前不久，工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合印發(fā)《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動方案》，提出到2025年，非糧生物基材料產(chǎn)業(yè)基本形成自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、產(chǎn)品體系不斷豐富、綠色循環(huán)低碳的創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)，非糧生物質(zhì)原料利用和應(yīng)用技術(shù)基本成熟，部分非糧生物基產(chǎn)品競爭力與化石基產(chǎn)品相當(dāng)。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，《行動方案》旨在立足我國國情，推進(jìn)基于非糧生物質(zhì)的生物基材料加快創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)工農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，既助力鄉(xiāng)村振興和美麗中國建設(shè)，又能夠加快石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見與碳達(dá)峰實施方案落實。
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助推化工行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型
生物基材料是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)為原料制造的新型材料和化學(xué)產(chǎn)品，既包括通過生物合成、加工、煉制獲得的生物醇、有機(jī)酸、烷烴、烯烴等基礎(chǔ)生物基化學(xué)產(chǎn)品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產(chǎn)品、生物基橡膠等。
“我國生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，功能菌株、蛋白元件等關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，產(chǎn)品種類日益豐富，初步構(gòu)建了以聚乳酸、聚酰胺率先產(chǎn)業(yè)化，多種生物基材料快速發(fā)展的格局。”中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會生物化工與生物質(zhì)能源專委會副秘書長李文軍介紹，2021年我國生物基材料產(chǎn)量700萬噸、產(chǎn)值超過1500億元，占化工行業(yè)總產(chǎn)值的2.3%，并在塑料制品、紡織纖維、醫(yī)藥器械、涂料、農(nóng)業(yè)物資、表面活性劑等方面得到廣泛應(yīng)用。例如，快遞包裝、一次性餐具及購物袋、嬰兒紙尿褲等產(chǎn)品就是以生物基塑料制成的。
北京工商大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院院長翁云宣向記者透露，一批重點企業(yè)和科研院所正積極推進(jìn)生物基材料開發(fā)利用，聚乳酸生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)超過5萬噸，初步形成安徽蚌埠、山東壽光、河南濮陽等產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。在“雙碳”戰(zhàn)略引領(lǐng)下，生物基材料產(chǎn)業(yè)已成為石油和化工行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型熱點方向，將迎來更多發(fā)展機(jī)遇。
總體而言，我國生物基材料正處于科研開發(fā)走向產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用關(guān)鍵時期，但仍存在諸多薄弱環(huán)節(jié)。翁云宣介紹，一方面，生物基材料成本普遍高出同類石油基產(chǎn)品30%以上，市場替代優(yōu)勢弱、推廣應(yīng)用難；另一方面，低濃度產(chǎn)物高效提純分離、生物基聚合物合成等技術(shù)尚未突破。在此背景下，統(tǒng)籌謀劃基于非糧生物質(zhì)利用、促進(jìn)生物基材料創(chuàng)新發(fā)展的政策，在生物基經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作中先行先試、積極作為，提升國際綜合競爭力，顯得尤為重要。
聚焦“非糧”意義何在
要看到，當(dāng)前生物基材料主要還是基于糧食原料。我國人均耕地、糧食保有量與部分資源豐富國家相比差異很大，雖然連年豐收、市場穩(wěn)定，但是基于糧食原料發(fā)展生物基材料也難以為繼，必然面臨“與民爭糧”“與畜爭飼”等矛盾。因此，發(fā)展生物基材料必須樹立貫徹“大食物觀”，實施“藏糧于技”戰(zhàn)略，將傳統(tǒng)意義上的非糧生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為發(fā)展生物基材料原料，間接提高我國單位耕地“糧食”產(chǎn)出。
“非糧生物質(zhì)主要包括農(nóng)作物秸稈、林業(yè)廢棄物、薪炭林、木本油料林、灌木林、有機(jī)生活垃圾、畜禽糞污、生活污水污泥等。”李文軍介紹，我國年產(chǎn)各類非糧生物質(zhì)超過35億噸。其中，農(nóng)業(yè)廢棄物9.6億噸、林業(yè)廢棄物3.5億噸、有機(jī)生活垃圾1.5億噸、畜禽糞污19億噸、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物1.5億噸、污水污泥4000萬噸。這些廢棄物如果不能得到妥善處理，不僅會給環(huán)境和居民健康帶來巨大危害，其中蘊(yùn)藏的資源也難以得到循環(huán)利用，各國通行做法是在無害化、減量化處置前提下，將其變廢為寶。
“發(fā)展非糧生物基材料既能減少開采消耗石油、煤炭等化石能源，還能降低二氧化碳排放。”李文軍解釋，生產(chǎn)1公斤以非糧生物基為原料的尼龍-56的碳排放量，相比生產(chǎn)1公斤尼龍-66減少了4.31千克。當(dāng)非糧生物基材料廢棄時，大部分可經(jīng)由燃燒或堆肥等生物降解法，轉(zhuǎn)變?yōu)樗投趸紵o毒小分子，重新進(jìn)入自然循環(huán)中，維護(hù)整個生態(tài)平衡，無需擔(dān)心碳排放的增加。
但與基于糧食規(guī)?；a(chǎn)生物基材料路線相比，非糧生物基材料要以大宗農(nóng)作物秸稈及剩余物為原料，在原料預(yù)處理、糖化和發(fā)酵轉(zhuǎn)化效率、綜合成本控制等方面難度更大。工業(yè)菌種(群)與酶蛋白功能元件制備、非糧生物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化采收保存、非糧生物質(zhì)高效糖化等關(guān)鍵平臺技術(shù)正處于攻關(guān)爬坡階段，與現(xiàn)有工藝技術(shù)進(jìn)行耦合銜接亟待突破。
“鑒于此，《行動方案》以非糧生物質(zhì)開發(fā)利用技術(shù)突破為基礎(chǔ)，深化生物化工與傳統(tǒng)化工耦合、工業(yè)與農(nóng)業(yè)融合，以技術(shù)、模式創(chuàng)新為動力，促進(jìn)生物基材料優(yōu)性能、降成本、增品種、擴(kuò)應(yīng)用，提升生物基材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、規(guī)模生產(chǎn)、市場滲透能力，推動非糧生物基材料產(chǎn)業(yè)加快創(chuàng)新發(fā)展?！蔽淘菩f。
發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模效益
企業(yè)是科技創(chuàng)新的主體，產(chǎn)業(yè)集群是推動生物基材料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體。我國大部分生產(chǎn)生物基材料的企業(yè)規(guī)模都不大，需培育更多骨干企業(yè)，打造特色更加鮮明的產(chǎn)業(yè)集群和示范基地?！缎袆臃桨浮访鞔_了目標(biāo)：力爭到2025年，形成5家左右具有核心競爭力、特色鮮明、發(fā)展優(yōu)勢突出的骨干企業(yè)，建成3個至5個生物基材料產(chǎn)業(yè)集群?！耙訌?qiáng)部門協(xié)同和省部聯(lián)動，鼓勵地方政府統(tǒng)籌非糧生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)和鄉(xiāng)村發(fā)展需要，支持產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)深度耦合。”翁云宣說。
在《行動方案》的指引下，各地抓緊布局，加速當(dāng)?shù)厣锘牧袭a(chǎn)業(yè)高端化、規(guī)?；l(fā)展。山西提出，以骨干企業(yè)為主體重點建設(shè)山西合成生物產(chǎn)業(yè)生態(tài)園區(qū)，積極推動年產(chǎn)50萬噸生物基戊二胺項目、年產(chǎn)90萬噸生物基聚酰胺項目和年產(chǎn)8萬噸生物基長鏈二元酸項目建設(shè)，引進(jìn)用地約3000畝的下游聚酰胺熔體直紡民用絲、工業(yè)絲、地毯絲、紡織、印染、服裝等配套項目；安徽大力支持在省重大新興產(chǎn)業(yè)基地、省認(rèn)定化工園區(qū)等新材料產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，建設(shè)共性技術(shù)研發(fā)、中試、試驗驗證等產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)項目；河南將在全省布局“秸稈—呋喃甲醛”生產(chǎn)基地，支持骨干企業(yè)橫向擴(kuò)規(guī)模、縱向延鏈條，加快推進(jìn)2萬噸生物基四氫呋喃、1萬噸生物基甲醇、30萬噸PBS等重點項目建設(shè)。
“應(yīng)充分發(fā)揮大宗農(nóng)作物生產(chǎn)區(qū)生物質(zhì)原料豐富優(yōu)勢，打造分布式非糧生物質(zhì)糖化生產(chǎn)基地，鼓勵符合條件的地區(qū)形成產(chǎn)業(yè)集群，支持符合條件的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地，提高產(chǎn)業(yè)規(guī)模效益與影響力。”李文軍說。
目標(biāo)的實現(xiàn)還需要完備的產(chǎn)業(yè)體系作支撐。在翁云宣看來，我國生物基材料領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺較為分散，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、材料測試評價、材料數(shù)據(jù)庫建設(shè)等服務(wù)能力，還未形成對產(chǎn)業(yè)鏈及下游應(yīng)用的有力支撐。為此，《行動方案》建議，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺建設(shè)，完善微生物菌種選育技術(shù)、生物基材料技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化運(yùn)用、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等體系，依托國家塑料制品質(zhì)量檢驗檢測中心、先進(jìn)高分子材料測試中心等提升測試評價服務(wù)能力。
此外，生物基材料普遍沿用石油基材料標(biāo)準(zhǔn)體系，缺乏能源消耗限額、碳排放核算等標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)識標(biāo)簽及溯源體系，未能充分體現(xiàn)生物基材料的生態(tài)環(huán)境友好性?！皯?yīng)建立健全適合我國產(chǎn)業(yè)特點的生物基材料產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗限額、碳排放核算等標(biāo)準(zhǔn)體系及相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建生物基材料及制品評價方法、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識標(biāo)簽等標(biāo)識和溯源體系，支持第三方機(jī)構(gòu)開展產(chǎn)品認(rèn)證、標(biāo)識和溯源服務(wù)。”翁云宣說。
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