生物材料 商業(yè)化艱難

□ 宋玉春

生物材料公司已經(jīng)開發(fā)出能把生物質(zhì)經(jīng)濟地轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂匣蛘呋瘜W(xué)品的新技術(shù)，并在努力實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。但實現(xiàn)生物材料中試向商業(yè)化生產(chǎn)過渡可能是個挑戰(zhàn)。因此，投資商仍持謹(jǐn)慎態(tài)度。

化工公司投資謹(jǐn)慎

在國際原油價格突破100美元/桶的條件下，生物材料的生產(chǎn)利潤空間進一步加大。生物材料工業(yè)將出現(xiàn)三大發(fā)展趨勢：合資企業(yè)和投資建廠會越來越多，領(lǐng)先企業(yè)之間的合作會越來越密切，生產(chǎn)商不斷為其產(chǎn)品開拓新應(yīng)用市場。但是，開發(fā)生物材料生產(chǎn)工藝的公司面臨原料供應(yīng)、開發(fā)商業(yè)化工藝和物流三大難題。

化工公司為在生物材料生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)で罅⒆泓c，更希望收購規(guī)模相對較小的生物材料業(yè)務(wù)，一般交易額在2億美元以下。之后2～5年，化工公司為開拓終端市場，則將會進行更大規(guī)模的業(yè)務(wù)收購。這是因為化工公司在進入不太熟悉的新領(lǐng)域開始的時候一般會比較謹(jǐn)慎。

在生物材料工業(yè)領(lǐng)域，還沒有一個地區(qū)或國家居于明顯的領(lǐng)先地位。目前，世界生物材料工業(yè)的狀況是某個國家在單個領(lǐng)域或原料方面開展的研究開發(fā)活動獲得了明顯的成效而已。例如，美國生物材料工業(yè)在玉米乙醇的開發(fā)方面成績斐然，而歐盟則著力于開發(fā)生物柴油。在亞洲，一些國家也努力開發(fā)生物材料。泰國就在模仿巴西開發(fā)甘蔗乙醇，而中國則瞄準(zhǔn)了第二代生物材料的開發(fā)。

許多科技公司已經(jīng)開發(fā)了商業(yè)上可行的生物化學(xué)品生產(chǎn)工藝。但他們只是剛剛開始涉足商業(yè)生產(chǎn)，包括建設(shè)商業(yè)化供應(yīng)鏈。

投資商對第二代生物燃料和生物化學(xué)品有興趣，但沒有付諸行動，部分原因是他們在生產(chǎn)第一代生物燃料沒有獲得理想的回報，甚至有些投資打了水漂。這樣投資商對生物材料心有余悸。投資者可能更愿意等待，看看在投資之前生物材料公司是否能夠成。一些人認為，實驗室向商業(yè)化生產(chǎn)過渡將是一個很微妙的過程，成功則獲益，失敗則虧損，存在極大的不確定性。

然而美國一些化工生產(chǎn)商還是看到投資商對生物材料領(lǐng)域的興趣有了很大的提高。與幾年前不同，投資者對生物燃料和生物化學(xué)品之間的區(qū)別認識更加到位。他們逐漸認識到，雖然耗資2億美元可以建成一座商業(yè)化生物乙醇工廠，但建設(shè)一個生物化學(xué)品工廠可能只需要5000萬美元，而最終產(chǎn)品的價值將大大高于乙醇。纖維素衍生的生物材料商業(yè)化生產(chǎn)將先于纖維素生物燃料。目前，生物燃料吸引了很多人的眼球。但投資商已經(jīng)意識到生物燃料規(guī)模經(jīng)濟性比生物化學(xué)品要小得多。這將有助于推動生物化學(xué)品商業(yè)化進程。

化工公司對生物材料的進展極為關(guān)注。這是因為與傳統(tǒng)利用石化原料合成工藝相比，生物材料生產(chǎn)工藝中可顯著降低資本開支和運營開支?；谑蛢r格的長期增長和生物材料生產(chǎn)工藝大幅減少二氧化碳排放量的預(yù)期，以纖維素為原料的生產(chǎn)材料的光明前景還是讓投資商感到鼓舞。

初創(chuàng)公司步履維艱

在生物材料工業(yè)領(lǐng)域的另一端是生物材料技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)，包括美國Genomatica公司和法國Deinove公司。這些公司過去一年內(nèi)將籌集到資金投資建廠，把在實驗室開發(fā)的創(chuàng)新工藝進行中試或者半商業(yè)化生產(chǎn)。

使用藻類生產(chǎn)生物燃料和生物化學(xué)品的公司也開始相繼出現(xiàn)。起源石油公司首席執(zhí)行官Riggs Eckleberry表示今年是藻類生化年，以藻類為原料還可能生產(chǎn)塑料、溶劑和油漆。

生物燃料和生物塑料工業(yè)領(lǐng)域中的競爭、經(jīng)濟的壓力和日益嚴(yán)格的法規(guī)將迫使許多初創(chuàng)企業(yè)出局。LUX研究公司分析師Andrew Soare表示，藻類開發(fā)技術(shù)過多，大部分將無用武之地。在過度競爭的藻類生物材料生產(chǎn)領(lǐng)域，生產(chǎn)商需要形成一條完整的價值鏈，否則將會被淘汰。藻類生物材料生產(chǎn)商中，Solazyme公司和Algenol公司分別脫穎而出，前者是憑借新型發(fā)酵工藝，后者則是依靠業(yè)務(wù)伙伴關(guān)系。

在生物材料工業(yè)領(lǐng)域，大量初創(chuàng)企業(yè)魚目混雜。經(jīng)過市場競爭的淘汰，競爭力強的公司得以生存下來，而缺乏資金支持的公司則相繼倒下。

美 國 TetraVitae公 司 和Genomatica公司就是其中少有的成功范例。他們在其他公司的支持下降低了生產(chǎn)成本，從而提高了市場競爭力。同時，許多新型氣化技術(shù)公司開發(fā)出能將城市和農(nóng)村廢棄物轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)品的技術(shù)。在這個領(lǐng)域，Ze-gen公司是領(lǐng)軍企業(yè)。

從事生物合成的公司在商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)方面沒有太大作為。他們還不能將原料轉(zhuǎn)化為化學(xué)品和燃料，因而無法吸引投資商的關(guān)注。涉足此領(lǐng)域的有美國Verdezyne公司和Amyris公司。Verdezyne公司開發(fā)生物基己二酸，Amyris公司生產(chǎn)青蒿素、柴油及其他特種化學(xué)品。

美國亞利桑那州立大學(xué)的研究人員利用光生物反應(yīng)器來提高藻類生長速度和生產(chǎn)生物燃料產(chǎn)率。 宋 雨 供圖

第二代生物材料開發(fā)啟動

美國政府正在推動第二代生物材料的研究開發(fā)。美國農(nóng)業(yè)部在2011年1月份宣布，將為三家公司提供4.05億美元的貸款擔(dān)保，以加快纖維素乙醇開發(fā)，實現(xiàn)從中試到商業(yè)生產(chǎn)。這三家公司分別是Coskata公司、Enerkem公司和英力士新行星生物能源公司。

美國農(nóng)業(yè)部鼓勵第二代生物材料的又一項措施是實行自愿性產(chǎn)品認證，給質(zhì)量合格的生物基產(chǎn)品貼上標(biāo)簽。設(shè)計的新標(biāo)簽可以幫助消費者確認產(chǎn)品是由可再生原料制成，這將促進生物材料的使用。

中國公司正在推進用生物質(zhì)制備生物燃料的開發(fā)項目。大成集團利用淀粉通過催化工藝生產(chǎn)乙二醇。該公司正與諾維信合作開發(fā)使用纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)乙二醇的工藝。

諾維信公司在開發(fā)用于生產(chǎn)纖維素燃料的第二代酶系統(tǒng)方面已經(jīng)投入巨資。與第一代酶系統(tǒng)相比，第二代酶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，生產(chǎn)成本也更大。但是，第二代酶的銷售潛力也有可能會比第一代酶更大。

其他尋求商業(yè)化生產(chǎn)生物材料的歐洲公司包括帝斯曼、巴斯夫。這兩家公司已各自獨立地開發(fā)由生物質(zhì)生產(chǎn)琥珀酸的專有工藝。琥珀酸可用于生成包括丁二醇在內(nèi)的多種化學(xué)品。

帝斯曼正在開發(fā)將纖維素原料轉(zhuǎn)變?yōu)樘且约皩㈢晁徂D(zhuǎn)變?yōu)橄掠胃懈郊又档幕瘜W(xué)品的技術(shù)。將纖維素原料轉(zhuǎn)變?yōu)樘强梢愿菀子糜谏a(chǎn)生物琥珀酸。帝斯曼已著手建設(shè)商業(yè)化生物琥珀酸生產(chǎn)廠。但是關(guān)于該廠的規(guī)模和位置均未透露。帝斯曼打算于2012年開始商業(yè)化生產(chǎn)的琥珀酸。帝斯曼使用酵母發(fā)酵工藝，與其他采用細菌的創(chuàng)新工藝有所不同，產(chǎn)生的副產(chǎn)品少；與石化和其他傳統(tǒng)工藝路線相比，具有一個非常優(yōu)越的生態(tài)足跡路線。

巴斯夫和Purac公司也于2010年組建合作伙伴關(guān)系，從可再生原材料來生產(chǎn)琥珀酸。

生物塑料前景看好

在目前的生物材料工業(yè)領(lǐng)域中，生物塑料行業(yè)增長的前景最好。到2015年，全球可生物降解聚合物市場將以20.9%的復(fù)合年均增長率發(fā)展，即到2015年增至825000噸/年。隨著生物塑料性能的提高和生產(chǎn)成本的下降，生物塑料的應(yīng)用正在快速擴展。從塑料購物袋到包括汽車、電子、玩具和醫(yī)療行業(yè)使用的設(shè)備組件，生物塑料的應(yīng)用越來越廣泛。

聚乳酸和基于生物聚合物的共聚酯是使用最廣泛的可生物降解的聚合物。淀粉基生物聚合物的市場需求持續(xù)增長。淀粉基生物聚合物的主要供應(yīng)商有Novamont公司和杜邦公司。

巴斯夫是開發(fā)生物塑料的先鋒。早在1994年，巴斯夫就在德國和拉美地區(qū)開展了大規(guī)模的環(huán)?？稍偕芰掀繕I(yè)務(wù)。近期，該公司又推出了新型可降解塑料、生物可降解膠黏劑等一系列新型生物材料。

生物材料是帝斯曼長期戰(zhàn)略的關(guān)鍵組成部分。該公司致力于開發(fā)生物材料，并堅持可持續(xù)發(fā)展和獲得必要的資本回報率。帝斯曼將生物材料市場鎖定在那些更注重可持續(xù)性的某些領(lǐng)域，如汽車行業(yè)。近兩年來盡管全球經(jīng)濟發(fā)展放緩，帝斯曼銷售的生物材料，如工程塑料，卻持續(xù)增長。

索爾維公司也投資生產(chǎn)生物塑料。該公司計劃在中國泰興興建一座10萬噸/年環(huán)氧氯丙烷工程，預(yù)計將于2013年建成投產(chǎn)。該公司2010年12月宣布已與新加坡的SP化學(xué)公司簽署了一份意向書，向SP化學(xué)公司供應(yīng)環(huán)氧氯丙烷。泰興工廠將采用索爾維公司開發(fā)的Epicerol技術(shù)，使用從加工柴油中得到的副產(chǎn)物甘油作為原料。相對于傳統(tǒng)的以丙烯為基礎(chǔ)的環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)工藝，采用Epicerol技術(shù)可減少70%的能源消耗和溫室氣體排放量，還可降低水消耗和有毒副產(chǎn)物氯化物的生成。

亨斯曼也在拓展生物塑料的應(yīng)用領(lǐng)域，目前已使用生物材料商業(yè)化生產(chǎn)環(huán)氧樹脂常溫固化用固化劑。

BP公司最近在一份調(diào)查報告中指出，到2030年，新興技術(shù)將使得生物材料和生物燃料的生產(chǎn)高于石化產(chǎn)品。屆時，生物燃料產(chǎn)量預(yù)計將從2010年的180萬桶/天增至670萬桶/天。種類繁多的生物化學(xué)品市場需求也將快速上升?；瘜W(xué)工業(yè)面臨的問題似乎只有一個，那就是何時何地加入生物材料的開發(fā)洪流之中。