生物基产业的技术及应用发展现状

摘要：近年来，国际原油资源日渐趋紧，化石能源供给压力不断增大，为有效协调材料功能特性与生态环境的平衡关系，生物能源产业及能源产业逐渐走进人们视野。其中，生物基化学品及材料是生物基产业的核心构成，是近年来全球竞相发展的重要领域。本文将重点论述当前生物基产业的技术及应用发展现状。

生物基产业被誉为朝阳行业，因其绿色、环境友好、资源节约等特点，生物基行业技术成果在国内外不断涌现。当然，我国生物基行业的高速发展，国家政策起到关键的主导作用。生物基产业被称为建材工业“十三五”重点推进的战略性新兴产业。在《中国制造2025》中，生物基材料被纳入新材料前沿研究领域。

生物基产品种类繁多

生物基材料是由可再生生物质（如谷物，豆类，秸秆和竹粉）制成的新材料和化学品， 包括基本生物基化学品如有机酸，烷烃和烯烃获得的生物醇，还包括生物基纤维、生物基塑料、生物基橡胶、糖工程产品以及生物质热塑性加工得到塑料材料等。

我国生物基材料发展迅速

我国生物基材料行业技术突破强，发展速度快，产品种类增加。生物基材料投资受到关注，工业生产线持续增多。目前，中国生物基材料和原材料产量约为550万吨，已有或正在建设的生产线数十条，产能超过5万吨。

生物基材料行业市场规模

生物基材料用途广泛，被创新应用于包装、医用、涂料、汽车、纺织等领域。

根据欧洲生物塑料协会与调研机构nova-Institute的统计数据显示，2018年到2023年，全球生物塑料产将从约211万吨增加到约262万吨，其中PHAs、PLA、PBAT等是主要增长驱动力。

统计数据显示，包装行业的用量占生物塑料的六成以上，其中饮料和食品是生物塑料的最大应用领域。2018年，其市场值超过40亿美元。据估计，到2027年底，相关市场价值将超过127亿美元，预测期内市场价值将以15.2％的复合年增长率增长。

乳酸、1,3-丙二醇生物基化学品的规模投产

乳酸的生产工艺分为化学法和微生物发酵法，当前，大多数公司使用生物法生产，即用细菌将糖厌氧发酵生产乳酸。目前，山东寿光巨进玉米有限公司采用中国科学院天津工业生物技术研究所研制出的微生物发酵生产D-乳酸技术，已进入试投产阶段，产能1万吨/年。

近年来，世界上几家大型化工企业先后在生物技术上取得突破，投入大规模生产，促使1，3-丙二醇的价格下降。对于1，3-丙二醇的生产技术，我国在其好氧发酵、代谢工程以及分离提取技术方面也取得了有效进展，并且，该技术得到了工业生产应用扩大。黑龙江辰能生物公司及湖南海纳百川生物工程有限公司均已开始建设产品中试装置。

生物基纤维材料的产业现状

当前，生物基纤维材料应用领域较广，本文从生物基合成纤维、生物基新型纤维素纤维及海洋生物基纤维三个方面来分析其发展状况。

生物基合成纤维包括PLA纤维(聚乳酸纤维)、PTT纤维、PBT纤维、PHBV与PLA共混纤维等。目前，我国PLA纤维生产规模约为1.5万吨/年。上海同杰良生物材料有限公司拥有年产300吨聚乳酸纤维生产线；张家港市安顺科技发展有限公司和海宁新能纺织有限公司等也有一定的投产。PTT是以PDO和PTA缩聚制成的聚合物为原料生产制得，该纤维年产能约3万吨，已应用于纺织领域。

生物基新型纤维素纤维，包括纤维(天丝)、麻浆纤维和竹浆纤维。在我国，这一领域应用有很大的创新。万吨级天丝生产线由保定天鹅化纤集团有限公司首次建成；山东英利实业有限公司在奥地利先进生产工艺上再次创新，建成了总产能1.5万吨/年的天丝生产线。

海洋生物基纤维包括海藻酸盐纤维（利用海藻提纯的海藻酸盐经纺丝而成）和维壳聚糖纤维，在我国有完全自主知识产权，年产能约2000吨。其中，海藻酸纤维已建成具有自主知识产权和自行设计的工业化生产线。厦门百美特生物材料科技有限公司年生产能力约1000吨，是海藻纤维湿纺技术的代表企业。

结语

现阶段，我国生物基材料正处于由工业化规模生产向工业化大宗材料转化阶段。生物基材料产业的快速发展及应用领域的不断扩展，整体显示了强劲的发展势头。