2022年01月14日 星期五
生物基新材料产业化提速
□ 科普时报记者 陈 杰

    自“双碳”目标提出后,低碳节能赛道受到了越来越多的关注,新材料、新能源等“碳中和”概念在一级市场持续火热,用可再生的生物质为原料开发生物基新材料就是其中之一。

    “未来的5—10年,20—30%石油基体系的产品,会被生物基产品替代。”中科国生CEO王磊博士接受科普时报记者采访时表示,十几年前的石油基和煤化工产业,不论从规模和成本上都具有明显的优势,但是近些年来随着全球能源紧缺,同时在国家提倡“双碳”的战略引领下,生物基材料越来越有明显的发展潜力。

    “生物基材料是替代石油基化工材料的重要方式,生物基化合物5-羟甲基糠醛(HMF)则是重要的生物基平台型化合物,可生产上万种下游衍生物,其中很多衍生材料除了生物基低碳的优势外,本身相较石油基材料还具有高气体阻隔性、耐高温性等优势。”王磊表示,作为科学院培养的产业化新生力量,中科国生以生物基新材料开发及产业化为核心业务,已涵盖从单体化合物到终端产品的全链条开发过程,将业务延伸到附加值更高的下游,同时将单体和终端产品的开发和优化形成闭环,加速产品的高效迭代。

    在“十四五”原材料工业规划编制中,将发展生物基材料纳入重点任务。下一步,工信部、发展改革委、生态环境部将会同有关部门积极稳妥推动塑料替代产品推广应用,引导生物基新材料产业合理投资布局,不断提升产品性能,降低成本,持续深入推进塑料污染全链条治理,促进生物基材料产业规范有序发展。

    “从发展前景来说,生物基材料会逐渐被人们认可,但与此同时,我们还需冷静去看待这个问题。”王磊表示,现行的材料产业大部分是基于石油基链条,如从石油到烯烃、烷烃、苯再到聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等下游产品。目前生物基行业大部分企业只在做单个产品的研发和生产,所以如果未来要实现替代石油基化学品,生物基材料行业必须要形成产业链。

    相较于石油基材料,生物基新材料的优势十分明显,但受限于生物基材料制备成本过高导致产业化应用方面发展过慢,同时也正是由于受到成本制约,生物基下游衍生物数量也十分有限,这些都成为生物基产业化进程中最大的痛点。

    王磊表示,中科国生通过与高校科研院所合作,已创新开发出HMF连续化生产工艺,成为实现生物基新材料低成本规模化的有力途径。“未来2—3年,生物基新材料的生产成本有望降到下游市场乐于接受的程度。”

    产业化进程虽非坦途,但生物基新材料已经悄然进入我们的日常生活,可降解吸管、一次性塑料袋、孩子们的环保塑料玩具等都有生物基材料的身影。目前,中科国生开发的生物基呋喃二酸聚酯产品可以生产高气体阻隔的塑料,可用于酸奶、啤酒等的包装,从而替代现有的玻璃及利乐包装;另一种正在开发的可降解塑料产品则可以广泛地应用于一次性塑料袋、可降解吸管和地膜等领域,能有效缓解现有的“白色污染”。

    王磊透露,在新的衍生物开发上,中科国生正在利用AI技术和机器人高通量合成平台技术,有效地提升了开发生物基新材料及衍生物的效率,可以在更短时间内得到更多具有价值的衍生物,有望尽快进入到人们的日常生活中。

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