文/本刊记者 史 诗
“生物基材料可以广泛应用于时装、家具、家居、户外及工业等领域,市场前景广阔,对加快培育战略性新兴产业、推动经济社会绿色发展具有重要意义。”11月10日,在由中国国际工程咨询有限公司和蚌埠市发改委等联合主办的首届中国生物基材料产业发展大会上,中国工程院院士蒋士成作出如上表示。
就目前来看,生物基新材料产业是创新最活跃、带动力最强、渗透性最广的战略性新兴产业之一,已经成为抢占未来科技和产业发展先机、确立竞争新优势的战略制高点。
据中国塑料加工工业协会统计,2018年我国全年累积生产塑料制品6042.15万吨,累计消费塑料制品数量超过13314万吨,其中30%用于食品包装、一次性餐饮具、购物袋等,这其中又有40%的制品最终成为“白色污染”。
生物基材料是以生物质为原料制造的新型材料和化学品,包括通过生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的醇类质、有机酸、烷烃、烯烃等基础化学品,也包括生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品、生物基橡胶以及生物质热塑料加工得到的塑料材料等。
聚乳酸(PLA)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是生物基材料领域的明星品种,具有环保、无毒、抗菌、阻燃、可降解等优点,被认为是未来最有希望撼动石油基塑料和化纤传统地位的新材料,已在包装材料、一次性餐具及购物袋、婴儿纸尿裤、农地膜、纺织材料、人体组织修复材料等领域获得较好地应用。
从价格上看,约2吨玉米生产1吨聚乳酸,当玉米、薯类等淀粉原料价格为2000元/吨左右时,聚乳酸的成本可与40-50美元/桶的石油对应的塑料和化纤竞争;约3吨秸秆生产1吨聚乳酸和0.6吨优质木质素,当工厂采购农民的玉米秸秆、麦草秸秆的价格为600-700元/吨左右时,聚乳酸的成本可与50-60美元/桶石油对应的塑料和化纤竞争。随着国际原油资源的日渐趋紧,生物基材料由于其可再生、环境友好、资源节约等特点,正逐步成为引领科技创新和经济发展的又一个新产业。
今年两会期间,全国人大代表、安徽省蚌埠市市长王诚的提案是《关于支持推行“禁塑令”大力发展生物基新材料产业的建议》。他提到,支持聚乳酸为代表的生物基新材料产业发展。
然而目前,我国生物基材料产业链基本呈现出集中于上游的分布状态,聚乳酸(PLA)及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为代表的产业链中下游深加工企业较少,整条产业链缺乏有效衔接。
另一方面,作为新型面料,聚乳酸纤维等技术门槛高、市场认可度不强,与聚酯纤维的高性价比和高市场接受度相比,聚乳酸耐温性差、染色性差,在技术、工程、装备等方面还需系统的产业攻关,市场接受度有待提高。
“开展聚乳酸材料改性研究,提高下游产品性能、降低成本等问题,是我们生物基材料产业化面临的重要问题。”蚌埠市生物基产业相关负责人表示。
此外,生物基材料开发、产业化及推广应用缺乏一定的统一标准,国内涉足企业较少,关键标准技术前期研究、技术攻关相对不足,一定程度上阻碍了生物基产业的迅速发展。
“聚乳酸的原料是玉米,作为生物基材料,它具有绿色、安全、环保等特点,可以作为购物袋、服装、餐具等生活必需品以及工程用品的原材料。”安徽丰原集团有限公司(下称“丰原集团”)董事长李荣杰介绍说。
聚乳酸全产业链生产技术创造性地从玉米、木薯、废弃农作物秸秆等生物材料中提取乳酸,生产聚乳酸,产生聚乳酸纤维,然后纺纱成锭、聚塑成型、制造成品。据了解,经过近二十年的自主研发,丰原集团已经全面掌握了从玉米到乳酸,再到聚乳酸的发酵、提取、聚合技术及下游聚乳酸纤维和聚乳酸塑料制品的全产业链生产技术。
据介绍,为支持生物基新材料产业发展,安徽省正在制定《支持生物基新材料产业发展若干意见》。目前,蚌埠市生物基材料领域已形成以聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、呋喃聚酯、塑木复合材料为支撑的“三聚一塑”产业发展体系。2018年,蚌埠市生物基材料产业实现产值295亿元,同比增长23%,生物基材料产业培育取得了明显成效。
在科研方面,蚌埠市已建立发酵技术国家工程研究中心等国家级创新平台7个,安徽省聚乳酸新材料制造业创新中心等省级创新平台14个,建有院士博士后工作站6个。
当前,我国生物基材料正以每年20%-30%的速度增长,市场需求量将超过1800万吨,并逐步走向工业规模化实际应用和产业化阶段。
“近日,丰原集团生物产业基地5000吨/年乳酸、3000吨/年聚乳酸产业化示范线试车投产成功,标志着蚌埠的本土企业—丰原集团已经打通了聚乳酸全产业链关键环节核心技术。未来,蚌埠将向着年产100万吨聚乳酸,打造‘千亿级’生物基新材料目标迈进。”蚌埠市市长王诚说。
不仅是安徽蚌埠,山东菏泽、河南濮阳等地也都瞄准生物基产业进行一系列攻坚克难的工作。治理白色污染、发展生物基生态产业需要政策、技术、资金等方方面面的支持,唯有强化核心技术攻关、加速相关科技成果转移转化、加强区域间相互合作才能助力我国生物基材料产业蓬勃发展。