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北斗智慧能源分享|化石替代需求强烈 生物基材料市场空间广阔

2022(第七届)中国润滑油技术创新及行业发展论坛
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摘要:随着全球碳中和政策稳步推进,叠加合成生物学技术推动,各国出台政策支持生物基材料行业发展,长期来看生物基材料将逐步替代石油基材料,成为传统产业升级的重要驱动力。
随着全球碳中和政策稳步推进,叠加合成生物学技术推动,各国出台政策支持生物基材料行业发展,长期来看生物基材料将逐步替代石油基材料,成为传统产业升级的重要驱动力。

OECD预测到2030年全球生物基化工产品占比有望达到35%,生物基材料行业将迎来重大发展机遇,未来增长空间广阔。
 
化石替代需求强烈 生物基材料市场空间广阔
 
1、化石替代需求强烈,生物基材料行业发展潜力大
 
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、秸秆、豆科、农作物废弃物等可再生生物质为原料,经过化学、生物、物理等手段制成的生物高分子材料等新型材料,可进一步聚合形成绿色化工产品和高分子材料,如生物塑料、燃料乙醇、沼气等。
 
生物基材料废弃时可通过生物降解法转变为二氧化碳和水,从而重新进入大自然循环,可有效减少碳排放,降低环境污染。与传统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优势,减少了工业生产对石油资源的依赖,可有效缓解石化资源枯竭的压力;与此同时可再生性原料的来源广泛,大幅提升了生产企业原料供应的稳定性;此外生物基材料从低成本原料转化成高经济附加值产品,大幅提升了经济效益,是新材料产业未来重要的发展方向。
 
根据测算,到2030年工业生物技术有望年均降低10-25亿吨的二氧化碳排放。
 
数据统计,目前生物制造产品与石化产品相比平均节能减排30%-50%,未来有望达到50%-70%,成为化石原料替代和传统产业升级的重要驱动力。
 

 
合成生物学技术推动生物基材料行业发展
为解决石油资源枯竭和环境污染等问题,学科高度交叉的合成生物学应运而生,合成生物学可应用于生物材料、生物燃料等多个领域。
 
合成生物学的理论认为目前世界上现有的大部分物质和原料均可被生物合成,比如以葡萄糖为原料可生物合成戊二胺、己二酸、戊二酸、氨基戊酸等物质。石油是化工生产的初始原材料,通过利用可再生资源和生物制造技术,有望减少石油资源的消耗。
 
合成生物学具有清洁、高效、可再生等优点,是一种革命性的绿色生产方式,可对传统化工生产方式进行有效替代,未来将对全球能源、化工领域的竞争格局产生深远的影响,因此世界各国对合成生物学的重视程度提升到了战略高度。
 
美国在《2020年制造业挑战的展望》中将“生物制造技术”列为2020年制造技术挑战的11个主要战略方向之一,并在《生物质技术路线图》中制定了2030年替代25%有机化学品和20%石油燃料的目标。
 
欧盟在《工业生物技术远景规划》中明确目标到2030年实现生物基原料替代化工原料6%-12%、生物基产品替代化学品30%-60%。
 
麦肯锡全球研究院将合成生物学列入未来十二大颠覆性技术之一的“下一代基因组学”之中,其预计到2025年合成生物学与生物制造的经济影响将达到1000亿美元。
 
目前全球范围内取得成功的生物制造项目包括杜邦制造1,3-丙二醇项目、Metabolix生物制造可降解高分子PHA项目、NatureWorks可降解塑料聚乳酸项目等,生物基材料逐步从实验室走向商业化应用。
 
众多国际知名品牌开始陆续推出使用生物基材料生产的产品,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运动鞋、苹果在iPhoneXS的玻璃支撑框架中使用了生物基材料、奔驰推出了采用生物基材料作为车门内衬的概念车bionme、特步推出了聚乳酸比例60%的环保T恤等。
 


 
2、生物制造是中国重点发展产业之一,相关产业政策陆续出台
 
我国将生物制造列为重点发展产业之一,陆续出台相关产业政策支持和鼓励生物基材料行业发展。
 
2010年国务院在《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中将生物制造列为生物产业的重要内容。
 
2015年工信部在《产业关键共性技术发展指南(2015年)》中明确定义了涉及生物基化学纤维产业化的关键技术,包括生物基戊二胺、生物基聚酰胺产业化关键技术及装备等,并确定为优先发展的产业关键共性技术。
 
2018年国家统计局发布的《战略性新兴产业分类(2018)》将生物产业列为我国战略性新兴产业之一,对于我国抢占新一轮科技革命制高点和发展壮大新产业、新经济至关重要,而生物基材料行业属于生物产业的重点发展方向之一。
 
2021年12月工信部在《“十四五”工业绿色发展规划》中将多种生物基材料纳入原材料重点任务,并鼓励生物燃料、垃圾衍生燃料、氢能等替代能源在化工等行业的应用。
 
 
目前全球生物基材料行业仍处于发展初期,数据统计,2018年全球生物基产品的总产量约为750万吨,仅占石油基产品的2%。
 
随着全球碳中和政策稳步推进,OECD预测到2030年全球生物基化工产品占比有望达到35%,生物基材料行业将迎来重大发展机遇,未来市场增长空间广阔。
 
在合成生物学技术的推动下,近年来我国生物基材料行业也保持迅猛发展的态势,已在部分产品上突破专利封锁,并在长链二元酸生物法生产技术上达到世界领先水平。
 
根据预测,我国生物基材料行业的年均增长速度保持在20%左右,年均总产量突破600万吨,未来行业发展前景广阔。
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