根据麦肯锡发布的《生物革命：创新改变经济、社会和人们的生活》，其收集到大约400个实用案例，并以此为基础构建未来初步可预见的管线。麦肯锡主要通过4个价值增益驱动因素评估生物科学的进步及其应用对经济和社会的直接影响，包括减少疾病负担、提高质量、降低成本、环境效益，预计在未来10-20 年，这些应用可能每年对全球产生2-4万亿美元的直接经济影响。尽管并非全部案例均与合成生物学相关，但显然合成生物学贡献了绝大部分，因此预计2030-2040年合成生物学每年带来的经济影响或超万亿美元。
合成生物学在化工领域的应用主要包含材料、化学品、化工用酶、油类和润滑剂等多方面。如利用改造后的酵母或其他微生物生产化学品、材料和油类，通过定向进化结合高通量筛选寻找在高温高酸等特殊场景拥有高活性的酶等。根据OECD的报告，生物制造可以降低工业过程能耗、物耗，减少废物排放与空气、水及土壤污染，以及大幅度降低生产成本，提升产业竞争力。例如通过生物制造生产1,3-丙二醇，与石油路线相比，CO2减排63%，原料成本下降37%，能耗减少30%，成功创造了一个化纤原料摆脱石油价格体系的范例。OECD预计2023年世界上35%的化工产品将被生物制造产品所取代，生物制造产业将逐步形成可再生资源持续发展的经济形态。可持续已经成为企业不可忽视的重要因素。越来越多的企业正在做出多种类型的可持续承诺，其中大部分是化学和材料企业，麦肯锡2021年的调查发现近50%的领先企业承诺减少“范围3”温室气体排放，包括与原料和原料上游生产相关的排放，同时承诺企业数量从2016年到2021年以34%的CAGR增长，比2006年到2015年的14%显著增加。针对“范围3”做出的承诺正在对化学品和材料下游行业超过4万亿美元的收入产生影响，涉及到的化学品和材料的产值约5000亿美元，在这种趋势下，生物制造的可持续优势不仅仅有利于企业自身，对整个产业链更加重要。生物可降解材料有望替代传统塑料。塑料作为石化产业重要的下游领域之一，其制造所需要的石油消耗量占据全球石油产量的8%。根据NRDC预测，如果按照目前的趋势发展，2050年全球塑料将消耗全世界20%的石油。塑料污染问题逐渐成为仅次于气候变化的全球第二大环境议题，塑料一旦泄漏到土壤、水体等自然环境中，便难以降解，会造成视觉污染、土壤污染、水体污染等各种环境破坏，处置方式不当还会影响温室气体排放，给脆弱的生态环境带来持久性危害。生物可降解材料具有类似塑料的物理和机械性能，结合了传统塑料的优点，同时又具有白色污染难降解的解决方案，有望成为传统塑料的最佳替代。PHA是最具前景的生物可降解材料。生物可降解材料分为石油基和生物基，主要的可降解材料如PBAT、PBS、PLA、PHA等的单体（PBAT的己二酸和丁二醇、PBS的丁二酸、PLA的乳酸）或聚合物本身（PHA）理论上均可通过生物制造的方式生产。考虑到原材料的可持续性和生产过程的安全性，生物基可降解材料更有优势，根据EuropeanBioplastics 预测，2027年全球生物基塑料产能将达到629万吨，可降解塑料占到56.5%，其中PLA和PHA分别占37.9%和 11.8%。相对于其他可降解材料，PHA在降解性能和应用领域方面均更优：降解性能上，PHA 的降解范围更广，可以在淡水、海水、土壤、堆肥、甚至有机污泥中生物降解，还可以通过与其他材料共混来提高终产品的可降解性；物理性能上，PHA 是系列聚合物，既可以对共聚物的单体结构进行选择搭配，亦可以与其他可降解材料复配，提升共混物的物理机械性能。根据《PHA生物可降解塑料产业白皮书》（普华永道，2022年）预测，短期内，PHA生产成本仍将高于PLA，其市场需求主要为不便于回收、易泄漏到环境中的场景，市场规模约629亿元；长期看，随着PHA生产成本不断下探，其有望在包装领域完全替代PP、PE，市场规模达到1.2万亿元。
看好未来生物制造在化工领域突破大体量产品。生物制造在一些细分领域已经完全取代传统化工，例如，长链二元酸是是一类用途极其广泛的重要精细化工产品，针对长久以来化学合成长链二元酸技术的不足，凯赛生物以石油中的副产物正烷烃为原料，采用微生物发酵的方法生产长链二元酸，显著降低了成本和污染，是世界上首个使用生物法产品取代石油化学法产品的商业成功案例。但无论是凯赛生物的长链二元酸、华恒生物的丙氨酸、杜邦的 1，3-丙二醇，都是需求在十万吨级或更小的产品，而在百万吨级需求的化工产品中尚未有成功替代的案例，我们认为随着合成生物学技术的进步，生物制造必然会在化工领域突破大体量产品。目前已经有公司取得进展，东丽株式会社开发出一种 100%生物基己二酸的生物合成方法，并已经开始探讨扩大研究规模，目标在2030年左右实现该技术的实用化。