農田里的秸稈可以做成新能源汽車電池的核心零部件,不能吃的玉米芯可以產出高性能紡織品,棉花可以合成液晶顯示器偏光片的重要原料....
這些科幻小說般的“煉金”場景,今天你在工信部發(fā)布的文件中就能見到。
12月8日,工信部發(fā)布《非糧生物基材料產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展典型案例入圍名單》(后簡稱《名單》),全國12個省市35個項目入選。山東、安徽兩省位居前二,共上榜15項。
湖北也有1項技術入圍——由武漢睿嘉康生物科技有限公司掌握的非糧生物基材料高產穩(wěn)產工業(yè)菌株制備技術,它可以讓秸稈、玉米芯變成乙醇,成為汽車燃料。
盡管非糧生物基材料,聽起來十分拗口,但它和老百姓的日常生活休戚相關,而且是全球綠色低碳轉型的核心賽道。
2025年中國生物基材料市場預計突破1200億元,年增速達18.7%,非糧原料的替代率提升至40%,與往年相比有大幅提高。
在這條生物賽道上,美國比中國布局得早,但中國實現“后來居上”;安徽、河南比湖北布局得早,但湖北正計劃“后發(fā)先至”。
【1】
中美都在加速布局的非糧生物基材料產業(yè),其實源于20世紀70年代末的一場石油危機。
當時,世界第二大石油出口國伊朗因政局動蕩,連續(xù)60天停止對外輸出石油,導致全球油價從每桶13美元暴漲至34美元。一夜之間,美國諸多工廠因缺油停產,制造業(yè)哀嚎一片。
這場危機也讓全球各國意識到過度依賴石油能源的致命缺陷,紛紛開始尋找化石資源的替代品。
所謂化石資源,廣泛地應用于老百姓的日常生活。無論是開車用的汽油,還是做飯用的天然氣,乃至穿的化纖衣服、購物用的塑料袋,它們的原材料都是幾億年間形成的化石。
科學家則將它們統(tǒng)稱為“化石基”材料。
與“化石基”不同,“生物基”材料則是利用植物、微生物制成。常見的竹筷子、衛(wèi)生紙都是這類材料產品。與前者相比,生物基材料產品有兩大顯著優(yōu)點:能再生、易降解。
美國是全球生物基材料產業(yè)的先行者,它利用本土豐富的玉米產量資源,在2001年就建成全球首條萬噸級玉米基PLA(聚乳酸)工業(yè)化生產線,把玉米合成出食品塑料保鮮膜與塑料袋。
但大規(guī)模拿糧食做工業(yè)材料也有弊端,一旦遭遇外力波動,極易推高糧食價格。國家發(fā)展改革委在官方文章里寫到“第一代生物燃料乙醇的原料是玉米等糧食作物,會與糧食形成競爭,無法成為可持續(xù)的產業(yè)。”
為避免“與糧爭地”,農田里隨處可見的秸稈、不能吃的玉米芯等農業(yè)廢料,成為產研新方向。
正是在這個新方向上,中國在生物基材料產業(yè)規(guī)模實現對美國的超越。
最早在2014年,國家發(fā)展改革委就提出推進非糧生物基產業(yè)的鏈式發(fā)展。但此時,我國生物基材料產業(yè)整體還較小,市場規(guī)模剛剛超過90億元,許多非糧生物基材料尚處于技術研發(fā)和小規(guī)模試點階段。
近年來隨著全球環(huán)保意識的加強,加上生物技術的進步,中國非糧生物基材料的產業(yè)化進程開始顯著提速。
首先是國家級專項政策鋪路;中國則是在2023年由工信部等六部門聯合出臺《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動方案》。
其次是從業(yè)企業(yè)迅猛增長,截至2025年7月,我國生物基材料企業(yè)突破800家。而根據第一財經的調研,我國2020年初經營范圍含PLA相關企業(yè)僅200家。
緊接著,國內在非糧生物基的科研成果顯著增加。智研咨詢的報告顯示,2024-2025年全球生物基材料專利申請量增長31%,其中中國非糧領域貢獻最大。
非糧生物基材料的發(fā)展,使得中美在生物基領域產生了結構性不同。美國生物基材料產業(yè)高度依賴玉米、大豆等大宗農作物。而中國則是以秸稈、纖維素為主的非糧生物質技術路線。
根據中國生物材料學會去年的報告,我國生物基生產的原材料中,非糧生物基的占比已從2019年的28.5%提升至2023年的42.7%。
憑借非糧生物基材料的發(fā)展浪潮,中國在生物基材料領域的市場份額超過了美國。GEP Research的報告指出,中國是全球目前最大的生物基材料生產和消費國。
【2】
非糧生物基材料產業(yè)的浪潮席卷了整個中國,在中部地區(qū),安徽、河南率先登上了潮頭。
在工信部近日發(fā)布的《名單》中,只有兩個地方是作為非糧生物基材料的特色聚集區(qū)上榜,一個是河南的南樂縣,另一個則是安徽的固鎮(zhèn)縣。
兩個地方之所以上榜,都和生物基材料的主要應用場景有關。時至今日,塑料與紡織行業(yè),仍然是生物基材料的最主要的應用領域。
歐洲生物塑料協(xié)會數據顯示,2024年全球生物基塑料產能達247萬噸。而塑料袋、一次性餐具等包裝領域,消耗了全球45%的生物基塑料。
河南的南樂縣,從2013年便入局生物基材料行業(yè),經過數十年發(fā)展,本地以玉米芯、秸稈為原料,已成為國內可降解塑料的核心生產基地之一。
南樂縣的縣委書記曾透露,每天有30萬只可降解的購物袋從南樂打包發(fā)往深圳等地,全年有5000萬只可降解垃圾袋銷往美國。
截至目前,整個南樂縣的生物基產業(yè)集群聚集企業(yè)20家,不少都是行業(yè)龍頭。
其中,華江科技生產的可降解快遞袋占全國市場份額的70%,老百姓日常郵寄順豐的快遞袋,就來自南樂縣;
另一家龍頭企業(yè)龍都天仁,它生產的生物基可降解材料同類產品出口量占全國的20%,居行業(yè)第一。京東便利店、永輝超市使用的塑料袋都來自這家企業(yè)。
再看安徽的固鎮(zhèn)縣,相較于南樂縣專注可降解塑料,這里則是在紡織、營養(yǎng)添加劑等多領域并舉。
根據官方介紹,固鎮(zhèn)縣生物基材料產業(yè)的上下游企業(yè)已達80家。其中龍頭為豐原集團,業(yè)務覆蓋生物化工、生物材料多個領域。
利用玉米秸稈,豐原集團生產的氨基酸系列產品在市場上的占有率達到42%。我們日常生活用的醬油、雞精里都會用到氨基酸;
這家企業(yè)一年能生產40萬噸的聚乳酸,2022年在國內聚乳酸粒子市場的占有率高達40%,位居全國首位,一次性餐具、衣服都會使用到它。在2019年,豐原集團就曾和特步合作,推出過聚乳酸內衣、休閑運動服飾等系列產品。
【3】
截至目前,中國生物基材料市場預計突破1200億元,非糧原料的替代率提升至40%。但這遠非這個戰(zhàn)略新興行業(yè)的全部潛力。
根據工信部發(fā)布的《非糧生物基材料三年行動方案》,將其規(guī)劃為萬億級市場目標。如此龐大的市場,全國多地都在加速布局。
但如果湖北再去拿玉米芯生產可降解塑料,或者拿秸稈生產氨基酸,難以和河南、安徽形成差異化優(yōu)勢。
工信部提出“到2025年要實現非糧生物基材料在高端領域與化石基產品競爭的目標。”即加快非糧生物基材料在航空航天、以及新能源領域的運用。所以湖北把目光投向了非糧生物基材料的新興領域——生物能源。
這背后的市場空白也很簡單。非糧生物基材料這個領域的起點,源自一場石油危機,人們自然想到用糧食來提煉乙醇。
根據官方披露的數據,2016年我國發(fā)酵酒精總產量為770萬噸,其中400萬噸由玉米原料發(fā)酵而成,占比超50%,非糧原料占比極低,這無疑就會加大“與人爭糧”的風險。
也是2016年,在美國從事生物代謝工程研究的楊世輝回國,入職湖北大學。他和團隊經過5年的技術沉淀,于2021年成立武漢睿嘉康生物科技有限公司。這家企業(yè)就是專注非糧生物燃料。
今年12月,這家企業(yè)的非糧生物基材料高產穩(wěn)產工業(yè)菌株制備技術就入圍《名單》。
這項技術就是通過生物學、基因編輯的手段,將玉米芯廢渣、秸稈等非糧原料最終轉化為生物乙醇(汽車燃料)。
拿玉米芯造乙醇,這并非睿嘉康的首創(chuàng),但這項技術先進性體現在菌株的轉化效率,能把玉米芯、秸稈中的糖分幾乎都變?yōu)榫凭?,同時無需昂貴的滅菌設備,能讓生產能耗降低30%。
技術帶來的成本優(yōu)勢,讓產業(yè)化落地的進程大幅加快。截至目前,武漢睿嘉康生物科技有限公司已完成農業(yè)廢棄物原料生產乙醇的萬噸級生產示范及百噸級乳酸產品中試,萬噸級乙醇生產線預計將于今年四季度投產。
除此之外,湖北多個地市州在非糧生物基材料產業(yè)均有新布局。
2025年4月,襄陽投資10億元打造10萬噸非糧生物基產線,是以薯類為非糧原料生產特種淀粉深加工產品。
其衍生的生物基膠黏劑,可以滿足新能源汽車電池包等高端制造業(yè)零部件的需求。
5月,全球首條以蘆葦為原料的可降解生物塑料生產線在荊州石首市投產。這項自主研發(fā)的生產技術國際領先,填補了非糧生物塑料制造領域的空白。
利用蘆葦合成的纖維復合材料,還可以應用于航空航天、新能源等高端制造領域。
非糧生物基材料的下一波產業(yè)浪潮即將到來,湖北這次定要勇立潮頭。
責任編輯: 張磊