生物基材料的發(fā)展卻截然不同,我國雖然起步也稍顯落后,但是得益于國家戰(zhàn)略層面的重視,以及原料成本、市場規(guī)模、完整的工業(yè)體系支撐等多重優(yōu)勢,具備了“彎道超車”的機(jī)會(huì)。
目前,國內(nèi)已經(jīng)初步構(gòu)建了以聚乳酸、聚酰胺(尼龍)產(chǎn)業(yè)化,多種生物基材料快速發(fā)展的格局。數(shù)據(jù)顯示,2021年,我國生物基材料產(chǎn)能1100萬噸(不含生物燃料),約占全球31%,產(chǎn)量700萬噸,產(chǎn)值超過1500億元。
生物基尼龍的表現(xiàn)尤為亮眼。在國家“雙碳”背景下,國內(nèi)一批龍頭企業(yè)率先在生物基尼龍領(lǐng)域進(jìn)行布局,在技術(shù)研究和產(chǎn)能規(guī)模上都取得了突破。
不完全統(tǒng)計(jì),國內(nèi)已投產(chǎn)的生物基尼龍項(xiàng)目包括:金發(fā)科技5000噸/年P(guān)A10T,伊品生物2萬噸/年生物基尼龍鹽項(xiàng)目,凱賽生物10萬噸/年P(guān)A56生產(chǎn)線和4萬噸/年生物法癸二酸項(xiàng)目……
曾經(jīng),合成尼龍66的關(guān)鍵單體己二腈長期被巴斯夫、英威達(dá)、奧升德等外企壟斷,直到2022年,我國才擁有第一套自主研發(fā)的己二腈生產(chǎn)裝置。
生物基尼龍賽道的出現(xiàn),提供了一條全新的路徑。
3、小小的生物基,到底有何魅力?
事實(shí)上,生物基是以可再生生物質(zhì)為原料,包括農(nóng)作物,谷物、秸稈等,通過生物、化學(xué)以及物理等方法制造的新型材料。
以科創(chuàng)板上市公司凱賽生物為例,其用發(fā)酵法生產(chǎn)一種叫尼龍56的化纖便是一種生物基材料,生產(chǎn)1kg尼龍-56的碳排放量相比生產(chǎn)1kg尼龍-66(石油基),可減少4.31kg。
根據(jù)國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2020年全球碳排放總量在306.9億噸左右,遠(yuǎn)高于2010年以來的平均水平。中國碳排放量居于全球第一,高于北美和歐洲等國家,控制碳排放勢在必行。
如今,站在雙碳的戰(zhàn)略高度上,生物基逐漸站上了明星風(fēng)口,成為了實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的不二之選。
一直以來,石油基支撐起了現(xiàn)代材料的半壁江山,橡膠、塑料、化學(xué)纖維等材料的合成,都離不開石油。
由于傳統(tǒng)石化能源日益枯竭以及原料成本飆升,各國都在尋找可持續(xù)來源的替代品,依靠化石原料的經(jīng)濟(jì)模式已經(jīng)不適合當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展要求。
從大的層面來看,生物基是在雙碳、可持續(xù)發(fā)展背景下快速發(fā)展的大賽道;細(xì)化而言,有些產(chǎn)品在底層邏輯上也確實(shí)更適合生物基的方式來生產(chǎn)。
君聯(lián)資本投資人告訴獵云網(wǎng),“在生產(chǎn)端,中國在部分生物基材料的生產(chǎn)方式上積累深厚,從制造、設(shè)計(jì)、到產(chǎn)業(yè)工人,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成熟度高;在應(yīng)用端,中國擁有最大的終端消費(fèi)市場,因此中國在部分生物基材料賽道中有很大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢。”
目前,生物基賽道還處在創(chuàng)新發(fā)展的初期,各家企業(yè)紛紛試水,但未來如何競爭格局還未定型。中科優(yōu)勢董事總經(jīng)理鄒濤表示,生物基材料有著廣泛的應(yīng)用場景,核心技術(shù)能力的持續(xù)研發(fā)迭代及市場端運(yùn)營資源的開拓在企業(yè)成長中占據(jù)著關(guān)鍵性的權(quán)重,這類科技型企業(yè)從什么技術(shù)路線開始創(chuàng)業(yè)很重要,如何持續(xù)的經(jīng)營好、保持整體競爭優(yōu)勢,最后能占據(jù)市場份額勝出更為重要。“我們會(huì)對所投資孵化的項(xiàng)目進(jìn)行陪跑式深度賦能,為項(xiàng)目長期發(fā)展保駕護(hù)航。”
4、萬億藍(lán)海,國內(nèi)外獨(dú)角獸涌現(xiàn)
事實(shí)上,生物基并不是一個(gè)新鮮概念,早在2000年左右就被提出,在國外,早有企業(yè)搶灘登陸生物基領(lǐng)域。
Braskem是來自巴西的化工巨頭,也是全球領(lǐng)先的生物聚合物生產(chǎn)商,成立于2002年,2010 年向市場推出綠色環(huán)保的生物基PE,目前客戶遍及全球100多個(gè)國家。
殼牌的衍生公司Avantium,其總部位于荷蘭的阿姆斯特丹,成立于2000年2月,公司主要產(chǎn)品是PEF,近些年將呋喃二甲酸(FDCA) 的商業(yè)化作為重點(diǎn)開發(fā)產(chǎn)品。
歐盟地平線歐洲專項(xiàng)計(jì)劃在2021至2027年籌備近1000億歐元,以加速生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
現(xiàn)代石化工藝是建立在以西方國家企業(yè)為基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,如杜邦、巴斯夫、殼牌石油等,化工產(chǎn)業(yè)的大部分核心專利掌握在國外手中,我國所掌握的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)附加值低,且原材料、知識產(chǎn)權(quán)受到嚴(yán)格限制,阻礙了我國新材料、化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
美國能源部曾經(jīng)從300多種源于生物質(zhì)的化合物出發(fā),篩選出了最具有代表性的12種生物基平臺化合物,其中2,5-呋喃二甲酸(FDCA)被認(rèn)為是石油衍生物對苯二甲酸的最合適的替代物,一直是產(chǎn)業(yè)界和資本圈追逐的熱點(diǎn)。
FDCA 的合成技術(shù)路線主要包括5-羥甲基糠醛(HMF)路線、己糖二酸路線、糠醛路線和二甘醇酸路線。其中,HMF路線最受重視。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告中曾提到,HMF-FDCA-PEF的連續(xù)化生產(chǎn)方式,可以減少中間運(yùn)輸環(huán)節(jié),有利于降低終端產(chǎn)品PEF的生產(chǎn)成本。
由于HMF具有唯一不可替代性,國內(nèi)外眾多企業(yè)躍躍欲試。目前,AVA、巴斯夫、中科國生、合肥利夫、達(dá)高特等企業(yè)都參與布局。
過去,由于技術(shù)壁壘、原料和量產(chǎn)化,導(dǎo)致HMF成本高,市場化進(jìn)程的推進(jìn)一直十分艱難。
相較歐美更先進(jìn)的綠色環(huán)保理念,國內(nèi)在生物基材料領(lǐng)域的研究起步較晚,不過在政策的推動(dòng)下,生物基材料的發(fā)展在近兩年獲得大力推動(dòng),在HMF領(lǐng)域,行業(yè)已涌現(xiàn)出一批有實(shí)力參與者。
從現(xiàn)有相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈布局來看,中科國生是唯一布局完整產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè),已實(shí)現(xiàn)HMF連續(xù)化生產(chǎn),同時(shí)突破了其他核心產(chǎn)品,諸如FDCA、THFDM等的規(guī)模化生產(chǎn),并完成了下游衍生物在市場終端的測試,打通了從HMF到下游衍生物單體和終端產(chǎn)品的全技術(shù)鏈條。
中科國生在國內(nèi)生物基材料領(lǐng)域領(lǐng)先的創(chuàng)新式突破得益于其團(tuán)隊(duì)率先通過選擇催化劑和溶劑體系實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化的HMF生產(chǎn)工藝,區(qū)別于現(xiàn)有其他企業(yè)的間歇釜式工藝,解決了HMF產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的卡脖子環(huán)節(jié),并于近期又突破了HMF非糧原料來源的全鏈條工藝,真正可以實(shí)現(xiàn)HMF、FDCA以及其他衍生物的低成本規(guī)模化能力,也正因此,中科國生得到了君聯(lián)資本、經(jīng)緯中國、五源資本和君盛投資等國內(nèi)一線投資機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。
當(dāng)下,轉(zhuǎn)向低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為全球共識,就目前來看,作為石油基材料的升級替代產(chǎn)品,生物基化學(xué)品及材料,將成為新的時(shí)代風(fēng)口,我國生物基材料產(chǎn)業(yè)也逐漸朝著規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展,這片潛力巨大的新藍(lán)海,參與者們將會(huì)在未來掀起更多的浪潮。