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9月25日,巴斯夫表示正通过生产丙烯酸 2-辛酯 (2-OA) 的专有工艺扩大其不断增长的14C 生物基单体产品组合。根据ISO16620标准,该产品具有73%的14C可追溯生物基含量。 在性能方面,与化石替代品相比,新产品具有更好的涂层耐擦洗性、粘合剂抗剪切性,更低的挥发性有机化合物(VOC)和出色的耐候性。因此,2-丙烯酸辛酯是为数不多的可用于标准和高性能应用的14C生物基单体之一。 除了常规的14C生物基2-丙烯酸辛酯,巴斯夫此次还推出了新产品2-丙烯酸辛酯BMB ISCC Plus。该产品中剩余的碳含量通过ISCC PLUS认证,在巴斯夫生物质平衡(BMB1)方法的加持下,这种变体可进一步减少产品碳足迹(PCF2)。 在近期超火的生物基领域,除了巴斯夫接连布局外,还有包括陶氏、LG化学、东丽、利安德巴赛尔、埃万特、SABIC、万华化学、金发生物等在内的一大批巨头官宣动态。 一、九大化工巨头齐攻生物基 陶氏 9月21日,陶氏公司在欧洲推出了三种新的特性的可持续丙二醇产品线。 这三种产品分别是采用Decarbia可再生能源的减碳解决方案(丙二醇RDC)、第二代生物基原料Ecolibrium生物基技术(丙二醇REN)、Renuva消费后废物回收物(丙二醇CIR)等三种技术制造,可适用于农业、制药、化妆品、纺织和食品等行业的广泛应用。 LG化学 9月14日,LG化学宣布将与埃尼(ENI)集团子公司ENI SM(Sustainable Mobility)合作,共同推进在韩国大山建设生物燃料(HVO,Hydro-treated Vegetable Oil)精炼厂。 建成后将使用埃尼与霍尼韦尔UOP合作开发的Ecofining生产工艺,利用各种废弃油脂或原料来生产高品生物燃料。目前,两家公司正在推进技术可行性和经济可行性评估等。到2026年,双方将合作建成年产约30万吨规模的HVO工厂,这将是韩国首家从原料到最终产品的HVO生产工厂。 利安德巴赛尔 利安德巴赛尔(LyondellBasell)、Neste、Biofiber和Naftex联合开发了一种天然纤维增强的生物基聚合物,用于建筑行业。 在此次合作中,Neste向利安德巴赛尔提供原料,用于由100%生物基废弃物和残留物(包括食用油)制成的聚合物生产,利安德巴赛尔将这些原料加工成聚丙烯(PP),作为该公司CirculenRenew产品组合的一部分销售。 生物纤维公司Biofiber用这些PP生产天然纤维增强的塑料颗粒。Naftex将这些颗粒挤压成建筑件,如栅栏柱或露台装饰型材。 SABIC 今年8月,沙特基础工业公司(SABIC)推出NORYL、Flexible NORYL、NORYL GTX和NORYL PPX系列所有牌号树脂的生物基版本。 这些生物基树脂材料采用经ISCC PLUS认证(国际可持续与碳认证)的聚苯醚(PPE)树脂原料,具有与化石基牌号近似的性能表现。 东丽 9月19日,东丽宣布与本田技研工业株式会社签署协议共同开发一项从报废汽车中回收玻璃纤维增强尼龙6材料的化学回收技术。 8月22日,东丽宣布,已向Cellulosic Biomass Technology公司追加投资12亿日元(约合5945万人民币),将其在该合资公司的持股比例从67%提高到84.4%,加码生物基尼龙单体的制造。 埃万特 7月10日,Avient宣布推出其最新的生物衍生医疗保健解决方案 - Versaflex HC BIO热塑性弹性体(TPE)。最初的Versaflex HC BIO BT218牌号是作为生物制药管材更可持续的替代品而开发的,其配方中含有近40%的第一代生物质含量。 该材料的邵氏硬度为71 A,可提供关键的应用性能,如可焊性、抗扭结性和拉伸强度,可与包括硅胶和标准TPE在内的领先医用管材相媲美。相比之下,该生物衍生牌号的温室气体排放量为2.35千克CO2e/千克,比Avient的标准Versaflex HC BT218牌号产品碳足迹(PCF)低近25%。 万华化学 万华化学推出生物基聚氨酯鞋垫解决方案 WANELAST 893/ WANNATE 8618X。基于低碳产业链资源和生物基一体化平台,采用碳足迹更低的绿色原料,生物基含量达29%。 该产品密度约0.3 g/cc,弹性相比传统生物基产品提高28%;气味等级由传统生物基产品的4.0降低至3.5;TVOC降低38%;50%压缩形变(50℃,6h)较普通鞋垫产品降低72%,较传统生物基产品降低51%。 金发生物 今年7月,金发生物公开了一种新型生物基塑料PBSeT(聚癸二酸对苯二甲酸丁二酯),PBSeT中的SeA是癸二酸,它可以是生物基来源,也可以是石油基来源。 金发生物推出这种新型的降解材料,是使用生物基的癸二酸作为单体,从而使得PBSeT聚合物的生物基碳含量提高到69%。 二、万亿非粮生物基材料,即将起飞 生物基材料,是指利用可再生生物质或经由生物制造得到的原料,其生产过程有效缓解了全球气候变化带来的挑战。随着全球对绿色解决方案的需求不断增长,生物基材料正成为推动可持续发展的重要引擎,也因此迎来了巨大的投资窗口期。 生物基材料主要分为以下几种: 生物可降解聚合物:生物可降解聚合物是一种可以在自然环境中被微生物降解的高分子材料。与传统的合成聚合物相比,生物可降解聚合物可以减少对环境的污染。生物可降解聚合物的应用范围广泛,包括医疗器械、食品包装、农业用品等。 生物基复合材料:生物基复合材料是由两种或以上的生物基材料混合而成的材料。生物基复合材料具有很好的力学性能、耐热性能和电学性能,可应用于制备高强度、高韧性的复合材料制品。 生物基玻璃:生物基玻璃是由天然生物质经过加工制备而成的玻璃材料。与传统的玻璃材料相比,生物基玻璃具有很好的生物相容性和生物降解性,可应用于医疗器械和生物传感器等领域。 生物基纤维素材料:生物基纤维素材料是以纤维素为基础制备的材料。纤维素是天然的高分子物质,来源于植物细胞壁。生物基纤维素材料具有很好的可再生性和可降解性,广泛应用于纺织品、包装材料和纸张制品等领域。 生物基材料在许多领域都有广泛的应用前景。例如,在食品包装领域,生物基材料可以替代传统的石油基塑料,不仅能够降低包装垃圾的污染,还能够延长食品的保质期,提高食品的安全性。 在医疗器械领域,生物基材料也有广泛的应用前景。生物基材料可以制成生物可降解的缝线、软骨修复材料等医疗器械,能够降低医疗废物对环境的污染。 此外,在建筑材料、纺织品、电子产品等领域,生物基材料也有着广泛的应用前景。、尽管生物基材料在某些方面还存在一些技术挑战,例如成本高、性能不稳定等问题,但是随着技术的不断发展和生产成本的降低,相信生物基材料将会在未来的发展中得到更加广泛的应用。 今年,中国工业和信息化部等六部门对外发布的《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》提出,到2025年,非粮生物基材料产业基本形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展生态。 生物基材料是指以可再生的生物质为原料,或经由生物制造生产的产品,包括但不限于含碳的化学原料和化学制品。中国生物基材料产业发展迅速,构建了较为完整的产业技术体系,产业规模不断扩大,骨干企业逐步壮大,重点产品应用渐广。但目前生物基材料主要还是基于粮食原料。 工信部解读称,与基于传统粮食原料规模化生产生物基材料路线相比,非粮生物基材料要以大宗农作物秸秆及剩余物等非粮生物质为原料来生产。目前,国内基于非粮生物质的生产技术正处于攻关爬坡阶段,工业菌种(群)与酶蛋白功能元件制备、非粮生物质标准化采收保存及预处理、非粮生物质高效糖化、非粮生物质糖替代传统粮食发酵转化等关键平台技术正待突破。 行动计划明确了未来三年的发展目标,到2025年,非粮生物基材料产业基本形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展生态,非粮生物质原料利用和应用技术基本成熟,部分非粮生物基产品竞争力与化石基产品相当,高质量、可持续的供给和消费体系初步建立。
来源: 贤集网 2023-09-29
9月20日,生物技术公司MycoWorks在其位于 Union, S.C.的世界级制造工厂开始生产。该公司现在能够扩大规模以满足奢侈品行业的需求,并将利用其专有技术Fine Mycelium生产数百万平方英尺的皮革替代材料(真菌人造革)。 这项专利技术生产的Reishi是一种生物材料,具有无与伦比的手感、强度和耐用性,与行业黄金标准的小牛皮不相上下。 01 被爱马仕集团青睐,「蘑菇皮革」将颠覆皮革市场 与包括爱马仕和通用汽车在内的投资者,MycoWorks进入商业规模制造是生物材料行业成熟的标志,表明该公司继续保持其在材料科学领域的领先地位。根据MycoWorks的市场规模,1640亿美元的皮革市场和280亿美元的奢侈品皮革市场面临着严峻的挑战,如供应链限制和劣质产品替代品。 自2010年以来,对豪华皮革的需求增长了251%,而由于牛肉和乳制品消费下降,高端皮革产量下降了22%。MycoWorks及其标志性材料Reishi正在通过世界上第一家全规模替代皮革工厂应对这些挑战,这是奢侈品行业生产高质量天然材料的一场革命。 136,000平方米工厂的开业还标志着世界上最大的菌丝体材料的运作,这是利用菌丝体蘑菇的根结构的一个重要步骤。 首先从皮革开始,MycoWorks的Fine Mycelium技术可以扩展到其他应用领域。该工厂是通过2021年1.25亿美元的C轮融资实现的,来自Prime Movers Lab,SK Networks,Mira baud life style Impact Innovation Fund,DCVC生物,Novo Holdings以及几家战略客户和投资者。 随着2022年开始建设,该项目按时按预算交付,运行相同的基于托盘的菌丝体生长系统,该系统在其加州工厂成功试点,但规模扩大到100倍。 MycoWorks首席运营官Doug Hardesty表示:随着MycoWorks继续引领生物材料创新,我们很高兴在South Carolina开设这一首个同类设施。这要归功于我们由来自消费品、汽车、食品、制药和生物技术行业的经验丰富的制造领导者和工程师组成的团队,他们采用了机器人设备和系统来处理我们独特的基于托盘的生物材料工艺。反过来,他们也实现了第一个高质量的菌丝体材料产品的规模化,这是一个迄今为止从未完成的壮举。我们感谢Union和市民欢迎MycoWorks进入他们的社区"。 02 突破供应链,MycoWorks实现高质量和低成本的生产 MycoWorks的工厂使用最先进的机器人技术、数字分析和人工智能资源,在全新的制造流程中为公司的客户实现高质量和供应链系统。 通过使用自动引导机器人(AGRs),该公司已经实现了80%的流程自动化,使MycoWorks能够降低处理成本,同时保持对质量保证至关重要的专家互动,实现高质量和低成本的生产。 对于皮革行业而言,MycoWorks ' Union,S.C .工厂是供应链管理的一个突破,提供了高质量天然材料的完全可预测性、透明度和来源,同时还减少了浪费。Fine Mycelium可根据规格定制厚度、重量和机械性能,从而对天然材料进行前所未有的控制,这是传统农业无法做到的。 奢侈时尚和汽车品牌热切期待这一开幕,将系列设计从原型和胶囊转向全面采用。迄今为止,Fine Mycelium已经成功应用于从奢侈手袋和鞋类到汽车内饰和家居用品的产品类别。 对于Union, S.C.人口30,000MycoWorks的投资是将生产从一个主要来源于欧洲的行业迁回国内。Union在纺织品制造方面有着悠久的历史,由于该地区已经是领先的汽车制造商的所在地,Fine Mycelium将使该地区和全球的其他行业密切合作开发。这种生物技术和制造业的集中化一直是South Carolina州长Henry McMaster的目标,他是该州尖端科学技术的坚定支持者。 州长Henry McMaster说:我们很高兴欢迎MycoWorks加入联盟,并热切期待着生产的开始。我们已经看到了开业给该地附近和更大的社区带来的增长,包括更多的就业机会、住房、店面和整体投资。MycoWorks是我们高能效工厂组合的一个绝佳补充,我们期待它们在South Carolina产生长期影响。 关于MycoWorks 2013年,联合创始人Philip Ross和Sophia Wang成立了MycoWorks,这是一家总部位于旧金山的生物材料公司,致力于向世界提供新的菌丝体生长材料。 MycoWorks的专利Fine Mycelium菌丝体技术是一种先进的制造平台和材料科学的突破,在生长过程中设计菌丝体,形成专有的互锁细胞结构,具有无与伦比的美感、手感、强度和耐用性。该公司的旗舰材料- Reishi是一个新的材料类别,为世界上最好的奢侈品牌。
来源: 生物基能源与材料 2023-09-29
9月25日,巴斯夫宣布其位于德国路德维希港的一体化基地,已经具备了生产生物基丙烯酸2-辛酯的生产能力,通过这种生物基的丙烯酸单体,将可以促进涂料和胶黏剂领域的丙烯酸酯配方体系的可持续化发展。这也是继巴斯夫生物基丁二醇(BDO)及生物基塑料抗氧剂产品之外,巴斯夫在生物基技术上面的最新进展。 根据巴斯夫透露的消息,巴斯夫正在扩大其碳14生物基单体组合的产品系列,通过专有工艺生产丙烯酸2-辛酯(2-OA)。根据ISO 16620,这种新产品表明巴斯夫在创新可持续未来方面的坚定承诺,其含有73%可追踪的碳14生物基含量。除了常规的碳14生物基丙烯酸2-辛酯之外,巴斯夫还推出了新产品丙烯酸2-辛酯BMB ISCC Plus。在这种情况下,剩余的碳含量经过ISCC PLUS认证,并且通过应用巴斯夫的生物质平衡(BMB1)方法,此变种提供了进一步降低的产品碳足迹(PCF2)。 巴斯夫在德国路德维希港的一体化设有工业规模的丙烯酸2-辛酯生产设施。这使得巴斯夫能够将这种生物基单体作为原材料在全球范围内提供。巴斯夫工业石化欧洲高级副总裁Reiner Geier博士表示:我们扩大了产品组合,以支持客户在可持续发展道路上的旅程。通过2-OA,我们自豪地推出了一种新型丙烯酸酯单体,帮助客户实现可持续发展目标。 巴斯夫的丙烯酸2-辛酯使用2-辛醇作为相应的生物基原料。这种生物醇基于蓖麻油,这是一种可靠供应全年的可持续非食用原料。由于其溶解性平衡,丙烯酸2-辛酯可以轻松地用作化学键合剂配方或涂料应用等领域中的生物基替代品,替代化石基单体如丙烯酸异辛酯(2-EHA)和丙烯酸正丁酯(BA)。 与化石燃料替代品相比,这种新产品还具有性能优势,在涂料中具有更好的耐洗性,在胶黏剂中具有更好的耐剪切性和出色的耐候性。因此,丙烯酸2-辛酯是少数几种可用于标准和高性能应用的碳14生物基单体之一。巴斯夫的2-辛酸丙烯酯高纯度,质量可靠,挥发性有机化合物(VOC)含量低,使得客户可以在广泛的应用范围内使用该单体。 巴斯夫的丙烯酸2-辛酯已在欧盟、美国、日本和许多其他国家注册。正在进行进一步的注册。 早前时间,巴斯夫在美国,与Qore LLC(Cargill和HELM AG的合资企业)达成合作协议,以获得QIRA生物基1,4-丁二醇(BDO)的长期使用权。同时Qore将在美国Cargill的生物园区和爱荷华州的玉米精炼工厂扩产该生物基BDO产品以满足巴斯夫产能需求。 在塑料助剂的生物基科研中,巴斯夫宣布推出以可再生原料替代化石原料的生物质平衡塑料添加剂产品组合。首批产品包括 Irganox 1010 BMBcert 和 Irganox 1076 FD BMBcert抗氧化剂。上述产品已通过ISCC PLUS质量平衡认证,由 TV Nord 进行认证,将推动塑料领域可持续发展。 根据巴斯夫近年来发布的可持续发展报告,巴斯夫生物质平衡方案从三年前就开始推行,当时巴斯夫采购120 万吨可再生原材料,打造生物质平衡方案节约化石资源,投放超过 240 种生物质平衡(BMB)产品,加速减少温室气体排放量,其中,经 REDcert-EU 认证的甲醇符合可再生能源指令(RED)对优质生物燃料的标准。 巴斯夫布局这些产品背后的原因跟巴斯夫降低二氧化碳排放量目标是息息相关的。实现碳中和的道路上,巴斯夫为自己设定了雄心勃勃的目标,希望到2050年实现净零排放。 巴斯夫化工产品成绩与 2030及 2050目标规划: 巴斯夫通过不断优化工艺,逐步采用可再生能源取代化石燃料,开发新的低排放技术,进一步整体降低碳足迹。巴斯夫计划到2025年投资10亿欧元以达到新的气候目标,到2030年再投资20亿至30亿欧元。在追求变革的过程中,巴斯夫将不遗余力在意想不到的地方寻找启发。顺着成功企业的逻辑、沿着成功企业的轨迹,再给生物基行业伙伴们这些布局案例分享,一起把巴斯夫如此看好生物质能源与材料产业经济做起来。
来源: 买化塑 2023-09-28
由于经济和工业活动的增加,环境污染和石油枯竭迫切需要探索和开发环境友好型聚合物。聚乳酸(PLA)被认为化石基聚合物的有前途的可生物降解替代品之一,因为它可以来自可再生生物质资源,如玉米,大米或小麦,并且可以在环境中降解而不会形成微塑料。由于其生物相容性,PLA被广泛应用于生物医学和纳米复合材料,具有优异的生物降解性和良好的加工性能。然而,PLA的高成本、固有的脆性、较差的耐热性、有限的气体阻隔性能和较差的紫外线阻隔性能阻碍了更广泛应用的充分突破。因此,在过去几年中,研究人员试图通过将PLA与各种添加剂(如增塑剂或纳米填料)相结合来定制机械和抗紫外线性能。 近日,根特大学Dagmar R. Dhooge团队开发并优化了基于PLA基体和石墨氮化碳(g-C3N4)纳米填料的纳米复合材料。为了增强与PLA基体的界面相互作用,将一种硅烷偶联剂KH570经硝酸和过氧化氢控制氧化后接枝到CN表面。在温和条件下合成的CNO-KH570只需要1 wt %,就可以显著提高紫外线吸收,甚至可以阻挡大部分UV- c、UV- b和UV- a,优于PLA和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。1wt %的低负载也导致更高的延展性,断裂伸长率增加73%,同时保持拉伸模量。 相关工作以Carbon Nitride Grafting Modification of Poly(lactic acid) to Maximize UV Protection and Mechanical Properties for Packaging Applications为题发表于《ACS Applied Materials Interfaces》。 / CN合成与改性评价 / g-C3N4的PLA纳米复合材料的合成步骤如方案1所示,首先用三聚氰胺合成g-C3N4,然后经硝酸和过氧化氢控制氧化得到CNO,在这一过程中,分别以温和和较为苛刻的方式进行处理,分别得到mCNO与和CNO。进一步以KH570进行改性CNO-KH570,通过物理相互作用实现纳米复合材料的稳定并改善分散性。最后将经过不同方法改性的CN与PLA通过双螺杆挤出机进行进行造粒(配方如表1所示),最后通过注塑机制备复合材料样品用于性能测试。 / CN的表征 / 通过FTIR初步研究了CN和化学改性CN的化学成分,结果如图1所示。与hCNO相比,mCNO的FTIR光谱仅显示出有限的变化。图2为 CN、mCNO、hCNO、mCNO-KH570和hCNO-KH570的XRD图谱,与CN相比,mCNO的(002)峰从27.3移动到27.6,归因于官能团的插层效应,晶面间距随着氧化程度的增加而逐渐扩大。氢键和-堆积相互作用可能会使结构平面化,导致更密集的堆积,因此层状石墨烯平面之间的堆积距离更短。 使用XP进一步评估了表面基团的化学状态,并进一步确认CNO和CNO-KH570的成功合成。如图3a所示,在CN和mCNO样品中观察到C,N和O元素的存在,同时在mCNO-KH570中检测到Si元素,表明KH570成功引入。从TGA曲线中可以看到(图4),mCNO-KH570分解速度快于CN,这是由于接枝硅烷偶联剂消耗了CN表面最弱的部分羟基和羰基提高了稳定性。 作者进一步使用SEM表征CN化学改性过程中发生的形貌变化。如图5a所示,对于CN, SEM显示出3-10 m团聚体,表现为几微米大小的堆叠层状结构(图5b)。在图5c、d中可观察到氧化g-C3N4 (mCNO)的超薄薄片,局部组装成单层片状结构。图5e、f是硅烷偶联g-C3N4纳米片(mCNO-KH570)的低倍和高倍扫描电镜图像,在一定程度上显示了由单层和一些褶皱组成的超薄纳米片结构。 / 复合材料性能评价 / 如图6所示,XRD显示了PLA复合材料与纯PLA的XRD谱图,表明CN的添加对PLA链的官能团没有影响。图7则为不同PLA复合材料的的SEM图像。在低含量下(1wt%),由于范德华力,没有化学改性的CN倾向于聚集,相容性差(图7a、d)。含有1wt % mCNO的PLA则显示出均匀的分散(图7b)。此外,与CN和mCNO在相同负载下的分散(图1a,b)相比,570 wt % mCNO-KH9在PLA中的分散更加均匀(图9c,f),表明硅烷化对形貌的影响。 为了研究CN/PLA复合材料的热性能,进行了DSC、TGA和热导率的测试。填料的加入对玻璃化转变的影响较为轻微,当官能团接枝在CN表面时,会与聚乳酸形成分子间氢键相互作用,对冷结晶产生强烈影响(图8a)。TGA (图8b)测试则表明复合材料具有良好的热稳定性,在320C时没有明显的重量损失。导热系数如图8c所示,填料的加入对PLA的导热性能基本没有影响。 / 机械性能 / 所制备的PLA复合材料的机械性能如图9所示,添加mCNO-KH570能够显著改善断裂伸长率。对于1wt % mCNO-KH570/PLA,其断裂伸长率比纯PLA高72%。相比纯PLA,复合材料的弹模量出现了轻微但显著的增加(图9b)。最后负载有mCNO-KH570的复合材料具有远高于其他复合材料的韧性,归因于g-C3N4和PLA基质之间界面附着力的增强。 / 紫外先吸收特性 / 最后,作者对含有不同纳米填料的PLA薄膜的紫外线阻隔性能进行了研究,结果如图10所示。如图10b所示,复合材料在可见光范围内的透过率降低。此外,接枝CN具有更好的光吸收性能,对于mCNO-KH570 / PLA,在20 nm处的透射率进一步降低至500%。随着填料含量的增加,透射率甚至进一步降低,如图10c所示。如图10d所示,添加少量的g-C3N4(1 wt%),薄膜显示出广泛的紫外线阻隔性能,可阻挡几乎所有的UV-C和UV-B以及UV-A(315-400 nm)。相比之下,g-C3N4-PLA改性复合材料可作为分散良好的紫外线阻断剂,可用于生物相容性包装和表面涂层行业,以防止损坏并延长光敏产品的保质期。 / 总结 / 在本工作中,通过硝酸和双氧水氧化和硅烷偶联对g-C3N4 (CN)进行改性,作者制备了具有良好力学性能和紫外吸收性能的PLA基纳米复合材料。所得到的mCNO-KH570/PLA的最佳用量为1wt %,与PLA相比,在不改变拉伸模量的情况下,可以提高断裂伸长率。值得注意的是,含有1 wt % mCNO-KH570的PLA复合材料几乎阻挡了所有的紫外线,因此显示出优异的紫外线防护性能。因此,合成的mCNO-KH570/PLA复合材料可以作为光敏应用的包装材料。
来源: 生物基科研前瞻 2023-09-28
据《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》显示,2021年中国生物质能总资源量达到34.94亿吨,能源化利用量约为4.61亿吨,实现碳减排量约为2.18亿吨。生物质资源产生量呈不断上升趋势,到2030年中国生物质总资源量将达到37.95亿吨,如果结合碳捕获和储存技术,生物质能各类途径的利用将为全社会减碳超过9亿吨。到2060年我国生物质资源量将达到53.46亿吨。 图片来源:创业邦研究中心 创业邦访谈15家生物基材料相关创新企业/机构及行业专家,综合分析生物基材料发展概况、产业链重点环节和热点赛道,展现近3年内中国投融资市场动态,总结行业趋势和发展机遇。 重点关注拥有核心工艺技术的技术型公司和构建从原料到产品全产业链的产品型公司。 上游生物质原料,关注有商业化价值的技术路径的新型碳源公司。重点关注秸秆等木质纤维素、CO₂利用相关公司,在提取加工工艺(如纤维提取、水解糖化等核心环节)和细胞工厂领域(如工业化菌株、酶等催化剂)具备高壁垒技术专利布局,持续提供稳定的和高质量的生物质产品。全球范围内都在寻求可规模化应用于生物基产业的新型碳源,包括生物废弃物(如农作物秸秆、甘蔗渣、城市有机垃圾)、工业废弃物(如工业尾气、废塑料、废弃木头)、非粮作物(如木薯、海滨锦葵、麻风树等)等。从应用成熟度来看,大部分新型碳源仍在实验室或小试阶段,当前较为成熟的、已有商业化验证的技术路线主要是秸秆纤维素和合成气。 中游生物基化学品,关注经济性的创新型生产工艺和有规模化落地能力的公司。生物基产业的生产工艺需在大规模量产状态下调试和定型,突破核心技术壁垒、简洁的合成路径,具备更好的经济性。领先的规模化落地产能将有力支撑公司在下游产品验证和订单交付的能力。 纤维素基材料:应用领域广泛,纳米纤维素正在示范生产阶段,其他产品大多尚未产业化。 木质素基材料:应用前景广阔,其中木质素磺酸镁、木质素酚醛树脂、木质素脲醛等已实现工业化生产。 淀粉基材料:已实现商业化,但原料主要来源粮食作物,非粮原料正在初步探索阶段。 生物基橡胶:杜仲胶已实现量产,衣康酸酯橡胶正在示范生产阶段,其余品种大多在研发和试生产阶段。 近10年,中国工业生物技术专利申请数量全球第一。技术进步使得生物制造产品,从高价值向某些大宗产品拓展。如,1,6-二磷酸果酸、黄原胶、L-苹果酸、长链 二元酸等达到国际先进水平,少数产品已实现商业化生产。 批量化生产:乙醇、丙二醇、乳酸、丁二酸、长链二元酸、氨基酸、乙二醇、丁二醇、5-羟甲基糠醛等;中试阶段:乙烯、丙酸、异戊二烯、丁二烯等;小试阶段:烷烃、丙酮、丙二酸、乙二酸、己二酸、对苯二甲酸、环氧丙烷、己内酰胺等; 下游生物基产品及应用领域,关注品类清晰、商业化应用明确的企业。综合考虑市场规模、供需关系、化工竞品价格、技术成熟度等因素,选取化工产品中极具生物基替代潜力的核心品类作为主要产品方向。应用场景上,比较看好功能食品、添加剂、个护/化妆品、医药健康等高值应用,有市场发展前景的生物基材料助剂、生物基化学纤维等细分品类。生物基塑料、生物柴油及其衍生物、生物基橡胶等为发展热点。随着产业链的延伸,越靠近终端消费者的产品,与石油基产品的价格差距也越小。随着生物制造技术逐渐成熟,生物基能源、塑料、纤维、橡胶、涂料、复合材料、助剂等能源和材料领域都将有极大发展,未来产业容量可达到千万吨级。 生物基塑料:2026年达到297亿美元 Markets and Markets预测,全球生物塑料市场到2026年将达到297亿美元(2057亿RMB),CAGR为22.7%,增长主要归功于中国、印度和印尼等亚太地区。 生物基涂料:2027年达到182亿美元 Markets and Markets预测,生物基涂料市场预计将从2022年的115亿美元增长到2027年的182亿美元,年复合增长率为9.5%,亚太地区是生物基涂料的最大消费市场。 生物基油墨:2026年达到85.7亿美元Smithers预测,2021年生物基油墨全球价值将到58.6亿美元,到2026年将到85.7亿美元,年复合增长率为7.90%。 生物基化妆品:2030年达到77.5亿美元BIS Research预测,到2030年全球生物基化妆品市场规模将达77.5亿美元,2022年至2030年的年复合增长率为5.72%。 生物基粘合剂:2028年达到55亿美元IMARC Group预测,2022年全球生物基粘合剂市场规模将达到25亿美元,到 2028 年将达到55亿美元,年复合增长率为13.78% 生物基表面活性剂:2027年达到34亿美元 IMARC Group预测,2021年全球生物基表面活性剂市场规模将达到24亿美元,到2027年市场规模将达到34亿美元,年复合增长率为5.92%。 生物基润滑油:2028年达到28亿美元IMARC Group预测,2022年全球生物基润滑油市场规模将达到22亿美元,2028年将达到28亿美元,年复合增长率为3.9%。 生物基增塑剂:2027年达到18亿美元IMARC Group 预测,2021年全球生物基表面活性剂市场规模将达到12亿美元,到2027年将达到18亿美元,年复合增长率为6.4% 产业发展与市场机会 第三波生物材料变革开启,生物基材料进入黄金发展期 在碳中和目标下,生物基材料为低碳循环经济的主要途径,化石基材料或在局部面临颠覆性冲击,随着生物基材料成本下降、化石基材料成本上升(碳排放税费增加)、以及非粮生物质原料的突破,生物基材料有望成为全球工业新的底层材料。 世界经合组织 (OECD) 的案例分析表明,生物技术的应用可以降低工业过程能耗15-80%,原料消耗35%-75%,减少空气污染50%-90%,水污染33%-80%。据世界自然基金会(WWF)预估,到2030年工业生物技术每年将可降低10亿至25亿吨二氧化碳排放。 从产业链角度有来看,生物基材料上游原料主要包括谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质。目前主要是粮食原料,正往非粮生物质方向发展。中游的生物质化化学品处于发展期。目前产业链的关键控制环节为生物质向化工品转化的环节,特别是生物质的利用效率和非粮生物质原料收集方式等对产品的生产成本带来了巨大的影响。 下游为生物基材料产品及应用领域,主要包括塑料、农业食品、服装、绿色包装、医用材料等产业。一般均有成熟的化工产品为竞争对手,亟待生物基产品性能提升和成本下降,才能实现部分产品替代。 对于大多数生物基产品(生物炼制路线)来说,从小试放大阶段到商业化阶段可能需要10年的时间,目前仅有少数产品实现商业化。生物基产品正处于技术攻坚和商业化应用开拓的关键阶段,面临2大难题: 1)技术突破:低浓度产物高效提纯分离、生物基聚合物合成等技术尚未突破,产品性能有待提升。 2)成本优化:当前生物基材料成本普遍高出同类石油基产品1倍以上,存在市场替代优势弱、推广应用难的问题(市场能接受的绿色溢价是有限的),成本降至与石油基材料持平(1万-2万元/吨),市场占有率才会有大幅提升。 中国市场格局:处于早期阶段,企业集中在聚乳酸(PLA)、医药健康、食品饮料、塑料(聚合物)赛道 生物基材料行业早期在食品、医疗、日化用品领域较多,从2017年起有更多的初创公司成立,融资热度逐渐升高。一些已上市的传统企业也在积极布局生物基产品,如三棵树、新乡化纤、中粮科技、溢多利、安琪酵母、华鲁恒升。 据睿兽分析不完全统计,以697家生物基材料企业为样本(上游原料企业尚未统计全),企业集中在中下游阶段。中游主要集中在聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚对苯二甲酸丙二醇(PTT)、2,5呋喃二甲酸(FDCA)赛道。下游集中在医药健康、食品饮料、塑料(聚合物)、生物基化学纤维、生物基材料助剂、生物柴油领域。 创投市场分析 近5年一级市场融资稳步增长,以早期阶段为主 根据睿兽分析统计,2018年-2023年上半年国内一级市场累计公开披露融资事件258个,披露融资总额224.6亿元。从2019-2022年开始快速发展,2022年披露融资事件70个,披露融资金额128.2亿元,平均融资金额达1.83亿元。2023年上半年披露融资事件30个,披露融资金额52.24亿元,平均融资金额达1.74亿元。 融资事件以早期阶段为主。2020-2023H1完成196个融资事件,已披露融资金额216亿元。早期(A轮之前)融资事件166个(占85%),其中A轮融资事件95个,为投融资最频繁的轮次;成长期融资事件28个(占14%),披露融资金额75.09亿元;后期融资事件2个(占1%)。目前大部分生物基材料企业还在行业发展的早期,处于技术积累和商业模式探索阶段。 聚羟基烷酸酯(PHA)、医药健康、食品饮料、个护/化妆品热度较高 中游阶段,聚羟基烷酸酯(9个)、聚乳酸(8个)、5-羟甲基糠醛(5个)融资事件位列前3名;已披露融资金额,聚羟基烷酸酯(26.39亿元)、聚丁二酸丁二醇酯(9.03亿元)较高。聚丁二酸丁二醇酯赛道因态创生物获得过亿美元融资,因而披露总额较高。 下游阶段,食品饮料(40个)、医药健康(35个)、个护/化妆品(19个)融资事件位列前3名;已披露融资金额,个护/化妆品(83.88亿元)、生物柴油(36.54亿元)、医药健康(22.22亿元)、食品饮料(18.28亿元)较高。个护/化妆品赛道因巨子生物在Pre-IPO轮获得73.3亿元融资,生物柴油赛道因EcoCeres怡斯莱2次获得共5.08亿美元融资,因而披露总额较高。 深圳、北京、上海为热点城市 根据睿兽分析统计,2020-2023H1国内一级市场融资事件数量上,深圳、北京、上海最多,均为25个以上。已披露融资金额上,西安、北京、香港最多。西安因巨子生物完成Pre-IPO轮融资,香港因EcoCeres怡斯莱获得大额融资,因而披露融资总额较高。区位上看,南方相较北方重点城市数量总体更多,长三角城市群表现出明显的区域集聚。 高瓴资本、经纬创投、红杉中国最为活跃 根据睿兽分析统计,2020-2023H1国内一级市场融资事件,12家机构投资企业为3家及以上,其中碧桂园创投为CVC投资。高瓴资本、经纬创投、红杉中国、险峰K2VC位列活跃机构榜四甲,投资企业数量为4家及以上。 基于以上分析,行业发展趋势如下: 叠加碳中和利好政策和绿色消费的兴起,未来5年是生物基材料技术攻坚和产业化规模应用的关键时期,随着底层技术突破,将迎来快速增长阶段。生物基材料将向原料利用多元化、生物转化体系高效化、产品高值多元化等方向发展,逐步实现石油基产品的部分替代。 随着新技术路线的开发,生物基产品性能和成本持续优化,市场应用场景不断拓展,生物基塑料、化学纤维、材料助剂、橡胶等产品类型将日益丰富。商业化变现从高附加值场景到大宗场景,预计近几年食品饮料及添加剂、个护/化妆品、医药健康等领域的高值应用将快速发展,随即扩展到生物基大宗化学品的规模化应用。
来源: TK生物基材料 2023-09-28
北京时间2023年9月26日,运鸿集团在武汉举行上市仪式发布会,宣布旗下上市公司运鸿绿色CTI(股票代码YHGJ)在纳斯达克交易所完成更名并展开并购重组,拟新增20亿股注册资本。 发布会上,运鸿集团总经理邢志新介绍了运鸿环保科技的基本情况,他从技术成果、行业前景、聚焦领域、盈利模式、融资计划及预估收益等几大方面阐述了全生物降解材料项目下一步的发展概况,并筹备在2023年基本完成收购重组以及200万吨全生物降解生产线规划;到2024年预计增发50亿股,企业估值达到250亿美元的明确目标;到2025年预计增发130亿股,企业估值达650亿美元,超越美国降解材料的龙头企业NatureWorks,成为全球最大的全降解材料生产商,为全生物降解材料项目明晰了发展路径。 运鸿集团成立于2013年,总部位于湖北省武穴市,主营业务包括大健康产业、数字贸易、数字物流、矿业等。目前旗下共有三家上市公司,分别为港股上市公司运鸿硅鑫集团控股有限公司(主营业务为玻璃钢产品的研发、生产和销售)、佳辰控股集团有限公司(主营业务为架空底板类产品的开发、制作和安装)以及美股上市公司运鸿绿色CTI。 运鸿绿色CTI,前身是一家名为CTI的美国薄膜产品制造商,主要从事新型柔性薄膜和气球产品的设计、生产和销售等。2020年1月,运鸿集团以500万美元收购CTI新发行的50万股A类可转换优先股,成为该上市公司占股58%的控股股东,CTI更名为运鸿CTI。此次运鸿CTI再次更名,成为运鸿绿色CTI。 本次并购重组的标的为运鸿集团及其实控人李玉保控股的运鸿环保科技公司。2021年3月,运鸿环保在武穴市成立,注册资本5亿元,主要从事全生物降解材料相关产品的研发、生产和销售,产品包括一次性餐具、塑料袋、吸管等。2023年8月,运鸿CTI宣布计划进行重大的股权融资,拟筹资250亿元打造全降解材料生产线,旨在推动并完善其在绿色环保领域的战略布局。运鸿环保科技公司计划在未来的5年内逐步投产全降解材料的生产线,预计年产量可达200万吨。 运鸿集团上市业务相关负责人表示,运鸿环保的产线、土地等有价值的资产将装入上市公司,重组完成后,该公司将成为黄冈首家在美国上市的公司。 未来,运鸿绿色CTI将利用运鸿环保在环保材料领域的技术,涉足医疗器械和汽车零部件领域。 发布会现场,运鸿集团董事局主席、非洲国家经济商务农业联盟主席李玉保,美国著名投资家、金融学家、量子基金创始人之一吉姆罗杰斯,中国经济改革研究基金会理事长孔泾源等共同敲响金钟。 吉姆罗杰斯还与运鸿集团董事局主席李玉保共同签署合作备忘录,决定面向全球发起成立100亿美元的中国赛道国际私募股权基金,投资以运鸿绿色CTI以及吉姆罗杰斯先生在《中国赛道》中提及的赛道上的成长型企业。红杉资本等6家基金管理公司也与运鸿集团签订了数亿美元的战略合作协议。
今年5月,巴黎、都柏林、斯特拉斯堡等欧洲30多个城市的市长和代表签署名为「ChangeNow」的慢时尚宣言,旨在减少快时尚对环境和人类的影响。 快时尚和环保根本毫不沾边。这是被很多环保人士诟病的一个点。而有些快时尚品牌甚至可以在每一年内分成52个微季,每周都有新款式上市,让顾客尽快买到更多的衣服,这也意味着产品不仅材料、工艺方面的管理会更粗放,积压的产品库存也会被大量废弃,产生垃圾污染。 快时尚品牌用不断出新的流行款式和诱人折扣吸引消费者,以至于消费者几乎没有时间思考,这种消费速度也让人担心是否会对地球造成负面影响。 于是,在消费品领域开始掀起一阵环保风,「可持续时尚」正在成为一种新趋势。依托新材料的开发应用,制造工艺的迭代升级,消费品企业开始在可持续领域中探索更多空间。 #01 溯源新材料,时尚业可持续转型 据麦肯锡《2022时尚行业白皮书》统计,服装行业占我国主要消费品行业碳排放量的1/4,能源消耗占我国主要消费品行业的40%,而其中70%的排放来自能源消耗密集的产业链上游,尤其是在面料生产、制备和加工环节。 因此,当可持续之风刮向鞋服产业,从新材料、新技术端实现转型也成为必经之举。 例如,海藻、玉米、蘑菇这些常常在餐桌上见到的食材,正摇身变为衣服和鞋子。在食用价值之外,还能被制成生物基材料。 以玉米为例,通过一定的工艺技术,如今已经可以从中提取替代传统塑料的新型材料,可以被广泛应用于服装纺织品等行业。 在2023中国国际纱线展YarnExpo展会上,宁夏伊品生物展出了全新一代生物基尼龙PA56EYLON伊纶。这款材料是由伊品生物与中科院微生物研究所合作开发,通过开发赖氨酸生物法衍生转化与生物基尼龙聚合关键技术,打通了从赖氨酸到生物基戊二胺再到生物基尼龙56纤维的产品路线。利用生物基戊二胺替代石油基己二胺,通过先进生物技术,利用可循环再生的植物原料制成。 生物基纤维材料来源于可循环再生的天然植物作物,植物在生长过程中,吸收大气中的CO₂,并利用光合作用合成新型含碳天然大分子。在废弃后,无论通过环境中的生物降解作用或是用作燃烧燃料转为CO₂,从生命周期来看,其总的碳排放相对较低。伊品新材料事业部总经理郑文昌曾在采访中谈到。 EYLON伊纶纤维的主要原料戊二胺通过生物发酵制成,生产过程均在常温常压下进行,能耗远低于化工法的己二胺和己内酰胺,可实现低水耗、低能耗、低碳排。从原辅料运输、原辅料生产、购入电力、购入蒸汽、废水厌氧处理等流程对戊二胺的碳排放量进行计算,其碳足迹明显小于石油基产品。郑文昌表示。 生物基材料的市场空间想象力是无限的,可以说所有传统石油基材料的应用场景,都可以被生物基材料所替代。 从终端品牌企业来看,各家大企业也开始向绿色生产工艺转型。 耐克历时5年研发出创新平台Nike Forward,与传统的针织或梭织工艺不同,Nike Forward以针刺工艺取代了过往繁复的纺纱、编织、切割、缝制等制作流程,将纤维直接变成织物,简化了将生产原料转化为服装面料的过程。 有时尚之母西太后之称的英国服装设计师 Vivienne Westwood曾提出:Buy less, buy better and make it last.(少买、买更好的、用持久点)。 特别在后疫情时代,以年轻人为代表的新一代消费者更加关注健康、环境议题,以及对可持续发展的强烈责任感。叠加各类创新技术的应用,更多的消费品牌开始走上商业增长与绿色可持续共生之路。 #02 碳寻新科技,伊品赋能纤维品质提升 时尚业的绿色转型已经不仅仅停留在概念层面,当下已然进入一个拼产品性能的时期。 例如曾经因为产品性能太低而备受质疑的纸吸管,虽然起到了代替塑料吸管的作用,但因为某些纸吸管质地不够坚固、容易破裂等问题,不少产品已被市场淘汰。 而EYLON伊纶,除了低碳属性,其分子级别的独特结构还赋予了纤维吸湿速干、柔软亲肤、易染、耐温等应用特性,这使得其对产品性能的加持大幅提升,在运动、户外、牛仔、内衣等领域应用广泛。 在吸湿速干方面,EYLON伊纶纤维的回潮率为5.5%~6%,可提供更均衡的干湿平衡效果,既能够保证面料时刻保持干爽状态,避免单吸湿不排湿的情况,又能够减轻过度干燥导致的刺痒感和静电效应。 在柔软亲肤方面,EYLON伊纶保留了生物活性材料独特的杨氏模量值,科学调节面料触感,提供强韧耐磨特性的同时,赋予自然柔顺触感,悬垂性优异。经GB/T 18318.1-2009《纺织品弯曲性能的测定 第1部分:斜面法》测试,其弯曲长度值和平均抗弯刚度相较尼龙6、尼龙66都有明显降低。 在易染性方面,EYLON伊纶分子间隙较多,分子链间距的增加有助于染料的进入,从而促进纤维与染料的结合,得色深,且染色效果鲜亮雅致,色牢度优异。在低于常规化纤染色温度和压力下即可上染,染色过程大幅降低能耗、节约染料。 当新材料的技术路径已然明确后,如何保证产品全生命周期的环保属性,以及如何面向消费者做好沟通,同样需要被关注。这已经不仅仅局限于企业自身,而是成为政策制定方、消费者、产业链上下游等多方共同发力的方向,是一条前景广阔但仍旧道阻且长的转型之路。 未来,伊品将持续投入,从产品研发、营销服务、终端趋势影响等多个方面,为合作伙伴提供更全面的解决方案。同时,还不断完善内控标准,积极参与国标标准制定和建议工作,建立可追溯体系,让消费者能够方便、快捷地选择伊纶产品。坚持生物科技与可持续的发展路径,携手产业链上下游伙伴为人类和地球的美好未来做出更多的努力与探索!
来源: EYLON伊纶 2023-09-28
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