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受“雙碳”及禁限塑政策的帶動，生物基可降解環保材料再度站上風口。騰訊、碧桂園、紅杉等明星資本近來紛紛進場，安徽豐原集團、會通股份、海正生物等爭相上馬大型項目；廈門長塑、特步等企業先后發布加工應用新技術。

那么，“雙碳”背景下，生物基可降解材料緣何受到投資界、產業界、科技界的競相追逐？能否真正乘勢而起?近日，《中國化工報》記者采訪了業界有關專家。

“雙碳”背景下的大勢所趨

“站在碳中和的戰略高度上，生物基可降解材料是非常有價值的。”上海交通大學微生物代謝國家重點實驗室副主任許平接受記者采訪時表示，生物基材料的發展有利于碳中和目標的達成，有利于緩解氣候變暖、資源缺乏。

中國生物發酵產業協會副理事長馮志合表示，生物基可降解材料項目符合禁塑和碳中和兩大政策。近期生物基材料項目受到市場追捧，主要是因為全球對環保問題日趨重視，紛紛出臺了鼓勵政策。之所以可以減碳，是因為生物基可降解材料原料為生物質(如糧食、秸稈纖維素、農林廢棄物等)，農作物生長過程所利用的二氧化碳和制造過程產生的二氧化碳可以相互抵消，生產的產品又可實現快速降解。“雙碳”目標下，生物基材料這一獨特的全生命周期減碳優勢，受到了前所未有的關注。

據許平介紹，目前市場上的全生物降解材料中，生物基材料主要有聚乳酸(PLA)、聚己二酸對苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBAT)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)三種。從碳中和的角度來說，PLA中的碳100%來源于可再生碳，生產過程中只有少量的能源消耗;合成PBAT的單體原料目前都是來源于化石燃料，隨著生物技術的發展，最多也就只有不到60%的碳可來自于生物基;PHA的碳也是100%源于可再生碳，但受制造成本的限制，產能還只有萬噸級。因此，生物基可降解材料中，PLA項目的產業化項目更為密集。

“從碳中和角度來看，生物基材料的建設熱潮是好事。”清華大學生命學院化工系教授、合成與系統生物學中心主任陳國強告訴記者，石油基材料是不能減碳的，而PLA、PHA是微生物合成制造的高分子材料，不需要精選化學合成品，碳中和指數為80%～100%。“但也要注意生物基材料的處理問題，如果把生物基材料進行焚燒，對減碳也就失去貢獻。”他提醒道。

人氣爆發的生物基可降解材料

作為首個生物降解塑料制品――《全生物降解塑料制品通用技術要求》地方標準的牽頭制訂單位，安徽豐原集團董事長李榮杰對PLA如數家珍。他表示，PLA是可完全生物降解的生物基新材料的代表，也是目前性價比最高的生物可降解環保高分子材料，相較傳統的石油基材料每噸PLA可減排約3噸二氧化碳。

實現“雙碳”目標需要減少石油消耗，生物基環保材料可以解決傳統石油基材料所造成的環境污染問題，PLA這種以光合作用形成的含淀粉生物質或秸稈纖維素等非糧生物質可再生資源為原料生產的環境友好型全生物降解材料，不增加大氣中溫室氣體的凈含量，可以替代石油基普通塑料(PE、PP、PVC)和石油基滌綸化纖(PET、PTT、PBT等)，廣泛應用于紡織服裝、無紡布、家用塑料、工程塑料、薄膜塑料、醫用材料、3D打印材料等領域。作為最有希望撼動石油基塑料傳統地位的生物基可降解材料，項目密集上馬也就實屬不怪了。

產業界對PLA可謂熱情高漲。去年，豐原集團第一模塊：年產50萬噸乳酸、30萬噸PLA項目開工建設，預計今年年底投產；今年5月26日，會通股份披露，擬與蕪湖潤安興、中科院長春應化所等設立普立思生物合資公司，開展年產35萬噸PLA項目；6月2日，聯泓新科在投資者互動平臺表示，公司投資的江西科院生物新材料有限公司規劃分兩期建設年產13萬噸PLA全產業鏈項目，且正在進行千噸級生產線改造；6月25日，浙江海正生物材料股份有限公司旗下全資子公司浙江海創達生物材料有限公司年產15萬噸PLA項目在臺州新材料產業園開工建設，預計于2023年建成投產；8月11日，金發科技在投資者關系平臺透露，該公司年產3萬噸PLA在建項目計劃今年第四季度投產??????

也是在8月11日，另一種全生物降解材料PHA獲得了資本的青睞。北京藍晶微生物科技有限公司發生工商變更，原股東深圳力合華石投資合伙企業(有限合伙)等退出，新增廣西騰訊創業投資有限公司等為股東。而在8月9日，他們剛完成4.3億元的B2輪融資，由碧桂園創投等機構領投。據DeepTech7月26日消息，同樣以PHA為主導產品的合成生物學初創公司微構工場，近日完成了由紅杉中國種子基金領投的5000萬元天使輪融資。

PHA之所以吸引了資本的目光，和其獨特的性能是密不可分的。

據馮志合介紹，PHA是由細菌合成的一種胞內聚酯，在生物體內主要是作為碳源和能源的貯藏性物質而存在，它具有類似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具備的生物可降解性、生物相容性、光學活性、壓電性、氣體相隔性和動物可食用性等許多優秀性能。PHA在可生物降解的包裝材料、組織工程材料、緩釋材料、紡織材料以及醫療一次性材料方面有廣闊的應用前景。

100%可再生碳源的生物基可降解材料，正炙手可熱。

厚積薄發的核心自主技術

“應用性能好、生物可降解、在減碳和價格上有競爭性的生物基材料，才能脫穎而出。”陳國強表示。

“生物基材料在生產過程中，發酵工藝基本雷同，但最核心的菌種卻千差萬別。”許平告訴記者，生產PLA的關鍵是利用生物質原料發酵生產出高光學純度的乳酸，而生產乳酸的過程最核心的技術就是發酵用的菌種。菌種包括細菌、霉菌和酵母菌，從微生物研究領域來看，能夠產生乳酸的相關菌種雖然很多，但要生產出能聚合出高性能PLA的低成本高光學純度乳酸的菌種并不多。

“生物基可降解材料的市場前景很好，但其量產需要菌種、發酵、提取、純化、聚合五大技術支撐。新進入的企業，一定要對引入技術的先進性、知識產權的合法性、設備的可靠性等有綜合了解，才能保障未來項目的順利達產達標。”馮志合說。

國內目前擁有PLA全制造成熟技術的有豐原集團和浙江海正，即使放眼國際，也只有美國嘉吉公司、法國石油巨頭道達爾與荷蘭普拉克成立的合資企業道達爾―科碧恩公司。

“近20年的潛心研究開發，才讓我們有能力和國際巨頭并肩，甚至開始趕超。”李榮杰不禁感慨道。他表示，2000年左右豐原集團就與比利時進行PLA合作。在國內，與上海交通大學的合作也是豐原集團邁出的重要一步，上海交大的技術具有代謝秸稈糖的功能。此后，豐原集團又潛心多年進行技術完善和提升。目前，該技術已日益成熟，并成功實現中試。作為唯一擁有該技術的企業，豐原集團再次處于國內外領先水平。強強合作讓豐原集團全面掌握了從乳酸菌種制備、發酵、提取純化與聚合，以及環保纖維、環保塑料生產等六大核心技術，并申請了30多項重大工藝方法發明專利，從根本上解決了聚乳酸材料的成本和性能問題，是國內唯一一家可以以玉米等糧食作物、或者以秸稈纖維素為原料生產聚乳酸切片的企業，實現全產業鏈一體化生產。

此外，以秸稈發酵制乳酸的技術，豐原集團也已研發成功。3.5噸秸稈可以生產約1噸聚乳酸、近2噸高效有機肥。如果將該技術推廣到各個鄉鎮，在各個鄉村利用秸稈等農林廢棄物建設分布式糖廠，再生產聚乳酸，并將富含腐殖酸的有機肥副產品返回農田，或將為鄉村振興貢獻力量。下一步，豐原集團將利用自有技術擴大生產，按模塊化生產年產50萬噸乳酸、30萬噸PLA，屆時其年產能將為世界最大。

李榮杰表示，豐原集團已與北京冬奧組委簽約，成為北京2022年冬奧會和冬殘奧會官方生物可降解餐具供應商，為北京冬奧會提供生物可降解餐具和相關支持服務。

20多年的沉淀成就了聚乳酸自主核心技術，27年的潛心研究，則讓PHA有了更多的可能性。

“從實驗室研發到5噸、12噸的規模都已完成，要想進一步擴大應用，目前PHA的發展瓶頸主要是如何繼續擴大規模，改進工藝，減少制造成本。”陳國強說，“突破口就在下一代工業生物技術的創新，用連續的、不用滅菌的、可放大的，低成本的原料把生產成本進一步降低，并進一步體現材料的多樣性。”

材料合成之外，生物基可降解材料的加工應用方面，近來也出現了令人驚喜的成果。

6月5日，世界地球日當天，廈門長塑宣布自主研發的雙向拉伸聚乳酸(BOPLA)膜材量產，率先實現國產化。據專家介紹，BOPLA膜材除了100%的生物基原材料外，還在加工工藝上有了進一步突破――在大幅度提升PLA薄膜力學性能的同時，賦予膜材更薄的厚度，使材料崩解和微生物侵蝕的過程更快，更容易降解。據測算，BOPLA膜材可比普通塑料的降解時間縮短上百年，在工業堆肥的情況下最快可以在半年內實現完全降解。

此前兩天的6月3日，特步在廈門發布環保新品――聚乳酸T恤。在2020年率先攻克聚乳酸上色難題并推出全球首款聚乳酸風衣后，特步此次將聚乳酸的應用比例從19%大幅提升至了至60%。

隨著一項項核心技術的不斷突破，在日常生活中、在北京冬奧會等值得紀念的時間里、在實現“雙碳”目標的過程中，都將閃現生物基可降解材料的身影。

起飛還需多方扶持――業界建言生物基可降解材料產業發展

在采訪中《中國化工報》記者了解到，現在國內已經基本掌握了幾乎所有的生物基可降解材料的制造技術，被封鎖的丙交酯技術等也已被攻克，生產技術產業化水平已處于國際先進水平。但與前端技術相比，后端應用推廣的速度卻大大落后。

為推動這一能助推“雙碳”目標的產業盡快騰飛，業界提出了5點建議。

一是完善產業扶持政策。

上海交通大學微生物代謝國家重點實驗室副主任許平表示，應積極促進碳中和，將生物基材料生產過程的碳中和推向碳交易市場。

部分企業提出，希望國家出臺相關扶持產業發展的引導性政策，包括補貼、土地、專項資金、稅收減免等，加大固定資產投資補貼力度及銀行低利息長期貸款政策支持力度。在產業起步前期，適時增加玉米進口配額和降低玉米進口關稅稅率等，降低產業發展成本。

二是加大禁塑力度。

鑒于國產聚乳酸已具備市場競爭能力，亦能保證供應，業內人士建議，應盡快加大全國“禁塑”力度，完善“禁塑”監管措施，推進更多領域如膜袋、食品包裝、醫藥衛材等實施禁塑，拓展禁塑品種;建立產品標準和檢測標準，加大市場處罰力度。

中國生物發酵產業協會副理事長馮志合建議，加強禁塑令的監管，拓展禁塑令范圍。在生物基塑料產能擴大后，進一步拓展禁塑品種，增加實施范圍。對已經實施的方案要加強落實。目前很多城市的禁塑令執行力度較弱，監管部門應該加大監管力度，對于政策執行不到位的應該給予警告或處罰。

三是加大自主技術研發和推廣力度。

許平提出，要關注微生物學家、化學家和材料科學家等專家新的顛覆性技術，推廣實力科學家研究出的可與石油基可競爭的具有獨立知識產權的核心技術。

成都新柯力化工科技有限公司總經理陳慶建議，應加強產業鏈的培育，而不是去單一的發展原料。

馮志合表示，應加大國內生物基塑料基礎研究支持。國家專項資金持續對生物基塑料基礎性研究進行支持，包括菌種、發酵、提取、純化、聚合等，基礎性研究投資大、見效慢，但卻是產業發展的基礎，也是產業做強做大的根本，單純靠引入技術不可能有超車的機會。同時發揮行業龍頭作用，支持國內生物基材料產業頭部企業發展，帶動產業鏈集群發展，提升產學研合作力度，推動供應端的技術進步。同時，加強自主知識產權保護力度，加強行業自律，樹立法律意識，合法合作渠道，助力產業可持續發展。

四是加大宣傳推廣力度。

馮志合建議，加大生物基材料宣傳推廣力度，讓市場的終端客戶認識到生物基塑料在實現碳中和和禁塑上的重要作用，食品、餐飲、外賣等行業要有龍頭企業做出示范，最終讓消費者都認識到生物基塑料的重要意義，讓人人都參與到生態文明發展建設中。

五是合理利用土地資源。

降低原材料成本對生物基材料的發展意義重大。業內人士認為，我國存在約20億畝山地、灘涂、鹽堿地等邊際性土地，不宜種植糧食作物，充分利用邊際性土地資源種植能源作物，鼓勵和引導農民在邊際性土地上種植纖維素含量較高的甜高粱、苜蓿草等農作物，有利于加快推動生物基材料產業發展。同時要前瞻性考慮利用好工業廢氣二氧化碳、一氧化碳等資源來生產可降解聚合材料。例如，可以利用藍藻、利用先進的化學固碳催化技術生產可降解材料。