生物发酵产业是“十二五”时期宁夏确定的战略性新兴产业重点产业之一。近年来，在自治区政府的大力支持下，我区生物发酵产业凭借区域优势、政策优势、气候优势和技术优势，已形成了一批具有竞争力的产品和企业。但随着国内产能相对过剩、国家限抗令的实施、以及环保标准的提高，我区生物发酵产业面临的形势日益严峻。因此，分析生物发酵产业在转型升级下面临的问题，提出对策措施，对产业可持续发展、促进自治区加快经济发展方式转变具有重大意义。
一、宁夏生物发酵产业发展现状及其特征
1、产业布局基本形成，循环经济产业链初步构建
近年来，我国发酵工业重心日益转向西北。得益于特有的气候优势、资源优势和产业政策扶持，生物发酵产业逐步在宁夏集聚，形成了以银川市永宁县为核心，涵盖贺兰、青铜峡、利通区、大武口区等市县在内的生物发酵产业基地。目前共有规模以上企业8家，国家高新技术企业4家，形成了以抗生素产业为主，有机酸和氨基酸共同发展的格局，产品包括人用抗生素、兽用抗生素、褐藻寡糖、谷氨酸、色氨酸、丝氨酸及其他小品种氨基酸，涉及食品、医药、保健等领域。氨基酸领域现已基本形成玉米-淀粉-氨基酸-复混肥-副产品（玉米纤维、胚芽、玉米蛋白、菌体蛋白）循环经济产业链，有机酸已形成淀粉-L乳酸产业链。
2、产业规模日渐扩大，市场竞争力增强
“十一五”以来，宁夏生物发酵产业取得飞速发展，连续5年保持22%以上的增长，产业规模不断扩大。据不完全统计，2009-2011年，抗生素年产量分别为4613.8吨、4778吨、6462.8吨，氨基酸年产量分别为26.46万吨、28.76万吨、38.58万吨。生物发酵年产值分别为39.32亿元、46.06亿元、52.56亿元，年均增长15.6%。其中味精及乳酸生产规模均居西部首位，赖氨酸生产规模居全国第三位，2009年味精产量达到了17万吨，同比增长70.61％，占全国总产量的8.5％。
产品市场占有率也不断扩大。其中由宁夏启元药业有限公司生产的四环素、红霉素在国内市场占有率分别为80%、60%，宁夏泰瑞制药有限公司生产的泰乐菌素市场占有率达到85%以上。与抗生素相比，氨基酸的市场占有份额稍低，其中苏氨酸占国内市场的45%，赖氨酸为28.7%，谷氨酸为12%。
3、新产品开发成为主流，产品由单一走向多元化
随着大品种氨基酸类产品（谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸等）出现产能过剩,以及2012年8月国家卫生部史上最严限抗令《抗菌药物临床应用管理办法》的出台，迫使传统发酵企业积极研发新技术，开发高附加值的新产品，探索多元化发展之路。
经过实地调研发现，我区各生物发酵企业均结合自身实际，制定了新产品开发计划，已开发生产、拟开发产品达20多种。其中抗生素类除了已有的红霉素、盐酸四环素、泰乐菌素、阿维菌素等产品外，拟进一步开发四环素系列产品、阿奇霉素、克拉霉素、大观霉素、硫霉素、卡那霉素等；氨基酸类除了已有的谷氨酸（味精）、赖氨酸、苏氨酸外，重点研发高附件值的小品种氨基酸，包括色氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、精氨酸、亮氨酸、天冬氨酸等；有机酸类主要生产L-乳酸、聚乳酸等。
4、产学研合作加强，企业创新能力不断提升
与其他行业相比，我区生物发酵企业普遍比较重视创新投入和技术储备工作。目前规模以上发酵企业均建有企业技术中心，其中国家级企业技术中心有3个，自治区级企业技术中心1个，有1个企业设有博士后科研工作站（宁夏启元药业有限公司）。
在产学研合作方面，各企业结合自身需求，积极谋划技术研发战略，适时与国内研发能力强的高校与科研院所合作开发新技术、新产品，不断增强协同创新能力。如宁夏伊品生物科技有限公司与中国科学院微生物研究所、天津科技大学合作，在北京建立了宁夏氨基酸产学研合作示范基地及氨基酸联合实验室，以促进产品结构调整与自主创新步伐。宁夏泰瑞制药有限公司与宁夏大学建立了宁夏大学—泰瑞制药生物发酵联合实验室，借助高校实验室的人才、设备优势，将企业的菌种选育工作前移至高校。宁夏万胜生物工程有限公司联合南开大学，共同实施具有国际先进水平的“微生物发酵法生产褐藻寡糖”项目。宁夏圣花米来生物工程有限公司与复旦大学建立长期合作关系，根据研发需要，建成具有小试、中试功能的实验室。
通过产学研结合及企业研发平台的完善，使得企业研发能力不断增强，有效促进了宁夏生物发酵产业技术水平的提升。目前，宁夏启元药业在四环素、红霉素生产工艺方面具有国内领先水平，红霉素年产量5000吨，四环素年产量4000吨，均居全球第一，产品80%以上出口；宁夏泰瑞制药泰乐菌素年产量3000吨，泰妙菌素年产量300吨，替米考星年产量300吨，维生素B12年产量15吨，产量均居全球第一，已成为世界最大的兽药生产基地之一；宁夏伊品公司研发的L-色氨酸发酵法生产技术填补了国内空白，谷氨酸、赖氨酸生产技术也达到国内先进水平。该公司目前年产味精25万吨，居全国第3位，年产赖氨酸12万吨，居全国第2位，年产苏氨酸7.5万吨，居世界首位。
5、废弃物资源化利用，加快循环经济发展已成为大趋势
随着国家及自治区对发酵产业环保要求的不断提高及资源价格的不断上涨，宁夏生物发酵企业普遍重视废弃物资源化利用，规模以上企业基本都安装了热电联产、环保处理等设备。如氨基酸生产企业利用高温废水做成氨基酸复混肥，不但降低污水处理成本，而且实现废物资源化利用，产生新的经济效益。抗生素发酵企业通过热电联产装备，将发电时产生的大量蒸汽为发酵罐灭菌、消毒、物料干燥时提供热源，并为附近居民廉价供暖，大大提高了热利用效率，降低了能源消耗，提高了空气质量。
二、宁夏生物发酵产业发展中面临的困境
1、国内市场竞争激烈，产业亟待转型升级
近年来，国内生物发酵产业产能扩充迅猛，核心产品市场竞争异常激烈。在抗生素生产方面，硫氰酸红霉素扩充最大，2010年是4000多吨，2011年是6000多吨，2012年约有11000多吨。加之国家“禁抗”政策的实施，使得宁夏抗生素生产企业受到严重冲击，急需技术升级或开发新产品。在谷氨酸生产方面，国内各大龙头企业扩产较快。到2012年11月份为止，国内龙头企业梅花生物科技集团年产能已经达到100万吨，菱花集团公司为60万吨，而伊品集团为25万吨。随着产能不断扩张，产品价格也呈一路下跌趋势，产品获利能力降低，按目前的市场价格7500元/吨，基本上只能获得成本价，各厂家只能维持现金流动运转。与此同时，赖氨酸、苏氨酸等系列产品产能也均有一定程度的扩张。面对日益激烈的市场竞争，企业不得不延伸产业链，开发高附加值产品，加快产业转型升级。
2、资源、区位优势逐渐减弱，生产成本不断上涨
从生产原料来看，近年来，随着粮食价格的不断上涨，作为生物发酵主要原料的玉米价格也持续上涨，2012年宁夏玉米价格持续偏高，比山东高出0.1元。与此同时，宁夏玉米产量仅占到本地企业需求量的40%，大部分需要外运。以伊品集团为例，目前企业年需玉米约150万吨，本地玉米占用80%左右，每年需从外调来30万吨，收购半径达到1500公里，致使收购成本增加。
从货物运输来看，宁夏生物发酵主要产品的市场集中在四川、湖南、湖北、广东、广西等人口大省，如伊品集团的赖氨酸在四川的市场占有率达60%。但宁夏铁路的运力有限，无法满足大批量货物的运输需求。而公路运输成本偏高，企业又难以负担。若按汽运比铁运价格高出700元/吨，仅运输成本一项，伊品集团就增加成本近亿元。
从能源供应来看，宁夏拥有煤炭、电力供应等方面的优势，但近几年由于受国内资源价格的不断上涨，致使生产成本不断上涨。产业发展优势逐步减弱，企业发展困难重重。
3、产业发展人才奇缺，人才引进困难
生物发酵是技术创新需求非常强的产业，对微生物学、分子生物学、发酵工程专业的高端技术人才的需求比较强烈，但目前各企业顶尖领军人物、研发人才紧缺，成为制约企业关键技术环节（如菌种优化选育）创新的重要瓶颈之一。由于地域偏僻，人文自然环境因素，一方面国内外高水平人才难以引进，另一方面从国内外挖掘的高层次人才留不住，本地培养的人才也不愿意在企业就职。
4、缺少公共创新服务平台，共性技术亟待开发
目前，仅有宁夏大学能为生物发酵企业提供一定程度的公共技术服务，公共创新服务平台缺乏，致使生物发酵领域共性技术突破较少，且难以快速解决企业遇到的棘手技术问题。如2012年，政府要求热电联产必须安装脱硝装置，但目前国内尚无很成熟的脱硝装置技术，急需开发低成本环保技术。在阿维菌素生产中，发酵废弃物中阿维残留物超标，空气恶臭难以根除的问题，也一直得不到有效解决。
三、促进宁夏生物发酵产业可持续发展的对策建议
1、制定生物产业技术路线图，合理布局生物发酵产业结构
宁夏生物发酵产业已经走到了产业发展的“十字路口”，今后如何发展、向哪个方向发展是摆在企业和政府面前的问题，也是生物发酵产业可持续性发展亟待解决的问题。因此应科学制定生物发酵产业技术路线图，确定影响未来主导产品（产业）的关键技术及其发展路径，为政府制定产业发展扶持政策奠定基础。同时在绘制产业技术路线图的基础上，制定相应科技支撑和产业发展计划，以政府引导、企业参与的形式引导产业向合理化布局发展。
2、构建生物发酵产业协同创新中心
以宁夏大学生命科学院为依托，建立生物发酵产业协同创新中心。由协同创新中心汇聚一批重要科研人才，搭建与企业、科研院所连接的科研平台，负责服务宁夏生物发酵企业，与区外进行技术合作与交流。从体制机制入手，突破创新瓶颈，积极探索建立释放生物发酵创新要素活力的体制机制；以务实合作为出发点，为企业解决难题，服务企业，促进区域生物发酵产业与区域经济发展。
同时加大对科技计划项目中以企业与高校联合申请的生物发酵专项支持力度，鼓励持续稳定的产学研合作，对以企业为主体，开展的共性技术研发及产业化项目予以重点支持。
3、促进氨基酸产业技术创新联盟成立
以提高氨基酸产业的国内、国际竞争力为目标，推动相关企业建立氨基酸产业技术创新联盟。集聚和整合资源，聚焦战略高技术、重大关键共性技术、亟待消化的引进技术、区域经济发展急需的支撑性技术，推动相关产业实现重大技术突破，形成氨基酸产业技术创新链。形成持续稳定的产学研合作关系。
4、加强生物发酵专业技术人才的培养
在宁夏大学增设生物工程本科专业或生物技术（工科）专业，培养具有工学背景、适于在企业就业的生物技术（工程）人才；在宁夏大学增设生物工程领域工程硕士培养点，针对企业需求培养应用型高层次人才；依托宁夏大学生命科学学院微生物学及生物化学与分子生物学专业硕士学位点，与我区生物发酵企业联合开设研究生班，对企业技术骨干进行在职培养，提升企业现有技术人员的现代生物技术理论和实验研究技术水平。
