Mengapa Bahan Kimia Berasaskan Bio Mendapat Perhatian

Baru-baru ini, ramai rakan sekerja industri telah membincangkan bahan kimia berasaskan bio, menganggapnya sebagai hala tuju masa depan yang penting untuk industri kimia. Mengapa bahan kimia berasaskan bio mendapat perhatian? Apakah aplikasi masa depan utama bahan kimia berasaskan bio?

Menurut "Istilah, Definisi dan Pengenalpastian Bahan Berasaskan Bio GB/T 39514-2020," bahan kimia berasaskan bio merujuk kepada bahan kimia yang dihasilkan menggunakan biojisim sebagai bahan mentah atau melalui pembuatan biologi. Ini termasuk bio-alkohol, asid organik, alkana dan alkena yang dihasilkan daripada biojisim atau melalui biosintesis, biopemprosesan dan penapisan bio, serta produk kejuruteraan gula. Ia juga merangkumi polimer berasaskan bio, plastik berasaskan bio, gentian kimia berasaskan bio, getah berasaskan bio, salutan berasaskan bio, bahan tambahan berasaskan bio, komposit berasaskan bio, dan produk yang diperbuat daripada pelbagai bahan berasaskan bio.

Bahan kimia berasaskan bio pada asasnya adalah bahan kimia yang dihasilkan melalui proses penapaian biologi. Ia boleh menjadi bahan kimia komersial seperti bio-etanol, bio-diesel dan bio-hidrogen, atau bahan kimia khusus yang digunakan dalam bidang seperti pewangi dan produk penjagaan harian, seperti bio-pewangi, asid bio-amino dan bio-vitamin. Mereka juga boleh berfungsi sebagai bahan mentah penting untuk pengeluaran kimia asas, seperti bio-etanol untuk etilena dan bio-PDO untuk gentian PTT, dan produk polimer berasaskan bio, yang merupakan produk asas kritikal dalam industri kimia.

Bahan kimia berasaskan bio berbeza daripada proses pengeluaran kimia tradisional kerana ia dihasilkan menggunakan bahan bio konvensional sebagai bahan mentah. Mereka mempunyai kelebihan daya saing tertentu dalam kitaran karbon, penggunaan tenaga bersih dan persaingan pasaran. Kemajuan dalam teknologi pengeluaran kimia berasaskan bio, terutamanya aplikasi meluas berikutan tamat tempoh beberapa paten, dan kemuncak karbon yang menghampiri, telah meningkatkan perhatian industri dengan ketara terhadap bahan kimia berasaskan bio.

Berdasarkan piawaian kebangsaan, bahan kimia berasaskan bio boleh dikategorikan mengikut ciri bahan dan senario aplikasi kepada bahan kimia berasaskan bio, polimer berasaskan bio, bahan tambahan berasaskan bio, gentian kimia berasaskan bio, komposit berasaskan bio, getah berasaskan bio , salutan berasaskan bio dan bahan kimia berasaskan bio yang lain. Pengelasan sekunder boleh membezakan lebih banyak jenis.

Memandangkan terdapat banyak produk kimia berasaskan bio, bahan kimia asas boleh dihasilkan dan dikilangkan sebagai berasaskan bio, dan tiada konsep pengelasan yang jelas pada tahap pengelasan. Oleh itu, banyak industri mempunyai piawaian klasifikasi mereka. Walau bagaimanapun, tanpa mengira klasifikasi, bahan kimia berasaskan bio boleh mencapai fungsi dan sifat yang sama seperti bahan kimia tradisional, malah menunjukkan ciri-ciri unggul di beberapa kawasan.

Mengikut rantaian industri, bahan kimia berasaskan bio boleh dibahagikan kepada proses berikut: biojisim (bahan mentah) - produk perantaraan (produk peralihan) - bahan kimia berasaskan bio (produk utama) - produk (aplikasi akhir). Bahan mentah biojisim yang paling biasa digunakan ialah kanji, selulosa, lignin, tumbuhan, dan protein, antara lain. Mengikut statistik yang tidak lengkap, lebih 40 jenis bahan kimia berasaskan bio telah mencapai pengeluaran perindustrian di China, dengan beberapa produk mencapai pengeluaran besar-besaran melebihi 100,000 tan.

Pada masa ini, bahan kimia berasaskan bio di pasaran China telah mencapai skala awal, dengan pelbagai produk terus berkembang dan skala pengeluaran berkembang.

Bahan kimia berasaskan bio menarik perhatian atas beberapa sebab: kemampanan dan kebolehperbaharuan bahan mentah, penjajaran dengan dasar alam sekitar semasa, pertumbuhan penggunaan pasaran yang pesat, aplikasi meluas dan implikasi sosial yang ketara.

Pertama, bahan kimia berasaskan bio dihasilkan daripada sumber hijau yang boleh diperbaharui menggunakan kaedah penukaran biologi. Bahan seperti daun, jerami, bijirin, sayur-sayuran, dan tumbuhan dan haiwan lain boleh berfungsi sebagai bahan mentah asas untuk bahan kimia berasaskan bio. Dalam konteks sumber petrokimia global yang semakin berkurangan, kemampanan dan kebolehbaharuan bahan mentah ini memberikan bahan kimia berasaskan bio kelebihan yang ketara. Banyak bandar miskin sumber sedang giat membangunkan bahan kimia berasaskan bio untuk mengelakkan kelemahan sumber bandar dan mencapai kitar semula sumber serantau. Walau bagaimanapun, isu utama semasa dengan bahan kimia berasaskan bio ialah kos yang tinggi, terutamanya kos sumber karbon, dan terdapat persaingan untuk sumber makanan. Isu-isu ini perlu ditangani melalui penemuan dalam bahan mentah atau teknologi.

Kedua, bahan kimia berasaskan bio adalah mesra alam berbanding dengan bahan kimia tradisional yang bergantung terutamanya kepada sumber fosil yang tidak boleh diperbaharui seperti minyak, arang batu dan gas asli. Proses pengeluaran kimia berasaskan bio lebih mesra alam, menghasilkan kurang pencemaran, dan menghasilkan produk sampingan yang boleh digunakan sebagai makanan, dengan hampir tiada keluaran tiga sisa. Ini sejajar dengan undang-undang dan peraturan perlindungan alam sekitar yang semakin ketat, memenuhi keperluan dasar dwi-karbon, dan mencerminkan pembangunan sosial yang mampan.

Ketiga, skala pengeluaran dan bekalan pasaran penggunaan bahan baharu berasaskan bio berkembang pesat. Menurut data yang berkaitan, menjelang akhir tahun 2023, pengeluaran bahan baharu berasaskan bio China telah melebihi 1.9 juta tan, berkembang kira-kira 9% setiap tahun sejak beberapa tahun lalu. Bermula pada 2021, pengeluaran bahan baharu berasaskan bio di China dipercepatkan, dengan purata kadar pertumbuhan tahunan melebihi 13%. Dengan kemajuan dan penemuan teknologi, skala pengeluaran bahan baharu berasaskan bio di China dijangka terus berkembang pesat, manakala kadar pertumbuhan keseluruhan produk berasaskan fosil lain semakin berkurangan.

Berkenaan pertumbuhan permintaan bagi bahan kimia berasaskan bio, penggunaan telah meningkat secara berterusan sejak sembilan tahun yang lalu, dengan penggunaan bahan kimia berasaskan bio China melebihi 1.9 juta tan menjelang 2023, meningkat pada kadar tahunan purata kira-kira 12%. Bahan kimia berasaskan bio di China digunakan dalam dua cara: aplikasi khas untuk bahan kimia berasaskan bio, seperti dalam farmaseutikal dan pasaran pengguna boleh terurai, dan sebagai pengganti produk kimia tradisional, di mana keperluan kos tidak tinggi. Kejayaan dalam bahan kimia berasaskan bio berskala besar adalah faedah terbesar kepada pasaran bahan kimia berasaskan bio.

Dari segi nilai keluaran bahan kimia berasaskan bio, nilai keluaran China mencecah kira-kira 26 bilion yuan menjelang 2023, berkembang pada kadar purata tahunan kira-kira 11% dalam tempoh sembilan tahun yang lalu, termasuk nilai eksport. Bahan kimia berasaskan bio di China mempunyai pasaran aplikasi khas, dengan harga pasaran menunjukkan arah aliran menaik yang agak stabil. Walau bagaimanapun, pasaran pengguna di Eropah dan Amerika Utara lebih besar, menjadikan eksport sebagai hala tuju jualan penting untuk bahan kimia berasaskan bio China.

Nilai unit purata bahan kimia berasaskan bio di China telah meningkat secara beransur-ansur sepanjang sembilan tahun yang lalu, mencecah 13,000 yuan setan menjelang 2023, dengan nilai tertinggi melebihi 14,000 yuan setan, berkembang pada kadar perlahan kira-kira 2% setahun. Berbanding dengan bahan kimia lain, banyak harga produk telah menurun secara beransur-ansur disebabkan oleh peningkatan bekalan, persaingan yang semakin sengit, dan inflasi yang berterusan, tetapi harga pasaran bahan kimia berasaskan bio terus meningkat, menarik perusahaan. Walau bagaimanapun, "halo" harga tinggi juga perlu dipertimbangkan, kerana harga yang tinggi mungkin menjadi kelemahan jika bersaing sepenuhnya dengan bahan kimia berasaskan petrokimia pada masa hadapan.

Akhir sekali, bahan kimia berasaskan bio mempunyai aplikasi yang luas dan implikasi sosial yang ketara. Mereka mempunyai banyak kelebihan, seperti pelbagai jenis, struktur kompleks, teknologi penyediaan canggih, prestasi unik, kos penyediaan yang rendah, dan kitaran pengeluaran yang singkat. Mereka penting dalam perubatan, pertanian, makanan, perlindungan alam sekitar, tenaga, dan bidang lain. Sebagai contoh, dalam bidang perubatan, bahan kimia berasaskan bio telah mencapai hasil yang ketara dalam antibiotik dan ubat antivirus. Dalam perlindungan alam sekitar, bahan berasaskan bio boleh dikitar semula baharu seperti resin epoksi termoset sedang dikaji dan dibangunkan, yang berpotensi memberi kesan ketara kepada bidang bahan alam sekitar.

Pembangunan dan penggunaan bahan kimia berasaskan bio membantu menyelesaikan masalah kekurangan sumber petrokimia, menggalakkan pembangunan industri biologi, dan memudahkan transformasi dan peningkatan struktur ekonomi. Kemesraan alam sekitar mereka juga membantu meningkatkan kualiti alam sekitar dan taraf hidup.

Faktor-faktor ini secara kolektif mendorong peningkatan pesat dalam perhatian terhadap bahan kimia berasaskan bio.

Kerajaan negeri telah memperkenalkan banyak dasar sejak awal untuk menggalakkan pembangunan bahan kimia berasaskan bio.

Pada Oktober 2021, Majlis Negeri mengeluarkan "Pelan Tindakan untuk Kemuncak Karbon Sebelum 2030," dengan matlamat utama ialah kemajuan ketara dalam mengoptimumkan struktur perindustrian dan tenaga dalam tempoh "Rancangan Lima Tahun ke-14", kemajuan baharu dalam warna hijau dan rendah. penyelidikan dan aplikasi teknologi karbon, dan penggunaan meluas pengeluaran hijau dan gaya hidup. Sistem dasar yang kondusif kepada pembangunan hijau, rendah karbon dan pekeliling akan dipertingkatkan lagi. Menjelang 2025, bahagian penggunaan tenaga bukan fosil akan mencapai kira-kira 20%. Dasar ini menetapkan skala, garis masa dan arah aliran untuk pembangunan berasaskan bio, mencadangkan matlamat pembangunan yang jelas untuk industri berasaskan bio.

Pada Disember 2021, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat mengeluarkan "Rancangan Lima Tahun Ke-14 untuk Pembangunan Industri Bahan Mentah," yang menonjolkan kejuruteraan keseluruhan teknologi penyediaan rantaian industri untuk bahan berasaskan bio sebagai hala tuju utama bagi teknologi. inovasi, melaksanakan tindakan penembusan bahan kesesakan utama, dan menyokong pengeluaran bahan dan perusahaan aplikasi untuk bersama-sama menjalankan penyelidikan mengenai bahan berasaskan bio dan bahan bio-perubatan. Dasar ini menjelaskan senario aplikasi utama untuk bahan baharu berasaskan bio dan mengarahkan penggunaan bahan kimia berasaskan bio di China.

Pada Januari 2023, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat, antara lain, mengeluarkan "Pelan Tindakan Tiga Tahun untuk Mempercepatkan Inovasi dan Pembangunan Bahan Berasaskan Bio Bukan Bijian," yang menetapkan bahawa menjelang 2025, bio- bukan bijirin. industri bahan berasaskan akan membentuk ekosistem inovasi dan pembangunan dengan keupayaan inovasi bebas yang kukuh, sistem produk yang diperkaya secara berterusan, dan sistem karbon rendah pekeliling hijau. Penggunaan bahan mentah biojisim bukan bijirin dan teknologi aplikasi pada dasarnya akan matang, dan beberapa produk berasaskan bio bukan bijirin akan berdaya saing dengan produk berasaskan fosil, dengan sistem bekalan dan penggunaan yang berkualiti tinggi dan mampan pada mulanya ditubuhkan. Dasar ini menjelaskan hala tuju dan matlamat penggunaan bahan kimia berasaskan bio bukan bijian dan selanjutnya menentukan senario aplikasi.

Pada masa ini, gergasi berasaskan bio global seperti Genomatica, Cathay Biotech, Mitsubishi Chemical dan DuPont mempunyai paten untuk beberapa bahan kimia berasaskan bio yang hampir tamat tempoh atau telah pun tamat tempoh. Ramai pakar dan sarjana luar negara kembali ke China untuk pembangunan. Ini membawa sumber dan teknologi yang banyak untuk pembangunan bahan kimia berasaskan bio China. Dengan sokongan dan galakan dasar China, industri kimia berasaskan bio di China dijangka akan.