生物基材料产业支撑体系建设项目研究

生物基材料产业支撑体系建设项目研究强化生物基材料产业支撑体系建设1、加强生物基材料产业服务平台建设鼓励骨干企业与科研院所等合作，建立完善微生物菌种育种技术、生物基材料技术研发、成果转化与信息交流等平台，建立功能菌种资源库，完善知识产权保护、运用体系。依托国家塑料制品质量检验检测中心、先进高分子材料测试评价中心等提升生物基材料测试评价服务能力，鼓励产业基础较好地区建设区域测试评价检测中心，支持市场化、专业化第三方高端质量认证机构建设，促进上下游企业一条龙模式联合开展生物基材料及其制品性能参数数据库建设及共享，提高测试评价水平。2、完善生物基材料标准标识体系建立适合我国产业特点的生物基材料产品质量、能源消耗限额、碳排放核算等标准体系，完善相关污染物排放标准。推动建立生物基材料及制品评价方法、产品标准、技术标准、标识标签体系，开展生物基材料工程技术验证、产品溯源服务或认证。鼓励行业协会、研究机构、企业参与相关生物基材料国际规则、标准制定，加强国际标准评估转化。非粮生物基材料的指导思想以非粮生物质开发利用技术突破为基础，深化生物化工与传统化工耦合、工业与农业融合，以技术、模式创新为动力，促进生物基材料优性能、降成本、增品种、扩应用，提升生物基材料产业协同创新、规模生产、市场渗透能力，推动非粮生物基材料产业加快创新发展。生物基材料产业特征（一）绿色环保性传统基础能源对生态环境的破坏已经严重影响到社会的可持续发展，随着国际范围内对生态环保的重视，人们对生物基新材料的研究逐渐深入。生物基新材料具有绿色、环境友好、资源节约等特点，是全球未来发展的一大重点。（二）技术前沿性中国制造2025中，生物基新材料和纳米材料等被一同纳入新材料前沿研究领域。（三）市场成长性随着社会对环保事业的愈加重视，对白色垃圾的防治措施更加严格，生物基新材料的市场前景非常好。目前全球生物基化学品和高分子材料年产量在5000万吨左右，近年来，中国生物基新材料行业正以每年20%以上的速度增长，产品种类和市场不断扩大，逐步走向工业规模化和产业化阶段。生物基材料的背景生物基材料，是指利用生物质为原料和经由生物制造得到的材料，包括以生物质为原料和经由生物合成、生物加工、生物炼制过程制备得到的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品和糖工程产品，也包括生物基聚合物、生物基塑料、生物基化学纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料、及各类生物基材料制得的制品。生物基材料是我国战略性新兴产业、被纳入《中国制造2025》新材料领域，近些年，发展迅猛，关键技术不断突破，产品种类速增，产品经济性增强，正在成为产业投资的热点，显示出强劲的发展势头。标准的制定，将规范生物基材料的定义、术语和标识，是生物基材料标准体系的重要组成部分，将极大地推动生物基材料的发展。生物基材料的市场格局当前我国的生物基材料尚处于初步发展阶段，是蓬勃发展的朝阳产业。生物基材料不仅能够缓解我国化石资源枯竭的压力，还能助力我国实现低碳目标，是国战略性新兴产业的重要内容。近年来在国家政策持续利好的环境下，进入我国生物基材料行业的企业数量逐渐增多，经过数年发展，行业出现了部分重点企业如凯赛生物、联泓新科、金发科技、华恒生物、嘉澳环保、赞宇科技、卓越新能等。其中凯赛生物是一家以合成生物学等学科为基础，利用生物制造技术，从事新型生物基材料的研发、生产及销售的高新技术企业，是全球领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。根据生物基材料相关营业收入口径测算，2021年凯赛生物和卓越新能占据全国生物基材料行业的市场份额分别为10．8%、1．7%。随着国内生物基材料产业的高速发展，行业的技术壁垒、资金壁垒、研发团队壁垒、渠道壁垒将逐渐增加，同时近年来部分重点企业不断扩大业务布局，抢占市场赛道，未来我国生物基材料行业市场集中度将进一步提升。卓越新能是是国内第一家从事废弃油脂制备生物柴油的技术研发并率先实现工业化生产的企业，二十年来深耕生物柴油和生物基材料行业，是目前国内产销规模最大、出口量最多的生物柴油生产企业，并逐步形成以生物柴油为主，衍生深加工生物基材料的生物质能化一体化的产业布局，产品链不断丰富，产品附加值和废弃油脂的综合利用率不断增加。近年来卓越新能的生物基材料业务经营形势良好，2018-2021年公司的生物基材料营业收入保持稳定增长。2021年卓越新能的生物基材料营业收入达到3．33亿元，同步增长40．6%，相较2018年生物基材料营业收入增加了近1．9亿元。从盈利情况来看，2018-2020年卓越新能的生物基材料毛利率逐年下滑，但在2021年公司的生物基材料毛利率明显上涨，达到33．3%，相较上年增长了19．5个百分点。生物基材料产业发展建议（一）加大禁限塑覆盖范围推动更多领域如膜袋、餐盒、农用地膜、淋膜纸制品、快递包装、食品包装、包装材料、医药卫材等实施禁塑，扩项禁塑品种。鉴于目前生物基聚乳酸制备技术及下游应用加工技术均取得突破，生物基制品应用加工技术在现有传统加工行业已成熟应用，产业规模已逐步发展，建议在现有公共机构禁止使用不可降解一次性塑料制品名录范围之外，进一步扩展禁塑范围，尤其是在主要一线城市试点禁止不可降解一次性餐盒使用，全国重点生态环境旅游区域全面禁止不可降解一次性塑料制品使用，以及全国范围内禁止使用不可降解塑料吸管应用于牛奶、饮料等食品外包装上（自带式）。（二）加强禁限塑执行力度严格落实禁止、限制生产、销售和使用部分石油基塑料制品的政策措施。严厉打击违规生产销售国家明令禁止的塑料制品，严格查处虚标、伪标等行为。（三）制定引导产业发展的鼓励扶持政策出台相关政策，包括补贴、土地、专项资金、税收优惠等。在生物基材料产业发展起步阶段，出台具体的产业发展支持政策，发展秸秆纤维素非粮生物质利用加工技术，支持企业加大研发力度，实现下游应用多领域的绿色转型。（四）加强宣传引导生物基产品推广应用促进全社会共同参与禁限塑，缓解白色污染，保护地球生态，共同构建人类命运共同体，实现双碳目标，实现人类社会的可持续发展。生物基材料所面临的问题（一）未能和石油基材料直接竞争现阶段PLA和PHA等环境友好材料属于新兴的材料产业，在价格方面，聚丙稀的价格低于1美元／公斤，而一些最便宜的生物可降解塑料的价格也需要3~6美元／公斤，因而还不能与大量生产的以石油工业为基础的塑料材料进行直接的竞争。高成本由多种因素造成的。首先在生产环节上，大规模工业化技术还不成熟、生产成本还需大幅降低，加工技术水平还不能使产品性能满足需要和加工成本仍居高不下。决定微生物合成PHA费用居高不下的主要因素之一是底物，即用于生产PHA的原料。事实上，单独生产PHA，底物的成本占到总成本的28%~50％。在这方面，我国科学家们选择奶制品工业的乳清、糖蜜、废水、活性污泥、造纸工业的纤维素水解物、植物油和动物脂肪的废脂以及生物柴油副产物等工农业废弃物为原料用于PHA的微生物发酵合成。虽然取得了一定的研究成果，PHA研究的整体水平已不再在发达国家之下，但仍然需要加大基础研究科研投入和资助力度，在选择便宜可再生的原料用于PHA合成、提高原料转化率以及发现新型PHA等方面进行创新。此外，从PHA到最终制品还需要很复杂的加工工艺，首先，在PHA原料基础上，添加增塑剂、干性剂或其他混料，成为粒料（compound）；再将粒料转变成膜、片、板、纤维等材料；最终将材料加工成终端制品。这类后续研究70%集中在粒料阶段，也会延续到终端制品阶段。在国外，产业分工明确，专门从事后续应用研究的企业会跟进，在中国却缺少专门从事基础原料应用研究的公司。虽然越来越多的企业意识到了生物基材料的重要性，但由于研发力量和资源的限制，它们大都是重复文献或专利中报道过的工作，很难产生创新性的成果。因此，应着重关注产学研的结合。我国是世界最大的发酵大国，有大量的发酵能力，不需要重新建设新的发酵设备，就能形成规模生产。直接应用原有生产线生产，必须提供参数、加工工艺以及生产设备的调整办法。这些问题的解决，有赖于科研机构、产业界等的通力合作，相互配合。为了扶植这个新兴工业的发展，可以通过整合国内研发和产业化力量，加快一至两种有自主知识产权的新材料的产业化。唯有实现可再生资源的利用，我国经济的发展才能实现可持续性。在石油供应成为问题之前，我国必须建立用可持续发展的方式获得材料的技术储备。（二）还未成为真正的产业生物法合成新型生物基材料已经成为一个新材料生产、开发和应用的方向，该领域的研究充分体现了多领域、跨行业的现代科技产业特点，生物基材料将在人类的环境保护、医药保健等方面发挥重要作用。技术本身不能适应市场，工程化薄弱，技术要素与管理要素脱节，资金投入不足。当然这也与科研成果尚未给企业带来较好的经济效益，损害企业的投资积极性密不可分。要解决这个问题，改变我国生物材料依赖进口的状况，需要科研部门和产业机构更好的相互信任与合作。随着有关部门和研究机构对PHA的