生物基可降解材料迎风起势，投资界、产业界、科技界竞相追逐

受“双碳”及禁限塑政策的带动，生物基可降解环保材料再度站上风口。腾讯、碧桂园、红杉等明星资本近来纷纷进场，安徽丰原集团、会通股份、海正生物等争相上马大型项目；厦门长塑、特步等企业先后发布加工应用新技术。

那么，“双碳”背景下，生物基可降解材料缘何受到投资界、产业界、科技界的竞相追逐？能否真正乘势而起?近日，《中国化工报》记者采访了业界有关专家。

“双碳”背景下的大势所趋

“站在碳中和的战略高度上，生物基可降解材料是非常有价值的。”上海交通大学微生物代谢国家重点实验室副主任许平接受记者采访时表示，生物基材料的发展有利于碳中和目标的达成，有利于缓解气候变暖、资源缺乏。

中国生物发酵产业协会副理事长冯志合表示，生物基可降解材料项目符合禁塑和碳中和两大政策。近期生物基材料项目受到市场追捧，主要是因为全球对环保问题日趋重视，纷纷出台了鼓励政策。之所以可以减碳，是因为生物基可降解材料原料为生物质(如粮食、秸秆纤维素、农林废弃物等)，农作物生长过程所利用的二氧化碳和制造过程产生的二氧化碳可以相互抵消，生产的产品又可实现快速降解。“双碳”目标下，生物基材料这一独特的全生命周期减碳优势，受到了前所未有的关注。

据许平介绍，目前市场上的全生物降解材料中，生物基材料主要有聚乳酸(PLA)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇共聚酯(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)三种。从碳中和的角度来说，PLA中的碳100%来源于可再生碳，生产过程中只有少量的能源消耗;合成PBAT的单体原料目前都是来源于化石燃料，随着生物技术的发展，最多也就只有不到60%的碳可来自于生物基;PHA的碳也是100%源于可再生碳，但受制造成本的限制，产能还只有万吨级。因此，生物基可降解材料中，PLA项目的产业化项目更为密集。

“从碳中和角度来看，生物基材料的建设热潮是好事。”清华大学生命学院化工系教授、合成与系统生物学中心主任陈国强告诉记者，石油基材料是不能减碳的，而PLA、PHA是微生物合成制造的高分子材料，不需要精选化学合成品，碳中和指数为80%～100%。“但也要注意生物基材料的处理问题，如果把生物基材料进行焚烧，对减碳也就失去贡献。”他提醒道。

人气爆发的生物基可降解材料

作为首个生物降解塑料制品——《全生物降解塑料制品通用技术要求》地方标准的牵头制订单位，安徽丰原集团董事长李荣杰对PLA如数家珍。他表示，PLA是可完全生物降解的生物基新材料的代表，也是目前性价比最高的生物可降解环保高分子材料，相较传统的石油基材料每吨PLA可减排约3吨二氧化碳。

实现“双碳”目标需要减少石油消耗，生物基环保材料可以解决传统石油基材料所造成的环境污染问题，PLA这种以光合作用形成的含淀粉生物质或秸秆纤维素等非粮生物质可再生资源为原料生产的环境友好型全生物降解材料，不增加大气中温室气体的净含量，可以替代石油基普通塑料(PE、PP、PVC)和石油基涤纶化纤(PET、PTT、PBT等)，广泛应用于纺织服装、无纺布、家用塑料、工程塑料、薄膜塑料、医用材料、3D打印材料等领域。作为最有希望撼动石油基塑料传统地位的生物基可降解材料，项目密集上马也就实属不怪了。

产业界对PLA可谓热情高涨。去年，丰原集团第一模块：年产50万吨乳酸、30万吨PLA项目开工建设，预计今年年底投产；今年5月26日，会通股份披露，拟与芜湖润安兴、中科院长春应化所等设立普立思生物合资公司，开展年产35万吨PLA项目；6月2日，联泓新科在投资者互动平台表示，公司投资的江西科院生物新材料有限公司规划分两期建设年产13万吨PLA全产业链项目，且正在进行千吨级生产线改造；6月25日，浙江海正生物材料股份有限公司旗下全资子公司浙江海创达生物材料有限公司年产15万吨PLA项目在台州新材料产业园开工建设，预计于2023年建成投产；8月11日，金发科技在投资者关系平台透露，该公司年产3万吨PLA在建项目计划今年第四季度投产……

也是在8月11日，另一种全生物降解材料PHA获得了资本的青睐。北京蓝晶微生物科技有限公司发生工商变更，原股东深圳力合华石投资合伙企业(有限合伙)等退出，新增广西腾讯创业投资有限公司等为股东。而在8月9日，他们刚完成4.3亿元的B2轮融资，由碧桂园创投等机构领投。据DeepTech7月26日消息，同样以PHA为主导产品的合成生物学初创公司微构工场，近日完成了由红杉中国种子基金领投的5000万元天使轮融资。

PHA之所以吸引了资本的目光，和其独特的性能是密不可分的。

据冯志合介绍，PHA是由细菌合成的一种胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的贮藏性物质而存在，它具有类似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性和动物可食用性等许多优秀性能。PHA在可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、纺织材料以及医疗一次性材料方面有广阔的应用前景。

100%可再生碳源的生物基可降解材料，正炙手可热。

厚积薄发的核心自主技术

“应用性能好、生物可降解、在减碳和价格上有竞争性的生物基材料，才能脱颖而出。”陈国强表示。

“生物基材料在生产过程中，发酵工艺基本雷同，但最核心的菌种却千差万别。”许平告诉记者，生产PLA的关键是利用生物质原料发酵生产出高光学纯度的乳酸，而生产乳酸的过程最核心的技术就是发酵用的菌种。菌种包括细菌、霉菌和酵母菌，从微生物研究领域来看，能够产生乳酸的相关菌种虽然很多，但要生产出能聚合出高性能PLA的低成本高光学纯度乳酸的菌种并不多。

“生物基可降解材料的市场前景很好，但其量产需要菌种、发酵、提取、纯化、聚合五大技术支撑。新进入的企业，一定要对引入技术的先进性、知识产权的合法性、设备的可靠性等有综合了解，才能保障未来项目的顺利达产达标。”冯志合说。

国内目前拥有PLA全制造成熟技术的有丰原集团和浙江海正，即使放眼国际，也只有美国嘉吉公司、法国石油巨头道达尔与荷兰普拉克成立的合资企业道达尔—科碧恩公司。

“近20年的潜心研究开发，才让我们有能力和国际巨头并肩，甚至开始赶超。”李荣杰不禁感慨道。他表示，2000年左右丰原集团就与比利时进行PLA合作。在国内，与上海交通大学的合作也是丰原集团迈出的重要一步，上海交大的技术具有代谢秸秆糖的功能。此后，丰原集团又潜心多年进行技术完善和提升。目前，该技术已日益成熟，并成功实现中试。作为唯一拥有该技术的企业，丰原集团再次处于国内外领先水平。强强合作让丰原集团全面掌握了从乳酸菌种制备、发酵、提取纯化与聚合，以及环保纤维、环保塑料生产等六大核心技术，并申请了30多项重大工艺方法发明专利，从根本上解决了聚乳酸材料的成本和性能问题，是国内唯一一家可以以玉米等粮食作物、或者以秸秆纤维素为原料生产聚乳酸切片的企业，实现全产业链一体化生产。

此外，以秸秆发酵制乳酸的技术，丰原集团也已研发成功。3.5吨秸秆可以生产约1吨聚乳酸、近2吨高效有机肥。如果将该技术推广到各个乡镇，在各个乡村利用秸秆等农林废弃物建设分布式糖厂，再生产聚乳酸，并将富含腐殖酸的有机肥副产品返回农田，或将为乡村振兴贡献力量。下一步，丰原集团将利用自有技术扩大生产，按模块化生产年产50万吨乳酸、30万吨PLA，届时其年产能将为世界最大。

李荣杰表示，丰原集团已与北京冬奥组委签约，成为北京2022年冬奥会和冬残奥会官方生物可降解餐具供应商，为北京冬奥会提供生物可降解餐具和相关支持服务。

20多年的沉淀成就了聚乳酸自主核心技术，27年的潜心研究，则让PHA有了更多的可能性。

“从实验室研发到5吨、12吨的规模都已完成，要想进一步扩大应用，目前PHA的发展瓶颈主要是如何继续扩大规模，改进工艺，减少制造成本。”陈国强说，“突破口就在下一代工业生物技术的创新，用连续的、不用灭菌的、可放大的，低成本的原料把生产成本进一步降低，并进一步体现材料的多样性。”

材料合成之外，生物基可降解材料的加工应用方面，近来也出现了令人惊喜的成果。

6月5日，世界地球日当天，厦门长塑宣布自主研发的双向拉伸聚乳酸(BOPLA)膜材量产，率先实现国产化。据专家介绍，BOPLA膜材除了100%的生物基原材料外，还在加工工艺上有了进一步突破——在大幅度提升PLA薄膜力学性能的同时，赋予膜材更薄的厚度，使材料崩解和微生物侵蚀的过程更快，更容易降解。据测算，BOPLA膜材可比普通塑料的降解时间缩短上百年，在工业堆肥的情况下最快可以在半年内实现完全降解。

此前两天的6月3日，特步在厦门发布环保新品——聚乳酸T恤。在2020年率先攻克聚乳酸上色难题并推出全球首款聚乳酸风衣后，特步此次将聚乳酸的应用比例从19%大幅提升至了至60%。

随着一项项核心技术的不断突破，在日常生活中、在北京冬奥会等值得纪念的时间里、在实现“双碳”目标的过程中，都将闪现生物基可降解材料的身影。

起飞还需多方扶持——业界建言生物基可降解材料产业发展

在采访中《中国化工报》记者了解到，现在国内已经基本掌握了几乎所有的生物基可降解材料的制造技术，被封锁的丙交酯技术等也已被攻克，生产技术产业化水平已处于国际先进水平。但与前端技术相比，后端应用推广的速度却大大落后。

为推动这一能助推“双碳”目标的产业尽快腾飞，业界提出了5点建议。

一是完善产业扶持政策。

上海交通大学微生物代谢国家重点实验室副主任许平表示，应积极促进碳中和，将生物基材料生产过程的碳中和推向碳交易市场。

部分企业提出，希望国家出台相关扶持产业发展的引导性政策，包括补贴、土地、专项资金、税收减免等，加大固定资产投资补贴力度及银行低利息长期贷款政策支持力度。在产业起步前期，适时增加玉米进口配额和降低玉米进口关税税率等，降低产业发展成本。

二是加大禁塑力度。

鉴于国产聚乳酸已具备市场竞争能力，亦能保证供应，业内人士建议，应尽快加大全国“禁塑”力度，完善“禁塑”监管措施，推进更多领域如膜袋、食品包装、医药卫材等实施禁塑，拓展禁塑品种;建立产品标准和检测标准，加大市场处罚力度。

中国生物发酵产业协会副理事长冯志合建议，加强禁塑令的监管，拓展禁塑令范围。在生物基塑料产能扩大后，进一步拓展禁塑品种，增加实施范围。对已经实施的方案要加强落实。目前很多城市的禁塑令执行力度较弱，监管部门应该加大监管力度，对于政策执行不到位的应该给予警告或处罚。

三是加大自主技术研发和推广力度。

许平提出，要关注微生物学家、化学家和材料科学家等专家新的颠覆性技术，推广实力科学家研究出的可与石油基可竞争的具有独立知识产权的核心技术。

成都新柯力化工科技有限公司总经理陈庆建议，应加强产业链的培育，而不是去单一的发展原料。

冯志合表示，应加大国内生物基塑料基础研究支持。国家专项资金持续对生物基塑料基础性研究进行支持，包括菌种、发酵、提取、纯化、聚合等，基础性研究投资大、见效慢，但却是产业发展的基础，也是产业做强做大的根本，单纯靠引入技术不可能有超车的机会。同时发挥行业龙头作用，支持国内生物基材料产业头部企业发展，带动产业链集群发展，提升产学研合作力度，推动供应端的技术进步。同时，加强自主知识产权保护力度，加强行业自律，树立法律意识，合法合作渠道，助力产业可持续发展。

四是加大宣传推广力度。

冯志合建议，加大生物基材料宣传推广力度，让市场的终端客户认识到生物基塑料在实现碳中和和禁塑上的重要作用，食品、餐饮、外卖等行业要有龙头企业做出示范，最终让消费者都认识到生物基塑料的重要意义，让人人都参与到生态文明发展建设中。

五是合理利用土地资源。

降低原材料成本对生物基材料的发展意义重大。业内人士认为，我国存在约20亿亩山地、滩涂、盐碱地等边际性土地，不宜种植粮食作物，充分利用边际性土地资源种植能源作物，鼓励和引导农民在边际性土地上种植纤维素含量较高的甜高粱、苜蓿草等农作物，有利于加快推动生物基材料产业发展。同时要前瞻性考虑利用好工业废气二氧化碳、一氧化碳等资源来生产可降解聚合材料。例如，可以利用蓝藻、利用先进的化学固碳催化技术生产可降解材料。