生物材料 商業化艱難

□ 宋玉春

生物材料公司已經開發出能把生物質經濟地轉變為燃料或者化學品的新技術，并在努力實現商業化應用。但實現生物材料中試向商業化生產過渡可能是個挑戰。因此，投資商仍持謹慎態度。

化工公司投資謹慎

在國際原油價格突破100美元/桶的條件下，生物材料的生產利潤空間進一步加大。生物材料工業將出現三大發展趨勢：合資企業和投資建廠會越來越多，領先企業之間的合作會越來越密切，生產商不斷為其產品開拓新應用市場。但是，開發生物材料生產工藝的公司面臨原料供應、開發商業化工藝和物流三大難題。

化工公司為在生物材料生產領域尋求立足點，更希望收購規模相對較小的生物材料業務，一般交易額在2億美元以下。之后2～5年，化工公司為開拓終端市場，則將會進行更大規模的業務收購。這是因為化工公司在進入不太熟悉的新領域開始的時候一般會比較謹慎。

在生物材料工業領域，還沒有一個地區或國家居于明顯的領先地位。目前，世界生物材料工業的狀況是某個國家在單個領域或原料方面開展的研究開發活動獲得了明顯的成效而已。例如，美國生物材料工業在玉米乙醇的開發方面成績斐然，而歐盟則著力于開發生物柴油。在亞洲，一些國家也努力開發生物材料。泰國就在模仿巴西開發甘蔗乙醇，而中國則瞄準了第二代生物材料的開發。

許多科技公司已經開發了商業上可行的生物化學品生產工藝。但他們只是剛剛開始涉足商業生產，包括建設商業化供應鏈。

投資商對第二代生物燃料和生物化學品有興趣，但沒有付諸行動，部分原因是他們在生產第一代生物燃料沒有獲得理想的回報，甚至有些投資打了水漂。這樣投資商對生物材料心有余悸。投資者可能更愿意等待，看看在投資之前生物材料公司是否能夠成。一些人認為，實驗室向商業化生產過渡將是一個很微妙的過程，成功則獲益，失敗則虧損，存在極大的不確定性。

然而美國一些化工生產商還是看到投資商對生物材料領域的興趣有了很大的提高。與幾年前不同，投資者對生物燃料和生物化學品之間的區別認識更加到位。他們逐漸認識到，雖然耗資2億美元可以建成一座商業化生物乙醇工廠，但建設一個生物化學品工廠可能只需要5000萬美元，而最終產品的價值將大大高于乙醇。纖維素衍生的生物材料商業化生產將先于纖維素生物燃料。目前，生物燃料吸引了很多人的眼球。但投資商已經意識到生物燃料規模經濟性比生物化學品要小得多。這將有助于推動生物化學品商業化進程。

化工公司對生物材料的進展極為關注。這是因為與傳統利用石化原料合成工藝相比，生物材料生產工藝中可顯著降低資本開支和運營開支。基于石油價格的長期增長和生物材料生產工藝大幅減少二氧化碳排放量的預期，以纖維素為原料的生產材料的光明前景還是讓投資商感到鼓舞。

初創公司步履維艱

在生物材料工業領域的另一端是生物材料技術初創企業，包括美國Genomatica公司和法國Deinove公司。這些公司過去一年內將籌集到資金投資建廠，把在實驗室開發的創新工藝進行中試或者半商業化生產。

使用藻類生產生物燃料和生物化學品的公司也開始相繼出現。起源石油公司首席執行官Riggs Eckleberry表示今年是藻類生化年，以藻類為原料還可能生產塑料、溶劑和油漆。

生物燃料和生物塑料工業領域中的競爭、經濟的壓力和日益嚴格的法規將迫使許多初創企業出局。LUX研究公司分析師Andrew Soare表示，藻類開發技術過多，大部分將無用武之地。在過度競爭的藻類生物材料生產領域，生產商需要形成一條完整的價值鏈，否則將會被淘汰。藻類生物材料生產商中，Solazyme公司和Algenol公司分別脫穎而出，前者是憑借新型發酵工藝，后者則是依靠業務伙伴關系。

在生物材料工業領域，大量初創企業魚目混雜。經過市場競爭的淘汰，競爭力強的公司得以生存下來，而缺乏資金支持的公司則相繼倒下。

美 國 TetraVitae公 司 和Genomatica公司就是其中少有的成功范例。他們在其他公司的支持下降低了生產成本，從而提高了市場競爭力。同時，許多新型氣化技術公司開發出能將城市和農村廢棄物轉化為燃料和化學品的技術。在這個領域，Ze-gen公司是領軍企業。

從事生物合成的公司在商業化規模生產方面沒有太大作為。他們還不能將原料轉化為化學品和燃料，因而無法吸引投資商的關注。涉足此領域的有美國Verdezyne公司和Amyris公司。Verdezyne公司開發生物基己二酸，Amyris公司生產青蒿素、柴油及其他特種化學品。

美國亞利桑那州立大學的研究人員利用光生物反應器來提高藻類生長速度和生產生物燃料產率。 宋 雨 供圖

第二代生物材料開發啟動

美國政府正在推動第二代生物材料的研究開發。美國農業部在2011年1月份宣布，將為三家公司提供4.05億美元的貸款擔保，以加快纖維素乙醇開發，實現從中試到商業生產。這三家公司分別是Coskata公司、Enerkem公司和英力士新行星生物能源公司。

美國農業部鼓勵第二代生物材料的又一項措施是實行自愿性產品認證，給質量合格的生物基產品貼上標簽。設計的新標簽可以幫助消費者確認產品是由可再生原料制成，這將促進生物材料的使用。

中國公司正在推進用生物質制備生物燃料的開發項目。大成集團利用淀粉通過催化工藝生產乙二醇。該公司正與諾維信合作開發使用纖維素生物質生產乙二醇的工藝。

諾維信公司在開發用于生產纖維素燃料的第二代酶系統方面已經投入巨資。與第一代酶系統相比，第二代酶系統結構更為復雜，生產成本也更大。但是，第二代酶的銷售潛力也有可能會比第一代酶更大。

其他尋求商業化生產生物材料的歐洲公司包括帝斯曼、巴斯夫。這兩家公司已各自獨立地開發由生物質生產琥珀酸的專有工藝。琥珀酸可用于生成包括丁二醇在內的多種化學品。

帝斯曼正在開發將纖維素原料轉變為糖以及將琥珀酸轉變為下游更有附加值的化學品的技術。將纖維素原料轉變為糖可以更容易用于生產生物琥珀酸。帝斯曼已著手建設商業化生物琥珀酸生產廠。但是關于該廠的規模和位置均未透露。帝斯曼打算于2012年開始商業化生產的琥珀酸。帝斯曼使用酵母發酵工藝，與其他采用細菌的創新工藝有所不同，產生的副產品少；與石化和其他傳統工藝路線相比，具有一個非常優越的生態足跡路線。

巴斯夫和Purac公司也于2010年組建合作伙伴關系，從可再生原材料來生產琥珀酸。

生物塑料前景看好

在目前的生物材料工業領域中，生物塑料行業增長的前景最好。到2015年，全球可生物降解聚合物市場將以20.9%的復合年均增長率發展，即到2015年增至825000噸/年。隨著生物塑料性能的提高和生產成本的下降，生物塑料的應用正在快速擴展。從塑料購物袋到包括汽車、電子、玩具和醫療行業使用的設備組件，生物塑料的應用越來越廣泛。

聚乳酸和基于生物聚合物的共聚酯是使用最廣泛的可生物降解的聚合物。淀粉基生物聚合物的市場需求持續增長。淀粉基生物聚合物的主要供應商有Novamont公司和杜邦公司。

巴斯夫是開發生物塑料的先鋒。早在1994年，巴斯夫就在德國和拉美地區開展了大規模的環保可再生塑料瓶業務。近期，該公司又推出了新型可降解塑料、生物可降解膠黏劑等一系列新型生物材料。

生物材料是帝斯曼長期戰略的關鍵組成部分。該公司致力于開發生物材料，并堅持可持續發展和獲得必要的資本回報率。帝斯曼將生物材料市場鎖定在那些更注重可持續性的某些領域，如汽車行業。近兩年來盡管全球經濟發展放緩，帝斯曼銷售的生物材料，如工程塑料，卻持續增長。

索爾維公司也投資生產生物塑料。該公司計劃在中國泰興興建一座10萬噸/年環氧氯丙烷工程，預計將于2013年建成投產。該公司2010年12月宣布已與新加坡的SP化學公司簽署了一份意向書，向SP化學公司供應環氧氯丙烷。泰興工廠將采用索爾維公司開發的Epicerol技術，使用從加工柴油中得到的副產物甘油作為原料。相對于傳統的以丙烯為基礎的環氧氯丙烷生產工藝，采用Epicerol技術可減少70%的能源消耗和溫室氣體排放量，還可降低水消耗和有毒副產物氯化物的生成。

亨斯曼也在拓展生物塑料的應用領域，目前已使用生物材料商業化生產環氧樹脂常溫固化用固化劑。

BP公司最近在一份調查報告中指出，到2030年，新興技術將使得生物材料和生物燃料的生產高于石化產品。屆時，生物燃料產量預計將從2010年的180萬桶/天增至670萬桶/天。種類繁多的生物化學品市場需求也將快速上升。化學工業面臨的問題似乎只有一個，那就是何時何地加入生物材料的開發洪流之中。