目前,国内已经初步构建了以聚乳酸、聚酰胺(尼龙)产业化,多种生物基材料快速发展的格局。数据显示,2021年,我国生物基材料产能1100万吨(不含生物燃料),约占全球31%,产量700万吨,产值超过1500亿元。
生物基尼龙的表现尤为亮眼。在国家“双碳”背景下,国内一批龙头企业率先在生物基尼龙领域进行布局,在技术研究和产能规模上都取得了突破。
不完全统计,国内已投产的生物基尼龙项目包括:金发科技5000吨/年PA10T,伊品生物2万吨/年生物基尼龙盐项目,凯赛生物10万吨/年PA56生产线和4万吨/年生物法癸二酸项目……
曾经,合成尼龙66的关键单体己二腈长期被巴斯夫、英威达、奥升德等外企垄断,直到2022年,我国才拥有第一套自主研发的己二腈生产装置。
生物基尼龙赛道的出现,提供了一条全新的路径。
3、小小的生物基,到底有何魅力?
事实上,生物基是以可再生生物质为原料,包括农作物,谷物、秸秆等,通过生物、化学以及物理等方法制造的新型材料。
以科创板上市公司凯赛生物为例,其用发酵法生产一种叫尼龙56的化纤便是一种生物基材料,生产1kg尼龙-56的碳排放量相比生产1kg尼龙-66(石油基),可减少4.31kg。
根据国际能源署发布的数据显示,2020年全球碳排放总量在306.9亿吨左右,远高于2010年以来的平均水平。中国碳排放量居于全球第一,高于北美和欧洲等国家,控制碳排放势在必行。
如今,站在双碳的战略高度上,生物基逐渐站上了明星风口,成为了实现碳中和目标的不二之选。
一直以来,石油基支撑起了现代材料的半壁江山,橡胶、塑料、化学纤维等材料的合成,都离不开石油。
由于传统石化能源日益枯竭以及原料成本飙升,各国都在寻找可持续来源的替代品,依靠化石原料的经济模式已经不适合当今时代的发展要求。
从大的层面来看,生物基是在双碳、可持续发展背景下快速发展的大赛道;细化而言,有些产品在底层逻辑上也确实更适合生物基的方式来生产。
君联资本投资人告诉猎云网,“在生产端,中国在部分生物基材料的生产方式上积累深厚,从制造、设计、到产业工人,整个产业链成熟度高;在应用端,中国拥有最大的终端消费市场,因此中国在部分生物基材料赛道中有很大的产业基础优势。”
目前,生物基赛道还处在创新发展的初期,各家企业纷纷试水,但未来如何竞争格局还未定型。中科优势董事总经理邹涛表示,生物基材料有着广泛的应用场景,核心技术能力的持续研发迭代及市场端运营资源的开拓在企业成长中占据着关键性的权重,这类科技型企业从什么技术路线开始创业很重要,如何持续的经营好、保持整体竞争优势,最后能占据市场份额胜出更为重要。“我们会对所投资孵化的项目进行陪跑式深度赋能,为项目长期发展保驾护航。”
4、万亿蓝海,国内外独角兽涌现
事实上,生物基并不是一个新鲜概念,早在2000年左右就被提出,在国外,早有企业抢滩登陆生物基领域。
Braskem是来自巴西的化工巨头,也是全球领先的生物聚合物生产商,成立于2002年,2010 年向市场推出绿色环保的生物基PE,目前客户遍及全球100多个国家。
壳牌的衍生公司Avantium,其总部位于荷兰的阿姆斯特丹,成立于2000年2月,公司主要产品是PEF,近些年将呋喃二甲酸(FDCA) 的商业化作为重点开发产品。
欧盟地平线欧洲专项计划在2021至2027年筹备近1000亿欧元,以加速生物基产业发展。
现代石化工艺是建立在以西方国家企业为基础上发展而来的,如杜邦、巴斯夫、壳牌石油等,化工产业的大部分核心专利掌握在国外手中,我国所掌握的产业环节附加值低,且原材料、知识产权受到严格限制,阻碍了我国新材料、化工产业的发展。
美国能源部曾经从300多种源于生物质的化合物出发,筛选出了最具有代表性的12种生物基平台化合物,其中2,5-呋喃二甲酸(FDCA)被认为是石油衍生物对苯二甲酸的最合适的替代物,一直是产业界和资本圈追逐的热点。
FDCA 的合成技术路线主要包括5-羟甲基糠醛(HMF)路线、己糖二酸路线、糠醛路线和二甘醇酸路线。其中,HMF路线最受重视。
前瞻产业研究院的报告中曾提到,HMF-FDCA-PEF的连续化生产方式,可以减少中间运输环节,有利于降低终端产品PEF的生产成本。
由于HMF具有唯一不可替代性,国内外众多企业跃跃欲试。目前,AVA、巴斯夫、中科国生、合肥利夫、达高特等企业都参与布局。
过去,由于技术壁垒、原料和量产化,导致HMF成本高,市场化进程的推进一直十分艰难。
相较欧美更先进的绿色环保理念,国内在生物基材料领域的研究起步较晚,不过在政策的推动下,生物基材料的发展在近两年获得大力推动,在HMF领域,行业已涌现出一批有实力参与者。
从现有相关企业的产业链布局来看,中科国生是唯一布局完整产业链的企业,已实现HMF连续化生产,同时突破了其他核心产品,诸如FDCA、THFDM等的规模化生产,并完成了下游衍生物在市场终端的测试,打通了从HMF到下游衍生物单体和终端产品的全技术链条。
中科国生在国内生物基材料领域领先的创新式突破得益于其团队率先通过选择催化剂和溶剂体系实现了连续化的HMF生产工艺,区别于现有其他企业的间歇釜式工艺,解决了HMF产业链最关键的卡脖子环节,并于近期又突破了HMF非粮原料来源的全链条工艺,真正可以实现HMF、FDCA以及其他衍生物的低成本规模化能力,也正因此,中科国生得到了君联资本、经纬中国、五源资本和君盛投资等国内一线投资机构的认可。
当下,转向低碳经济已经成为全球共识,就目前来看,作为石油基材料的升级替代产品,生物基化学品及材料,将成为新的时代风口,我国生物基材料产业也逐渐朝着规模化和产业化方向发展,这片潜力巨大的新蓝海,参与者们将会在未来掀起更多的浪潮。