Rafforzare il settore biomanifatturiero statunitense attraverso la standardizzazione

Il progresso e la commercializzazione dei bioprocessi negli Stati Uniti è ostacolato dalla mancanza di strutture adeguate e disponibili su scala pilota e su scala produttiva. Questa sfida deriva in parte dalla nostra incapacità di riutilizzare strutture che non sono più necessarie a causa della mancanza di standardizzazione e di una progettazione originale inadeguata. Storicamente, la maggior parte degli impianti di bioproduzione sono stati costruiti pensando a un unico prodotto e con l’obiettivo di fornire un impianto nel modo più economico e rapido possibile. Anche se questo potrebbe essere l’approccio migliore per le singole aziende private, non è l’approccio migliore per la bioeconomia nel suo insieme. L’amministrazione Biden-Harris dovrebbe stabilire un programma per standardizzare la costruzione di impianti di bioproduzione negli Stati Uniti che consenta anche di riutilizzare gli impianti per diversi prodotti in futuro.

Attraverso la standardizzazione incentivata dal governo, è possibile costruire migliori strutture di bioproduzione che possono essere ridistribuite secondo necessità per soddisfare le future esigenze del mercato e del governo e, in definitiva, risolvere la mancanza di capacità di bioproduzione della nostra nazione. Questo programma aiuterà a proteggere gli investimenti statunitensi nella bioeconomia e ad accelerare la commercializzazione della biotecnologia. L’applicazione degli standard di costruzione esistenti e la definizione di nuovi standard rigorosamente rispettati attraverso una serie di programmi di incentivazione creeranno un’impronta bioproduttiva leader a livello mondiale che aumenterà la resilienza dell’offerta per prodotti chiave (vaccini, vitamine, ingredienti nutrizionali, enzimi, plastica rinnovabile) , riduce la dipendenza dai paesi stranieri e aumenta il numero di posti di lavoro nazionali nel settore della bioproduzione. Inoltre, una maggiore disponibilità di strutture su scala pilota e su scala produttiva accelererà la crescita della biotecnologia in tutti gli Stati Uniti.

Questo promemoria descrive in dettaglio un quadro per lo sviluppo e l'implementazione degli standard necessari per consentire la riconversione futura degli impianti di bioproduzione. Un team di 10-12 esperti guidati dal National Institute for Standards and Technology (NIST) dovrebbe sviluppare questi standard. Un programma di incentivazione sponsorizzato dal governo con un costo stimato di 50 milioni di dollari all’anno sovvenzionerebbe quindi la costruzione di nuove strutture e il riconoscimento delle aziende partecipanti.

Attualmente, gli Stati Uniti si trovano ad affrontare una carenza di strutture di bioproduzione sia su scala pilota che su scala manifatturiera, che ostacola gravemente lo sviluppo e la commercializzazione dei prodotti. Questa sfida è particolarmente grande per l’industria della fermentazione, dove la costruzione di nuovi impianti richiede anni e centinaia di milioni di dollari in investimenti infrastrutturali. Molte aziende fanno affidamento su costose risorse estere per far avanzare la propria tecnologia o ritardare la commercializzazione per anni in attesa di accedere a uno degli impianti pilota o di produzione a contratto limitato negli Stati Uniti.

Perché abbiamo una tale carenza di queste strutture? Ciò è dovuto al fatto che numerose strutture sono state chiuse a causa del cambiamento delle condizioni di mercato, del mancato lancio di prodotti o del fallimento. Quando alla fine gli impianti furono abbandonati e smantellati per essere rottamati, insieme ad essi si perse anche l’opportunità di riutilizzare infrastrutture costose.

La maggior parte degli impianti di bioproduzione statunitensi sono costruiti per produrre un prodotto specifico, rendendo difficile riutilizzarli per prodotti alternativi. A causa dei finanziamenti rigidi e dei tempi stretti per la commercializzazione, le aziende spesso costruiscono strutture minimamente redditizie, risultando infine in una struttura con caratteristiche di nicchia specifiche per il loro processo specifico e che ha una bassa probabilità di essere riutilizzata. Quando la struttura non è più necessaria per il suo scopo originario, a causa di cambiamenti nella domanda del mercato o di sfide finanziarie, è molto improbabile che venga acquistata da un’altra organizzazione.

Questa sfida non riguarda esclusivamente il settore della bioproduzione. Infatti, anche nell’industria automobilistica ormai consolidata, meno della metà degli impianti di produzione vengono riconvertiti. Il tasso di riconversione degli impianti di bioproduzione è molto più basso, dato il basso livello di standardizzazione. Inoltre, quasi il 30% degli impianti di bioproduzione attualmente in funzione hanno una capacità inutilizzata che potrebbe essere riconvertita. Ciò è deludente considerando che molti di questi impianti di bioproduzione hanno operazioni a monte simili che coinvolgono un bioreattore di semina (un piccolo bioreattore da utilizzare come inoculo per un recipiente più grande) per avviare la fermentazione seguito da un reattore di produzione e quindi serbatoi di raccolta. Le operazioni di lavorazione a valle sono meno simili tra le strutture e in genere rappresentano molto meno della metà del capitale necessario per costruire una nuova struttura.