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全球生物基聚合物材料市場:現(xiàn)狀、趨勢及未來發(fā)展
點(diǎn)擊次 更新:2023-06-12 15:35:03 來源/作者:im17.cn
環(huán)境友好型”聚酯產(chǎn)品開發(fā)的一個重要方向是開發(fā)替代石油資源的原料,即通過開發(fā)生物工程技術(shù),利用豐富的農(nóng)林生物質(zhì)等生物基資源,合成聚酯產(chǎn)品或生產(chǎn)所需的原料,擺脫聚酯產(chǎn)品及原料過度依賴石油資源的狀況。在日本、歐洲和北美,以生物基聚酯為代表的生物基塑料的開發(fā)日益受到重視,而在當(dāng)?shù)卣闹С趾凸膭钕?,終端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)也加入到這類材料的市場開發(fā)中來,比如一些大型軟飲料生產(chǎn)商正積極推進(jìn)對生物基聚酯的使用計(jì)劃。雖然以生物基聚酯為代表的生物基聚合物材料將獲得持續(xù)增長,但基于其經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)領(lǐng)域的一些障礙,在未來較長時間內(nèi)尚無法完全替代常規(guī)的聚合物材料,這在業(yè)內(nèi)已成為共識。

 

全球生物基聚合物材料的市場發(fā)展

資源與環(huán)境是人類在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重大問題,生物技術(shù)和生物質(zhì)資源將成為解決這一問題的關(guān)鍵之一。

據(jù)樂觀預(yù)計(jì),到2050年,生物基聚合物產(chǎn)量可達(dá)1.13億t,約占有機(jī)材料市場的38%;即便保守估計(jì),到2050年,其產(chǎn)量也可達(dá)2600萬t。而其中,市場增長最快的將是聚羥基脂肪酸酯(PHA)、PLA和生物乙烯等用于生產(chǎn)生物塑料的材料。

歐洲生物基塑料協(xié)會(European Bio-plastics Organization)將生物基塑料分為四大類,一是采用生物基原料生產(chǎn)非自然降解的材料,例如全部采用生物基原料的PE、PP、PVC、PTT、PET、PEF等;二是部分生物基原料MEG、丁二醇、丁二酸、1,3-丙二醇(PDO)等生產(chǎn)的PBT、PET、PTT、PU等;三是全部采用生物基原料生產(chǎn)并在完全自然條件下可生物降解的聚合物,例如PLA、PHA等;四是部分采用生物基原料(單體),合成達(dá)到可生物降解國際標(biāo)準(zhǔn)的聚合物,例如聚丁二酸丁二醇(PBS)、PBST、PCL等。

 

據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)展中地區(qū)的亞洲和南美占總產(chǎn)量的2/3,其中亞洲地區(qū)占34.6%,南美地區(qū)占32.8%,歐洲占18.5%,北美和澳洲分別占13.7%和0.4%。從合成材料的種類來看,非降解領(lǐng)域用部分采用生物基單體的聚合物PET占據(jù)38.9%,其次是PE,占17.2%,采用生物基單體和可降解應(yīng)用領(lǐng)域的聚乳酸(PLA)、脂肪族可降解聚酯占26.1%。生物基聚酯類合成材料接近50%。

 

據(jù)歐洲生物基塑料協(xié)會介紹,生物塑料正呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢,引領(lǐng)這種增長的將是PLA和PHA,分別為29.8萬t(增長50%)和14.2萬t(增長550%)。而由HelmutKaiser顧問公司完成的一份有關(guān)生物塑料市場的報告則指出,全球生物塑料市場將快速增長,預(yù)計(jì)年均增速可達(dá)8% ~ 10%。


 

隨著生物基塑料的不斷發(fā)展,大到電視機(jī)的支架、電腦框體,小到小擺件、廚房垃圾袋,這些材料將越來越多地走進(jìn)人們的日常生活中。據(jù)了解,目前在北美市場已有約 2 萬余種產(chǎn)品由生物基原料制成。

 

日益增長的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展訴求和波動的原油價格都在一定程度上推動了這一領(lǐng)域的發(fā)展,同時,技術(shù)的不斷進(jìn)步改善了生物基塑料的性能,也為其開辟了更多的市場機(jī)會。到2021年,這類材料占總需求量的比例從2011年的13%增至40%以上,其背后的推動因素包括生物基聚乙烯的大批量生產(chǎn)和生物基 PET、聚丙烯及PVC的最終商用化。

 

生物基聚合物領(lǐng)域主要生產(chǎn)企業(yè)(部分)的發(fā)展動態(tài)

生物基材料產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展前景自然吸引了各國政府和企業(yè),Bayer(拜耳)、BASF(巴斯夫)、DOW(陶氏)、DuPont(杜邦)、ExxonMobil(??松梨冢┑葒H化學(xué)品巨頭紛紛進(jìn)入這一領(lǐng)域。

在生物基材料和化學(xué)品領(lǐng)域,世界范圍內(nèi)技術(shù)突破不斷,早期存在的生產(chǎn)成本較高、產(chǎn)品性能欠佳等問題已有明顯改觀。領(lǐng)頭羊們你追我趕,紛紛加快了相關(guān)項(xiàng)目的商業(yè)化步伐。

 

由于生物基來源的脂肪族聚酯還未完全改善使用性能,尤其是耐熱性問題,因此部分生物基PBST依然占據(jù)相當(dāng)部分的市場,以歐洲巴斯夫?yàn)榇淼膸准移髽I(yè)已在生物可降解聚酯的吹膜、注塑應(yīng)用加工等方面形成商業(yè)化格局,產(chǎn)能超過10萬t/a。中國的上海石化也成功開發(fā)了PBST,目前正在實(shí)施合成工藝的進(jìn)一步優(yōu)化和應(yīng)用領(lǐng)域的市場開發(fā)。

據(jù)分析,未來幾年內(nèi)市場對丁二酸的需求可能會有大幅增長,主要驅(qū)動領(lǐng)域包括生物塑料、化學(xué)中間體、溶劑、聚氨酯和增塑劑等。

目前巴斯夫和CSM正在改建普拉克巴塞羅那附近的工廠,準(zhǔn)備用于生產(chǎn)丁二酸。

BioAmber和日本三井將攜手在加拿大的薩尼亞建立生產(chǎn)線生產(chǎn)生物基丁二酸,其后,還計(jì)劃將丁二酸產(chǎn)能擴(kuò)至3.5萬t/a,將1,4 -丁二醇(BDO)產(chǎn)能擴(kuò)至2.3萬t。兩家公司另外還計(jì)劃再共同建立兩條生產(chǎn)線,加上薩尼亞的產(chǎn)能,丁二酸總產(chǎn)能將達(dá)到16.5萬t/a,BDO則為12.3萬t/a。

美國Genomatica公司于2012年1月25日宣布已獲得意大利Beta可再生能源公司(Beta Renewables SpA)全球獨(dú)家專利使用權(quán),將采用Proesa工藝通過任何發(fā)酵基工藝從生物質(zhì)生產(chǎn)BDO。據(jù)介紹,將Proesa工藝與Genomatica公司的直接生物工藝集成在一個完整、專有的過程中,可采用非食品、纖維素生物質(zhì)作為原料,用于第二代技術(shù)生產(chǎn)BDO。其中,Proesa工藝可用于將木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖類,而Genomatica公司的生產(chǎn)工藝可提供更好的經(jīng)濟(jì)性,與石油基BDO生產(chǎn)相比具有較低的碳排放。

以生物原料生產(chǎn)的PC和PHA等塑料產(chǎn)品也受到市場關(guān)注,但要實(shí)現(xiàn)全面的商業(yè)化推廣,還有很長的路要走。以生物質(zhì)生產(chǎn)的異山梨醇為原料生產(chǎn)PC 的工藝與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比,無需使用有毒的光氣和安全性廣受爭議的雙酚A,日本三菱和法國羅蓋特公司都有計(jì)劃開發(fā)此產(chǎn)品,但均表示其經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量有待提高。

其他生物化學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)計(jì)劃還包括:陶氏化學(xué)和諾維信的相關(guān)生物丙烯酸項(xiàng)目,以糖類或水煤氣為原材料,巴西Braskem產(chǎn)能為 3 萬t/a的乙醇-丙烷工程,巴斯夫、Cargill(嘉吉)公司與諾維信公司已簽署一項(xiàng)協(xié)議,將共同開發(fā)由可再生原料生產(chǎn)丙烯酸的新技術(shù)。

我國生物基聚合物領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

在杜邦公司于近期公布的一項(xiàng)名為“杜邦中國綠色生活調(diào)查:消費(fèi)者對于生物基產(chǎn)品的認(rèn)識及使用”的調(diào)查中,超過75%的受訪者表示他們一定或極有可能購買各類生物基產(chǎn)品。調(diào)查結(jié)果顯示,中國消費(fèi)者比北美消費(fèi)者更加相信綠色產(chǎn)品有助于環(huán)保,絕大多數(shù)的中國消費(fèi)者極有可能購買由對環(huán)境有益的生物基原料制作的服裝、個人護(hù)理產(chǎn)品、個人衛(wèi)生產(chǎn)品及家用產(chǎn)品。當(dāng)被問及是否相信綠色產(chǎn)品對環(huán)境有益時,70%參與調(diào)查的中國消費(fèi)者表示非常或比較相信綠色產(chǎn)品有助環(huán)保。這項(xiàng)調(diào)查還發(fā)現(xiàn),中國消費(fèi)者相信生物基原料的使用會提高產(chǎn)品質(zhì)量。超過60%的消費(fèi)者認(rèn)為用生物基原料制造的個人護(hù)理產(chǎn)品、個人衛(wèi)生產(chǎn)品及清潔用品質(zhì)量更好。

相較于一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)如火如荼的生物基材料開發(fā),中國的生物基材料市場也正在不斷發(fā)展壯大。隨著國內(nèi)一些大型企業(yè),如安徽豐原集團(tuán)、華源生命、吉林燃料乙醇、江蘇南天集團(tuán)、浙江海正集團(tuán)等先后進(jìn)入生物基材料研發(fā)行列,我國生物基新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將提速。

如浙江海正集團(tuán)與中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所長期合作推進(jìn)聚乳酸的產(chǎn)業(yè)化。另外,常熟長江化纖年產(chǎn)4 000 t的聚乳酸熔體直紡纖維工廠也已順利生產(chǎn),南通九鼎及云南富集也有千噸級生產(chǎn)線在建廠測試中,中糧也已宣布要在吉林榆樹建萬噸級聚乳酸工廠。

雖然現(xiàn)階段我國生物基新材料已取得了一定的發(fā)展,尤其是淀粉基生物降解塑料、PLA、PHA、PBS等,但受到市場、成本等因素的制約,在產(chǎn)業(yè)化過程中也面臨著各種各樣的問題,例如目前國內(nèi)市場對聚乳酸等生物基材料的需求滯后于其產(chǎn)能擴(kuò)張。有分析認(rèn)為,成本較高以及國家環(huán)保塑料的配套政策不足是限制我國相關(guān)生物基塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大瓶頸。

根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,生物制造是我國“十二五”期間重點(diǎn)發(fā)展的生物產(chǎn)業(yè)之一,該產(chǎn)業(yè)涉及生物基新材料、生物基化學(xué)品等領(lǐng)域。

生物基合成纖維的發(fā)展趨勢

近年來,化學(xué)纖維從植物/農(nóng)作物途徑取得原料的趨勢在全球日益明顯。美國能源部和美國農(nóng)業(yè)部贊助的“2020年植物/農(nóng)作物可再生性資源技術(shù)發(fā)展計(jì)劃”就提出2020年從可再生的植物衍生物中獲得10%的基本化學(xué)原材料。而一向以功能性纖維見長的日本企業(yè)正逐漸將目光聚焦在個人健康、衛(wèi)生與舒適性的纖維與紡織品領(lǐng)域的開發(fā),而且很多原料取自于天然的植物。

繼生物法合成多元醇取代部分化學(xué)法乙二醇生產(chǎn)聚對苯二甲酸多組分二元醇酯共聚物(PDT)纖維成功后,研發(fā)可再生資源成為聚酯產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展的潮流。但PTT 纖維、聚丁二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇酯(PBST)纖維、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)纖維的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相對較緩,在很大程度上是受制于這些纖維原料稀缺,尤其是丙二醇、丁二醇等的價格一直居高不下,影響了產(chǎn)業(yè)鏈的整體效益和推進(jìn)。近年來,美國、歐洲的一些研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)對這些原料的生物轉(zhuǎn)換合成表現(xiàn)出極高的商業(yè)投入積極性。

在全球倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的大背景下,積極發(fā)展生物質(zhì)纖維及生化原料,不僅可有效解決石化資源的不足,對化纖行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有現(xiàn)實(shí)意義,而且有利于促進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品的深加工進(jìn)而提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值。我國的《化纖工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中也提出了關(guān)于推進(jìn)生物質(zhì)纖維及其原料產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)中國化纖工業(yè)協(xié)會對生物質(zhì)纖維及生化原料的發(fā)展規(guī)劃,生物質(zhì)纖維在未來將實(shí)現(xiàn)“資源有效利用”、“技術(shù)環(huán)境友好”和“產(chǎn)品靈活多樣”,其中涉及生物質(zhì)合成纖維的內(nèi)容主要如下。

PLA纖維:借鑒國內(nèi)外最新聚合、紡絲及多領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破,形成萬噸級產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。大力推進(jìn)非糧作物原料的開發(fā)利用。

PTT纖維:突破生化法PTT及其纖維產(chǎn)業(yè)化成套裝備、工程化技術(shù)及其制品的生產(chǎn)技術(shù),形成年產(chǎn)12萬 ~ 15萬t的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)能。

 

生物法多元醇:以生物法PDO、乙二醇、BDO等為重點(diǎn),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破,形成多元醇的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。

國內(nèi)外生物基聚酯的開發(fā)及應(yīng)用

對更具可持續(xù)性發(fā)展消費(fèi)品日益增長的需求是生物基材料增長的重要驅(qū)動力。品牌商和原始設(shè)備生產(chǎn)商致力于減少自身的環(huán)境足跡,并用可再生的生物基解決方案來取代有限的石化基材料。因此,有越來越多的企業(yè)開始把生物材料納入企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中。

10年前美國杜邦公司開發(fā)了生物基PDO用以合成PTT,近幾年法國METabolic Explorer公司也開發(fā)了利用粗甘油生物法制取PDO,用于合成PTT,盡管與馬來西亞的合資工廠工程項(xiàng)目(產(chǎn)能 9 萬t/a)推遲,但其技術(shù)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。上海石化也已采用生物化工技術(shù)成功研發(fā)了PDO。

傳統(tǒng)的聚酯生產(chǎn)企業(yè)已從技術(shù)和如何降低成本角度做好準(zhǔn)備,并積極尋找合適的最終用戶形成最終商品推向市場。在日本、歐洲和北美政府的支持和鼓勵下,終端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)也加入到生物基聚酯材料的市場開發(fā)中,踐行綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念。

在眾多食品公司的強(qiáng)勢推動下,采用甘蔗乙烯生產(chǎn)的生物基乙二醇已經(jīng)被廣泛用于PET 的生產(chǎn)。2009年,可口可樂公司就推出了生物基聚酯瓶 —— PlantBottle,用于旗下飲品Coke、Sprite、Fresca、iLOHAS、Sokenbicha以及Dasani的包裝。該聚酯瓶中30%源于由甘蔗中提取轉(zhuǎn)化而來的MEG,其他則來自石油基PTA。此外,百事可樂也宣布研究從柳枝稷、松樹皮和玉米殼中提取原料生產(chǎn)生物基聚酯,并期待擴(kuò)大植物原料的范圍,如柑橘皮、土豆皮、燕麥殼等其他農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品也有望成為制瓶的原料。

 

不過若想將植物材料的比例提升到100%,還需要進(jìn)行更多的研究工作。生物基PET之前一直采用生物基MEG,而另一主要原料PTA仍采用石油資源。目前,Virent、Gevo、Avantium等生物基化工企業(yè)已經(jīng)成功研發(fā)從植物、農(nóng)作物的廢棄物等資源中采用生物技術(shù)進(jìn)行分子重組轉(zhuǎn)化為PX,進(jìn)而可以用現(xiàn)有的成熟氧化技術(shù)生產(chǎn)出PTA,實(shí)現(xiàn)PET的100%生物基產(chǎn)品。

美國Virent公司采用“生物成型”(BioForming)技術(shù),將玉米、甘蔗等含糖源物,與糠醛生物轉(zhuǎn)化為PX,其中試技術(shù)已經(jīng)成功,正在與具有專利的化工設(shè)備企業(yè)合作進(jìn)行批量化生產(chǎn)。

Gevo公司采用異丁醇(Isobutanol)生物技術(shù)得到PX,日本東麗公司于2011年宣布已經(jīng)采用此技術(shù)生產(chǎn)出100%生物基PET纖維,并與Gevo簽訂合同,優(yōu)先購買其制造的生物基對二甲苯,用于小規(guī)模生產(chǎn)生物基PET。東麗將通過此次合作開發(fā)生物基PET量產(chǎn)技術(shù)。

Avantium生物化工制品公司聯(lián)合美國某大學(xué)研究開發(fā)了極具革命性的“YXY”技術(shù),其技術(shù)核心是將植物資源得到的呋喃糖通過生物轉(zhuǎn)化為2,5-呋喃羧酸(2,5-Furan dicarboxylic,F(xiàn)DCA),取代傳統(tǒng)意義上的PTA,與MEG酯化聚合生成PEF(Polyethylene-furanoate),目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了PEF聚酯瓶的批量生產(chǎn)。美國杜邦、塞拉尼斯,荷蘭的DSM(帝斯曼)等都有意成為該技術(shù)的積極推進(jìn)者。

據(jù)統(tǒng)計(jì),世界范圍內(nèi)生物基聚酯原料MEG和多元醇產(chǎn)能最大的是中國長春大成,目前該公司據(jù)稱已具備100萬t/a的生物基MEG產(chǎn)能。日本豐田通商株式會社與中國臺灣的中國人造纖維公司以50/50合資成立的Greencal Kaohsiung Taiwan公司,將巴西甘蔗來源得到的乙醇轉(zhuǎn)化為MEG,年產(chǎn)能為10萬,最終產(chǎn)品用于汽車紡織品和車用工程塑料。

目前,全球PTA的實(shí)際產(chǎn)能據(jù)稱已超過5 000萬t,如此龐大的用量和發(fā)展?jié)撡|(zhì),為生物基新產(chǎn)品打開了巨大的研發(fā)空間,而新產(chǎn)品對比石油基物料是否有成本競爭優(yōu)勢,將成為決定其市場成敗的關(guān)鍵。PX的未來發(fā)展也面臨相似的情況。據(jù)預(yù)測,未來一段時間內(nèi)PX的產(chǎn)能增長會落后于需求,這為生物基PX的研發(fā)帶來了一定的動力。在PX供不應(yīng)求的情況下,現(xiàn)時研發(fā)生物基替代品是最好時機(jī)。

從應(yīng)用趨勢來看,聚酯相對其它高分子合成材料的總體加工成本較低,環(huán)保、安全壓力相對較輕,回收再生產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展基本形成良性循環(huán),后加工技術(shù)不斷發(fā)展,使聚酯在傳統(tǒng)的民用紡織品、產(chǎn)業(yè)用紡織品、液體包裝、薄膜、片材、工程塑料等領(lǐng)域得到很大的發(fā)展,因此非降解生物基聚酯最容易推廣,預(yù)期在液體包裝領(lǐng)域?qū)玫介L足的發(fā)展。

除了包裝行業(yè),纖維領(lǐng)域也是生物基聚酯的重要領(lǐng)地。近日,帝人宣布其生物基聚酯纖維Eco Circle Plantfiber被用于純電動車Nissan LEAF的內(nèi)飾中,包括座椅面料,以及門飾板、頭枕、座位中間扶手等內(nèi)飾面材料等,這是Eco Circle Plantfiber首次被用于大批量生產(chǎn)的汽車內(nèi)飾中。據(jù)介紹,Eco Circle Plantfiber纖維中有30%以上為源自甘蔗的生物基原料,不僅可以降低碳排放,而且可保持與石油基PET相媲美的性能和品質(zhì)。

近年來,鑒于生物基滌綸應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,涉及服裝、汽車內(nèi)飾以及個人衛(wèi)生用產(chǎn)品等,帝人持續(xù)擴(kuò)充其全球產(chǎn)能。

隨著BCF技術(shù)的發(fā)展,PDT、PET、PTT等聚酯BCF的本體著色地毯紗和地毯領(lǐng)域?qū)鸩饺〈詢r比相對較差的PA和PP,在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域具備滿足市場、開拓市場的良好需求趨勢。

生物基聚酯發(fā)展的障礙

生物基高分子材料與傳統(tǒng)高聚物生產(chǎn)商在開拓市場中遇到的障礙有相同之處,都需要經(jīng)濟(jì)的原料、高效的工藝流程以及成熟的客戶。雖然在一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū),以生物基聚酯為代表的生物基材料正成為開發(fā)熱點(diǎn),但其市場推廣阻礙力也不容小覷,比如不良的產(chǎn)品性能、價格因素導(dǎo)致的消費(fèi)意愿下降等。

生物基聚酯的市場應(yīng)用難點(diǎn)最主要還是產(chǎn)品價格。從本質(zhì)上來說,生物基PET與石油基PET是同一種產(chǎn)品,不同之處在于其原料來源,未來一段時期內(nèi),成本將是生物基PET的軟肋。目前來看,要使生物基MEG的價格大幅低于石油資源尚需較長時間。

二是市場對所謂的“多元醇”的認(rèn)識。作為纖維用,多元醇的加工成本相對99.9%純度的MEG會有30%左右的成本降低和能耗的節(jié)省,但紡織和染整行業(yè)還需相應(yīng)的技術(shù)配套,如何充分發(fā)揮其纖維產(chǎn)品的特點(diǎn),進(jìn)而讓上下游的利益進(jìn)一步得到提升仍需要上下游積極合作。

生物基BDOPDO分別是合成PBT、PTT的主要原料,其開發(fā)的基本目標(biāo)除了綠色、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的全球社會效益外,更重要的是其生物基醇的合成成本低于石油資源。目前的主要瓶頸是通過生物基醇的規(guī)?;a(chǎn)以降低生產(chǎn)成本,二是進(jìn)一步考察和優(yōu)化提高生物轉(zhuǎn)化率,同時關(guān)注不同菌種的安全性能。

完全生物基PET目前還需解決生物基PTA的來源問題。現(xiàn)階段,生物基PET中的生物基成分主要為EG,目前美國的Gevo、Draths和Anellotech等公司正在進(jìn)行生物基PTA的產(chǎn)業(yè)化研究。如Gevo正在研究如何將生物基異丁醇轉(zhuǎn)化成對位二甲苯,然后再轉(zhuǎn)化成PTA。據(jù)介紹,該公司日前又獲得一項(xiàng)利用二羥酸脫水酶(DHADs)提高酵母中生物基異丁醇生產(chǎn)效率的專利,這也有利于使其比其他技術(shù)更具有商業(yè)化生產(chǎn)的可能。而其他一些公司也正研究如何通過生物基正丁醇或異丁烯生成PTA。

Draths目前正在研究如何通過反式,反式-粘康酸鹽將葡萄糖轉(zhuǎn)變成PTA,而Anellotech宣稱已掌握了將生物質(zhì)轉(zhuǎn)變成BTX(苯、甲苯、二甲苯)的技術(shù)。

此外,以生物基聚酯為代表的生物高分子材料同樣會引發(fā)有關(guān)土地過度消耗的爭論,目前全球范圍內(nèi)對這種由于大規(guī)模生產(chǎn)原材料而進(jìn)行密集種植的“破壞性”模式充滿爭議。一些研究機(jī)構(gòu)表示,同生物燃料一樣,從更大范圍來說,生物塑料和其他生物基產(chǎn)品會與糧食爭奪土地,造成間接土地利用變化,導(dǎo)致更嚴(yán)重的森林砍伐和更多野生區(qū)域轉(zhuǎn)換成耕地,因此生物塑料相比傳統(tǒng)樹脂的環(huán)保優(yōu)勢并不很明顯。

在這個問題上,美國生物科技企業(yè)Verdezyne宣布的消息值得注意。該企業(yè)宣布第一家試點(diǎn)工廠已開始采用非食品原料生產(chǎn)生物基乙二酸,且制造成本比采用石油基原料低廉。

 

專家視點(diǎn):

近期的發(fā)展很可能引起聚酯鏈的深層次創(chuàng)新,對傳統(tǒng)的石油基聚酯原料帶來革命性的“沖擊”,尤其是PEF材料的出現(xiàn),將會在很大程度上占據(jù)原石油基PET的瓶用和BOPET市場,即使傳統(tǒng)PET的價格低至加工成本,仍很難抵御如此迅猛的發(fā)展形勢。目前中國大陸的總體聚酯鏈?zhǔn)袌鲞€是以各自為陣為主,生物基基礎(chǔ)單體的研發(fā)由于受到專利保護(hù)、研發(fā)單位的成果推廣和聚合物生產(chǎn)企業(yè)的成本壓力等諸多因素,很難得到突破性增長;聚合物生產(chǎn)企業(yè)即使已經(jīng)開發(fā)了生物基聚合物,也由于缺少為下游提供積極有效的技術(shù)支撐而舉步維艱;部分終端市場對生物基聚酯材料缺少應(yīng)有的準(zhǔn)確信息,部分企業(yè)的生物基材料在產(chǎn)品質(zhì)量和關(guān)鍵特征指標(biāo)尚不具備商業(yè)化的條件,加上生物基材料很難在外觀上明顯區(qū)別于非生物基材料,如何推動生物基材料的應(yīng)用成為目前該領(lǐng)域的主要瓶頸。

傳統(tǒng)生物可降解聚酯的應(yīng)用市場開拓需要政府多專業(yè)管理部門的協(xié)調(diào),鼓勵采用生物基單體合成和材料合成的政策已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)的好評,但是如何制定生物基合成材料的標(biāo)準(zhǔn)、生物基材料的認(rèn)證尚待完善;下游使用生物基材料制造業(yè)的政策扶持和安全、衛(wèi)生監(jiān)督、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的建立迫在眉睫;應(yīng)當(dāng)出臺鼓勵最終消費(fèi)者接受“綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展”理念的政策和措施,歐洲、日本、美國對生物基聚酯和再生聚酯的消費(fèi)價格比常規(guī)產(chǎn)品高,對企業(yè)而言,適當(dāng)降低稅收,有利于更好地發(fā)揮企業(yè)的積極性。

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