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生物制造具有“第四次工業革命”的潛力，是推動經濟增長的新引擎。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》將生物制造列為未來產業。生物化工是生物制造的重要組成部分，石化企業轉型升級必須重視生物化工。生物化工屬于藍海市場，目前處于產業發展初期，預計到2030年我國市場規模有望達800億元。生物化工行業有哪些最新技術進展？企業如何入局并進行產品布局？在近日由中國化工信息中心和上海化學工業區管理委員會共同主辦的2025石油和化工產業循環經濟發展會議上，諸多行業專家和企業代表進行了深入探討。

據研究，全球60%的物質生產可通過生物手段實現，45%的疾病可通過生物技術應對，2030年全球生物制造市場規模將在2萬億～4萬億美元。

中國化工信息中心高級咨詢顧問李月蓮說，生物制造具有“第四次工業革命”的潛力，是推動經濟增長的新引擎。

而生物化工是生物制造的重要組成部分，是我國破解化石原料瓶頸、變革傳統制造工藝的重要方向。

據經合組織（OECD）預測，到2030年將有35%的化學品和其他工業產品來自生物制造，且將有25%的有機化學品和20%的化石燃料由生物基產品取代，基于可再生資源的生物經濟形態終將形成。

2024年全球化工產品市場規模約35萬億元人民幣，我國約占44%。因此，生物化工市場前景巨大。

相較石油化工，生物化工除綠色低碳外，還具有反應條件溫和、輕資產、低能耗、高選擇性等優勢，可生產一些石油化工途徑難以生產的復雜產品，如聚乳酸（PLA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）和2，5-呋喃二甲酸（FDCA）等。

中國石油和化學工業聯合會黨委副書記、副會長傅向升強調，石化企業轉型升級，一定不能忽視生物質資源循環利用。因為以生物質為原料、通過生物技術路徑，與以化石資源為原料、通過化學合成路徑一樣，可以獲得已知的任何化學品和合成材料。

發達國家都在布局生物制造領域。美歐已將生物制造定位為“21世紀經濟主權爭奪戰”的關鍵領域，歐洲積極推進“地平線歐洲”等研究框架計劃，德國實施“國家生物經濟戰略”。跨國能源公司和化工公司在生物制造、生物燃料等領域都取得明顯成果。

我國近年來大力鼓勵和支持生物化工行業發展。目前，我國在生物質乙醇、生物質甲醇、生物質乙二醇、生物可降解聚乳酸、生物基丁二醇、生物基丁二酸，以及生物基烯烴、生物基聚碳、生物基聚酯、生物基聚氨酯和生物橡膠（蒲公英橡膠、杜仲膠）等方面，都處于世界領先水平。

原料成本決定生物質產品競爭力

傅向升說，在綠色低碳、應對氣候變化和可持續發展的推動下，生物基聚合物迎來新的發展機遇，但還面臨技術瓶頸、成本控制，以及回收和循環等難題，當前還難以與化石基聚合物競爭。

例如，第一代生物質乙醇，原料是小麥、玉米、甘蔗和甜菜，存在與人爭糧問題；第二代生物質乙醇，以秸稈和木質纖維素為原料，可在不增加原料種植面積的情況下將乙醇產量提高50%，碳足跡比第一代乙醇低30%、比普通汽油低80%，正在工業化示范階段。

生物質乙醇除了直接用作燃料，還可脫水制乙烯，進而獲得有機化學品和聚乙烯等聚合物。韓國LG、巴西拉斯科等公司則在研發生物質乙醇脫水制丙烯和聚丙烯的技術，住友化學開展了乙醇直接制丙烯中試。

目前，生物質乙醇的成本主要取決于生物質原料的價格，因為其占乙醇價格的55%～80%。

另外一種重要的生物質產品是生物質甲醇。與煤制甲醇工藝相近，生物質甲醇主要是生物質原料脫除水分再經氣化獲得合成氣，然后經合成反應獲得甲醇。

全球第一家生物質甲醇工廠2012年在瑞典建成，原料是森林廢渣，年生產10萬噸燃料級甲醇，效率為66%～72%。

生物質甲醇比天然氣甲醇有明顯的低碳優勢，但由于生物質原料成本占總成本的60%～70%，生物質甲醇成本比天然氣甲醇至少高1.5倍。

把玉米芯“穿”在身上

玉米芯占干玉米重量的1/4～1/3，是人類無法食用的副產品。全球每年生產玉米芯3億噸以上，主要用作燃料或填埋。在我國，每年至少3800萬噸玉米芯被焚燒或填埋。

如今，創新賦予玉米芯新生。

人們日常運動離不開可以拉伸的服裝，氨綸就是這種服裝的主材。氨綸全稱聚氨基甲酸酯纖維，主要原料是聚四氫呋喃（PTMEG），而PTMEG的主要原料是四氫呋喃（THF）。

傳統生產THF都是化工過程，如乙炔和甲醛合成1，4-丁二醇（BDO），再合成THF。早在1949年，美國杜邦公司就開始嘗試從甘蔗渣中提取糠醛生產THF，但直到2012～2014年才試點成功。2022年，華峰集團收購杜邦旗下生物基產品相關業務及技術，華峰瑞訊生物材料有限公司誕生；2024年，該公司成功研發一項先進熱化學（ATC）技術，并正在商業化。

這項新的技術就以玉米芯為原料生產糠醛，繼而生產生物基THF。中試結果證實，以玉米芯為原料可制備高性能的聚合物，已生產120噸合格生物基THF，并成功轉化為生物基氨綸與聚酯彈性體。

目前，該技術正商業化落地，計劃在2026年初實現首次商業化供應。

來自吐魯番的細菌走向世界

聚羥基脂肪酸酯（PHA），是細菌合成的一種胞內聚酯，在生物體內主要作為碳源和能源的貯藏性物質而存在。

PHA用途廣泛，其降解產物可被人體吸收，因此可作為人體植入材料。據測算，PHA材料每替代1萬噸聚丙烯，可減少5倍日本國土面積的海洋塑料污染；每生產1萬噸PHA減少的碳排放，相當于新建一片長白山森林。

大自然創造了PHA，而北京微構工場生物技術有限公司正揭開其面紗，使其得到更多元的發展。

PHA很難通過石油化工途徑生產，即便通過生物技術制造，也面臨諸多難題：什么樣的菌種更適合生產PHA？如何實現萬噸級生產？如何改性以適應市場需要？PHA的應用場景在哪里？如何實現產品商業化？

微構工場的技術源自全球頂尖合成生物學家、清華大學合成與系統生物學中心主任陳國強教授的團隊。

為尋找能夠適應極端環境的微生物，陳國強教授團隊來到世界最酷熱干燥的地區之一——新疆吐魯番艾丁湖，在鹽濃度達200克/升的湖水中成功獲得高度適應性耐鹽細菌，通過持續迭代改造嗜鹽菌，使之適應工業化放大生產。

PHA是一個超過100億種材料組合的材料家族，微構工場基于PHAmily菌株平臺不斷拓展材料種類，建設嗜鹽菌高密度發酵過程放大體系，結合生物發酵大模型，實現PHA產業化。

傳統發酵流程中，每次需新加淡水、無機鹽等，密封發酵、高溫高壓滅菌。微構工場基于嗜鹽菌底盤，創新研發無滅菌連續發酵生產工藝，實現淡水、無機鹽循環使用，開放式發酵，無須滅菌，被稱之為“NGIB下一代工業生物技術”。

經過近30年產業化，該技術2021年完成千噸級放大，2023年建設年產3萬噸級工廠。

微構工場建設PHAbrary材料性能數據庫，拉通材料數據庫和應用場景需求，材料數據反饋至材料開發上游形成閉環，產品可用于人體植入材料、化妝品添加輔料、美容用品包裝、生物材料多色打印、新一代環保水性乳液包裝、無微塑料餐具等場景。

PHA的主要紙塑復合技術路線有兩條。一條是水性乳液，將PHA分散于水相中形成穩定乳液，通過涂布/噴涂工藝在基材表面成膜，替代溶劑型涂層，是一種全新的顛覆性紙塑復合工藝，適用于紙基阻隔涂層、生物基膠黏劑與壓敏膠、乳膠漆、可堆肥種子包衣與化肥控釋/包丸、個護乳霜/乳液等場景。另一條是淋膜，通過熔融擠出工藝，將PHA以高溫液態薄膜形式涂覆于基材（如紙張、紙板）表面，形成均勻的阻隔層，可用于紙杯/紙碗內壁阻隔層、食品包裝袋覆膜等場景。

通過四方合作，成功開發PHA水性乳液。其中，微構工場提供PHA生物材料原料，都佰城負責PHA的乳化改性工藝，金光APP生產高性能食品卡紙，恒鑫生活負責終端產品制造和商業化推廣，PHA水性乳液可直接應用于現代化高速造紙生產線。

微構工場還與制漿造紙化學品全球領先企業索理思合作，開發新一代水性乳液，讓PHA走向全球，打開紙塑復合（水性乳液）千億元級市場。

為“聚酯之王”提供生物基原料

1，3-丙二醇（PDO）用途很廣泛，其中一大重要用途是與對苯二甲酸（PTA）聚合，生產聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）。

PTT是繼聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）之后新一代纖維材料，集各種化纖的優良性能于一身，尤其是具備優良的染色性、回彈性、抗污性和保型特征，被稱為“聚酯之王”“記憶纖維”。

PTT性能優異，但市場價格偏高限制了它的應用。在合理價差下，PTT有可能逐步替代傳統化纖，市場前景十分廣闊。在低彈市場，PTT已經搶占了氨綸40%的份額，未來將擴大至60%；在錦綸市場也有巨大的替代潛力。

在日化領域，PDO具備優異的性能及良好的消費者體驗，被廣泛用作溶劑、保濕劑和抑菌劑，隨著成本降低，其在日化市場的份額將進一步擴大。

在聚氨酯領域，PDO可用于合成聚醚多元醇，也可作為擴鏈劑在聚氨酯、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）及水性聚氨酯中應用。基于環保原則，歐洲國家和地區已要求部分進口聚氨酯添加20%～25%的生物基二元醇原料。

在生物降解材料領域，生物基來源PDO應用潛力巨大，可與脂肪族二元酸聚合合成可降解聚酯材料，或與聚乳酸（PLA）、聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等可降解材料共聚合成新型可降解共聚酯材料。

從替代市場看，PDO在纖維領域市場容量超過500億元，在聚氨酯領域市場容量超過130億元，在可降解塑料領域市場容量超過100億元，在日化領域市場容量超過20億元。

近年來，國內多家聚酯企業已實現PTT國產化技術突破，但關鍵原料PDO長期被杜邦公司壟斷，成為PTT產業鏈發展的關鍵“卡脖子”問題。

廣東清大智興生物技術有限公司20年來致力于發酵法生產精制PDO技術開發，先后開發了四代技術，目前已成為全球范圍內率先掌握“甘油＋糖多原料PDO發酵技術”并實現產業化的高科技企業。其第五代“非糧型”多原料PDO綠色生物制造技術，能夠高效利用各種非糧碳源，且不添加維生素B12，使成本大幅降低。

企業如何布局生物化工

2025年10月，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》將生物制造列為未來產業。但目前，國家和地方尚未出臺明確的量化目標和財稅補貼政策、標準規范、專利保護等落地性支持政策。

目前生物化工產品主要有兩類：一類是同類替換石化化合物，如生物基1，4-丁二醇、生物基烯烴等，需要提升技術、降低成本；另一類是創新產品，即采用生物法生產化工無法生產或難以產業化的產品，如戊二胺、PHA等，早期開發階段成本高，需政策扶持和提升下游客戶對綠色溢價的接受度。

李月蓮說，我國生物化工仍處于產業發展初期，2024年我國生物化工產品對傳統石油化工產品的替代率僅在5%左右，市場規模約340億元。

生物化工屬于藍海市場，下游應用有望向汽車、電子電氣等高附加值領域拓展，復合增長率高、滲透率低，疊加在研產品的陸續投產，預計到2030年我國市場規模有望達800億元。

企業如何進入這片藍海市場？李月蓮建議，產業鏈上游，生物質原料公司或具備非糧生物質利用技術的公司，可借助原料和技術優勢，與生物化工生產企業建立合作關系。

產業鏈中游，對于石化企業，具備化學品產品基礎的可以發揮渠道優勢，具備生物技術的可以與科研院所合作。

企業應選擇適合的生物化工產品切入，可優先選擇布局附加值高的精細化學品，如2，5-呋喃二甲酸（FDCA）、癸二酸、戊二胺等。如凱賽生物聚焦生物法長鏈二元酸及聚酰胺產業鏈，生物法長鏈二元酸產品全球市場占有率約80%；微構工場專注生產PHA，工藝技術國際領先。

具備化學法大宗化學品的石化企業，可聚焦生物法大宗化學品，發揮銷售渠道優勢，實現插入式替換。如中國石化大連院在生物基精細化學品領域深耕多年，已形成二酸、二醇和關鍵酯類等生物基化學品類，以非糧生物質、正構烷烴為原料，通過生物制造技術形成了生物基塑料、生物基尼龍、生物基聚酯等材料的單體池（1，3-丙二醇、長鏈二元酸、己二酸、戊二胺、乳酸、2，5-呋喃二甲酸、異山梨醇等），為下游應用提供了廣闊空間。

為快速入局生物化工領域，中國石化資本公司以直投+設立產業基金的方式，先后投資了海正生物材料（玉米、秸稈制聚乳酸）、博奧晶典（生物芯片）、朗澤科技（工業尾氣生物轉化）、普力材料（二氧化碳多元醇）等多家公司，積極布局生物質化工產業鏈生態圈。

巴斯夫也采取與相關企業合作或直接收購的方式，提升自身的DNA測序、基因編輯及設計、開發和改造生物系統的能力，形成了覆蓋基礎理論-平臺技術-生物發酵-工業廢氣利用的完整技術鏈布局。

產業鏈下游，可通過合作示范項目，應用新產品。如招商局集團出資參與凱賽生物定增，雙方在集裝箱制造、冷藏車廂、紡織、輪船等多個領域進行了業務對接，在生物基聚酰胺復合材料應用的多個試點項目取得實質性進展。