生物基產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

于建榮，王躍，毛開云

中國科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，上海 200031

生物基產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

于建榮，王躍，毛開云

中國科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，上海 200031

在全球石化資源日益匱乏、全球氣候變暖等環(huán)境問題不斷加劇的情況下，生物基產(chǎn)品以開發(fā)、利用可再生資源為基礎(chǔ)，發(fā)展可持續(xù)、可再生且環(huán)保的“綠色經(jīng)濟”，日益受到人們的關(guān)注。一方面，各國政府相繼出臺政策和計劃，鼓勵和刺激大型化工集團斥巨資投入以生物基產(chǎn)品為代表的生物經(jīng)濟；另一方面，基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、微生物組學(xué)以及合成生物學(xué)等科學(xué)技術(shù)的進步，促進了生物基產(chǎn)品的發(fā)展。從產(chǎn)業(yè)的角度，分析了目前全球主要生物基產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀、主要研發(fā)企業(yè)、生產(chǎn)狀況等，并對其前景進行了分析。

生物基產(chǎn)品；市場現(xiàn)狀；前景分析

生物基產(chǎn)品，也稱生物基材料，廣義上包括任何利用生物質(zhì)制備的工業(yè)產(chǎn)品及原料，包括紙張、木材和皮革等。目前，通常對生物基產(chǎn)品的定義是指利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料制造的新型材料和化學(xué)品等[1]。

傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)將原油分解成各種化學(xué)成分，這些成分進一步被提煉為運輸燃料（如汽油和柴油）、工業(yè)化學(xué)品（如潤滑油）及各種化學(xué)中間體。而生物作物提煉廠利用糖類和生物質(zhì)為原料也可以實現(xiàn)同樣的目的。這些生物基原料被提煉成各種化學(xué)媒介，然后被用來生產(chǎn)一系列的消費產(chǎn)品。其中許多產(chǎn)品可以直接代替由傳統(tǒng)石化加工的產(chǎn)品或作為其升級版。

生物基產(chǎn)品以天然材料取代傳統(tǒng)化石原料，減少了開采和提煉化石原料所需的能源；同時，天然原料一般都較容易在天然環(huán)境下分解，所以生物基產(chǎn)品也是較為環(huán)保的替代品。生物基產(chǎn)品的規(guī)?；l(fā)展與應(yīng)用，將降低目前傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)對化石資源的依賴，有利于環(huán)境改善與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，對于加快培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、促進我國石油化工材料轉(zhuǎn)型升級、推動綠色經(jīng)濟增長、促進農(nóng)工融合與城鎮(zhèn)化建設(shè)具有重大意義[2]。

1 全球生物基產(chǎn)品發(fā)展總體態(tài)勢

近年來，全球面臨著工業(yè)化持續(xù)發(fā)展而自然資源相對匱乏的矛盾，積極發(fā)展生物基經(jīng)濟成為世界各國的必然選擇。目前，各國政府都充分認識到發(fā)展生物基產(chǎn)品在有效利用生物質(zhì)資源、節(jié)能減排和保護環(huán)境方面的作用，并積極采取相關(guān)措施。

歐盟致力于在解決糧食和能源需求的同時，促進資源高效可持續(xù)利用，并開展了多項與此相關(guān)的研究和計劃。如2010年歐盟委員會公布“歐盟2020戰(zhàn)略”，其中“創(chuàng)新型聯(lián)盟”和“自然資源有效利用”兩大計劃對生物基產(chǎn)品的發(fā)展制定了具體的目標(biāo)，決定繼續(xù)加強生物基產(chǎn)品研發(fā)投入和市場開發(fā)，聯(lián)合企業(yè)伙伴投入巨資促進生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極推動歐盟生物經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級；2013年7月，歐盟委員會提出“BRIDGE”（Biobased and Renewable Industries for Development and Growth in Europe，推動歐洲發(fā)展與增長的生物基可再生產(chǎn)業(yè)）戰(zhàn)略計劃，提出在2014～2020年投入38億歐元以加速生物基產(chǎn)品的市場化進程；2014年，歐盟委員會發(fā)布了《工業(yè)現(xiàn)狀，歐盟工業(yè)政策分類概述與執(zhí)行實施》工作文件，對歐盟的農(nóng)業(yè)食品工業(yè)、制藥行業(yè)、生物基產(chǎn)品行業(yè)等18個產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)和發(fā)展策略進行了系統(tǒng)分析，并著重強調(diào)了生物基產(chǎn)品行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險普及的重要性，正式確定生物基產(chǎn)品行業(yè)地位。2016年1月，由歐盟與歐洲生物基產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（Bio-based Industries Consortium，BIC） 共同資助的“歐洲聯(lián)合生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃”（Bio-based Industries Joint Undertaking，BBI JU）在線發(fā)布了2016年度工作計劃和預(yù)算[3]，具體列出了2016年研究領(lǐng)域細節(jié)和創(chuàng)新行動的優(yōu)先項目，以及相關(guān)管理活動等費用的預(yù)算（表1）。

美國2012年提出的“國家生物經(jīng)濟藍圖”中，將發(fā)展生物基產(chǎn)品作為發(fā)展生物經(jīng)濟的主要內(nèi)容之一[4]。2016年，美國農(nóng)業(yè)部（USDA）發(fā)布的報告指出[5]，2014年生物基產(chǎn)品行業(yè)為美國經(jīng)濟貢獻了3930億美元和422萬個就業(yè)崗位。2013～2014年，該行業(yè)新增就業(yè)崗位22萬個，新增產(chǎn)值240億美元。該報告是USDA生物優(yōu)先計劃（BioPreferred Program）委托完成的第二份美國生物基產(chǎn)品行業(yè)經(jīng)濟影響分析報告，分析了2014年生物基產(chǎn)品行業(yè)在國家和各州層面創(chuàng)收和增加就業(yè)的情況。

我國科學(xué)技術(shù)部在2012年5月發(fā)布《生物基材料產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，明確提出了在相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、平臺、人才以及企業(yè)發(fā)展方面的目標(biāo)；2017年，由國家發(fā)展和改革委員會正式發(fā)布的《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中也專門提及推動生物基產(chǎn)品制造的規(guī)?；瘧?yīng)用，并提出提高生物基產(chǎn)品的經(jīng)濟性和市場競爭力。

市場方面，麥肯錫預(yù)測，到2020年，全球生物基產(chǎn)品的銷售額將達到3750億～4410億美元，年復(fù)合增長率達到8%，將占化學(xué)品市場（34 010億美元）的11%；至2020年，全球生物燃料和植物提取物的銷售額仍占生物基產(chǎn)品預(yù)測銷售額的一半以上，新的生物聚合物、可再生化學(xué)品、生物藥等環(huán)境友好材料與生物燃料一樣將以較快的增長率增長。

表1 2016年BBI JU計劃實施的研發(fā)行動主題及預(yù)算

2 典型生物基產(chǎn)品商業(yè)化現(xiàn)狀

2.1 生物基塑料

生物基塑料（biobased plastics，BBP）是一類商品的總稱，是指利用可再生的生物質(zhì)資源加工生產(chǎn)的高分子聚合物及其制品，包括生物基合成材料、生物基再生纖維等。按照降解性能可以將其分為兩類，即生物降解生物基塑料以及非生物降解生物基塑料[6]。生物降解生物基塑料包括聚羥基烷酸酯（PHA）、聚乳酸（PLA）、二氧化碳共聚物、二元酸二元醇共聚酯［包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）等］、聚乙烯醇（PVA）等，非生物降解生物基塑料包括生物聚乙烯（BPE）、聚酰胺（PA）等多個品種（表2）。

目前，BBP在全球處于由初級發(fā)展向商業(yè)化規(guī)模發(fā)展的轉(zhuǎn)型階段。美國塑料工業(yè)協(xié)會（The Plastic Industry Trade Association，SPI）2016年的報告顯示，全球BBP需求量從2009年開始一直保持著高速增長趨勢[7]。據(jù)歐洲塑料新聞（Plastics News Europe）報道，2013年全球BBP產(chǎn)能158.1萬噸，2014年產(chǎn)能169.7萬噸，預(yù)計到2019年產(chǎn)能將達到784.8萬噸（圖1）[8]。

從生物基塑料的原料來看，總體上，BPET是生物基塑料的主要原材料，歐洲塑料協(xié)會預(yù)計其占比將從2014年的35.4%增長到2019年的76.5%。與之相應(yīng)的，由于BPET的強勁的增長趨勢，預(yù)計生物基非生物降解材料市場同樣將呈現(xiàn)較強的增長趨勢（圖2）。如可口可樂、海因茨、福特汽車、耐克和寶潔等公司均簽署了植物PET技術(shù)合作協(xié)議（the Plant PET Technology Collaborative，PTC），旨在開發(fā)和使用100%的BPET[9]。由此可見，未來BPET市場將迎來持續(xù)的增長。

目前，從技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化進程來看，我國主要還是以生物降解塑料為主，包括PLA、PHA、二氧化碳共聚物、PBS、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯（PBSA）、PBAT、BPA等聚合物以及淀粉基塑料。

表2 典型的生物基塑料

圖1 全球生物基塑料產(chǎn)能數(shù)據(jù)（及預(yù)測）

國內(nèi)外BBP主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)能情況見表3、圖2。

2.2 生物基化學(xué)品

相對于傳統(tǒng)化學(xué)品，生物基化學(xué)品的優(yōu)勢在于以可再生的生物質(zhì)資源替代化石原料等不可再生資源，擺脫了對化石原料的依賴，同時由于其具有加工技術(shù)綠色低碳、加工流程短、投資少、成本低且不污染環(huán)境等優(yōu)勢，已成為未來化學(xué)品市場發(fā)展的主要趨勢[10]。據(jù)USDA的研究報告，到2025年，生物基化學(xué)品將占據(jù)22%的全球化學(xué)品市場，生物基化學(xué)品的產(chǎn)值將超過5000億美元/年，由其創(chuàng)造的工作機會將達到237 000個[5]。

目前，全球主要的生物基化學(xué)品包括乳酸、琥珀酸、丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二烯、乳酸乙酯、脂肪醇、糠醛、甘油、異戊二烯、1，3-丙二醇、對二甲苯等。此外，還包括己二酸、丙烯酸和呋喃-2，5-二羧酸在內(nèi)的新興產(chǎn)品[11]。

表3 2011年國內(nèi)外主要BBP生產(chǎn)公司概況

2.2.1 生物基乳酸

乳酸是自然界中最廣泛存在的羥基酸，其廣泛存在于許多食物和天然微生物的發(fā)酵產(chǎn)品中，如泡菜、酸奶、酵母面包中。乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)主要通過化學(xué)合成法或者微生物發(fā)酵法，目前絕大多數(shù)企業(yè)采用生物法制造，即利用細菌進行糖的厭氧發(fā)酵生產(chǎn)乳酸。乳酸一般以兩種立體異構(gòu)體存在，即左旋乳酸（L-乳酸）和右旋乳酸（D-乳酸）。乳酸已被用于食品、醫(yī)藥和其他領(lǐng)域，目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的乳酸的光學(xué)純度一般在97%以下，尚不能直接用于合成高分子的聚乳酸材料，用于合成聚乳酸的乳酸光學(xué)純度要求在99.5%以上。

圖2 2014年及2019年（預(yù)測）全球BBP原料分布

表4列舉了全球主要的乳酸生產(chǎn)廠商及其產(chǎn)能情況[12]。由表4可見，科碧恩-普拉克是全球最大的乳酸及其衍生物供應(yīng)商，其年產(chǎn)能達到了20萬噸。美國嘉吉公司僅次于科碧恩-普拉克，年產(chǎn)能達到18萬噸，但其產(chǎn)品專供NatureWorks聚乳酸生產(chǎn)用，不對外銷售。此外，美國發(fā)酵廠商ADM、法國JBL以及日本的武藏野等均為全球主要的乳酸生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)能均已達到數(shù)萬噸。

表4 2014年國內(nèi)外主要乳酸生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)能

國內(nèi)乳酸廠商中，河南金丹是產(chǎn)能最大的乳酸生產(chǎn)企業(yè)，其年產(chǎn)能達到8萬～10萬噸。中糧生化格拉特的年產(chǎn)能已達到4萬噸。江蘇海嘉諾沿用原華德公司技術(shù)，并逐漸從生產(chǎn)DL-乳酸轉(zhuǎn)向生產(chǎn)L-乳酸產(chǎn)品，年產(chǎn)能達到1萬噸左右。此外，湖南安化、湖北凱風(fēng)、河南樂達以及五糧液等年產(chǎn)能均能達到5000噸左右。值得一提的是，目前國內(nèi)生產(chǎn)的乳酸多以L-乳酸為主，L-乳酸合成得到的PLLA一般不耐熱，需改性，而由D-乳酸合成得到的PDLA則可以耐熱。因此，目前國內(nèi)新建的金玉米、百盛、新寧等廠商均以生產(chǎn)D-乳酸產(chǎn)品為主。

2.2.2 生物基琥珀酸

生物基琥珀酸又稱丁二酸，是優(yōu)秀的“C4平臺化合物”，同時也是許多高附加值化合物的前體化合物，如PBS、聚丁二酸己二醇酯（PHS）等[13]，可應(yīng)用于食品、化學(xué)、醫(yī)藥工業(yè)及其他領(lǐng)域。

法國BioAmber公司于2013年在薩尼亞（Sarnia）建成了世界第一套商業(yè)化規(guī)模生物基琥珀酸裝置，并實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。其初始產(chǎn)能為1.7萬噸/年，2014年擴建，實現(xiàn)產(chǎn)能翻番。此外，帝斯曼（DSM）、巴斯夫（BASF）、 麥里安（Myriant）等公司均已興建了多個世界級規(guī)模的生物基琥珀酸生產(chǎn)工廠（表5）。

國內(nèi)生物基琥珀酸的規(guī)?；a(chǎn)尚處于起步階段，生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)能等均較少。目前我國已有的琥珀酸生產(chǎn)企業(yè)10余家，但大部分以石油基為原料，且生產(chǎn)規(guī)模較小，單線年產(chǎn)能僅為1000噸左右[10]。 2013年，揚子石化公司1000噸/年生物發(fā)酵法制丁二酸中試裝置建成中交，其依托揚子石化現(xiàn)有裝置及公用工程配套設(shè)施，采用中國石化與高?？蒲袉挝还餐_發(fā)的生物發(fā)酵法，以玉米和經(jīng)過前端處理的植物秸稈為原料，通過生物發(fā)酵法合成琥珀酸產(chǎn)品，裝置設(shè)計產(chǎn)能為1000噸/年，年工作日300天，年生產(chǎn)時數(shù)7200小時[14]。

表5 2015年生物基琥珀酸主要生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)能

2.3 生物基纖維

生物基纖維，是生物基材料的一個大的應(yīng)用方向，也是我國戰(zhàn)略新興材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，具有綠色、環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展以及生物降解等優(yōu)良特性，有助于解決當(dāng)前經(jīng)濟社會發(fā)展所面臨的嚴(yán)重資源和能源短缺以及環(huán)境污染等問題，同時也能滿足消費者日益提高的物質(zhì)生活需要，增加供給側(cè)供應(yīng)，促進消費回流。

目前，生物基纖維按照原料來源以及纖維加工工藝的不同，可以分為生物基合成纖維、海洋生物基纖維、生物蛋白質(zhì)纖維以及新型纖維素纖維[15]（表6）。

2.3.1 生物基合成纖維

生物基合成纖維包括PLA纖維、PHBV/PLA共混纖維、PTT纖維、PBT纖維、PDT纖維、PBS纖維以及PA56纖維等。

目前，我國PLA纖維產(chǎn)能約1.5萬噸/年，主要的生產(chǎn)企業(yè)分布在江蘇、上海、河南等地。主要生產(chǎn)企業(yè)有上海同杰良生物材料有限公司、河南省龍都生物科技有限公司、恒天長江生物材料有限公司、海寧新能紡織有限公司和嘉興昌新差別化纖維科技有限公司等。

PHBV/PLA共混纖維是通過熔融PHBV/PLA為主要成分而形成的新型合成纖維，具有良好的耐熱性以及光澤和手感，主要用于紡織、醫(yī)用材料、衛(wèi)生防護等領(lǐng)域。目前我國的產(chǎn)能約1500噸/年，主要生產(chǎn)企業(yè)為寧波天安生物材料有限公司。

PTT纖維主要用于紡織領(lǐng)域，我國產(chǎn)能約4.3萬噸/年，以江蘇、上海、遼寧等為主要產(chǎn)地。盛虹集團旗下中鱸科技發(fā)展股份有限公司已實現(xiàn)了PTT聚合裝置的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，設(shè)計產(chǎn)能為3萬噸/年。由于PTT是由1，3-丙二醇（PDO）和精對苯二甲酸（PTA）縮聚制成的芳香族聚合物，而PDO世界上只有杜邦公司生產(chǎn)，且其PTT樹脂指定供應(yīng)，因此PTT纖維發(fā)展的瓶頸在于PDO供應(yīng)鏈以及PTT聚酯合成技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化。

PBT纖維和PDT纖維為近年來開發(fā)的新型生物基合成纖維，在我國，前者產(chǎn)能達到2.5萬噸/年，主要產(chǎn)地集中在江蘇，后者產(chǎn)能為2萬噸/年，主要產(chǎn)地為福建、吉林。PBS纖維和PA56纖維均尚未完全產(chǎn)業(yè)化，PBS目前處于基礎(chǔ)研究階段，已有試驗線建成，PA56則正在進行1000噸中試。

表6 我國生物基纖維品種分類及主要品種2015年產(chǎn)能

2.3.2 海洋生物基纖維

海洋生物基纖維包括殼聚糖纖維和海藻纖維，前者主要以蝦蟹殼等為原料，后者則以海藻提純的海藻酸鹽為原料，兩者均為我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)，主要產(chǎn)地為山東、天津等，年產(chǎn)能達到約4500噸。目前在我國已建成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和自行設(shè)計的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)企業(yè)分別有海斯摩爾生物科技有限公司和天津中盛生物工程有限公司，青島康通海洋纖維有限公司和廈門百美特生物材料科技有限公司等。

2.3.3 新型纖維素纖維

新型纖維素纖維根據(jù)溶劑和原料的不同，可以分為新溶劑法纖維和新資源纖維素纖維，前者以Lyocell纖維為主，還包括離子液體纖維素纖維等，后者以竹漿纖維為主，還有麻漿纖維等。目前，Lyocell纖維我國產(chǎn)能達到了3.2萬噸/年，主要生產(chǎn)企業(yè)有上海里奧纖維企業(yè)發(fā)展有限公司、中紡綠色纖維科技股份公司、保定天鵝化纖集團有限公司和山東英利實業(yè)有限公司。以竹漿纖維和麻漿纖維為代表的新資源纖維素纖維是近年來我國自主研發(fā)的創(chuàng)新成果，其中竹漿纖維主要以竹漿粕為原料，其產(chǎn)能已達到12萬噸/年，主要產(chǎn)地分布在河北、河南、四川、上海等。

2.4 生物基燃料

生物基燃料是指通過農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便、地溝油、城市垃圾等生物資源生產(chǎn)的燃料，包括生物基乙醇、生物柴油等，可替代化石燃料制取的汽油、柴油等。此外，許多新興的生物基燃料也正在開發(fā)中，如纖維素乙醇、藻類燃料、生物質(zhì)氫、生物基甲醇、生物氫柴油、混合醇、木柴油等。

隨著油價的提高和對能源安全的需要，生物基燃料越來越受歡迎。根據(jù)USDA 2016年的報告，目前歐盟的生物基燃料使用量為3200萬噸（32MTT）。到2020年，預(yù)計常規(guī)生物基燃料的產(chǎn)能將達到4800萬噸/年。國際能源機構(gòu)（IEA）的目標(biāo)是到2050年，生物燃料要滿足超過四分之一的世界運輸燃料需求，以減少對石油和煤的依賴。預(yù)計2016～2020年，全球生物燃料市場的年復(fù)合增長率將達到12.5%。而PikeResearch預(yù)測，全球生物基燃料市場在2021年將達到1853億美元。

2.4.1 生物乙醇

目前，全球生物乙醇年產(chǎn)量接近8000萬噸，絕大部分國家和地區(qū)都在推行燃料乙醇[16]。其中，美國和巴西生物乙醇2015年的產(chǎn)量分別達到4500萬噸和2150萬噸，分別占全球總產(chǎn)量的57.7%和27.6%，位列世界前兩位。來自美國可再生燃料協(xié)會的統(tǒng)計顯示，2014年，美國生產(chǎn)的生物乙醇替代了5.12億桶原油提煉出的汽油，這個數(shù)字略高于美國每年從沙特進口的原油量；而如果沒有生物乙醇，美國石油凈進口依存度將由28%提高到35%。

雖然我國是世界上生物乙醇的第三大生產(chǎn)和消費國，但2015年生物乙醇的產(chǎn)量僅為230萬噸左右，僅占全球總產(chǎn)量的3.17%，約為美國產(chǎn)量的5.5%。目前，我國汽油年產(chǎn)量超過1.2億噸，絕大部分為車用汽油，生物乙醇產(chǎn)量僅占汽油產(chǎn)量2%左右，若未來在全國范圍內(nèi)推廣使用E10乙醇汽油，則所需燃料乙醇還有近千萬噸空間。

目前，我國共有7家生物乙醇定點生產(chǎn)企業(yè)，其中河南天冠以年產(chǎn)能70萬噸位居國內(nèi)第一；吉林燃料乙醇有限公司、中糧生化（安徽）股份有限公司分別以60萬噸和51萬噸排名第二、第三位（表7）。

2.4.2 生物柴油

生物柴油是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕櫚等野生油料作物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換或熱化學(xué)工藝支撐的可替代化石柴油的再生性柴油燃料。目前，各種油料作物是發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)的主要原料，如美國的大豆、歐洲的菜籽、巴西的蓖麻籽、東南亞的棕櫚。

根據(jù)智研咨詢發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，目前全球生物柴油產(chǎn)量達到了2000萬～3000萬噸/年[17]。發(fā)展生物柴油是大勢所趨，2004～2014年，全球生物柴油產(chǎn)量年均增幅為250萬噸，但2015年生物柴油產(chǎn)量由2014年的2980萬噸降至2910萬噸，降幅為2.3%（圖3）。

美國、歐洲和巴西是生物柴油主要的生產(chǎn)和使用地區(qū)，美國ADM公司是世界上第二大生物燃料生產(chǎn)商，也是歐洲領(lǐng)先的生物柴油生產(chǎn)商，其在德國漢堡擁有世界最大的生物柴油生產(chǎn)設(shè)施。

表 7 2015年我國生物乙醇定點生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)能

圖3 2004～2015年全球生物柴油產(chǎn)量

我國生物柴油產(chǎn)量約為100萬噸/年。目前國內(nèi)正規(guī)的生物柴油企業(yè)不足10家，主要包括海南正和生物能源公司、福建龍巖卓越新能源開發(fā)有限公司、無錫華宏生物燃料有限公司、福建源華能源科技有限公司、湖南天源生物清潔能源有限公司、湖南海納百川生物工程有限公司等。生物柴油產(chǎn)業(yè)在我國市場發(fā)展一直不理想，推廣難度大、終端用戶抵制、利潤分配不均衡等因素制約著我國生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3 生物基產(chǎn)品發(fā)展前景

在目前全球石化資源日益緊張、全球氣候變暖、可持續(xù)性發(fā)展不斷迫切的情況下，在生物基產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)不斷取得突破、生產(chǎn)成本有所降低、產(chǎn)品性能有所提高的環(huán)境下，生物基產(chǎn)品市場前景被普遍看好，美國、歐盟、中國等世界大經(jīng)濟體紛紛針對生物基產(chǎn)品推出相關(guān)戰(zhàn)略計劃。未來生物基產(chǎn)品的開發(fā)主要集中在以下幾個方向。

3.1 多元化利用原料

生物基產(chǎn)品的生產(chǎn)必須依靠穩(wěn)定的原料供應(yīng)，而原料成本占到生物基產(chǎn)品總成本的30%～40%，開發(fā)價格低廉的多元化原料是發(fā)展生物基經(jīng)濟面臨的重要任務(wù)。另外，目前生物基產(chǎn)品的原料主要以糧食作物為主，其不僅給全球糧食生產(chǎn)帶來了壓力，同時也在一定程度上限制了其產(chǎn)能和可持續(xù)發(fā)展。因此，在不影響糧食安全的前提下，積極開發(fā)更先進的第二代生物質(zhì)煉制技術(shù)，充分利用如各類農(nóng)林廢棄物、畜禽糞便、城市垃圾、餐飲廢油、生物基產(chǎn)業(yè)廢棄物等生物質(zhì)材料，將為生物基化學(xué)品產(chǎn)業(yè)的開拓提供原料保障，同時能夠進一步降低原料成本，使其更具有經(jīng)濟競爭力。

3.2 提高生物轉(zhuǎn)化效率

生物基經(jīng)濟下的產(chǎn)品具有綠色、可持續(xù)性發(fā)展等特點，是發(fā)展低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵技術(shù)。然而，目前許多平臺化合物的生物合成方法還不成熟，存在合成效率不高、分離純化困難、商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化規(guī)模小等問題。因此，通過汲取傳統(tǒng)生物技術(shù)與其他技術(shù)之長，如基因工程、合成生物學(xué)等技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)科的創(chuàng)新與交叉融合，針對性地改進生物催化體系的催化效率及耐受性，提升生物基產(chǎn)品制備技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化能力，是未來生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的重要發(fā)展方向，包括生物技術(shù)自身融合、生物與化工技術(shù)融合及生物與過程控制技術(shù)融合。

3.3 提升生物基產(chǎn)品附加值

目前，大宗化學(xué)品和材料產(chǎn)量規(guī)模大，同質(zhì)化競爭程度嚴(yán)重，而利潤水平卻很低。就我國而言，傳統(tǒng)化工產(chǎn)品產(chǎn)能過剩，而高端產(chǎn)品如新型化學(xué)品、新型材料等嚴(yán)重依賴進口。因此，未來生物基產(chǎn)品的發(fā)展重點應(yīng)結(jié)合化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的要求，瞄準(zhǔn)高附加值的產(chǎn)品進行開發(fā)，強化生物基高端產(chǎn)品的研究和布局，在特種工程塑料、精細化工產(chǎn)品、新型復(fù)合材料等領(lǐng)域中進行技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣。

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The analysis of current situation and development prospect of biobased products

YU Jianrong，WANG Yue，MAO Kaiyun

Shanghai Information Center for Life Sciences, CAS, Shanghai 200031, China

Nowadays, environmental problems like global warming and scarcity of fossil resources appear to be increasingly signif cant, which makes biobased products an increasing attention issue due to its ‘Green Economy’. The encouragement from governments as well as the advance of science and technologies like genomics, proteomics, microbiome, and synthetic biology is promoting the development of biobased products. This paper analyses the current situation and development prospect of biobased products, including market size, main enterprises and capacity of several main biobased products.

biobased products; market status; prospect analysis

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.04.001

于建榮，碩士，研究館員，碩士生導(dǎo)師。主要從事生命科學(xué)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，尤其是“人口健康與醫(yī)藥創(chuàng)新領(lǐng)域”、“先進工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域”的學(xué)科情報和戰(zhàn)略情報研究。

E-mail：jryu@sibs.ac.cn