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生物基化工品一般指以生物質為原料，通過生物及化學過程獲得的能源、材料和其他化學品。在當前全球范圍大力推動“碳中和”進程的背景下，生物基化工品相關產業成為具有戰略意義的產業。

理論上 90% 的傳統石油化工產品都可以采用生物制造方式進行生產，但由于技術成熟度和成本等原因，目前行業整體仍處于發展初期。

常見的生物基化工品以谷物、豆科、作物秸稈、生物質粉（竹木粉）等可再生生物質通過生物轉化獲得，典型的產品包括沼氣、燃料乙醇、生物柴油和生物基塑料等。

01、全球生物基化工產業發展現狀

經過多年的發展，從原料來源的角度來看，生物制造技術已經形成了三代不同的技術路線。三代技術的生物質原料來源不同導致其相關的技術有較大的差異，且技術門檻越來越高。

第一代以各種糧食作物為主進行化工品的生產，目前已經形成了生物基乙醇、生物基乳酸等成熟度較高的產品鏈。第二代生物制造以秸稈纖維等農業的廢棄物為主要原料，從而避免了“與民爭糧”等問題；但由于秸稈纖維等利用難度較大，所以目前工業化仍處于初級階段。第三代生物制造技術則以二氧化碳等為碳源，通過生物轉化實現材料、能源和其他化工的生產；目前主要處于可研階段，還未見工業化的相關報道。

從生產工藝路線的角度來看，生物基化工品的生產一般需要依賴合成生物學的方法將生物質轉化為初級的化學品混合物，然后再通過化學或物理的方法生產最終的化工產品。

從全球范圍來看，目前生物基化工品已經形成了龐大的產品體系。涵蓋從高附加值的精細化學品（例如藥品、化妝品、食品添加劑等）到高市場容量的高分子材料（例如生物聚合物或化學原料）等各種化工產品鏈。

目前全球生物基化學品的年產能超過千萬噸。雖然如今生物基化學品僅占到全球化工市場的一小部分，但發展潛力巨大。若市場在合理的政策支撐下進入良性循環，根據最樂觀預測，到 2060 年，基于生物質原料的大宗化學品產品將能夠占據全部化工產品 40% 的市場份額，產量將超過 2 億噸。

在生物基產品的市場價格方面，受限于目前的生產技術和生產規模，現階段生物基基礎化學品價格高于石油基產品。但隨著產業鏈的延伸，越靠近終端消費者的產品，與石油基產品的價格差距也越小。

目前應用較為成熟的終端生物基化工品主要有生物基塑料和燃料乙醇等。其中生物基可降解材料具有傳統石油基塑料等高分子材料不具備的綠色、環境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。在包裝材料、一次性餐具及購物袋、農地膜、紡織材料等領域有了大量的應用案例，并被市場認可與接受。使用生物基塑料制備的纖維也已部分應用于時裝、家居、戶外及工業領域，正逐步走向工業規?；瘜嶋H應用和產業化。

一些著名的品牌也紛紛推出了使用生物基材料制作的各類產品。例如，路易威登推出的 Charlie 運動鞋中就含有 50% 的生物基及可回收材料、香奈兒和 Sulpac 將合作開發含 91% 生物基材料的瓶蓋、奔馳的概念車 bionme 采用生物基材料作為車門內襯等。此外，荷蘭已經有 32 個城市簽署了綠色協議，計劃從 2025 年起的所有新建住房都需要采用 20% 的木材或者生物基材料。

另外還有一些生物基材料，如生物基乙烯、生物基丙烯酸等產品，由于石化基的對應產品已經形成了完整的成熟的產業鏈。所以只要生物基產品在性能和綜合成本方面實現突破，可以快速實現“插入式”的替換，將原來的化石基生產路線轉變為生物基生產路線，實現整條產業鏈的生物基化。

02、中國生物基化工產業發展現狀

中國的生物基化工品行業仍處于發展的初期，整體的市場規模和技術成熟度均有較大的成長空間。

從產業鏈的角度分析，目前最上游的生物質行業發展成熟度高，特別是糧食產業發展高度成熟。但也由于糧食是國家發展中基礎的基礎，所以其作為食物的屬性使得其不可能大規模用作工業原料，在一定程度上限制了生物基化工行業的發展。為解決原料供應的問題，開發出來第二代和第三代生物制造技術，通過利用農業廢棄物來解決原料問題。

目前產業鏈的關鍵控制環節為生物質向化工品轉化的環節，特別是生物質的利用效率和非糧生物質原料收集方式等對產品的生產成本帶來了巨大的影響。生物質中間化工品和生物質大宗化學品仍處于發展期。

生物質化工品的下游應用領域一般均有成熟的化石基化工品作為競爭產品。經過幾十年的發展，相關的應用場景已經非常成熟，只要實現生物基化工品性能的提升和成本的下降，生物基化工品有望快速實現其對化石基化工品的替換。

總體來看，目前我國的生物制造產業正處于技術攻堅和商業化應用開拓的關鍵階段。雖然部分產品（如生物乙醇、乳酸-聚乳酸產業鏈、生物基尼龍等）的產業化已經取得了一定的成績，但原始創新能力仍較為薄弱，存在基礎生命科學理論、底層關鍵共性技術、高端儀器和試劑、生物信息資源積累不夠等問題。

化信觀點

中國作為全球最大化工產品生產國和消費國，根據公開數據，2020 年中國石油化工行業已經占全球市場份額的 40%。未來 10 年生物基化工品的市場空間巨大，預計中國將有千億美元市場規模的生物基化工品對傳統化石基路線的產品進行替代。

在推動“碳達峰和碳中和”的過程中，生物基路線制備化工產品是重要的“減碳”手段，更是二氧化碳循環利用的重要途徑。

1、加大研發投入，提升技術實力

雖然部分產品的化工利用已經初步成熟（如乳酸等產品），但其具體使用過程中仍存在性能差和成本高的問題，需要通過技術迭代實現改進和提升。另有部分生物基化工品仍處于前期研究開發階段，其特異性的菌種和商業化的生產工藝等方面還不成熟。

2、拓展原料來源，奠定發展基礎

生物基化工品的原料為各種生物質，其中比較成熟和優質的來源是糧食作物，但由于涉及到“與民爭糧”的問題，其發展將會受到政策一定的限制。所以除了不斷提升已有工藝的原料利用效率外，還需要積極探索農業廢棄物和城市有機廢棄物的化工利用方式，為行業未來的快速發展奠定原料基礎，同時解決農業和城市垃圾處置的難題。