生物基材料(Bio-based material)則是近年來(lái)提出的概念,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署的定義[1],通常是指主要由源自生命物質(zhì)的一種或多種物質(zhì)組成的產(chǎn)品。許多常見材料如紙張、木材和皮革等,都可以稱為生物基材料,其概念的重點(diǎn)在于碳結(jié)構(gòu)單元的來(lái)源而非其循環(huán)壽命結(jié)束時(shí)的最終位置。
生物基材料作為碳中和背景下替代傳統(tǒng)石油基材料的重要方向,其發(fā)展受到政策、技術(shù)、市場(chǎng)需求等多重驅(qū)動(dòng)。結(jié)合全球碳中和目標(biāo)、技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)動(dòng)態(tài),以下是2025年生物基材料的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析,以及五大熱門材料的評(píng)選與解析:
一、2025年生物基材料行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
- 各國(guó)“禁塑令”和碳中和政策(如歐盟SUP指令、中國(guó)“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃)推動(dòng)生物基材料替代傳統(tǒng)塑料。
- 碳關(guān)稅(如歐盟CBAM)倒逼企業(yè)采用低碳材料,生物基材料碳足跡優(yōu)勢(shì)凸顯。
- 合成生物學(xué)、酶催化技術(shù)突破提升生產(chǎn)效率,降低PLA、PHA等材料成本。
- 生物基單體(如生物基PDO、FDCA)規(guī)模化生產(chǎn)帶動(dòng)下游應(yīng)用。
- 多元化應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展
- 包裝(食品、快遞)、紡織(生物基聚酯纖維)、汽車(輕量化材料)、醫(yī)療(可降解植入物)等領(lǐng)域滲透率提升。
- 高性能生物基材料(耐高溫、高機(jī)械強(qiáng)度)替代工程塑料。
- 傳統(tǒng)石化企業(yè)(巴斯夫、杜邦)與生物技術(shù)公司(Ginkgo Bioworks、凱賽生物)合作布局。
- 資本市場(chǎng)對(duì)合成生物學(xué)企業(yè)投資熱度持續(xù)(2023年全球相關(guān)融資超50億美元)。
二、2025年五大熱門生物基材料及優(yōu)勢(shì)
1. 聚乳酸(PLA)
- 全生物降解,碳排放比傳統(tǒng)塑料低50%-70%;
- 加工性能接近PET,適用于食品包裝、3D打印、紡織纖維。
- 全球:NatureWorks(美國(guó))、Total Corbion(荷蘭);
2. 聚羥基烷酸酯(PHA)
- 海洋環(huán)境下降解能力極強(qiáng),無(wú)微塑料殘留;
- 全球:Danimer Scientific(美國(guó))、RWDC Industries(新加坡);
- 中國(guó):藍(lán)晶微生物、微構(gòu)工場(chǎng)。
3. 生物基聚酰胺(Bio-PA)
- 全球:巴斯夫(德國(guó))、Arkema(法國(guó));
- 中國(guó):凱賽生物(長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)領(lǐng)先)、華峰集團(tuán)。
4. 纖維素基材料
- 原料來(lái)源廣泛(木材、農(nóng)業(yè)廢棄物);
- 高強(qiáng)度、可制成透明薄膜(替代PE膜)、復(fù)合材料。
- 全球:Eastman(美國(guó))、Stora Enso(芬蘭);
5. 生物基橡膠(如生物基EPDM)
- 用于綠色輪胎(降低滾動(dòng)阻力,提升電動(dòng)車?yán)m(xù)航)。
- 全球:Genomatica(美國(guó))、朗盛(德國(guó));
- 中國(guó):玲瓏輪胎(研發(fā)中)、中國(guó)石化。
三、行業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇
- 原料供應(yīng)穩(wěn)定性(糧食與非糧生物質(zhì)平衡);
- 部分材料性能仍需優(yōu)化(如PLA耐熱性不足)。
- 生物煉制技術(shù)(如秸稈制糖)降低原料成本;
- 政策補(bǔ)貼推動(dòng)下游應(yīng)用(如生物基快遞袋);
- 消費(fèi)端對(duì)“綠色品牌”的偏好增強(qiáng)(如蘋果、宜家采用生物基材料)。
結(jié) 論
2025年,生物基材料將在包裝、汽車、醫(yī)療等高增長(zhǎng)領(lǐng)域加速滲透,PLA、PHA、生物基聚酰胺、纖維素基材料和生物基橡膠將成為主流方向。企業(yè)需關(guān)注技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,同時(shí)解決成本與規(guī)模化生產(chǎn)的瓶頸。中國(guó)企業(yè)在合成生物學(xué)領(lǐng)域(如凱賽生物、藍(lán)晶微生物)有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)超越,成為全球生物基材料供應(yīng)鏈的核心參與者。