截至2011年2月,,已有幾十多家生物材料公司采用新興技術(shù),可經(jīng)濟(jì)地將生物質(zhì)包括富纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成燃料和化學(xué)品,。然而,,投資者仍在努力,以縮小中型和商業(yè)化規(guī)模之間存在差距所面對(duì)的挑戰(zhàn),。
生物材料部門(mén)正在加快融合和提速發(fā)展,,原油價(jià)格于2011年1月初一度達(dá)到100美元/桶,生物材料作為原料必須加快與之競(jìng)爭(zhēng),。已有一些公司開(kāi)發(fā)了生物過(guò)程,,不過(guò),現(xiàn)正面臨放大,、原料供應(yīng)和物流支持等問(wèn)題,。
位于盧森堡的Naxos投資伙伴公司與道達(dá)爾公司風(fēng)險(xiǎn)投資分部最近在美國(guó)Elevance投資了1億美元,Elevance將采用來(lái)自投資者的這筆資金在亞洲以及北美和南美建立生物煉制廠,,Elevance將向洗滌劑、潤(rùn)滑劑和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品市場(chǎng)出售其特種化學(xué)品。
美國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)在谷物乙醇領(lǐng)域增長(zhǎng)尤為強(qiáng)勁,。歐盟則較大地致力于開(kāi)發(fā)生物柴油工藝,。在亞洲,包括泰國(guó)在內(nèi)的一些國(guó)家也存在發(fā)展機(jī)遇,。巴西則開(kāi)發(fā)甘蔗的高效加工,。中國(guó)有可能開(kāi)發(fā)第二代生物材料技術(shù)。
已有許多科技公司商業(yè)化開(kāi)發(fā)了可行的生物工藝過(guò)程用于生產(chǎn)某些化學(xué)品,,但仍面臨與商業(yè)化生產(chǎn)相關(guān)的一些問(wèn)題,,包括建立商業(yè)化供應(yīng)鏈。一些投資者對(duì)第二代生物燃料和材料的興趣繼續(xù)有所不同,,這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室與商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)之間仍存在一些差別,。
與幾年前不同,一些投資者在生物燃料和生物化學(xué)品之間的投資不盡相同,,投資2億美元可建設(shè)商業(yè)化乙醇裝置,,建設(shè)生物化學(xué)品裝置僅需要5000萬(wàn)美元,就可使用相關(guān)技術(shù)使中型達(dá)到商業(yè)化生產(chǎn),,并且最終產(chǎn)品的價(jià)值將大于乙醇,。纖維素衍生的生物材料商業(yè)化生產(chǎn)將可制取纖維素生物燃料,直到目前,,生物燃料仍受到極大關(guān)注,,投資者可實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)性,對(duì)生物化學(xué)品而言則較小,。
Every化學(xué)公司熱衷開(kāi)發(fā)生物材料,,這是因?yàn)樯锊牧仙a(chǎn)過(guò)程與傳統(tǒng)的石化原料合成相比,潛在地可大大減少投資和所需的操作費(fèi)用,。預(yù)計(jì)油價(jià)會(huì)長(zhǎng)期上漲,,并且采用許多生物材料過(guò)程可大大減少二氧化碳排放,并且從長(zhǎng)期而言,,從纖維原料生產(chǎn)化學(xué)品具有競(jìng)爭(zhēng)力,。
杜邦公司增強(qiáng)其在該領(lǐng)域的地位,并于2011年1月以63億美元從丹尼斯克(Danisco)公司手中收購(gòu)了生物材料業(yè)務(wù),,丹尼斯克公司的酶業(yè)務(wù)部杰能科(Genencor)公司是杜邦公司提出收購(gòu)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力,,杰能科公司截至2011年3月31日的財(cái)年將占丹尼斯克公司銷(xiāo)售額26.5億美元約1/3。杰能科公司已與一些合作伙伴成功合作了一些項(xiàng)目,,包括與固特異公司為制造輪胎生產(chǎn)生物材料的計(jì)劃,,并與亨斯曼公司開(kāi)發(fā)綠色紡織品生產(chǎn)過(guò)程項(xiàng)目。杜邦公司收購(gòu)丹尼斯克業(yè)務(wù)將使其成為工業(yè)生物技術(shù)的領(lǐng)先者,,通過(guò)廣泛的科學(xué)創(chuàng)新可望迎戰(zhàn)食品生產(chǎn)和減少化石燃料消費(fèi)的全球性挑戰(zhàn),。
另外,,一系列生物材料技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中,包括美囯Genomatica公司和法國(guó)Deinove公司都在2010年開(kāi)發(fā)創(chuàng)新工藝,,從實(shí)驗(yàn)室到中型或半商業(yè)化裝置,。一些跨國(guó)化學(xué)公司也計(jì)劃建設(shè)生物材料或生物燃料裝置,他們包括塞拉尼斯公司投資約6億美元,,將在中國(guó)不同的生產(chǎn)基地建設(shè)二座生物煉制廠以生產(chǎn)乙醇,。
美國(guó)政府也在推進(jìn)第二代生物材料和生物燃料,美國(guó)農(nóng)業(yè)部于2011年1月宣布將向三家公司提供4.05億美元貸款將纖維素生物乙醇從中型推向商業(yè)化生產(chǎn),。這些公司有Coskata公司,、Enerkem公司和英力士新行星生物能源公司(英力士生物公司與新行星生物能源公司的合資企業(yè))。Coskata公司接受2.5億美元貸款在美國(guó)阿拉巴馬州Greene郡建設(shè)5500萬(wàn)加侖/年纖維素乙醇裝置,,該裝置是當(dāng)今規(guī)劃的最大纖維素乙醇裝置,,將采用木質(zhì)生物質(zhì)為原料。Coskata公司的過(guò)程采用專(zhuān)有的微生物和生物反應(yīng)器設(shè)計(jì),,可從任何碳基原料,,包括生活固體廢棄物來(lái)生產(chǎn)燃料級(jí)乙醇。
Enerkem公司接受8000萬(wàn)美元貸款支持用于建設(shè)其Pontotoc生物煉制廠,,將用于生產(chǎn)1000萬(wàn)加侖/年纖維素乙醇,。該公司的技術(shù)采用氣化和催化合成方法從生活固體廢棄物來(lái)生產(chǎn)乙醇,Enerkem公司于2009年為建該裝置從美國(guó)能源部曾獲5000萬(wàn)美元資助,。
英力士新行星生物能源公司接受7500萬(wàn)美元貸款支持用于在Vero Beach建設(shè)和運(yùn)作800萬(wàn)加侖/年裝置,,使用的原料可為各種廢棄物,包括農(nóng)業(yè)和生活廢棄物,,采用英力士生物公司厭氧發(fā)酵技術(shù),。英力士公司也計(jì)劃采用相同的技術(shù)在歐洲建設(shè)更多裝置。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部鼓勵(lì)美國(guó)采用第二代生物材料的另一舉措是對(duì)生物基產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證和實(shí)施標(biāo)識(shí)計(jì)劃,,新的標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)可用于清楚地鑒別出從可再生資源生產(chǎn)的生物基產(chǎn)品,,并在商業(yè)化市場(chǎng)上提升這些產(chǎn)品的銷(xiāo)售和使用。
諾維信(Novozymes)公司的第二代纖維素乙醇已成其主流業(yè)務(wù)方向,,在美國(guó),,雖然有幾套第一代纖維素原料裝置仍正在投運(yùn),但在近年內(nèi)纖維素乙醇也將獲得發(fā)展,。預(yù)計(jì)從纖維素原料來(lái)生產(chǎn)化學(xué)品的一些大型裝置將在2014年前投產(chǎn),。美國(guó)可再生燃料使用標(biāo)準(zhǔn)確定了美國(guó)液體燃料物流中的第一代和第二代生物燃料特定的數(shù)量,這將成為實(shí)現(xiàn)這一時(shí)間表的關(guān)鍵因索,。
生物煉制廠業(yè)已存在,,原料為淀粉或糖類(lèi)。這些裝置在未來(lái)將在原料結(jié)構(gòu)中增加小麥秸桿和其他纖維素材料作為額外進(jìn)料,,較寬范圍的產(chǎn)出也將包括生物丁醇,、較高級(jí)醇類(lèi)和生物塑料在內(nèi)的產(chǎn)品,,成為整體生物煉制廠概念。
在歐洲,,一些生物乙醇/生物材料公司所處的階段正在從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模走向半商業(yè)化規(guī)模,,進(jìn)展不是很快,。諾維信公司正在受到歐盟可再生能源指令的鼓動(dòng),,歐盟可再生能源指令需有更好的能效,并發(fā)展纖維素生物燃料,,但該指令對(duì)在歐盟推行商業(yè)化規(guī)模纖維素乙醇工業(yè)尚不充分,,適用的法規(guī)框架將需要使全部汽車(chē)燃料至少使用5%纖維素燃料的立法能成立。行業(yè)人士稱(chēng),,如果法規(guī)框架是正確的,,則可不需要補(bǔ)貼。
中國(guó)一些公司正在推進(jìn)生物質(zhì)制生物燃料項(xiàng)目,。大成集團(tuán)使用淀粉通過(guò)催化過(guò)程生產(chǎn)乙二醇,,該公司正在與諾維信公司合作,開(kāi)發(fā)采用纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)乙二醇的工藝過(guò)程,。
諾維信公司已投入大量資金開(kāi)發(fā)第二代酶系統(tǒng)用于生產(chǎn)纖維素燃料,,這類(lèi)酶更先進(jìn),并且酶生產(chǎn)的成本高于第一代產(chǎn)品,,然而,,第二代酶的銷(xiāo)售量有潛力高于第一代酶。
其他的一些歐洲公司也在探索使其生物工藝推向商業(yè)化,,包括帝斯曼和巴斯夫公司,,這二家公司均制訂了發(fā)展計(jì)劃,開(kāi)發(fā)專(zhuān)有的工藝,,以從生物質(zhì)來(lái)制取構(gòu)筑模塊化學(xué)品琥珀酸(丁二酸),,琥珀酸可用于制取寬范圍的材料包括丁二醇。
其他一些公司也在探索生產(chǎn)生物琥珀酸,,包括BioAmber公司,、Myriant技術(shù)公司和Greenfield乙醇公司。琥珀酸市場(chǎng)相對(duì)較小,,約為5萬(wàn)噸/年,,但生物工藝過(guò)程較低的成本將可打開(kāi)新應(yīng)用的路徑。
BioAmber公司將于2011年在北美建設(shè)生物琥珀酸裝置,,能力約為2萬(wàn)噸/年,,該公司已于2011年初從嘉古公司獲技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)_(kāi)發(fā)新一代的微生物,用于生產(chǎn)生物琥珀酸,,嘉古公司的技術(shù)將使BioAmber公司大大擴(kuò)能,,并進(jìn)一步降低生物基琥珀酸制造成本,。
Myriant技術(shù)公司將在美國(guó)路易斯安那州Lake Providence開(kāi)始建設(shè)3000磅/年生物琥珀酸裝置,投資為8000萬(wàn)美元,,將于2012年初投產(chǎn),。預(yù)計(jì)琥珀酸的潛在市場(chǎng)為80億磅/年。
帝斯曼公司與世界第四大淀粉生產(chǎn)商法國(guó)Roquette Frères公司合作,,在Lestrem中型裝置內(nèi)生產(chǎn)生物琥珀酸,。帝斯曼公司已開(kāi)始對(duì)商業(yè)化規(guī)模生物琥珀酸裝置進(jìn)行工程建設(shè),將于2012年開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)生物琥珀酸,,包括塑料和食品,。帝斯曼公司的工藝基于酶母發(fā)酵,不同于其他采用細(xì)菌的新工藝,,與石化和研究中的其他途徑相比,,具有很少的副產(chǎn)物,并且該過(guò)程有極好的經(jīng)濟(jì)性,。
Roquette Frères公司制訂了廣泛的生物材料發(fā)展計(jì)劃,,已計(jì)劃使生物塑料和生物聚合物開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn),包括生產(chǎn)雙酚A和鄰苯二甲酸酯的安全替代品,,雙酚A和鄰苯二甲酸酯在美國(guó)受到法規(guī)越來(lái)越大的制約,。Roquette Frères公司也在開(kāi)發(fā)寬范圍的工藝過(guò)程,從異雙脫水山梨糖醇生產(chǎn)衍生物,,異雙脫水山梨糖醇可采用可再生原材料從葡萄糖通過(guò)山梨糖醇來(lái)生產(chǎn),,這些產(chǎn)品具有性能超越其石油衍生相對(duì)產(chǎn)品的潛力。
Rivertop可再生能源公司也在開(kāi)發(fā)商業(yè)化規(guī)模生物材料工藝,,該公司已開(kāi)發(fā)出生產(chǎn)葡糖二酸,,葡糖二酸也是構(gòu)筑模塊化學(xué)品,擁有寬范圍的下游應(yīng)用,,Rivertop可再生能源公司從生物材料出發(fā),,加速該過(guò)程的開(kāi)發(fā),開(kāi)發(fā)了利用硝酸氧化步驟的化學(xué)基催化過(guò)程,,該公司將在2011年8月進(jìn)行生產(chǎn)并出售數(shù)百萬(wàn)磅產(chǎn)品,。
一些公司從微藻生產(chǎn)生物燃料和生物材料,美國(guó)Origin Oil公司的微藻制燃料業(yè)已投運(yùn)生產(chǎn),,2011年將以微藻制取生物化學(xué)品,,潛在產(chǎn)品包括塑料、溶劑和清漆,。
一些創(chuàng)新的氣化公司正在將許多原料甚至是生活和農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化成寬范圍的燃料和化學(xué)品,,這一領(lǐng)域領(lǐng)先的公司包括美國(guó)Ze-gen公司。
一些合成生物學(xué)公司試圖實(shí)施商業(yè)化規(guī)模利用許多原料進(jìn)行新陳代謝,,以生產(chǎn)寬范圍的復(fù)雜化學(xué)品和燃料,。這一技術(shù)關(guān)鍵的參與者包括美國(guó)Verdezyne公司,,Verdezyne公司正在開(kāi)發(fā)己二酸,Amyris公司正在生產(chǎn)苦艾內(nèi)酯,、柴油和其他特種化學(xué)品,。
在業(yè)已生產(chǎn)的生物材料行業(yè)中,,生物塑料的增長(zhǎng)強(qiáng)勁,據(jù)全球工業(yè)分析(GIA)公司2011年2月的預(yù)測(cè),,生物可降解聚合物的全球市場(chǎng)至2015年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為20.9%,,將增加到2015年82.5萬(wàn)噸/年。生物塑料的應(yīng)用使一些部門(mén)包括汽車(chē),、電子、玩具制造和健康護(hù)理塑料包裝袋使用的成分正在拓寬之中,。
聚乳酸(PLA)和共聚酯基生物聚合物已是很廣泛應(yīng)用的生物降解聚合物,。對(duì)以改性形式或混配物使用的淀粉生物聚合物的需求也持續(xù)增長(zhǎng),,許多淀粉聚合物供應(yīng)商包括Novamont公司和杜邦公司,。
蘇威公司是投資生物塑料制造能力的許多公司之一,,該公司已計(jì)劃在中國(guó)泰興建設(shè)10萬(wàn)噸/年環(huán)氧氯丙烷(ECH)裝置,,定于2013年投產(chǎn),,該公司于 2010年12月簽約將向新加坡SP化學(xué)公司供應(yīng)環(huán)氧氯丙烷(ECH),。泰興裝置將采用蘇威公司Epicerol技術(shù),,該技術(shù)采用生物柴油加工副產(chǎn)物甘油為原料。Epicerol技術(shù)與傳統(tǒng)的基于丙烯的生產(chǎn)工藝相比,,可使能耗和溫室氣體排放減少70%,,也可減少水耗10倍,,產(chǎn)生的氯化副產(chǎn)物減少8倍。
亨斯邁公司也在從生物材料衍生來(lái)生產(chǎn)生物塑料和商業(yè)化生產(chǎn)固化劑,,固化劑可應(yīng)用于某些室溫硫化的環(huán)氧樹(shù)脂,。
據(jù)BP公司2011年1月發(fā)布的預(yù)測(cè)報(bào)告,,到2030年新興技術(shù)的發(fā)展速度將超過(guò)石化技術(shù)。預(yù)計(jì)生物燃料生產(chǎn)量將以2010年180萬(wàn)桶/天增加到2030年670萬(wàn)桶/天,,對(duì)各種生物材料的需求也將快速增長(zhǎng),。(生物谷Bioon.com)