第一篇：當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

點擊次數：1533 發布時間：2009-8-2

當今世界，科學技術發展突飛猛進，新興學科、交叉學科不斷涌現，科技進步對經濟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，生命科學和生物技術的發展也正在展現出未可限量的前景。越來越多的人們已經預見到，一個生命科學的新紀元即將來臨，并將對科技發展、社會進步和經濟增長產生極其重要而深遠的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰略機遇期，我們要集中力量，建設惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應當說，生命科學和生物技術及其產業的發展為我國提供了一次實現科技創新和社會生產力跨越發展的重大戰略機遇。

無論是科技界還是產業界，都基本認同這樣一個重要判斷：在新的世紀里，生命科學的新發現，生物技術的新突破，生物技術產業的新發展將極大地改變人類及其社會發展的進程。日益成熟的轉基因技術、克隆技術以及正在加速發展的基因組學技術和蛋白質組技術、生物信息技術、生物芯片技術、干細胞組織工程等關鍵技術，正在推動生物技術產業成為新世紀最重要的產業之一，深刻地改變人類的醫療衛生、農業、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學和生物技術放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學與生物技術獲得了飛速發展，為世界各國醫療業、制藥業、農業、環保業等行業開辟了廣闊發展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業和經濟格局的技術”，生命科學與生物技術日益受到世界各國的普遍關注和重視。進入新千年后，生物技術產業顯示出強勁發展勢頭，成為當今高技術產業發展最快的領域之一。2001年美國生物科技投資占到風險投資總額的11%，2002年美國在生物技術領域投入研究開發資金已高達157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術立國戰略，強調把“科研重點轉向生命科學和生物技術”，并計劃五年內將政府在生命科學和生物技術的研究預算增加一倍，達到8800億日元，力爭使日本生物技術達到世界領先水平。歐盟已成立生物技術委員會，繼在第四個研究開發框架計劃對生物技術研究大量投資后，又在第五個研究開發框架計劃中專門制定了“生命科學計劃”，進一步加強在這一領域的努力。在軟件領域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點”研究計劃，明確提出通過發展生物產業實現經濟結構的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發展生命科學、生物技術及其產業作為贏得未來競爭的戰略選擇。目前，生命科學的研究熱點仍然集中在基因組學、蛋白質學等領域。繼2000年人類基因組計劃完成之后，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和人類健康有關。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關于脊椎動物進化的重要線索。特別是科學家們已經把目光投入到功能基因組學（Functional Genomics）和蛋白質組學（Proteomics）這兩個極富挑戰性的領域，這將帶來更多與人類自身發展密切關聯的重大研究成果。

生物技術方面的進展則更為迅速，基因工程、細胞工程、酶與發酵工程、組織工程、蛋白質工程、抗體工程、干細胞研究、克隆技術、轉基因技術、納米生物技術、高通量篩選技術等等，將大大加快基因工程藥物和疫苗的研制，以及推進對重大疾病新療法的研究進程。總體來看，生物技術目前仍主要應用于醫藥和農業，但在食品、環保、化工、能源等行業也有廣闊的應用前景。據統計，全球生物藥品市場規模1997年為150億美元，2000年為300億美元，預計2003年將達到600億美元。在轉基因技術方面，盡管人們對基因改造生物的討論和疑慮仍然存在，但2002年全球轉基因作物的種植面積仍然比上年增加了600萬公頃，達5867萬公頃。據有關資料分析，轉基因食品市場的銷售額2010年將達到250億美元。隨著人類基因組圖譜的破譯，將有力地促進生物藥物的研究與開發。到2020年，利用生物技術研制的新藥可能將達到3000種左右。這將對提高人類的醫療水平和健康水平產生極為重要的影響。

值得強調的是，當代科學技術發展正在呈現出前所未有的技術融合趨勢。特別是生物技術與其他高技術的融合，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領域，產生了生物技術群。比如，生物芯片技術的開發和運用，將在生物學和醫學基礎研究、疾病診斷、新藥開發、食品、農業、環保等廣泛領域中開辟一條全新的道路，改變生命科學的研究方式，革新醫學診斷和治療。據GoldmanSachs最新技術報告顯示，美國的IBM、Sun、康柏和摩托羅拉等公司都已與生物技術公司達成了廣泛合作意向，內容涉及到DNA敏感基因芯片、通過計算機模擬藥效等各種技術領域。據有關專家估計，到2010年全球僅生物芯片的市場就將達到600億美元。科技發展的這一突出現象以及由此帶來的產業深層次變革，已經引起許多國家的高度關注。

當然，生命科學和生物技術的發展進程也并非一帆風順。目前在轉基因食品、克隆技術和基因診斷及治療等方面，存在涉及生物安全、生態環境和對人類傳統倫理、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的研發和應用步伐，而且在國家層面上，從爭奪未來科技及產業制高點出發，都進一步加大研發投入，加強了生命科學研究和生物技術開發與應用的力度。歷史經驗告訴我們，新的生產力發展在社會思想和體制方面總是呼喚變革，尋求支持。通過加強科學研究，積極制定相應的法律法規和政策，可以實現生物技術及其產業的快速、健康發展

第二篇：把握生命科學和生物技術發展的戰略機遇

把握生命科學和生物技術發展的戰略機遇

當今世界，科學技術發展突飛猛進，新興學科、交叉學科不斷涌現，科技進步對經濟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，生命科學和生物技術的發展也正在展現出未可限量的前景。越來越多的人們已經預見到，一個生命科學的新紀元即將來臨，并將對科技發展、社會進步和經濟增長產生極其重要而深遠的影響。

黨的十六大指出，對于我國來說，二十一世紀頭二十年是一個必須緊緊抓住并可以大有作為的重要戰略機遇期，我們要集中力量，建設惠及十幾億人口的更高水平的小康社會。應當說，生命科學和生物技術及其產業的發展為我國提供了一次實現科技創新和社會生產力跨越發展的重大戰略機遇。

一、當代生命科學與生物技術發展的現狀和前景

無論是科技界還是產業界，都基本認同這樣一個重要判斷：在新的世紀里，生命科學的新發現，生物技術的新突破，生物技術產業的新發展將極大地改變人類及其社會發展的進程。日益成熟的轉基因技術、克隆技術以及正在加速發展的基因組學技術和蛋白質組技術、生物信息技術、生物芯片技術、干細胞組織工程等關鍵技術，正在推動生物技術產業成為新世紀最重要的產業之一，深刻地改變人類的醫療衛生、農業、人口和食品狀況。盡管世界各國對高科技領域范圍的界定不完全相同，但幾乎無一例外地將生命科學和生物技術放在重要位置。特別是近二十年來，生命科學與生物技術獲得了飛速發展，為世界各國醫療業、制藥業、農業、環保業等行業開辟了廣闊發展前景。

作為“對全社會最為重要并可能改變未來工業和經濟格局的技術”，生命科學與生物技術日益受到世界各國的普遍關注和重視。進入新千年后，生物技術產業顯示出強勁發展勢頭，成為當今高技術產業發展最快的領域之一。2001年美國生物科技投資占到風險投資總額的11%，2002年美國在生物技術領域投入研究開發資金已高達157億美元。日本政府2002年已明確提出生物技術立國戰略，強調把“科研重點轉向生命科學和生物技術”，并計劃五年內將政府在生命科學和生物技術的研究預算增加一倍，達到8800億日元，力爭使日本生物技術達到世界領先水平。歐盟已成立生物技術委員會，繼在第四個研究開發框架計劃對生物技術研究大量投資后，又在第五個研究開發框架計劃中專門制定了“生命科學計劃”，進一步加強在這一領域的努力。在軟件領域成就斐然的印度，早在1995就提出“人類基因組——印度起點”研究計劃，明確提出通過發展生物產業實現經濟結構的多元化。這些都表明，世界上許多國家已把發展生命科學、生物技術及其產業作為贏得未來競爭的戰略選擇。

目前，生命科學的研究熱點仍然集中在基因組學、蛋白質學等領域。繼2000年人類基因組計劃完成之后，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和人類健康有關。老鼠和河豚魚基因序列的測定，將可能為人類提供關于脊椎動物進化的重要線索。特別是科學家們已經把目光投入到功能基因組學(FunctionalGenomics)和蛋白質組學(Proteomics)這兩個極富挑戰性的領域，這將帶來更多與人類自身發展密切關聯的重大研究成果。

生物技術方面的進展則更為迅速，基因工程、細胞工程、酶與發酵工程、組織工程、蛋白質工程、抗體工程、干細胞研究、克隆技術、轉基因技術、納米生物技術、高通量篩選技術等等，將大大加快基因工程藥物和疫苗的研制，以及推進對重大疾病新療法的研究進程。總體來看，生物技術目前仍主要應用于醫藥和農業，但在食品、環保、化工、能源等行業也有廣闊的應用前景。據統計，全球生物藥品市場規模1997年為150億美元，2000年為300億美元，預計2003年將達到600億美元。在轉基因技術方面，盡管人們對基因改造生物的討論和疑慮仍然存在，但2002年全球轉基因作物的種植面積仍然比上年增加了600萬公頃，達5867萬公頃。據有關資料分析，轉基因食品市場的銷售額2010年將達到250億美元。隨

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

值得強調的是，當代科學技術發展正在呈現出前所未有的技術融合趨勢。特別是生物技術與其他高技術的融合，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領域，產生了生物技術群。比如，生物芯片技術的開發和運用，將在生物學和醫學基礎研究、疾病診斷、新藥開發、食品、農業、環保等廣泛領域中開辟一條全新的道路，改變生命科學的研究方式，革新醫學診斷和治療。據GoldmanSachs最新技術報告顯示，美國的IBM、Sun、康柏和摩托羅拉等公司都已與生物技術公司達成了廣泛合作意向，內容涉及到DNA敏感基因芯片、通過計算機模擬藥效等各種技術領域。據有關專家估計，到2010年全球僅生物芯片的市場就將達到600億美元。科技發展的這一突出現象以及由此帶來的產業深層次變革，已經引起許多國家的高度關注。

當然，生命科學和生物技術的發展進程也并非一帆風順。目前在轉基因食品、克隆技術和基因診斷及治療等方面，存在涉及生物安全、生態環境和對人類傳統倫理、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的研發和應用步伐，而且在國家層面上，從爭奪未來科技及產業制高點出發，都進一步加大研發投入，加強了生命科學研究和生物技術開發與應用的力度。歷史經驗告訴我們，新的生產力發展在社會思想和體制方面總是呼喚變革，尋求支持。通過加強科學研究，積極制定相應的法律法規和政策，可以實現生物技術及其產業的快速、健康發展。

二、我國生命科學和生物技術發展的戰略機遇

在近代歷史上，中國曾經幾次與世界科技革命的發展機遇失之交臂，留下諸多遺憾和教訓。今天，生命科學和生物技術作為新興的尖端科技領域，無論對發達國家還是對發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略機遇。可以認為，生命科學和生物技術將成為我國最有希望后來居上并實現跨越發展的高科技創新及產業領域。

實現上述的目標，我們已具備獨特的優勢和條件。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。據不完全統計，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。目前我國保存的農作物種質資料種類達30余萬份，位居世界第一。所有這些資源都為我國發展生命科學與生物技術提供了豐富材料。相對于世界上許多國家來說，這種優勢是不可替代的，也是具有獨占性的。

把握

其次，廣闊的市場需求也為我國發展生物技術及其產業提供了強大動力。在農業領域，我國作為世界上少有的農業大國和農產品需求大國，必須努力實現農業高產、優質、高效、生態、安全，必須科學、合理地利用農業資源、保護生態環境、提高農產品的科技含量和國際競爭力，如雜交優勢利用、轉基因技術、植物組織培養、生物肥料、生物農藥等技術，都將在我國未來農業發展中發揮重要和顯著的作用。在醫藥與健康領域，如何利用生物技術進一步提高我國13億人口的醫療與健康，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，因此發展基因治療、組織工程、干細胞治療、生物芯片等新興診斷和治療技術已顯得日益重要和緊迫。

在能源領域，利用生物技術開發可再生清潔能源，包括利用微生物發酵生產沼氣技術、利用玉米等生產燃料酒精技術、利用廢棄油轉酯化生產生物柴油技術、生物制氫技術等，將為解決我國的后續能源，展現出極其廣闊的發展前景。在環保領域，生物技術將成為環境污染治理和修復最具潛力的手段。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進行降解日趨廣泛，生物脫硫、生物漂白、農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也將為環境保護帶來重大效益。此外，生物技術在輕工、化工業領域也都具有廣泛和重要的應用價值。因此，無論是用生物技術改造傳統產業還是生物技術產業本身的發展都極具潛力和前景。

第三，中國蘊含豐富的傳統文化理念將對我國生命科學和生物技術的發展產業重要的影響。中國傳統的哲學思想和科學方法具有得天獨厚的優勢。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，再到宋明理學家的“萬物一體”之論，強調整體、和諧、統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：“在自然科學方面，我們也要做獨創的努力，并且要用近代外國的科學知識和方法整理中國的科學遺產，直到形成中國自己的學派。”在生命科學和生物技術發展上，中國只有發揮自身的優勢，形成自身的特色，才能在國際舞臺上占領一席之地。第四，經過多年來的不斷努力，我國在生命科學和生物技術領域形成一支水平較高的研發隊伍和相當的工作基礎，創新和開發能力不斷增強，具備了加快發展的基礎和條件。早在20世紀60年代，我國科學家在世界上首次人工合成牛胰島素；70年代，我國首創三系法雜交水稻技術，對解決中國糧食需求做出了重大貢獻；80年代，我國又在人工合成酵母丙氨酸tRNA及其酶學、生物膜和蛋白質立體結構研究的部分領域取得了一批高水平成果，為生命科學的發展做出了歷史性貢獻。近年來，我國科學家又取得了一批令世人矚目的研究成果。在生物技術基礎研究方面，中國作為唯一的發展中國家參與了國際人類基因組計劃，高效、準確地完成了1%的測序工作。中國科學家還獨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性高頻耳聾基因、乳光牙本質Ⅱ型、汗孔角化癥等遺傳病的致病基因。在醫藥生物技術領域，一批基因工程藥物和疫苗已經從實驗室研究走向產業化，基因工程制藥產業已初具規模，人工血液代用品即將進入臨床研究，體細胞克隆和遺傳病的基因診斷技術達到國際先進水平，B型血友病等6個基因治療方案已進入臨床療效研究，腫瘤免疫治療等技術也取得了重大進展。在農業生物技術領域，我國首創的雜交水稻技術已經推廣到20多個國家，累計增產糧食3500多億公斤；超級雜交稻研究又取得新的突破，每公頃產量突破1.2噸，率先實現了國際上提出的超級稻指標；轉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%，五年來累計為農民增收50多億元；植物組織培養和快繁脫毒技術、動物胚胎技術、生物肥料、生物農藥等正在農業生產中發揮越來越重要的作用。總之，我國目前已經在國際生命科學和生物技術部分領域中占據了一定的有利位置，具備了沖擊國際前沿，爭奪“制高點”的基礎和實力。

三、我國生命科學和生物技術發展的對策思考

雖然我國在發展生物技術及其產業方面取得了可喜的成就，但與發達國家相比，我們在整體創新能力、科技投入、人才隊伍、科技成果轉化等方面都還有較大差距。如何有效地應對這一嚴峻挑戰，將直接關系到我國生命科學和生物技術的發展，關系到我國能否在未來的全球競爭中贏得主動。

為此，我們應采取更加積極有效的措施，大力支持生命科學和生物技術研究，促進生物產業快速、健康地發展。首先，我們必須樹立把握重大發展機遇的戰略意識。在當今瞬息萬

變的國際環境下，抓住機遇對于一個國家加快發展至關重要。積極推進生命科學和生物技術及其產業的發展，決不只是一般意義上的市場份額問題，而是關系到我國國計民生和國家根本利益，關系到我國能否擁有未來國際競爭的主動權。其次，我們必須樹立勇于爭先的創新意識。在生命科學和生物技術的前沿領域，如果一味地步人后塵，就只能永遠受制于人。充分發揮自身的特點和優勢，充分利用已經形成的基礎和能力，尋求新的突破和跨越，這是我們發展生命科學和生物技術的追求所在。第三，我們必須形成協調一致、貫徹始終的戰略部署和政策扶持體系。生命科學和生物技術及其產業的發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。國家中長期科技發展規劃應當把這一領域作為重點，進一步加強宏觀調控，促進全社會相關創新資源的合理配置和高效利用，形成持續穩定的良好政策環境。

今后一個時期，促進我國生命科學、生物技術及其產業的快速健康發展，必須遵循三點基本方針：一是大力加強研究開發；二是積極推進產業化；三是高度重視并切實保障生物安全。今后5～10年，通過不懈努力，我們將實現如下目標：建立具有國際先進水平的生物技術創新體系；造就一支高水平、結構合理的科學技術隊伍；培育和扶持一批新興產業，使生物技術產品的年銷售額達到3000億元以上；使我國生物技術總體研究和開發水平達到或接近國際先進水平，在若干重要領域達到國際領先水平。我國生命科學和生物技術發展的重點主要包括以下幾個方面：

(1)切實加強基礎研究，提高原始性創新能力。優先支持基因組學、蛋白質組學等學科及其相關的新理論、新方法的研究，重點支持生長發育的基因調控，外源基因高效表達調控、定點整合技術，生物多樣性，人類重大疾病和重要動植物病（蟲）害防治分子機理等方面的研究。

(2)大力發展關鍵技術和平臺技術，積極改造傳統產業，促進新興產業的發展。優先支持優質、高產、抗逆動植物分子育種及關鍵技術，生物技術藥物等重要生物制劑研制，干細胞及組織（器官）工程、生物芯片和生物信息、動植物生物反應器、高通量藥物篩選、生物治療和基因治療等平臺技術及關鍵技術，農業、環保等微生物制劑、生化工程及大規模發酵產物分離純化等生產工藝及平臺技術等方面的研究。

(3)積極推進科技成果的應用和轉化。開發重大生物技術產品，培育一批企業或企業集團，提高國際競爭能力。我們必須立足于國家戰略需求和市場需求，優先支持符合國家重大戰略需求并具有我國優勢和特色的技術成果轉化，支持具有國際競爭力、經濟效益顯著的重大產品及設備、裝置的開發。

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

具體行動措施包括：一是實施專利戰略，在產業發展和國際競爭中掌握主動權。通過國家重點科技計劃的實施，努力產生更多的創新性研究成果：強化知識產權意識，獲得一批具有重要應用前景的專利；遵循國際慣例和中國加入WTO后應承擔的義務，尊重和保護國外的專利和知識產權，同時利用我國自身優勢，通過平等互利的國際合作取得一批專利。二是實施人才戰略，培養和造就一支高水平的生物技術研究開發和產業化隊伍。制定激勵措施，加速國內人才隊伍培養；進一步加大對海外優秀留學人員的吸引力度；擴大國際合作，引進海外智力資源。通過以上方式，凝聚一批生物技術的拔尖人才。運用國際通行的管理辦法和機制，構建具有國際一流水平的科學研究機構，吸引海外留學人員回國和以多種方式為國服務。三是實施標準戰略，建立具有中國特色并符合國際慣例的生物技術產業標準體系。針對生物技術產業發展的需求，以新興產業和產品為重點，研究制定相應的產品標準與生產工藝規范。同時運用GLP、GCP和GMP等國際標準，對現有生物技術研究開發和產業化體系進

行更新改造，提高中國生物技術產業的國際競爭力。四是實施競爭力戰略，培育在未來生物技術前沿領域能夠有所作為的龍頭企業。發展生物產業，開拓新的產品和市場，形成新的經濟增長點，是國家發展生物技術的重要目的。通過機制創新，培育一批具有現代企業機制的，既有較強的市場開發能力和盈利能力，又有較強技術和產品創新能力的龍頭企業。五是實施國際化戰略，開拓中國生物技術的國際合作渠道和國際發展空間。本著“平等互利，成果共享，保護知識產權，遵從國際慣例”的原則，進一步拓寬生物技術領域的國際合作范圍，引進和借鑒國際先進的理論、技術和管理經驗。同時面向國際市場開發新產品，努力培育具有國際競爭能力的新興生物技術產業。

第三篇：2018國際生命科學與生物技術發展態勢

2018國際生命科學與生物技術發展態勢

? ? 隨著以納米孔為標志的第三代基因測序技術迅猛來襲，測序技術邁向高通量、高精度、低成本與便攜性時代。與此同時，表觀轉錄組分析技術、單細胞測序分析技術與基因編輯技術加速了人類生命藍圖的繪制與完善。這些生命科學手段與生物技術不斷創新、交叉與融合，廣泛地應用到科學前沿、臨床應用乃至產業研發等諸多領域，從而涌現出了越來越多的生命科學研究：腦-機接口技術的重大突破，改造生命和創造生命的深入研究，干細胞與再生醫學療法的臨床轉化，微生物組與人類健康和疾病的重大關聯，乃至細胞免疫療法的無限潛力，無一不彰顯出生命科學和生物技術向個體化、精準化邁進的趨勢。

（一）重大研究進展

?

1.生命組學研究繼續推動生命科學發現 技術創新和交叉推動生命組學研究向更精確的方向發展。在基因組方面，韓國首爾大學醫學院利用PacBio單分子測序技術結合BioNano（生物納米）單分子光學圖譜技術，發表了最為連續的人類二倍體基因組組裝結果。在轉錄組方面，德國馬克斯-普朗克學會（馬普學會）生物物理化學研究所開發了瞬時轉錄組測序技術，繪制了人類瞬時轉錄組圖譜；美國斯克利普斯研究所協同多家機構完成了大腦單神經元轉錄組的大規模評估。在蛋白質組方面，美國系統生物學研究所和瑞士蘇黎世聯邦理工學院合作開發了人類SRMAtlas分析方法，首次定量檢測了完整的人類蛋白質組；美國多家機構聯合開展了大規模蛋白質基因組學（proteogenomics）研究，探索了驅動乳腺癌和卵巢癌的關鍵因子。在免疫組方面，哈佛大學醫學院在一系列免疫細胞中進行了干擾素誘導基因表達和染色質的分析，構建了干擾素誘導調節網絡；新一代基因測序技術推動了免疫組庫分析的臨床應用。

2．腦科學醞釀全球合作研究，腦-機接口技術實現重大突破 腦科學持續穩步發展，并醞釀全球合作。在美國、歐洲和中國的腦計劃不斷推進的同時，全球神經科學家積極探討開展全球協作，共同解決腦科學研究三大挑戰，獲得了系列成果，尤其在腦-機接口技術上取得了重要突破，推動基礎研究快速發展。美國冷泉港實驗室開發的標記大腦神經元MAP-seq新技術，有望實現深度神經網絡的重大突破；美國洛克菲勒大學首次精確定位并定量了哺乳動物大腦中的基因表達。腦圖譜繪制方面，美國加州大學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鍵一步；美國華盛頓大學完成了人類大腦皮層圖譜，97個大腦皮層區域首次亮相；美國艾倫腦科學研究院繪制了迄今最完整的數字版人腦結構圖譜，將成為大腦研究的最新指南。美國俄亥俄州立大學、瑞士聯邦技術研究所分別利用腦-機接口技術，實現了脊髓損傷后人類和黑猩猩對自身部位而非假肢的控制，標志著腦-機接口技術在2016年邁出了重要一步。3．合成生物學發展突飛猛進

合成生物學在改造生命和創造生命方面的研究愈發深入。隨著軟件工具的迅速發展與大數據技術的廣泛應用，美國克雷格·文特爾研究所等機構在以前工作的基礎上，人工合成了目前世界上最小、僅含有473個基因的“合成細菌細胞”Syn3.0；美國哈佛大學通過計算機軟件設計出了只包含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年世界十大科技進展新聞；美國華盛頓大學通過計算、建模、預測與優化，首次人工設計出了超級穩定的二十面體蛋白，該重大成果入選了2016年《科學》雜志評選的十大科學突破，為合成生物學、藥物裝載提供了良好的工具。此外，人類基因組編寫計劃日益受到研究人員的關注；能夠合成硅-碳鍵生物體的誕生預示著合成生物學未來具有無限可能性。

4．干細胞與再生醫學研究展現臨床應用巨大前景

全球各國繼續大力支持干細胞與再生醫學研究，同時強化監管體系建設，進一步加速了干細胞與再生醫學療法的臨床轉化進程，干細胞基礎研究持續深入。日本九州大學首次實現了干細胞體外生成成熟卵細胞，為理解卵子形成進程提供了新的藍圖，該成果入選了2016年《科學》雜志評選的十大科學突破；美國加州大學舊金山分校利用化合物把皮膚細胞成功轉化為心肌細胞與腦細胞；美國馬里蘭大學醫學中心首次利用成人干細胞修復新生兒心臟。與此同時，包括干細胞在內的細胞技術與組織工程、3D打印等工程化技術的融合，逐漸指明了工程化組織器官修復的發展方向。美國韋克福雷斯特大學利用“組織和器官集成打印系統”（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．人類微生物組展現與人類健康和疾病重大關聯

人類微生物組被稱為人類的第二套基因組，該領域已經成為生物醫學研究的熱點，并獲得各國的廣泛關注。近年來，對待微生物組的觀念更是從“影響人類健康和疾病”轉變為“將人體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注的領域。2016年，腸道微生物組與人類健康和疾病的關系研究持續推進，研究發現，腸道微生物對代謝疾病、心血管疾病、神經系統疾病、癌癥等多種疾病均具有重要的調控作用，同時與免疫應答和營養水平也具有緊密聯系。美國耶魯大學解釋了腸道菌群引起肥胖的機制，解決了困擾學界多年的難題；美國加州理工學院闡述了腸道微生物與帕金森病的聯系，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”導致帕金森病的發生；美國華盛頓大學、法國里昂第一大學同時發現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育不良。這三項研究被評為“全球健康尤其是營養學的一個分水嶺”。

在機制探索的基礎上，腸道微生物也為多種疾病的診斷和治療帶來了新的機遇。美國貝勒醫學院發現一種腸道細菌能夠逆轉小鼠的自閉癥狀；比利時魯汶大學發現一種名為Akkermansia的腸道細菌能夠減緩小鼠的肥胖和糖尿病進程；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治療原發性艱難梭菌感染的Ⅰb期臨床試驗。

6．首個PD-L1免疫療法藥物上市，細胞免疫療法有望攻克實體瘤

近年來，免疫療法研發熱度持續不減，被視為腫瘤治療的新希望。2016年《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）將應用免疫工程治療疾病評為十大突破技術。免疫檢查點抑制劑和細胞免疫療法是當前腫瘤免疫療法研究的熱點。在免疫檢查點抑制劑方面，2016年美國食品藥品監督管理局（FDA）批準了首個以PD-L1為靶點的免疫療法藥物Tecentriq。2016年，細胞免疫療法在攻克實體瘤方面取得了多項突破性成果。美國賓夕法尼亞大學在小鼠模型中證明了靶向癌細胞表面蛋白Tn-MUC1的嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）療法治療白血病和胰腺癌的有效性；美國希望之城醫學中心貝克曼研究所利用靶向白細胞介素的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胞（TIL）回輸，治愈了一名晚期結腸癌患者。7．個體化和精準化是醫藥技術發展的方向

隨著精準醫學的快速發展，全球新藥研發模式逐漸從傳統的重磅炸彈式向精確制導式發展，特別是以個體化和精準化為特征的靶向藥物發展迅速。2016年，FDA批準的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正在被不斷發現。2016年，美國加州大學舊金山分校、美國凱斯西儲大學分別發現了三陰性乳腺癌（TNBC）的新靶點PIM1激酶、腫瘤免疫療法新靶點免疫檢查點蛋白Cdk5，美國加州大學圣地亞哥分校發現了172種腫瘤基因突變與靶向藥物的組合。生物大數據成為靶向藥物研發、指導精準用藥的重要資源。2016年，美國Regeneron遺傳學中心將50 000余人的基因組數據與其電子病歷相結合，發現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，發現了癌癥基因突變與對特定藥物的敏感性之間的關聯。

（二）技術進步

?

生命科學新技術不斷革新，推動生命科學研究朝著精準化、定量化和可視化的方向進一步發展。

1．基因測序技術邁向高通量、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和儀器研發的方向。納米孔測序技術入選了2016年《科學》雜志評選的十大科學突破。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場檢測，在國際空間站對鼠、病毒和細胞的DNA測序及人類全基因組進行測序，這些應用證實了納米孔測序技術在測序中的應用潛力。一系列新型測序技術也不斷涌現，由英國諾丁漢大學開發的Read Until測序技術通過與納米孔測序聯用，實現了高度選擇性的DNA測序。第二代基因測序技術也在不斷改進，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．表觀轉錄組分析技術揭示RNA修飾調控機理

開發新型測序技術，發現RNA修飾標志物及其修飾位點，揭示其調控機理，是目前表觀轉錄組領域發展的重點。2016年，美國加州大學洛杉磯分校開發出了一種新型RNA測序技術m6A-LAIC-seq，可以提供RNA化學修飾的詳細信息；比利時布魯塞爾自由大學開發出了hMeRIP-seq技術，繪制了RNA的hm5C轉錄組圖譜，全面揭示了這一RNA修飾的分布、位置和功能；芝加哥大學與霍華德·休斯醫學研究所及北京大學分別開發出兩種新技術m1A-seq和m1A-ID-seq，實現了全轉錄組水平上的譜圖鑒定，同時發現了一種新的RNA甲基化修飾形式——m1A，擴展了mRNA中的修飾種類，為該領域提供了新的研究方向。表觀轉錄組分析技術被《自然-方法》雜志（NatureMethods）評為2016年的技術。

3．單細胞測序與分析技術加速人類細胞圖譜繪制

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

4．基因編輯技術日益精準，得以廣泛應用

基因編輯技術的精確性及脫靶問題逐步改善，其應用范圍也進一步擴大。美國哈佛大學實現了對單個堿基的編輯，提高了其精確性；美國麻省總醫院（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；美國加州大學圣地亞哥分校首次實現了RNA編輯，美國索克生物研究所開發出了可編輯眼睛、大腦、胰腺及心臟細胞等非分裂細胞的新技術，為基因編輯技術應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、日本神戶大學及我國南京大學先后分別開發了巨型擬菌病毒噬病毒體抵抗元件（MIMIVIRE）新系統、Target-AID新技術、以結構引導的內切酶（structure-guided nuclease，SGN）技術，均有望成為新型基因編輯工具。

5．體外診斷技術高速發展，液體活檢走向應用

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

第四篇：中國沼氣發電技術發展現狀與前景展望

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

關鍵詞：沼氣 工程 發電

1、引言

生物質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，加之在其生長過程中吸收大氣中的C02，因而用新技術開發利用生物質能不僅有助于減輕溫室效應和生態良性循環，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成為解決能源與環境問題的重要途徑。

隨著對環境的日益重視，人們開始利用各種方式來減少工農業生產對環境的破壞。近十幾年來，在各級政府有關部門和企業的幫助協調下，用于處理畜禽糞便及各種生產、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，年產沼氣量為16393.94萬立方米；垃圾填埋法產生沼氣是處理城市垃圾的主要方式之一，具有簡單易行和費用較低的特點，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氣體，與其它燃氣相比，其抗爆性能較好，是一種很好的清潔燃料，傳統上大多利用沼氣進行取暖、炊事和照明，隨著沼氣產量的不斷增加，如何更高效地利用沼氣，成為擺在我們面前的一項課題。

2、沼氣發電技術進展狀況

沼氣燃燒發電是隨著沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術，它將沼氣用于發動機上，并裝有綜合發電裝置，以產生電能和熱能，是有效利用沼氣的一種重要方式。目前用于沼氣發電的設備主要有內燃機和汽輪機。

國外用于沼氣發電的內燃機主要使用Otto發動機和Diesel發動機，其單位重量的功率約為27 kW／T。汽輪機中燃氣發動機和蒸汽發動機均有使用，燃氣發動機的優點是單位重量的功率大，一般為70～140kW／T；蒸汽發動機一般為10kW／T。國外沼氣發電機組主要用于垃圾填埋場的沼氣處理工藝中。目前，美國在沼氣發電領域有許多成熟的技術和工程，處于世界領先水平。現有61個填埋場使用內燃機發電，加上使用汽輪機發電的裝機，總容量已達340兆瓦；歐洲用于沼氣發電的內燃機，較大的單機容量在0.4～2兆瓦，填埋沼氣的發電效率約為1.68～2kWh／m3。

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

3、沼氣發電前景廣闊

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

1)有助于減少溫室氣體的排放

通過沼氣發電工程可以減少CH4的排放，每減少1屯CH4的排放，相當于減少25噸C02的排放，對緩和溫室效應有利。

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：四川榮縣進行了120 kW沼氣發電的生產和示范。用酒糟廢水經厭氧消化產生沼氣，發電效率為1.69 kWh／m3，當年成本為0.0465元／kWh。沼電能夠基本滿足該廠的生產用電：山東昌樂酒廠安裝2臺120 kW的沼氣發電機組，170m3酒糟日產沼氣4800m3，發電8640kwh，全年能源節約開支29萬元，工程運行一年即收回全部成本。

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

3)可減少對周圍環境的污染。

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

4)小沼電為農村地區能源利用開辟新途徑

我國農村偏遠地區還有許多地方嚴重缺電，如牧區、海島、偏僻山區等高壓輸電較為困難，而這些地區卻有著豐富的生物質原料。因地制宜地發展小沼電，猶如建造微型“坑口電站”，可取長補短就地供電。

表1 12kW以下沼氣發電機組測試表

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

四川省農機所0.8GFZ1.357730.868100 23.45

四川省農機所19512.9789.40.37100 30.7

泰安電機廠12GFS3212.8578.450.49281 31.99

泰安電機廠10GFsl311.1886.50.24862 37.89

南充農機所19513.5370.90.32281.38.8

武進柴油機廠195-Z13.5271.20.40100 35.39

上海內燃機所5GFZ5.6272.350.687100 26.78

重慶電機廠1.2kW1.5277.050.76100 294、沼氣發電商業化發展的主要障礙

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

4.1技術障礙

我國沼氣發動機的開發研究主要集中在內燃機系列上，一般只是對柴油機和汽油機進行較淺層次的改裝，對發動機的熱工性能研究不深，由于產品質量不過關，在運行使用中出現諸多問題，給用戶帶來不便，從而影響其發展進程。導致這種情況的根本原因是沒有對沼氣發動機進行深入的研究，技術不過關，缺乏足夠的生產實踐。致使發動機在運行中產生熱負荷高、可靠性差、起動困難；另外我國研制的全燒沼氣發動機的排氣溫度過高，氣閥易燒壞，使氣缸蓋等成為易損件等諸多技術問題。

4.2市場障礙

由于我國沼氣發動機存在許多問題，先前應用國產發電機組的沼氣發電工程有許多長 期處于停機狀態。這就使后來發展的絕大多數沼氣工程放棄了沼氣發電方式，轉而尋求其他的利用途徑。少數沼氣發電工程(如天津、杭州等)依靠貸款引進購買較為成熟的國外發電機組設備來維持運行。我國生產廠家則由于技術不夠成熟而造成買方市場的嚴重匱乏，沼氣發動機和發電機組無法形成規模化批量生產，使科研生產單位缺乏相關的研究經費，沒有對其作深入研究開發的積極性，不能提供質量過關的產品，進一步阻礙產品的市場化進程，對生產科研單位自身以及沼氣發電領域的發展都不利。

此外，沼氣發電市場不規范，沒有相應的較為完善的行業標準，也不利于其商業化開發和利用。

4.3政策障礙

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

由于目前沼氣發電工程在技術和市場化方面面臨許多問題，這就需要國家在這個領域給予政策方面的扶持。如果國家給予在稅收、貸款方面的優惠政策、投資補貼和產業保護措施，以及電力部門在沼氣電力并網方面給予支持和幫助，制定優惠的上網電價，將大大改善沼氣發電的經濟性和市場前景，對其進入市場具有很積極的作用。

5、促進沼氣發電商業化發展的建議

從以上沼氣發電商業化所面臨的主要障礙來看，如果要克服其障礙，達到促進沼氣發電技術商業化發展的目的，還需要采取一些措施和行動。

5.1制定發展規劃

對我國沼氣利用現狀和市場前景進行成分調查，描述沼氣發電能源利用市場，確定本項目建設發展領域，并評價發展沼氣發電商品化和市場化的社會經濟因素，分析沼氣發電的技術開發和市場潛力，制定相關工藝開發利用的規劃，明確開發的目標。

5.2加強技術保障體系的建設

引進吸收國外先進技術和經驗，加強技術支持和保障體系的建設、扶持和培養，制定國家級的沼氣發電工程技術規范和標準，逐步建立和完善可持續的、市場化的推廣沼氣發電綜合性服務網絡。

5.3引入競爭機制，創新投資體系

針對目前我國沼氣發電技術發展資金匱乏的現狀，認真總結分析我國外現行的資金籌措和運行管理經驗，學習國外技術成熟的商業化運營沼氣發電工程先進優惠政策以及市場化融資體系建設模式。轉變觀念，鼓勵和動員更多的公司和企業投入到沼氣發電技術的競爭行列。

5.4研究制定國家級的配套政策

進一步加強同環保部門、工業企業、科研院所和金融機構的合作與協調，研究制定激勵性政策，地方性和全國性相結合的政策。同時應對沼氣發電技術的產業化、商業化研究制定配套政策。

參考文獻：

[1]蔣同昌等，《我國沼氣發電機的研究和生產概括》，《中國沼氣》，1992；10(2)：44—46。

[2]孫俊華．沼氣發電機的使用與維修。中國沼氣，1990；8(4)：23～24。

[3]中國農業部／美國能源部項目專家組。中國生物質能技術商業化策略設計．北京：中國環境科學出版社，1999。

[4]中國農業部／美國能源部<

第五篇：歐洲煉鋼技術發展現狀與趨勢

歐洲煉鋼技術發展現狀與趨勢

2012年，27個歐盟國家的產量為1.685億噸，其中有19個國家年粗鋼產量超過300萬噸。這些國家主要的工藝路線是轉爐煉鋼和電爐煉鋼，其中轉爐煉鋼比例為58.3%，電爐煉鋼為41.7%。但各國工藝路線區別很大。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到100%。與此相反，在奧地利、荷蘭、捷克、斯洛伐克和匈牙利，轉爐煉鋼比例超過90%。在德國，電爐煉鋼比例占32%，轉爐煉鋼比例占68%。

轉爐與電爐：結合顯優勢

相比于電爐煉鋼，轉爐煉鋼具有更大規模生產特定鋼種的能力。精細的鋼種用于供應扁平材及長材產品、半成品、線材、熱軋卷和冷軋卷的生產使用。氧氣轉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底復吹Q-BOP爐。

1952年~2007年，底吹BOP轉爐粗鋼產量遠遠低于頂吹LD轉爐粗鋼產量。許多優化LD轉爐的工藝和裝備技術使其在世界范圍內得到廣泛使用，其中包括改善工藝自動化的副槍技術、實現出鋼溫度和成分命中的動態工藝模型的發展、各種形式的出鋼擋渣系統和通過爐底透氣磚噴吹惰性氣體攪拌熔池實現頂底復吹。

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

可生產多樣性鋼種是轉爐煉鋼和電爐煉鋼的共同特征。較少種類的高品質結構鋼、耐腐蝕耐熱鋼和工具鋼多采用電爐生產。許多化學元素可以當作合金原料用于生產多種市場所需的鋼材產品以滿足客戶要求。1980年~2011年，歐盟國家電爐煉鋼產粗鋼比例從20%增長到42%，增幅超過1倍。可持續發展是這些數字背后的驅動力，因為各種級別廢鋼的循環利用是電爐煉鋼的重要任務。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、對電網沖擊小等優點。

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能達到250萬噸，接近中等規模轉爐煉鋼廠的產能水平。

Conarc工藝代表了轉爐煉鋼和電爐煉鋼技術的結合。根據原材料的不同，兩個獨立的熔池可以同時冶煉或者分別作為轉爐和電爐冶煉。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。

采取改善轉爐傳感器技術和工藝建模等措施的目的在于增加轉爐的有效性及保證轉爐在換襯和緩沖期的安全準確維護。此外，其也有助于改善能量利用率、二次燃燒率、轉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。

因為高品質廢鋼數量的有限性限制了電爐煉鋼生產粗鋼比例的提升，所以電爐熔化廢鋼和海綿鐵、轉爐冶煉鐵水、化石燃料熔煉廢鋼等復合工藝得到發展。

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

爐外精煉：精細靈活

轉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行加熱，這給煉鋼工人帶來了許多便利且具有其他優點：①出于工藝考慮可以降低轉爐出鋼溫度，②可以延長轉爐爐襯壽命，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通過鋁脫氧放熱實現。VD/VOD或者RH可以進行脫氣和脫碳。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致爐外精煉的工藝路線比較復雜，轉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和化學升溫等因素。實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聯。因此，煉鋼廠的調度安排變得越來越重要，這也對工人操作水平和設備有了更高的要求。

客戶需求和產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有合金元素上限的鋼種是兩個不同的任務和工藝。此外，從不同元素的需求來看，LF爐的關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50年代裝備了第一臺爐外精煉設備以來，人們付出了巨大的努力推動精細冶煉工序的發展，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，這一數值已經沒有必要再向更低的水平發展了。

現在，爐外精煉的主要類型有VD/VOD和RH。采用RH工藝，鋼液終點碳含量僅為采用VD/VOD工藝終點碳含量的1/3。另一方面，由于VD可以優化爐渣成分進行脫硫，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工藝技術來說，可以總結出以下趨勢：轉爐煉鋼生產高合金鋼種是需要LF爐的原因；LF爐可以降低轉爐出鋼溫度以降低鋼中磷含量，這也有利于延長爐襯壽命；開發出水冷銅元件可以避免結殼。

預期LF今后會在轉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鋼種數量的增加相結合，這給爐外精煉帶來了一個新挑戰。煉鋼物質流的持續改善是另一個主要任務。在高合金鋼的生產中，合金系統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增加，光學檢測和攝像系統配合圖像分析軟件的應用是此技術發展的另一個趨勢。爐外精煉設備數量的穩定增加和精細技術的投入使用，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今和未來的市場需求。

連鑄：穩中求“精”

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

是提升薄帶連鑄產品的附加值。薄板坯連鑄處于較好態勢，但是要獲得高附加值仍然需要高研發投入。

當今95%的鋼材仍由傳統連鑄工藝生產，因為其能夠以較低的研發投入獲得較高的產品附加值。德國厚板廠商迪林格公司正準備采用一種近終型連鑄工藝，旨在建造一臺可生產最大厚度500mm板坯的連鑄機以滿足客戶在厚板市場的需求，預計將在2014年投產。

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，這項技術在高質量熱軋板卷的生產中扮演了重要的角色。薄板坯連鑄主要的優勢在于相對低的能量消耗，約比傳統板坯連鑄-熱軋工藝低一半。

據統計，全世界薄板坯連鑄工藝產能總和達到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。這些技術在電爐煉鋼廠和轉爐煉鋼廠都有使用。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家薄板坯廠正在運營，年產能達到900萬噸，分別采用ESP、ISP、CSP或DSP工藝。為使產量實現最大化，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。為了生產厚度為1mm~5mm的近終型產品，雙輥薄帶連鑄工藝被開發出來。由于產品厚度降低，可以減少軋鋼機架數量，從而大幅縮短生產線。相對于傳統（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營。韓國浦項在2002年建成了一座類似的工廠用于生產不銹鋼和硅鋼。2002年，紐科公司在美國克勞福茲維爾建成一臺雙輥軋機，年產能54萬噸。此后，其又在美國布萊斯威爾建成了第2臺，生產的鋼種包括碳素結構鋼和低合金鋼。

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的主要問題。該技術在側板密封技術、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優化。

德國扁鋼廠商薩爾茨基特公司在世界上首次實現了BCT薄帶連鑄工業化，相應的試驗工廠位于克勞斯塔爾大學。通過旋轉，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行，凝固過程在惰性氣體氣氛下進行。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重，且具有偏析輕、在線軋制能耗低、軋鋼機架數量少等優勢。同時，由于不用經過彎曲和矯直，該工藝避免了熱致裂紋的發生，可專門用于高錳鋼的生產。

技術展望。在德國鋼鐵協會會員公司中，當前連鑄技術的發展趨勢主要集中在提升工藝可靠性和工藝穩定性、裝備模塊化和改善靈活性方面。對于傳統連鑄工藝的優化策略是根據產品市場定位來確定進一步發展的方向。短期來看，薄板坯連鑄工藝將會引起極大關注；長遠來看，則必須發展精細的設備和工藝流程。然而，未來薄板坯連鑄的發展也要取決于技術可行性和經濟效益情況。