有的經濟體。“在這裡創新，到那裡生産”的模式讓國家失去了充分利用電子革命和光伏部署爆炸性增長的機會，這兩個領域都是美國的創新成果，卻在很大程度上因為勞動力成本低的原因讓中國、日本和南韓的制造商受益。至少是讓一部分制造商受益。但是這個勞動力成本問題預計不會成為生物生産的關鍵問題。這種模式所産生的結果是制造能力、就業崗位和經濟效益的損失，以及2020年出現的供應鍊混亂，導緻2021年通脹飙升，并使美國企業遭受了數億美元的損失。
今天，在生物生産方面，美國面臨着重蹈覆轍的危險。由于在工藝開發研究、工藝工程、生物生産基礎設施和勞動力開發方面的投資不足，許多美國生物生産領域的創新者不得不依靠墨西哥和歐洲的試驗和生物生産設施，讓位于歐洲的人才來開發大規模生物生産工藝，并出口其知識産權以制造産品，就像他們在電子和光伏領域的前輩所做的那樣。此外，如果對燃料乙醇和高果糖玉米糖漿的需求下降，美國中西部圍繞玉米加工發展的現有生物經濟可能處于危險之中。是以，利用現有的生物質資源來生産具有可持續市場需求的創新産品有助于確定中西部地區生物經濟的持續增長。
此外，國際競争者已經清楚明确地表明了他們将憑借生物技術在21世紀主導全球舞台的意圖，并正在投資實施相關的長期戰略目标。尤其是印度和中國，已經明确表明了他們打算通過發展國内經濟和掌握生物技術成為全球主導力量。為了避免落後于其他國家和失去美國目前在生物技術和分子生物學領域的優勢，美國必須開始沿用我們的競争對手所使用的多個十年計劃的時間表進行規劃和實施。
與此同時，最近的數十份報告、聽證會和發展中的法案表明，利用目前勢頭支援振興美國技術型制造業恰逢其時。根據最近一份專門針對美國生物經濟的國會研究報告表明，國會在過去幾年中引入了幾項與生物經濟直接相關的立法，包括2020年的《生物經濟研究與發展法案》，該法案于2021年再次被引入；2019年的《工程生物學研發法案》；以及2020年的《確定美國科學技術全球領先法案》，該法案也于2021年被再次引入。參議院還通過了2021年的《美國創新和競争法案》，其中包括2021年的《生物經濟研究和發展法案》。這些待立法案如果被簽署成為法律，将為支援生物經濟的持續增長提供良好的基礎。生物經濟研究也将遵循最近簽署的《基礎設施投資和就業法案》（也稱為兩黨基礎設施協定）的規定，以及最近宣布的美國主導的淨零世界倡議和2018年國家先進制造業戰略計劃的規定。
總而言之，這些未決的法律對于支援國家生物經濟是一個良好的開始，但要充分利用生物經濟的潛力，則需要美國政府做出更實質性的承諾。我們随後的報告将讨論聯邦政府為進一步激活美國生物經濟應采取的具體政策舉措方面的建議——也許是類似于《為晶片生産創造有益的激勵措施法案》和《促進美國制造的半導體（FABS）法案》的立法。
為什麼會擱置？
雖然為21世紀及以後建立生物經濟的好處是顯而易見且不可否認的，但美國仍有大量工作要做，以解決科學、技術、基礎設施和商業化障礙，将潛力轉化為現實。解決科學和技術障礙的一些工作正在學術和私營部門實驗室進行，要充分發揮其潛力，需要聯邦政府擅長的基礎研究、開發和基礎設施支援。例如，美國政府有通過将數字設計和仿真與制造聯系起來來資助工業革命的曆史。最著名的例子是用于機械工程和飛機制造的 CAD/CAM 以及用于設計半導體晶片的布局和仿真工具。
就此而言，分子生物學革命歸功于聯邦資助的生物醫學研究，而聯邦政府資助的研究已經在合成生物學方面（微生物和植物的直接工程）取得了巨大進展。然而，例如，需要更好地生成、組織、編目和共享有關微生物和植物使用的基因、蛋白質和生物合成途徑的所有資料。這樣做将使生物工程師能夠使用廣泛的生物技術數字設計和生産技術，這些技術在邏輯上等同于生産 iPhone、特斯拉和787的行業所使用的技術。這種能力将使生物生産設施能夠适應生命系統的可變響應，這使得它們比大規模生産的汽車或手機更難規模化。毫無疑問，聯邦政府在這一領域的研究支援将創造額外的平台技術，進而帶來意外的進步，就像它在 DNA 測序、DNA 合成和基因組編輯方面所做的那樣。
基礎設施方面的阻礙可能是将研究進展商業化的更大障礙。一個重大障礙是美國的試驗台和中等規模設施的能力有限，而創新者需要這些設施來證明他們可以擴大實驗室的成功規模并生産出進行必要的測試和驗證步驟足夠的生物産品。這一領域的另一個障礙是，尋求大規模生産生物基産品的創新者必須應對與各種特定的設施和工藝的結合，而這些特定的設施和工藝在建立時很可能沒有考慮到他們的産品。在新的試驗台設施網絡的投資，以及建立類似于軟體行業使用的應用程式程式設計接口的資料和技術轉移标準，将允許把資料從實驗室直接應用到高性能生物生産上，進而有助于新産品更快進入市場。是以，開發能夠推動實驗、優化生産過程、促進技術轉讓實施以及将基本産品開發與管理面向客戶的生産和合規性的系統內建在一起的生物技術作業系統也是一個道理。鑒于生物質成分的可變性，生物制造商需要将從資料收集和注釋到根本原因分析的各種任務進行标準化，這促進了現代工藝開發和管理工具的使用，就像化學工業中處理其原材料的變化要小得多一樣。
除此之外，從以石油為基礎的一次性經濟過渡到循環生物經濟還涉及一次性成本，估計未來30年的總成本約為1450億美元，這個成本或略高于《兩黨基礎設施法案》規定新的聯邦支出的25%——但這些支出的期限有限，一旦過渡完成，就會多次得到回報。俗話說，我們需要停止以舊的、不可持續的方式做事——這樣繼續下去的話，以石油、天然氣和煤炭的形式封存的碳轉化為二氧化碳和其他産品就會造成環境破壞并危及地球上的生命——我們有能力以更好的方式行事。
在這裡發展生物生産能力的另一個制約因素是美國嚴重缺乏生物工藝工程人才，這提高了從社群大學到研究所學生院開展各級生物工藝工程教育的需求。雖然我們随後的報告将更全面地探讨勞動力需求，這裡隻需要指出的是，其他國家正在積極解決這個問題。例如，歐盟早已制定高品質的化學工程和工藝開發研究和教育訓練計劃，而美國公司越來越被迫依賴外國教育訓練的人才。今天我們經常聽到公司說他們必須依賴荷蘭的工藝工程師，例如，試圖招聘人才為他們操作設施。
最後，國家需要進行現代化以支援生物經濟的監管和政策方面的需求。我們随後的報告将讨論解決這些問題的方法，還将确定一系列與生物經濟相關的并将使一系列社群受益的重大挑戰和行動，并制定實施計劃。
我們需要做些什麼
才能實作美國的循環生物經濟？
本報告強調的并為公共和私人行動提出建議的研究、開發和基礎設施方面機遇分為兩大類：基礎科學和技術挑戰和“端到端”生物生産能力（見圖1）。應對建立循環生物經濟的和實作淨零經濟方面的主要科學和技術挑戰，将使該國能夠釋放其他國家鮮有的知識财富、創業動力和風險投資資源。提高“端到端”生物生産能力将使國家能夠重新開機“在這裡創新，在這裡生産”模式，發展美國生物經濟，創造數百萬高薪的生物生産工作崗位。
圖1：發展基礎科技能力、發展生物生産能力和淨零目标之間的關系綠色箭頭表示依賴生物生産的淨零的路徑，并反映了本報告的主題藍色箭頭表示不依賴于生物生産的實作淨零其他路徑圖檔來源：這個數字是在工程生物學研究聯盟的博士後研究員Sifang Chen博士的協助下建立的
美國政府在這些領域的投入的資金将用于應對挑戰和消除障礙，這些障礙将釋放私營部門創造市場和推動經濟繁榮的力量和能力，并解決國家向可持續的、有利于所有美國人的淨零碳經濟轉型的迫切需要。此外，聯邦政府對基礎科學和技術的投資長期以來一直在創造意想不到的未來應用，包括創造了作為生物經濟基石的分子生物學革命的研究。
與此同時，工業在這些工作中發揮着關鍵作用，特别是通過與政府和學術界的研究夥伴關系來共享知識和專業技術方面。例如，在擁有人工智能專業知識的大型技術公司和生物生産公司之間建立夥伴關系，了解擴大規模的挑戰并能夠在這個過程中生成大量資料，可以大大減少達到商業生産能力所需的時間。事實上，生物經濟中的許多創業和投資活動都集中在自動化、軟體和生物學的融合上。
當然，其他組織已經制定了可以廣泛支援基礎科學和技術研究的路線圖，這些路線圖将有助于促發展一個充滿活力的生物經濟。特别是，工程生物學研究聯盟針對與生物經濟相關的特定基礎研究領域制定了若幹路線圖，包括其最新的工程生物學和材料科學方面的路線圖。這項工作的不同之處在于，它特别關注研究和開發活動，以擴大“端到端”生物生産能力，以達到使美國生物經濟向循環生物經濟發展和加速向淨零經濟過渡所需的規模。
基礎科學和技術挑戰
無論是過去還是未來，要實作國家投資的最大回報，美國政府都需要加快其基礎生物工程和生物生産的研究。到目前為止，美國聯邦政府對研究的支援幫助研究人員開發出不斷改進的工具（如 CRISPR）來自由操縱 DNA，并利用這些工具開發出植物、微生物和無細胞系統，此系統可用來大規模生産具有商業價值的化學物質和材料。為了提高國家的生物生産能力，研發工作需專注于為生物生産過程創造合理的設計，包括以下内容：
- 模組化、設計和測試代謝途徑，以創造自然界中不存在的分子和産品；
- 制定規則、研發資料分析工具、提高計算機模組化能力和資料驅動型模組化方案，使生物技術專家能夠在最合适的生物體或無細胞系統中快速識别并産生精準的基因改造，以便建立模組化、設計和測試代謝途徑并制造出所需的生化産品；
- 使用新興的機器學習和人工智能來進行資料驅動型發現。化學工程師、材料科學家和工業生物技術的一些早期采用者目前正在使用這些技術；
- 将實驗室規模的結果準确地應用于工業規模生産過程中；
- 在幾天或幾周内完成所有工序，而非幾個月或幾年。
與此同時，開展研究，擴充現有的 DNA 生産方法，以便高精度地創造完整的基因甚至基因組。這需要開發基因工具，用于多點同時精準編輯植物和微生物基因組，以改善現有的代謝途徑，并納入理性設計用以建立新的代謝途徑。鑒于生物質對未來生物經濟有着重要作用，我們需要更加重視植物基因組學的研究和對植物基因組的大量操作。例如，在美國國家科學基金會（NSF）的資助下，科學家成功地收集、注釋和比較了26種不同的玉米基因組，以提高糧食和飼料作物的生産率，并開發可在邊際土地上種植的品種。另一個研究目标是确定生物體，甚至是協同工作的生物體集合作為生物生産的新“底盤”，以擴大可正常生産的産品範圍。
創造能夠生産出有價值的化學物質和材料的生物系統僅僅是一個開始。接下來，工藝和化學工程師必須開發出能夠實作大規模商業化生物産品生産所需的系統和科技能力。一個與此相關的例子是，将一個家庭作坊式的啤酒發酵罐改造成一家成熟的啤酒廠，并使其能夠生産足夠的啤酒供應每一家酒類商店、酒吧和餐館。雖然有許多公司已經能夠做到已有産品的大規模商業化生産，但國内的一些初創企業正在努力開發和擷取這樣的能力。他們這樣做有很多原因，詳見下文關于提高“端到端”生物生産能力的章節。
由于多個原因，将生物生産的規模從小作坊擴大到商業化生産規模在目前并不容易，比如對活體生物的操控天然就帶有可變性。是以，我們需要研發出處理這種可變性的方法，并提高從生物原料中提煉相關物質的效率。此外，政府可以為生物生産産生的單個碳組分（從一個碳到六個碳）以及芳香族化合物的木質素建立市場，為生物經濟建立一個碳構模組化塊管道，因為這些碳組分可以嵌入現有的價值鍊和基礎設施（圖2）。對雜質和生物質混合物的耐受性研究也将使這種生産規模的轉變成為可能。
圖2：一條假想的利用生物質的碳構模組化塊管道将為各種消費産品和工業産品生産碳原料 | Luis Cascão-Pereira
這需要更強大的模組化和模拟能力。為了促進這些能力的發展，我們需要資金來建設一個更便于使用的國家級計算和資料庫基礎設施，通過更好的模拟來支援生物工程中常見的設計-建構-測試-學習過程。這種基礎設施将為工藝工程師提供進行規模擴大實驗和改進操作條件的能力，然後将基于實驗室的工藝應用于小規模試驗中，最後應用于大規模商業生産。目前，這樣的規模擴大實驗昂貴且耗時，是以，我們需要開展協同研究以優化生物生産規模擴大并使其标準化。
這是一個尚未引起太多關注的領域，但對于實作未來的循環生物經濟至關重要，其核心任務是研究如何處理生物技術學家可以用到的各種原料，包括多種類型的基于森林的生物質、草和作物、農業和水産養殖的副産品、食品生産的副産品和廢棄物、城市垃圾、廢水和由其他過程産生的二氧化碳，以及其他取決于生物生産設施地理位置以及生産季節的因素。
由于生物質原料的可變性，人們不可能預先确定最佳工藝條件。生物生産設施可以借鑒石油行業。石油行業使用先進的計算機模組化來調整工藝條件，并将每批原油完全轉化為預先确定的化學物質。通過使用相同類型的分析工具和模組化，生物生産設施将能夠調整其工藝以适應由季節和地理位置變化而導緻的生物質原料的可變性。
一旦美國實作了原料的靈活性或者進一步提高了使用不同來源的可再生生物質來促進為生物經濟發展的能力，就有可能讓最讓人頭疼的垃圾之一——塑膠，變廢為寶。研究人員正在研究如何将現有塑膠分解成更小的分子并用作生物生産的原料。
這種方法的一個優點是有現成的塑膠收集和分類系統。然而，将塑膠分解成可用的原料是一項相對較新的且還在發展中的技術，需要研究如何更好地将塑膠與生物質原料結合。也就是說，全球主要聚合物生産商正在投資化學回收基礎設施，并預計其中的一些工藝技術研發将在未來15年内取得成果。美國現在應該進行更大規模的戰略投資，以充分利用這種替代原料。
美國在生物技術和人工智能方面擁有廣博的專業人才，這使得美國能夠通過适當的政府支援滿足上述研究需求。然而，我們對美國政府支援相關研究以發展其充滿活力的循環生物經濟進行的研究表明，美國政府的相關資金支援多年來一直沒有增加（圖3）。如果美國真正重視重建其制造能力，在全國範圍内創造數百萬個高薪就業機會，并實作“淨零經濟”，美國政府就應該立刻追加投資。實作這一目标所需的資金可能隻是最近通過的兩黨基礎設施協定成本的一小部分，而這一投資的回報将足以證明其合理性。
圖3：聯邦機構對生物經濟相關領域的聯邦研究資助（2006年-2021年）方法：上面的可視化圖示由USASpending.gov協助制作，這是一個關于聯邦支出的官方公開資料來源網站。選擇的獎勵類型是政府津貼，排除了咨詢、軍事合同和IT基礎設施現代化等服務。研究使用的術語是“生物質、生物工藝、生物燃料、原料、生物經濟、生物營養素、生物加工、生物制造、合成生物學、無細胞合成、細胞農業、下遊加工、擴大生産、生物技術和固态發酵”。標明的獎勵機構是農業部（USDA），商務部（DOC），内政部（DOI），國防部（DOD），能源部（DOE），美國國家航空航天局（NASA），衛生與公衆服務部（HHS），國際開發署（USAID），國土安全部（DHS），環境保護署（EPA），美國國家科學基金會（NSF），榮民事務部（VA）和史密森學會 | Kathryn Hamilton and John Haley，奧羅拉，北美
“端到端”生物生産能力
雖然科技界和工程界已經準備好在未來五年内通過提供适當的支援來應對上述基礎科學和技術挑戰，但建立全國範圍的端到端生物生産能力以将小作坊式生産擴大到大規模商業生産還需要更大的努力以及美國政府在這方面做出的承諾。這将在未來3至15年内完成。這項工作需要在若幹領域取得進展，包括研發、基礎設施開發、科學和監管政策以及開發替代原料的戰略。生物技術産品未來可能産生的風險是一個受關注領域。美國國家科學院、國家工程院和醫學研究院對這一主題進行了詳細研究，并得出結論：目前或未來的生物經濟産品不存在科學界和監管機構尚未解決的新的或獨特的風險端點，但生物經濟産品的複雜性、範圍、規模和進展節奏可能會考驗監管機構的能力和專業知識。
開發、試驗平台和部署
在生物技術中，産品和工藝是高度融合的。歐洲大學的工藝創新走在美國前面，而美國的工藝創新則基本上不存在。在美國，制造業被認為是一個過時的行業，學生或教師對制造業絲毫不感興趣。在美國很難聘請到真正的工藝工程人才，而剛從大學畢業的生物工程師更傾向于從事微生物學或合成生物學領域的工作，他們沒有接受過适當的擴大技術規模或從事工藝設計的教育訓練。
激勵工業界和學術界追求創新，使生物生産技術能力提高10倍，達到實作基于石油經濟且在商業上可行的替代方案所需的規模。資金應該用于幫助科學家在未來5年内解決生物生産中的重大挑戰，就像當年半導體和納米技術行業通過國家資助的計劃解決其重大挑戰一樣。通常來說，生物生産需要作出的改進不僅僅是利用好發酵工藝，在這方面，化學工程師可以發揮重要作用将他們開發的化學生産技能應用到一個具有巨大增長前景和社會效益的新行業。
除了投入資金解決生物加工和生物生産中的巨大挑戰，還需要采用小企業創新研究（SBIR）和小企業技術轉移（STTR）計劃所使用的模式來建立納米光刻産業。将專門用于生物加工和生物生産改進的 SBIR/STTR 基金增加10倍以促進創新，制定相關機制以簡化 SBIR/STTR 資助模式并修改與商業化資助相關的法規，否則，從長遠來看，這會阻礙小企業的商業化前景和業務發展。
在這一領域還需要支援所謂的試驗平台設施或沙盒，擴大能從事專業生産的裝置規模，将與擴大規模相關的知識快速傳授給創新者。生物工業制造和設計生态系統（BioMADE）就是一個例子。
該研究所的重點業務領域是促進相關基礎設施的投資并減少投資風險。一項為期七年的獎勵計劃為此提供支援，包括來自國防部的至少8750萬美元的聯邦資金和其他來源的1.8億美元的資金。
此設施以及類似的設施，将為生物生産行業服務，就像 ARPANET 為網際網路的發展服務一樣。其他例子包括國家癌症研究所的納米技術表征實驗室，它将提供基于納米技術的産品商業化所需的分析專業知識，但這些技術對于小公司來說過于昂貴且難以擷取。還包括國家可再生能源實驗室的國家風能技術中心，該中心提供現場驗證場所和複合材料制造試點設施，這些設施在風能技術的進步中發揮了關鍵性促進作用，使整個行業從中受益。這樣的産業支援設施網絡将提供以“快速失敗”方法評估多種生物工程技術的能力。
基礎設施發展
将實驗室研究轉化為商業化生産的一個重要阻礙是缺乏試驗台設施。通過試驗台設施，創新者可以與工藝和化學工程專家合作開發規模擴大和創新制造技術，使他們能夠以更低的成本将産品更快地推向市場。國家标準與技術研究所（NIST）于2016年建立了國家生物制藥制造創新研究所（NIIMBL），作為公私合營機構，以應對生物制藥行業的挑戰。就像 NIIMBL 在生物制藥生産領域投資那樣，為競争前領域的生物加工基礎科學投資将有利于整個行業的發展。既能幫助行業從業者獲得相關知識，也能為創新者提供機會來證明他們的工藝在資本市場介入大規模商業設施建造前可以實作中等規模的商業化。美國聯邦政府可以通過建立區域性試驗台設施網絡來産生推動作用，這些設施可以使用多種生物體來處理各類原料，以多種規模生産多種産品，使創新者能夠制定出擴大規模的流程并生成性能資料，為轉向商業化生産奠定基礎。市場風險讓資本市場目前還處于觀望狀态，而上述做法将降低市場風險。
目前已有國産合同承包生物生産設施，但其中的許多設施已經開始服務于生物制藥行業并在 GMP 标準下運作。由于這些盈利性合同設施收費高昂，生物經濟初創公司在試圖開發每磅價格低于生物醫學産品甚至化妝品成分的産品時，很難與生物制藥公司競争。美國政府已經支付了一大筆定金用來解決生物生産能力的某些限制。BioMADE 是公私合營試驗台生物生産設施的最新例子，一旦建成，它将緻力于解決生物經濟領域的某些需求。另一個這樣的設施是“進階生物燃料和生物産品流程開發機關”（ABPDU），于2009年獲得資助，是以“美國複蘇和再投資法案”為基礎設施投資的展現。這個位于勞倫斯伯克利國家實驗室的能源部管轄下的設施的需求量是如此之大，以至于無法滿足潛在客戶的需求。盡管得到了聯邦政府的投資，但許多公司不得不去尋找比利時、加拿大、中國、德國、印度、墨西哥、荷蘭、斯洛伐克、斯洛文尼亞和其他地方的合同制造商以獲得國内無法提供的必需基礎設施。此外，目前還沒有公開的全面資料來記錄現有的國内生物生産設施的位置和功能，這一點與歐洲不同。
是以，該工作小組初步彙編出一份現有的生物生産設施和基礎設施的資料用來顯示某處設施的地理位置以及該設施是公有還是私有财産。這份資料可用作未來建設公共資料庫的基礎 (圖4)。
圖4：公有的和私有的生物生産設施綠色、藍綠色和海軍藍分别代表私有、大學附屬或公有生物制造工廠實心圓和空心圓分别代表工廠運作是否活躍和未知 | 此圖是在工程生物學研究聯盟的博士後研究員 Albert Hinman 博士的幫助下建立的
在國際競争力方面，如果美國的目标是取得國際上司地位，美國現在必須采取行動建立更多的此類設施，因為其他國家已經開始這麼做了。例如，英國已經建立了國家生物制品制造中心、工藝創新中心和工業生物技術創新中心，以促進其新興生物制品業的發展。在太陽能領域，美國聯邦政府未能幫助羽翼未豐的企業度過中期發展階段，這在中國崛起成為全球主要光伏電池供應商的過程中發揮了重要作用。如果美國現在和未來五年不采取行動來對生物生産基礎設施進行戰略性積極投資，美國的生物經濟也會發生同樣的情況。
除了資助試驗台設施，美國政府還可以通過鼓勵使用現有的大規模基礎設施來擴大生物生産能力。美國政府還可以實施稅收減免、補貼、貸款擔保計劃和其他财政激勵措施，以進一步投資生物加工基礎設施和改造現有設施，包括現有的閑置纖維素乙醇和制藥設施，以及用以其他生物生産領域的玉米制乙醇設施。
此外，美國政府可以支援新興生物生産硬體行業，或許可以通過建立“即插即用”型中心來提供源源不斷的生物生産合作夥伴。
這類中心可将研究重點放在設計子產品化生産系統上，使公司能夠随着産品需求的增加相對容易地擴大生産規模。目前，因為風險資本回避資助獨立的裝置制造公司，生物經濟領域的許多初創公司不得不自行設計和開發硬體（如新型生物反應器）以提高其工藝産量。
推薦
上述讨論介紹了美國擁有的關鍵資産以及需要進一步發展以充分利用這些資産的研究、開發和基礎設施關鍵領域。正如本報告前面提到的，監管考慮和政策考慮是支援美國生物經濟整體戰略的基本要素。該工作小組将于2022年3月提出一項整體戰略，但在此，我們将重點關注将實驗室成果轉化為試驗台生産并最終轉化為大規模商業生産所需的具體行動上，以推進目前的美國生物經濟發展，并為未來實作溫室氣體淨零排放的循環生物經濟奠定必要的基礎。我們确定了以下三個需求：
- 制定戰略性生物生産研究計劃以促進私營和公共部門創新，進而消除現有的轉化障礙；
- 建立并維持創造性的公私合夥關系，公開行業内積累數十年的隐藏知識和資料以加速技術轉化；
- 通過基礎設施投資建立和維持下一代生物生産試驗台網絡，以阻止離岸技術流失。
建議
1. 美國政府應緻力于保持其在生物基科學領域的全球領先地位，并通過為期5年，金額達6億美元的生物生産科學計劃（BSI）來擴大生産規模，該計劃擴大了相關科學機構的預算和職權範圍，重點關注如何推進目前和未來生物生産的基礎科學和技術發展，并消除阻礙創新技術轉化的障礙。
概括地說，生物生産能力的創新可以通過提高大規模生命系統的可預測性和實作生物生産的子產品化來實作。聯邦科學機構已經為這些重大事項做出了初步努力，但還需要作出更大膽的努力來催化必要的創新。BSI 應支援對本報告中詳細闡述的重大事項進行研究并在此進行高度概括：
- 建立基于規則、資料和模拟能力的代謝途徑設計軟體，用于生成新的分子和産品；
- 開發研究具有生物生産能力或巨大潛力的微生物、植物和動物細胞的遺傳和表征工具，包括用于讀取、多路編輯和編寫全基因組的工具；
- 開發微流體和數字工具，通過模拟、測試、資料收集和疊代，實作對從實驗室規模到工業規模轉換的成功可能性的預測性了解；
- 通過開發下一代生物生産能力實作循環性，包括子產品化生産硬體、新型軟體控制系統、加工本地和其他來源的原料庫存的上遊企業靈活性，以及為未來生物領域的投入創新下遊加工和方案制定活動。
國家科學基金會（NSF）應當作為 BSI 的牽頭機構，每年建立兩個以生物生産為重點的區域創新加速器（RIA）。
NSF 支援所有非醫學科學和工程領域的基礎研究和教育，其既定使命是“推動科學進步，促進國家健康、繁榮和福利，并確定國防安全”。
鑒于該項目包容性的職權範圍，國家科學基金會是這個多學科生物生産科學倡議的理想家園。通過 RIA 和傳統資助的補充研究，NSF 可以實施上述重點研究事項，擴大現有的相關資助，建立新的創新産業夥伴關系，并推進對循環生物經濟研究的初步探索。
RIA 應當與相關的聯邦科學機建構立新的夥伴關系，以現有專業技術為基礎，利用早期投資，實作研究加速的協調。
向國會送出的2022财年 NSF 預算請求将 RIA 描述為夥伴關系(行業、學術機構、州和地方政府)的載體，但聯邦機構之間的夥伴關系不包括在該描述中。在擁有專業知識的機構之間建立夥伴關系可以進一步加速生物經濟發展，并有助于打破應用領域之間的孤島。
例如，RIA 可以與美國能源部的 ABPDU、Agile BioFoundry 和原料轉化接口聯盟（Feedstock-Conversion Interface Consortium）以及美國農業部的原料靈活性項目（Feedstock Flexibility Program）合作以推進基礎研究和擴大未來生物經濟原料選擇的範圍。
2. 美國政府應當在兩年内投入12億美元用于廣泛、靈活的生物生産基礎設施（生物生産能夠用多種微生物加工多種原料，以多種規模生産出多種産品），進而以公平、有戰略性的方式擴大國内生物生産能力。未來還需要更多資金支援，用于維護和保持這些投入。
為了最大限度地發揮美國生物經濟的潛力并重獲競争力，美國需要建立額外的具有内在靈活性的子產品化試驗性規模和中等規模設施，而且需要将其作為優先發展的領域。
商務部應當在本工作組的工作基礎上綜合評估現有設施和功能，進而發現并抓住機會，實作适當、公平的未來設施布局。
要營運這樣的設施，需要提高原料擷取能力、訓練有素的勞動力（或通過教育訓練/再教育訓練計劃培養勞動力）、以及學術界和工業界的合作夥伴關系，還須思考這一新興工業活動應如何最大限度地造福社群。
由10-15種新生物生産設施和翻新生物生産設施組成的網絡，再加上為早期技術開發提供的激勵措施，将加速從實驗室技術向商業化應用過渡。
之前的聯邦生物生産基礎設施投資，如根據美國“複蘇和再投資法案”建立的能源部 ABPDU，NIST 的 NIIMBL，國防部的“進階再生制造研究所”，證明了其在擷取重大聯邦投資回報方面是有價值的，而新的國防部 BioMADE 設施預計也将帶來顯著回報。然而，這些設施不足以滿足美國創新者日益增長的需求，他們不得不在國外開發相關技術。
此外，商務部應探索其他金融激勵措施，如寫入 CHIPS 法案的激勵措施，為小型和大型公司提供資本，以滿足其基礎設施需求。
這種激勵措施可以采取稅收激勵和貸款擔保這兩種形式，使公司能夠在技術成熟時為自己的新設施提供資金和（或）收購和改造已有的基礎設施。這種方法可振興那些擁有閑置生物或化學精煉廠的社群。
3. 為維持全球競争力，美國政府應當以“将成功規模化生産新産品所需的時間從幾年縮短至幾個月”為目标，建立并保持創造性的公私合作夥伴關系。
鑒于缺乏相關的學術研究項目，美國在生物生産方面的大部分專業知識存在于相關公司和目前正在營運的少數公共資助設施中。是以，美國需要采取行動來釋放幾十年來積累的寶貴隐性行業知識和資料以加速技術轉化并釋放創新浪潮。
商務部應當激勵具備深厚人工智能專業技術的公司與擁有生物制造設施的公司建立夥伴關系，進而為創新者提供服務、設施和專業技術。
新型公私夥伴關系可以消除創新者面臨的阻礙規模擴大的障礙，如缺乏生物生産設施、缺乏跨規模技術轉移的經驗以及轉讓專門技能和隐性知識。參與這樣的合作夥伴關系可能取決于花費一定比例的生物生産時間為更大的生物經濟群體服務，使其産品從一開始就具有經濟競争力，或者為未來的生物經濟勞動力提供教育訓練或實習機會。
結束語
人工智能和合成生物學等平台技術的融合可加速多個經濟領域的生物技術解決方案的制定，推動美國經濟邁向有韌性的可持續發展的零碳經濟模式。美國政府巨大的基礎投資催生了生物技術的發展。美國完全可以通過其以生物技術為基礎的經濟模式來實作更大的投資回報。事實上，随着世界各國對循環生物經濟的逐漸接納，美國應利用其強大的生物技術專業知識在基于生物技術的全球循環生物經濟中占據上司地位，而大多數國家都沒法做到這一點。然而，要做到這一點，美國政府需要進行額外的投資，以促進從實驗室規模向商業規模的轉化。
正如本報告所述，美國生物經濟已做好創造巨大經濟和公共利益的準備，但盡管人工智能和基因組編輯工具等新的賦能科技正迅速發展且将大大加快實作價值達4萬億美元的全球生物經濟規模，美國政府在生物經濟相關研究方面的投資在過去幾年中卻一直停滞不前。然而，要在未來5年内實作這一構想，美國需要對生物産品研發和基礎設施支援進行約20億美元的新戰略投資。
生物生産設施和公共資料庫（如歐洲的 Pilots4U）的缺乏阻礙了美國工業獲得有助于其技術成熟的資産。幾家擁有新興技術的美國公司已經因為國内生産力不足而将業務轉移到了海外，進而讓其他國家獲得了原本應該美國獲得的技術權利。美國現在的當務之急就是彌補這一差距，上述建議提供了實作這一目标的路線圖。此外，美國政府仍有機會建立一套拟議的生物生産規模設施并且可以實施的新型“企業對企業”資訊技術基礎設施，使創新者能夠在研發創新技術的同時考慮到規模變化的相容性。
總之，通過生物生産能力的創新，生物技術應該成為實作零碳未來的另一套工具，為勞工及其社群提供更好的生物生産工藝、更清潔和更安全的創新技術，以及應對和适應氣候變化的手段。現在，美國應該抓住這個千載難逢的機會進行必要的投資，以生物經濟為基礎，打造未來的循環生物經濟模式。
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