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澳5:化石替代需求强烈,生物基材料大有可为

时间:2周前   阅读:4

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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。


01


什么是生物基材料?


生物基材料,是指利用生物质为原料或(和)经由生物制造得到的材料。包括以生物质为原料或(和)经由生物合成、生物加工、生物炼制过程制备得到的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品和糖工程产品,也包括生物基聚合物、生物基塑料、生物基化学纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料、及各类生物基材料制得的制品。


需要注意的是:生物基材料≠生物降解材料!


在提及生物基材料和生物降解材料时,很多人会不自觉将两者进行混淆。需要注意的是,生物基材料和生物降解材料虽然有交叉重叠的地方,但它们是两个截然不同的概念。


生物基材料强调的是材料的来源低碳、环保、可持续,如谷物、豆科、秸秆、竹木粉等,它不一定能生物降解;生物降解材料强调的是废弃后对环境友好。



02


生物基材料大有可为


基于石化资源的不可再生性及国际社会的低碳可持续发展理念,并综合性能稳定性与功能性评估,有绿色环保属性加持的生物基材料被认为是极佳的替换材料,国际社会亦对其寄予厚望。


美国:《生物质技术路线图》


2030 年生物基化学品将替代 25%有机化学品和 20%的石油燃料。


欧盟:《工业生物技术远景规划》


2030 年生物基原料替代 6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品由生物基制造。


中国:《“十四五”生物经济发展规划》


明确将“生物能源稳步发展,生物基材料替代传统化学原料、生物工艺替代传统化学工艺等进展明显”,纳入“十四五”时期我国生物技术和生物产业的发展目标。


得益于科技的进步与政策的扶持,生物基材料不断迈向高质量可持续发展。根据经济合作与发展组织OECD预测,未来十年至少有20%(约8000亿美元)的石化产品能由生物基产品替代,而目前的替代率不到5%。


更好践行碳中和理念,生物基材料前景广阔,大有可为。

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03


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,如生物柴油、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。根据世界自然基金会测算,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。根据中科院天津工业生物技术研究所数据统计,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。



1、来自当地资源的天然材料


引起注意的一种新型生物基材料组合是由哥伦比亚公司Fiquetex开发的。这些材料由植物和橡胶树制成。植物和树木都是哥伦比亚本土的。这种植物生长在安第斯山脉,橡胶树最初来自亚马逊盆地。Fiquetex的专利无纺布纺织材料都是可生物降解的。它们可以应用于许多市场,如汽车和制鞋行业的包装和纯素皮革。


该公司的创始人亚历杭德罗·莫雷诺(Alejandro Moreno)在英国生活了很长时间,在那里他目睹了一方面有很多关于循环经济的争论;但另一方面,对持续的塑料污染没有采取太多措施。他开发了由哥伦比亚当地资源生产的材料,这些材料是可持续的、可再生的,最重要的是可堆肥的。他的第一批产品包括手提袋和世界上第一双用100%天然材料制成的鞋子准备上市。


MaterialDistrict也强调了新的生物基材料,该公司普遍展示新材料,其中包括许多生物基材料。最近,他们记得Herso地板,由再生木材制成。即使木材是可生物降解的,它仍然可能被浪费。Herso使用再生木材制造新产品,从家具到地板。他们使用旧地板、家具、木匠剪下的木材,当然还有他们自己的木材,用可生物降解的胶水粘在一起。他们不出售他们的产品,而是将它们出租——这是一个可持续的计划,因为它允许公司从废弃的材料中生产新的生物基材料。相当可比的是Foresso生产的模拟水磨石木地板。他们重复使用废弃的木材,并用它创造具有大理石外观和感觉的木材和可持续地板。


2、浆果种子


然后,还有MOSO公司,销售各种竹制品。他们说竹子被认为是地球上生长最快的植物。竹子的硬度令人难以置信:它比橡木或仍然流行但濒临灭绝的热带硬木强许多倍。MOSO以地板的形式使用竹子,各种宽度、颜色和密度。针对每个市场,从国内到专业。除此之外,他们还在各种产品中使用竹子,从墙壁和面板到户外产品。以及汽车仪表板和天花板。


新的生物基材料大量生产,由nova研究所组织的年度“年度生物基材料”竞赛证明了这一点。最近的获奖者之一是由比利时公司Orineo提供的一种主要由生物基双组分树脂组成的材料,填充了咖啡渣、软木塞、浆果种子或橄榄叶等生物基材料。这些填料中的每一种都会使材料具有不同的外观。另一个赢家是Bio-lutions,这是一家生产可持续包装和由农业残留物制成的一次性餐具的公司。他们的技术使他们能够使用世界各地发现的大多数这些残留物中的纤维。他们的目标是创建一个分散的生产网络,包括本地工厂和区域化分销。


3、新型生物基材料无处不在


纯素皮革在开发新型生物基材料的公司中很受欢迎。其中包括Biophilica,一家开发Treekind的公司,由树叶制成。然后是Pinatex,它从菠萝叶中生产出一种类似皮革的材料,除其他外用于NAE纯素鞋。鹿特丹果皮公司用老芒果生产类似皮革的材料。另一方面,Komrads用苹果汁行业的苹果剩菜制作鞋子。



新的生物基材料无处不在,就像菌丝体一样,它可以用于许多现代物体材料,从包装到建筑。旧的生物基材料可以通过现代技术重新利用,像稻草一样,可以成为极好的建筑材料。还有木材,如果首先在工业上处理,则可以获得很大的建筑自由度。这甚至可以用于未来的高层建筑。生物基创新无处不在。它将对我们的建筑技术产生影响,甚至在我们的日常生活中也能感受到。


最后


目前全球生物基材料行业仍处于发展初期,根据全球生物基研究机构NOVA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。根据中科院宁波材料技术与工程研究所预测,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。


来源:TK生物基材料,智汇华园服务平台, Intertek纺织及鞋类

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