7月8日，在“2021中國生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展（濰坊?壽光）大會(huì)”上，與會(huì)專家就生物質(zhì)二元醇、呋喃類生物質(zhì)材料、生物質(zhì)木醋液等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了精彩分享。
鄭明遠(yuǎn)：千噸級(jí)生物質(zhì)乙二醇項(xiàng)目已處于中試階段
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員鄭明遠(yuǎn)指出，生物質(zhì)催化制乙二醇、丙二醇，原料可再生、原子經(jīng)濟(jì)性高、過程綠色，具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。生物質(zhì)乙二醇的生產(chǎn)具有顯著的低碳排放優(yōu)勢(shì)，且產(chǎn)品具有低碳稅的優(yōu)勢(shì)。近年來，生物質(zhì)乙二醇技術(shù)近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。2007年以來，生物質(zhì)乙二醇專利申請(qǐng)量顯著增加，近期達(dá)到20～50件/年。生物質(zhì)乙二醇關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展歷程如圖1所示。
圖 1 生物質(zhì)乙二醇關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展歷程
目前，大連化物所、河南能源中原大化公司、東華科技三方正在合作進(jìn)行千噸級(jí)生物質(zhì)乙二醇項(xiàng)目的建設(shè)。其中，大連化物所-中科柏易金公司負(fù)責(zé)技術(shù)與中試建設(shè)資金；河南能源中原大化公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目報(bào)批、土地、廠房、水電氣、操作人員等；東華工程科技負(fù)責(zé)可研報(bào)告、方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等。項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃如圖2所示。
圖 2 千噸級(jí)生物質(zhì)乙二醇項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度計(jì)劃
張亞杰：全球僅4家機(jī)構(gòu)能生產(chǎn)噸級(jí)以上呋喃類化合物
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程所研究員張亞杰指出，目前烯烴已可實(shí)現(xiàn)生物基來源，而生物基芳烴仍在路上。在呋喃類化合物的研究方面，國內(nèi)起步較早，2017年國內(nèi)企業(yè)便開始逐步關(guān)注呋喃類產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。國內(nèi)外呋喃類化合物發(fā)展情況具體如圖3所示。目前，全球能夠生產(chǎn)噸級(jí)以上產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)有美國杜邦和ADM，荷蘭Avantium公司，以及中科院寧波材料所呋喃類生物基材料團(tuán)隊(duì)。其他面向產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)機(jī)構(gòu)有荷蘭科碧恩、德國巴斯夫、瑞士AVABIOCHEM、美國伊斯曼和恒逸等。
圖 3 國內(nèi)外呋喃類化合物發(fā)展情況
實(shí)際上，國內(nèi)和國外處于同一起跑線，部分技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域國內(nèi)占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)。盡管呋喃類化合物已經(jīng)初步具備產(chǎn)業(yè)化的可行性，但下游具體應(yīng)用研發(fā)欠缺。
馬駿：“變廢為寶”的生物質(zhì)木醋液 已實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品開發(fā)及工程應(yīng)用
藍(lán)星（北京）化工機(jī)械有限公司馬駿博士指出，以農(nóng)林剩余物為原料，通過生物質(zhì)資源綜合利用工藝技術(shù)（包括連續(xù)式炭化爐、炭化分解氣體回收利用、燃?xì)獍l(fā)電、木醋液炭基肥等一系列關(guān)鍵技術(shù)），可使其高效轉(zhuǎn)化為木醋液、生物炭、木燃?xì)獾扔杏卯a(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。
木醋液含有約5%的醋酸，以及醇類、醛類、酚類等200多種有機(jī)成分，具有土壤改良、除臭、食品熏制、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、食品保存、飲料添加劑、飼料添加劑等多種應(yīng)用，具體如圖4所示。
圖 4 木醋液用途
以木醋液土壤改良劑產(chǎn)品為核心的土壤基質(zhì)改良生態(tài)修復(fù)技術(shù)，施工周期短、見效快。在青海高原（3200～4500m）的前期現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，該技術(shù)在低溫、高海拔、缺水地區(qū)效果明顯。另外，木醋液除臭效果明顯――對(duì)臭氣主要成分中的甲硫醇去除率達(dá)96.9%、甲硫醚去除率達(dá)97.1%、氨氣去除率達(dá)90.4%；殺菌、抑菌效果檢測(cè)顯著――對(duì)日常的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌有較強(qiáng)的抑菌率達(dá)99.92%以上。目前，木醋液已實(shí)現(xiàn)除臭、土壤改良、草莓種植、葉面肥等多種產(chǎn)品開發(fā)及工程應(yīng)用。
張旭：下一代工業(yè)生物技術(shù)助力PHA 實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)化生產(chǎn)
清華大學(xué)化工系博士后張旭表示，解決現(xiàn)有生物制造中大量耗淡水、高能耗、易染菌（破壞過程）過程不連續(xù)、設(shè)備投資大等缺點(diǎn)的關(guān)鍵是生產(chǎn)的底盤細(xì)胞。目前，工業(yè)主要使用的大腸桿菌、假單胞菌、乳酸菌、枯草桿菌、谷氨酸棒狀桿菌、鏈霉菌、釀酒酵母等微生物底盤具有容易染菌和消耗淡水資源的缺點(diǎn)，而極端微生物（高鹽濃度）從沒有被用于發(fā)展生物制造。以嗜鹽單胞菌作為底盤細(xì)胞在生物制造中的應(yīng)用，已成功開發(fā)PHA、3-羥基丙酸（3HP）、氨基酸、四氫嘧啶等工業(yè)產(chǎn)品。
在實(shí)現(xiàn)PHA產(chǎn)業(yè)化中，生產(chǎn)成本偏高則是核心痛點(diǎn)，迫切需要利用合成生物學(xué)技術(shù)改造菌株，使PHA能與其他可降解塑料，甚至是石油基材料（塑料）在成本上能競(jìng)爭(zhēng)。清華大學(xué)針對(duì)PHA制造成本居高不下的問題，2006年開始研究下一代工業(yè)生物技術(shù)，目前已使PHA生產(chǎn)成本下降30%以上。PHA實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)化生產(chǎn)的典型案例有：2016―2018年山東百盛成功實(shí)現(xiàn)P34HB年產(chǎn)能達(dá)到噸級(jí)；2019年1―12月麗珠福興實(shí)現(xiàn)P34HB年產(chǎn)能達(dá)到十噸級(jí)。
會(huì)上，科思創(chuàng)中國有限公司亞太區(qū)商務(wù)發(fā)展經(jīng)理周永平、中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所高級(jí)工程師楊萍、中國化工信息中心產(chǎn)品注冊(cè)及合規(guī)事務(wù)部項(xiàng)目副總監(jiān)喬婧也分別作了報(bào)告。
