隨著全球碳中和政策穩步推進,疊加合成生物學技術推動,各國出臺政策支持生物基材料行業發展,長期來看生物基材料將逐步替代石油基材料,成為傳統產業升級的重要驅動力。
OECD預測到2030年全球生物基化工產品占比有望達到35%,生物基材料行業將迎來重大發展機遇,未來增長空間廣闊。
1、化石替代需求強烈,生物基材料行業發展潛力大
生物基材料是重要的化石替代材料
生物基材料指的是以谷物、竹木粉、秸稈、豆科、農作物廢棄物等可再生生物質為原料,經過化學、生物、物理等手段制成的生物高分子材料等新型材料,可進一步聚合形成綠色化工產品和高分子材料,如生物塑料、燃料乙醇、沼氣等。
生物基材料廢棄時可通過生物降解法轉變為二氧化碳和水,從而重新進入大自然循環,可有效減少碳排放,降低環境污染。與傳統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勢,減少了工業生產對石油資源的依賴,可有效緩解石化資源枯竭的壓力;與此同時可再生性原料的來源廣泛,大幅提升了生產企業原料供應的穩定性;此外生物基材料從低成本原料轉化成高經濟附加值產品,大幅提升了經濟效益,是新材料產業未來重要的發展方向。
根據測算,到2030年工業生物技術有望年均降低10-25億噸的二氧化碳排放。
數據統計,目前生物制造產品與石化產品相比平均節能減排30%-50%,未來有望達到50%-70%,成為化石原料替代和傳統產業升級的重要驅動力。
合成生物學技術推動生物基材料行業發展
合成生物學的理論認為目前世界上現有的大部分物質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。石油是化工生產的初始原材料,通過利用可再生資源和生物制造技術,有望減少石油資源的消耗。
合成生物學具有清潔、高效、可再生等優點,是一種革命性的綠色生產方式,可對傳統化工生產方式進行有效替代,未來將對全球能源、化工領域的競爭格局產生深遠的影響,因此世界各國對合成生物學的重視程度提升到了戰略高度。
美國在《2020年制造業挑戰的展望》中將“生物制造技術”列為2020年制造技術挑戰的11個主要戰略方向之一,并在《生物質技術路線圖》中制定了2030年替代25%有機化學品和20%石油燃料的目標。
歐盟在《工業生物技術遠景規劃》中明確目標到2030年實現生物基原料替代化工原料6%-12%、生物基產品替代化學品30%-60%。
麥肯錫全球研究院將合成生物學列入未來十二大顛覆性技術之一的“下一代基因組學”之中,其預計到2025年合成生物學與生物制造的經濟影響將達到1000億美元。
目前全球范圍內取得成功的生物制造項目包括杜邦制造1,3-丙二醇項目、Metabolix生物制造可降解高分子PHA項目、NatureWorks可降解塑料聚乳酸項目等,生物基材料逐步從實驗室走向商業化應用。
眾多國際知名品牌開始陸續推出使用生物基材料生產的產品,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運動鞋、蘋果在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門內襯的概念車bionme、特步推出了聚乳酸比例60%的環保T恤等。
2、生物制造是中國重點發展產業之一,相關產業政策陸續出臺
我國將生物制造列為重點發展產業之一,陸續出臺相關產業政策支持和鼓勵生物基材料行業發展。
2010年國務院在《關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中將生物制造列為生物產業的重要內容。
2015年工信部在《產業關鍵共性技術發展指南(2015年)》中明確定義了涉及生物基化學纖維產業化的關鍵技術,包括生物基戊二胺、生物基聚酰胺產業化關鍵技術及裝備等,并確定為優先發展的產業關鍵共性技術。
2018年國家統計局發布的《戰略性新興產業分類(2018)》將生物產業列為我國戰略性新興產業之一,對于我國搶占新一輪科技革命制高點和發展壯大新產業、新經濟至關重要,而生物基材料行業屬于生物產業的重點發展方向之一。
2021年12月工信部在《“十四五”工業綠色發展規劃》中將多種生物基材料納入原材料重點任務,并鼓勵生物燃料、垃圾衍生燃料、氫能等替代能源在化工等行業的應用。
目前全球生物基材料行業仍處于發展初期,數據統計,2018年全球生物基產品的總產量約為750萬噸,僅占石油基產品的2%。
隨著全球碳中和政策穩步推進,OECD預測到2030年全球生物基化工產品占比有望達到35%,生物基材料行業將迎來重大發展機遇,未來市場增長空間廣闊。
在合成生物學技術的推動下,近年來我國生物基材料行業也保持迅猛發展的態勢,已在部分產品上突破專利封鎖,并在長鏈二元酸生物法生產技術上達到世界領先水平。
根據預測,我國生物基材料行業的年均增長速度保持在20%左右,年均總產量突破600萬噸,未來行業發展前景廣闊。
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