北斗智慧能源分享｜化石替代需求強(qiáng)烈 生物基材料市場(chǎng)空間廣闊

OECD預(yù)測(cè)到2030年全球生物基化工產(chǎn)品占比有望達(dá)到35%，生物基材料行業(yè)將迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇，未來(lái)增長(zhǎng)空間廣闊。
 

 

 

生物基材料指的是以谷物、竹木粉、秸稈、豆科、農(nóng)作物廢棄物等可再生生物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)、生物、物理等手段制成的生物高分子材料等新型材料，可進(jìn)一步聚合形成綠色化工產(chǎn)品和高分子材料，如生物塑料、燃料乙醇、沼氣等。

 

生物基材料廢棄時(shí)可通過(guò)生物降解法轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退瑥亩匦逻M(jìn)入大自然循環(huán)，可有效減少碳排放，降低環(huán)境污染。與傳統(tǒng)不可再生石油基材料相比，生物基材料具有良好的生物可降解性和原料可再生等優(yōu)勢(shì)，減少了工業(yè)生產(chǎn)對(duì)石油資源的依賴(lài)，可有效緩解石化資源枯竭的壓力；與此同時(shí)可再生性原料的來(lái)源廣泛，大幅提升了生產(chǎn)企業(yè)原料供應(yīng)的穩(wěn)定性；此外生物基材料從低成本原料轉(zhuǎn)化成高經(jīng)濟(jì)附加值產(chǎn)品，大幅提升了經(jīng)濟(jì)效益，是新材料產(chǎn)業(yè)未來(lái)重要的發(fā)展方向。

 

根據(jù)測(cè)算，到2030年工業(yè)生物技術(shù)有望年均降低10-25億噸的二氧化碳排放。

 

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前生物制造產(chǎn)品與石化產(chǎn)品相比平均節(jié)能減排30%-50%，未來(lái)有望達(dá)到50%-70%，成為化石原料替代和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。
 

 

為解決石油資源枯竭和環(huán)境污染等問(wèn)題，學(xué)科高度交叉的合成生物學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，合成生物學(xué)可應(yīng)用于生物材料、生物燃料等多個(gè)領(lǐng)域。

 

合成生物學(xué)的理論認(rèn)為目前世界上現(xiàn)有的大部分物質(zhì)和原料均可被生物合成，比如以葡萄糖為原料可生物合成戊二胺、己二酸、戊二酸、氨基戊酸等物質(zhì)。石油是化工生產(chǎn)的初始原材料，通過(guò)利用可再生資源和生物制造技術(shù)，有望減少石油資源的消耗。

 

 

美國(guó)在《2020年制造業(yè)挑戰(zhàn)的展望》中將“生物制造技術(shù)”列為2020年制造技術(shù)挑戰(zhàn)的11個(gè)主要戰(zhàn)略方向之一，并在《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》中制定了2030年替代25%有機(jī)化學(xué)品和20%石油燃料的目標(biāo)。

 

歐盟在《工業(yè)生物技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃》中明確目標(biāo)到2030年實(shí)現(xiàn)生物基原料替代化工原料6%-12%、生物基產(chǎn)品替代化學(xué)品30%-60%。

 

 

目前全球范圍內(nèi)取得成功的生物制造項(xiàng)目包括杜邦制造1,3-丙二醇項(xiàng)目、Metabolix生物制造可降解高分子PHA項(xiàng)目、NatureWorks可降解塑料聚乳酸項(xiàng)目等，生物基材料逐步從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化應(yīng)用。

 

眾多國(guó)際知名品牌開(kāi)始陸續(xù)推出使用生物基材料生產(chǎn)的產(chǎn)品，比如路易威登推出了含有50%生物基及可回收材料的新款Charlie運(yùn)動(dòng)鞋、蘋(píng)果在iPhoneXS的玻璃支撐框架中使用了生物基材料、奔馳推出了采用生物基材料作為車(chē)門(mén)內(nèi)襯的概念車(chē)bionme、特步推出了聚乳酸比例60%的環(huán)保T恤等。
 

 

 

我國(guó)將生物制造列為重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一，陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策支持和鼓勵(lì)生物基材料行業(yè)發(fā)展。

 

2010年國(guó)務(wù)院在《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中將生物制造列為生物產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。

 

2015年工信部在《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南（2015年）》中明確定義了涉及生物基化學(xué)纖維產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)，包括生物基戊二胺、生物基聚酰胺產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及裝備等，并確定為優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)。

 

2018年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(lèi)（2018）》將生物產(chǎn)業(yè)列為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)于我國(guó)搶占新一輪科技革命制高點(diǎn)和發(fā)展壯大新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，而生物基材料行業(yè)屬于生物產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

 

2021年12月工信部在《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中將多種生物基材料納入原材料重點(diǎn)任務(wù)，并鼓勵(lì)生物燃料、垃圾衍生燃料、氫能等替代能源在化工等行業(yè)的應(yīng)用。
 

 

目前全球生物基材料行業(yè)仍處于發(fā)展初期，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球生物基產(chǎn)品的總產(chǎn)量約為750萬(wàn)噸，僅占石油基產(chǎn)品的2%。

 

隨著全球碳中和政策穩(wěn)步推進(jìn)，OECD預(yù)測(cè)到2030年全球生物基化工產(chǎn)品占比有望達(dá)到35%，生物基材料行業(yè)將迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇，未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)空間廣闊。

 

在合成生物學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，近年來(lái)我國(guó)生物基材料行業(yè)也保持迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)，已在部分產(chǎn)品上突破專(zhuān)利封鎖，并在長(zhǎng)鏈二元酸生物法生產(chǎn)技術(shù)上達(dá)到世界領(lǐng)先水平。