Apakah prospek bahan berasaskan Bio

Bahan berasaskan Bio merujuk kepada bahan-bahan yang berasal dari biojisim semulajadi, termasuk bahan-bahan yang menggunakan biojisim sebagai bahan mentah atau (dan) diperolehi melalui pembuatan biologi. Bahan berasaskan Bio berasal dari sumber yang boleh diperbaharui dan mempunyai banyak kelebihan seperti pengurangan karbon dan kemampanan.

Dengan pengenalan konsep berkecuali karbon, bahan berasaskan bio, dan juga bahan degradasi berasaskan bio, telah mendapat perhatian yang meluas kerana ciri-ciri perlindungan alam sekitar yang baik. Apakah status bekalan dan permintaan semasa bahan berasaskan bio? Apakah pengagihan hiliran? Mari kita lihat di bawah.

Permintaan dalam pasaran EU melebihi permintaan, dan bahan berasaskan bio mempunyai ruang yang luas untuk pertumbuhan

Bahan mentah biomas bukan bahan mentah berasaskan petroleum, gabungan kaedah biokimia atau kaedah biologi adalah arahan utama untuk pembangunan industri pembuatan kimia. Bahan kimia berasaskan Bio merujuk kepada produk seperti bahan kimia pukal dan bahan kimia halus yang dihasilkan menggunakan biomas yang boleh diperbaharui (kanji, glukosa, lignocellulose, dan lain-lain) sebagai bahan mentah.

Penyelidikan institut Nova menunjukkan bahawa dari sudut pandangan teknikal, hampir semua bahan perindustrian yang diperbuat daripada sumber fosil boleh digantikan dengan bahan berasaskan bio. Dalam kebelakangan ini, kemajuan dalam genomics, proteomics, metabolomics dan sistem biologi yang berkaitan dengan teknologi biorefining bersama-sama telah membina rangkaian biosynthetic bahan kimia dan bahan-bahan hiliran.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, di bawah bimbingan dasar pelbagai negara, pertumbuhan kapasiti pengeluaran bahan api bio telah mempromosikan pembangunan sektor penapisan bio, walaupun juga mempercepatkan pembinaan keseluruhan rantaian perindustrian sektor pertanian-sektor bio-penapisan-pengeluar hiliran-agensi pensijilan-sektor pengguna, memandu hiliran berasaskan bio kimia perkembangan pesat produk dan bahan-bahan baru.

Bioeconomy eropah mempunyai kelebihan pertama-penggerak. Projek RoadToBio yang diketuai oleh kesatuan eropah telah merancang pelan hala tuju untuk industri kimia eropah untuk bergerak ke arah bioeconomy, dengan tujuan untuk merealisasikan portfolio produk berasaskan bio yang pelbagai.

Projek RoadToBio membahagikan produk berasaskan bio, termasuk bahan kimia pukal, pelarut, polimer untuk plastik, produk serat kimia, cat/salutan/dakwat/pewarna, surfaktan, kosmetik dan produk penjagaan diri, pelekat, pelincir, dan ejen pelapis dan bidang lain.

Sebagai salah satu pasaran pengguna terbesar di dunia untuk bahan kimia berasaskan bio dan bahan hiliran, EU mempunyai penonton yang besar untuk produk di bawah publisiti dasar jangka panjang rasmi. Kategori produk berasaskan bio EU termasuk 10 kategori utama (tidak termasuk bahanapi bio) seperti bahan kimia pukal, plastik, pelarut dan surfactants. Antaranya, bahan kimia dan pelarut pukal adalah semua bahan kimia asas, seperti surfaktan, penjagaan diri/kosmetik, dan gam. Pelekat, pelincir dan pelapis adalah semua bahan kimia halus, dan cat/pelapis/dakwat/pewarna, plastik dan produk serat adalah polimer berasaskan bio.

Pada tahun 2018, bahan kimia berasaskan bio pasaran EU dan output hiliran hampir 4.7 juta tan, permintaan itu hampir 5.5 juta tan, dan nilai output hampir 9.2 bilion euro. Terdapat permintaan yang kuat untuk produk berasaskan bio di pasaran pengguna mewah. Antara siri produk berasaskan bio, pengeluaran surfaktan, cat/pelapis/dakwat/bahan api, produk serat dan penjagaan peribadi/kosmetik adalah yang terbesar. Ini disebabkan oleh tahap penggunaan yang lebih tinggi di pasaran EU dan permintaan yang besar untuk minyak dan lemak berasaskan bio..

Dari segi harga, terhad oleh skala pengeluaran di rantau ini, harga bahan kimia berasaskan bio asas adalah lebih tinggi daripada produk berasaskan petroleum pada peringkat ini. Sebagai kategori produk menjadi lebih halus, lebih dekat kepada pengguna akhir, semakin rendah harga produk. Jurang harga telah menurun. Dengan kemajuan pesat teknologi biosintetik, harga jualan beberapa bahan kimia halus berasaskan bio (seperti asid succinic, PA56) lebih rendah daripada produk petrokimia yang sepadan.

Kadar penembusan bahan kimia berasaskan bio dan hiliran di pasaran EU hanya 3%, ruang pertumbuhan pasaran masa depan adalah 4 kali, dan pasaran global dijangka melebihi 100 bilion euro. Menurut data JRC, jumlah pengeluaran bahan kimia dalam sub-sektor EU yang sepadan pada tahun 2018 adalah hampir 160 juta tan/tahun, dan bahagian bahan kimia berasaskan bio hanya 3%, terutamanya dalam industri kimia dan plastik pukal, yang menyumbang 77% daripada jumlah output, dan kadar penggantian berasaskan bio hanya 0.7%.

Menurut "pelan penglihatan bioteknologi industri" EU, kadar penggantian minimum 6% untuk bahan kimia pukal dan produk plastik dan 30% untuk bahan kimia halus dikira. Menjelang 2030, nilai output produk berasaskan bio akan mencapai 37 bilion Euro/tahun, berbanding dengan 9.2 bilion dalam nilai output 2018 Euro, bilik untuk pertumbuhan mencapai 4 kali.

Menurut data JRC, jumlah pelaburan swasta baru dalam sub-sektor di atas dijangka mencapai 19 bilion euro dari 2018 hingga 2025. Melapisi pelaburan pelan khas bio-ekonomi EU yang terus meningkat dalam tahun-tahun kebelakangan ini, terdapat banyak ruang untuk kadar penggantian produk berasaskan bio masa depan.

Sebagai tambahan kepada pasaran EU, strategi bioekonomi amerika syarikat dan China juga sedang dilaksanakan dengan bersungguh-sungguh. Dengan mengandaikan bahawa saiz pasaran bersamaan dengan EU, bahan kimia berasaskan bio global dan pasaran hiliran dijangka mencapai tahap 100 bilion euro pada masa akan datang.

Terdapat banyak bahan kimia berasaskan bio dan trek perlumbaan hiliran, dan negara-negara mempercepatkan untuk memasuki

Output bahan kimia berasaskan bio telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan. Menurut anggaran oleh IEA Bioenergy, jumlah output bahan kimia berasaskan bio pada tahun 2019 akan hampir 10 juta tan setahun (tidak termasuk etanol bahan api), dengan kadar pertumbuhan kompaun hampir 10% dari 2011 hingga tahun ini.

Pada masa ini, bahan kimia berasaskan bio utama di dunia termasuk etilena, etilena glikol, propylene glycol, gliserin, butilena glikol, asid laktik, asid sebacic, dan sebagainya, dan teknologi biosynthetic telah perindustrian.

Antaranya, sebatian berasaskan gula ethylene, ethylene glycol, propylene glycol, asid laktik, butylene glycol, asid succinic, pentane diamine, dan lain-lain adalah bahan mentah utama untuk PE berasaskan bio hiliran, PLA, PET, PBS, PTT dan PBAT, dll. Gliserin kompaun berasaskan minyak, Asid lemak rantaian panjang dan asid lemak digunakan dalam penyediaan bahan berasaskan bio seperti PHA, PA dan resin epoksi.

1. Gergasi petrokimia tradisional meningkatkan susun atur mereka pada litar kimia berasaskan bio besar

Digalakkan oleh dasar-dasar kerajaan dan rancangan, British Petroleum (BP), Shell, BASF, Dupont, Dow kimia, Evonik, DSM DSM) dan lain-lain gergasi petroleum dan kimia multinasional yang besar telah melabur dalam industri biokimia untuk membangunkan bioteknologi perindustrian untuk pembuatan bio.

Kemasukan sejumlah besar kuasa baru telah mempercepatkan pembinaan bersepadu rantaian perindustrian dari bahan kimia berasaskan bio kepada bahan baru.

Braskem adalah pengeluar terkemuka di dunia olefins berasaskan bio dan polyolefins. Syarikat menghasilkan ethylene dari etanol tebu sumber yang boleh diperbaharui dan melancarkan PE hijau ke pasaran pada tahun 2010. Sekarang Braskem mempunyai 36 asas pengeluaran di Brazil, amerika syarikat dan jerman. Tunggu tempat itu.

Avtium komited untuk pembangunan dan pengkomersialan bahan kimia dan plastik berasaskan bio generasi akan datang. Perniagaan dan teknologi utamanya termasuk pengeluaran ethylene glycol (MEG) dari gula industri berasaskan tumbuhan, penukaran monosaccharides berasaskan tumbuhan (fruktosa) ke dalam pelbagai bahan kimia dan plastik (seperti PEF), penukaran bahan-bahan tumbuhan bukan makanan ke dalam industri gula dan lignin, penukaran karbon dioksida ke dalam bahan kimia bernilai tinggi melalui electrochemistry, dan sebagainya.

Asid laktik adalah sebahagian besar bahan kimia berasaskan bio. Ia digunakan terutamanya untuk pengeluaran PLA bahan baru yang degradasi dan mesra alam. Syarikat-syarikat berkaitan terutamanya termasuk Corbion di belanda, galaksi di Belgium dan NatureWorks di amerika syarikat. Corbion menghasilkan asid laktik dan lactide. Dijual kepada syarikat-syarikat seperti Synbra, belanda, untuk terus menghasilkan bahan-bahan buih PLA; NatureWorks dan galaksi adalah pemimpin-pemimpin di PLA. Yang terakhir juga mengitar semula bahan PLA dan terus mempersendakan produk PLA ke dalam asid laktik.

Penyelidikan kimia berasaskan bio negara saya bermula agak lewat, tetapi dalam "Twelfth Five-Year dalam" sains kebangsaan dan teknologi sokongan pelan, bahan berasaskan bio dan bahan kimia berasaskan bio disenaraikan sebagai teras penyelidikan, dan pembangunan aplikasi bahan hiliran dan model perniagaan telah dipromosikan dengan kuat.

Meihua Bio, syarikat asid amino terkemuka di China, Cathay Biotech, pemimpin dalam asid dibasic berasaskan bio, dan teknologi Jindan, pemimpin dalam industri asid laktik, semua pemimpin dalam setiap industri kecil. Semasa melakukan pekerjaan yang baik dalam perniagaan kimia, ia secara aktif menggunakan bahan berasaskan bio hiliran.

2. Jalan ke perindustrian teknologi baru

Sebelum menubuhkan sebuah kilang komersial, teknologi transformasi baru biasanya melalui laluan pembangunan dari ujian makmal kecil untuk skala-up, dan kemudian untuk ujian juruterbang. Hal ini terutama berlaku bagi kebanyakan produk berasaskan bio (terutamanya biologi laluan). Dengan cara ini.

Bilangan tahun yang diperlukan untuk pengkomersialan produk biologi sebahagian besarnya bergantung kepada laluan teknikal dan ekonomi dan keserasian produk sendiri (berbanding dengan produk berasaskan petrokimia penanda aras, sama ada kemudahan sokongan petrokimia asal sepadan dengan laluan bioteknologi dan berasaskan bio sama ada prestasi produk sepadan dengan peralatan hiliran dan permintaan, dan lain-lain), Jenis teknologi transformasi dan perkongsian (integrasi rantaian bekalan huluan dan hiliran).

Tahap kesediaan teknologi (TRL) adalah penunjuk penting untuk mengukur kematangan teknologi projek berasaskan bio. Menurut pelan Horizon EU, tahap TRL dibahagikan kepada tahap 1-9, sepadan dengan peringkat pengesahan ujian kecil (tahap 1-3). Peringkat skala (tahap 4-5), peringkat perintis (kemudahan demonstrasi, tahap 6-7) dan peringkat pengkomersialan (tahap 8-9).

Menurut penyelidikan JRC, di bawah persekitaran dasar yang menyokong, ia mungkin mengambil masa kira-kira 10 tahun untuk bahan kimia berasaskan bio umum untuk pergi dari TRL5 ke TRL8. Oleh itu, peringkat ini juga dikenali sebagai "valley daripada death". Satu contoh adalah PLA dan TRL8. Sejarah pembangunan industri asid laktik hulu;

Walau bagaimanapun, apabila proses hiliran tradisional digunakan (seperti peralihan daripada kimia kepada kaedah biologi), langkah-langkah tertentu (seperti ujian keserasian peralatan) boleh dilangkau untuk mempercepatkan proses ini dan meningkatkan kadar kejayaan pengkomersialan produk berasaskan bio. Pada masa ini, kebanyakan R & D berskala kecil dan kemudahan perintis terletak di eropah dan amerika utara, di mana amerika utara adalah majoriti, dan Asia (terutamanya China) menguasai pembuatan produk berasaskan bio di peringkat pengkomersialan.

Plastik berasaskan Bio: pasaran baru muncul adalah pada titik permulaan pertumbuhan pesat

1. Plastik berasaskan Bio kini merupakan bidang aplikasi yang paling penting untuk bahan hiliran bahan kimia berasaskan bio

Seperti namanya, plastik berasaskan bio merujuk kepada bahan-bahan baru yang bahan mentah sepenuhnya atau sebahagiannya berasal dari biomas (jagung, tebu, selulosa, dll.). Menurut sama ada ia boleh diuraikan ke dalam sebatian molekul kecil oleh mikroorganisma (bakteria, acuan, alga, dan lain-lain) di bawah keadaan tertentu, plastik berasaskan bio dibahagikan kepada plastik biodegradable dan tidak boleh terbiodegradasi.

Data bioplastik eropah menunjukkan bahawa polyhydroxyalkanoates berasaskan bio (PHA), asid polylactic (PLA), polybutylene succinate (PBS), asid adipic/butylene terephthalate (PBAT) dan plastik berasaskan kanji adalah kedua-dua plastik biodegradable.

Dan polietilena berasaskan bio (PE), polipropilena (PP), propylene terephthalate (PTT), polietilena terephthalate (PET), nilon (PA) siri dan polietilena furanate ( PEF) dan lain-lain tidak terbiodegradasi.

Produk plastik berasaskan Bio mempunyai dua kelebihan utama: (1) keupayaan pengurangan pelepasan yang sangat baik. Pelepasan karbon dioksida bioplastik hanya 20% daripada plastik tradisional; (2) sesetengah plastik secara semula jadi terbiodegradasikan dan tidak boleh degradasi. Plastik asas juga boleh dikitar semula dan digunakan semula.

Pada tahun 2018, pengeluaran plastik global hampir 360 juta tan, dan output plastik berasaskan bio pada tahun 2020 adalah hampir 2.11 juta tan, menyumbang kurang daripada 1%. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan pertumbuhan permintaan dan kemunculan lebih banyak polimer, aplikasi dan produk berasaskan bio, pasaran bioplastik terus berkembang.

Menurut ramalan MarketsandMarkets, pasaran bioplastik dan polimer global dijangka menjadi USD 10.5 bilion pada tahun 2020. Didorong oleh dasar sokongan industri pelbagai kerajaan, ia dijangka berkembang kepada USD 27.9 bilion pada tahun 2025, dengan kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 21.7%.

Plastik berasaskan bio lima teratas di dunia adalah plastik berasaskan kanji (19%), PLA (19%), PA (12%), PE (11%), dan PTT (9%). PBAT (13%) menyumbang hampir 80% daripada jumlah pengeluaran. %.

Dari segi pengedaran serantau, eropah adalah hab utama seluruh industri bioplastik dan kawasan yang agak matang untuk pembangunan bioplastik. Ia menduduki kedudukan penting dalam penyelidikan dan pembangunan bioplastik dan merupakan pasaran industri terbesar di dunia. Walau bagaimanapun, kadar pertumbuhan pasaran bioplastik di eropah adalah agak rendah, dengan output perakaunan 26% pada tahun 2020, yang lebih rendah daripada 46% di rantau Asia pasifik.

Rantau Asia pasifik adalah pasaran baru muncul. Sebagai pusat pengeluaran utama, kira-kira 70% daripada infrastruktur pengacuan suntikan dunia terletak di Asia, jadi pasaran berkembang pada kadar terpantas. Amerika utara dan selatan berjumlah 27%. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, output telah meningkat tahun ke tahun, dan ruang pasaran adalah besar. Ia adalah tempat yang terang untuk promosi bioplastik pada masa akan datang.

2. Pelbagai aplikasi plastik berasaskan bio menjadi semakin pelbagai

Plastik berasaskan Bio terutamanya digunakan dalam pembungkusan (pembungkusan keras, pembungkusan fleksibel), tekstil, kereta dan pengangkutan, barangan pengguna, pertanian dan berkebun, pelapis dan pelekat, bangunan dan pembinaan, elektronik dan peralatan elektrik, dan industri lain. Bioplastik sesuai untuk industri pembungkusan kerana gloss yang baik, halangan yang baik, rintangan elektrik dan sifat percetakan. Oleh itu, industri pembungkusan adalah bidang aplikasi terbesar bioplastik, menyumbang kira-kira 47% daripada jumlah pasaran bioplastik, hampir 1 juta tan.

Akaun PET berasaskan Bio untuk bahagian terbesar bioplastics yang digunakan dalam pembungkusan tegar. Sebagai contoh, semua minuman Coca-Cola dibungkus dalam botol PET, manakala bioplastik yang digunakan dalam akaun pembungkusan fleksibel untuk bahagian terbesar campuran kanji biodegradable.

Bioplastik yang digunakan dalam tekstil kira-kira 11% daripada jumlah bioplastik, dan bahagian terbesar adalah PTT. Bahagian terbesar bioplastics yang digunakan dalam kereta dan pengangkutan adalah PA berasaskan bio. Perlu dinyatakan bahawa PLA juga mempunyai banyak aplikasi dalam bidang pembungkusan dan tekstil kerana penggunaan dan sifat pemprosesannya yang baik. Plastik berasaskan Bio mempunyai pelbagai aplikasi, dan prospek pasaran mereka sangat mengagumkan.