生物質產品市場空間或超8000億美元 企業將迎來哪些發展機遇和技術挑戰？

化纖產業高度依賴石油，石油基化纖占化纖總量的90%以上。滌綸、尼龍、腈綸、丙綸等產品原料均來自于石油。然而，石油是一種不可再生資源，并且在生產中存在廢氣排放、環境污染等弊端。據了解，世界石油資源可開采40年左右，而我國石油資源可開采不超過30年?；w行業亟需一種可替代石油原料的材料生物基材料是方案之一。

據全球三大經濟體的生物質產業鏈發展規劃數據預測，到2030年，全球預計至少有20%的化工品將被生物質產品替代，對應市場空間為8000億美元。面對如此大的市場空間，企業應當如何洞悉風向，把握機遇？在此背景下，10月16日，由有材^?主辦，新材料在線^?、尋材問料^?協辦的“2022生物基新材料創新應用高峰論壇”成功舉辦。

東華大學材料科學與工程學院研究員王華平、凱賽生物工程塑料總監孫鵬、鄭州大學材料科學與工程學院副教授劉浩、國家先進高分子材料產業創新中心技術經理徐文文，4位專家就生物基材料技術挑戰和應用前景等議題展開了主題分享。

《生物基纖維技術與產業發展趨勢》

王華平 東華大學材料科學與工程學院研究員

生物基化學纖維指以生物質為原料或含有生物質來源單體的聚合物所制成的纖維，具有生物安全性、生物相容性、生物可降解性等特性，其生產所使用的原料是可再生、生產環保、親膚、廢棄物可生物降解的。

為什么要發展生物基纖維產業？“生物制造產業將是未來產業發展的戰略性制高點?！?/strong>王華平表示。據OECD預測數據顯示，至2030年，全球將有35%的化學品和其他工業產品來自生物制造。世界各國紛紛設立生物制造研究機構，將發展生物制造產業上升至國家戰略層面。

據介紹，生物基合成纖維、新型生物基纖維素纖維已實現了規模生產。近年來，中控聚乳酸纖維、抗原纖化萊賽爾纖維、萊賽爾長絲、PA/PHBV共混纖維、循環再利用PET/PTT雙組份復合纖維等生物基纖維技術不斷實現突破，助力了產能加速增長。2021年，生物基化學纖維總產能已達到53.28萬噸/年，較2015年的17.53萬噸增長了241.59%。

王華平表示，我國生物基纖維材料品種齊全，在殼聚糖、海藻纖維、PA56、PDT等產品上具有規模優勢，但是PLA、PTT、Lyocell等部分產品處于跟跑階段，PHBV、細菌纖維素等則處于與國際并跑階段，效益普遍較低。放眼全球市場，發達國家品牌與原始創新能力強，市場影響力大，目前幾乎壟斷了規?；锘w維新材料領域高端市場。

“我國生物基纖維產業發展亟待解決四大問題：關鍵單體和原料尚未解決；關鍵技術和裝備仍有差距；多數品種的產能規模較??；產品競爭力不強?！?/strong>王華平說。

《“雙碳”產業解決方案——生物基聚酰胺》

孫鵬 上海凱賽生物技術股份有限公司工程塑料銷售總監

“生物制造是重塑人類低碳生活的其中一種方式?！?/strong>孫鵬表示。生物基材料來源于植物，綠色且環保，并且是可回收的，是一種兩全其美的低碳解決方案。

與借助石油生產聚酰胺的傳統生產工藝相比，生物制造生產過程中最大的不同之處在于，胺源自玉米、小麥、木薯、秸稈等植物生物質?！安煌诨瘜W法，生物制造的生產過程就已經極大地減少了碳排放?！睂O鵬說。

據介紹，凱賽生物的生物基聚酰胺解決方案已包含生物基通用聚酰胺、生物基長鏈聚酰胺、生物基透明聚酰胺、生物基高溫聚酰胺、生物基聚酰胺彈性體等，并廣泛應用于汽車、軌道交通、電子電氣、工業，日用消費品等領域，以及軌道交通，建筑建材輕量化等方向。

《聚乳酸基復合材料微相結構的可視化研究及性能調控》

劉浩鄭州大學材料科學與工程學院副教授

“高分子材料出現已有百余年，遍布于人們生活的各個方面。與此同時，它也帶來了白色污染和塑料微粒等問題?！?/strong>劉浩表示，這就要求人們快速尋找環境友好型材料，聚乳酸基復合材料則是典型的代表之一。

據劉浩介紹，聚乳酸基復合材料的性能受界面相互作用、不同相各自的力學性能、微相結構等因素的影響。因此，強界面相互作用、匹配的多相力學性能、共連續或層狀微相結構有利于高強高韌聚乳酸基復合材料的制備。

劉浩表示，聚乳酸結晶度較低、玻璃化轉變溫度僅略高于室溫，這導致其物理老化引起的力學性能劣化非常明顯。對于聚乳酸物理老化的影響因素基控制仍有待進一步研究。

《塑料產品碳足跡核算方法》

徐文文國家先進高分子材料產業創新中心技術經理

產品碳足跡（CFP）是指產品在整個系統邊界范圍內所有溫室氣體排放和消除的總和，該總和以二氧化碳當量統計，并基于單環境影響類別的生命周期評價方法。

部分產品碳足跡（partial CFP）指產品在整個系統邊界范圍內一個或多個選定的過程中所有文實氣體排放和消除的總和，該總和以二氧化碳當量統計，并基于單環境影響類別的生命周期評價方法。

政策、法規、標準、認證、企業自身、上下游供應鏈等要求企業必須重視計算碳足跡。碳足跡都有哪些計算方法？徐文文介紹道，主要有4種計算方法，分別為投入產出分析方法、生命周期評價法、IPCC計算方法和碳足跡計算器。

封面圖來源于圖蟲創意