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9月20日，巴斯夫發(fā)布消息稱，將從嘉吉公司（Cargill）和漢姆股份公司（HELM AG）合資組建的企業(yè)Qore^? LLC（以下簡(jiǎn)稱Qore）獲得生物基 1,4-丁二醇（BDO）QIRA^?的長(zhǎng)期使用權(quán)。巴斯夫和 Qore 已就此達(dá)成協(xié)議。Qore 將在嘉吉位于美國(guó)愛荷華州埃迪維爾的生物技術(shù)園區(qū)和玉米精煉廠生產(chǎn)生物基丁二醇。巴斯夫?qū)U(kuò)大現(xiàn)有丁二醇衍生物的產(chǎn)品組合，例如聚四亞甲基醚二醇（聚四氫呋喃，PolyTHF）和四氫呋喃（THF）的生物基種類。首批商品預(yù)計(jì)將于 2025 年第一季度面市。

生物基BDO是由纖維素或淀粉等生物原料通過(guò)水解產(chǎn)生的葡萄糖通過(guò)特殊的酶發(fā)酵形成的。由于可持續(xù)化發(fā)展和節(jié)能減碳成為國(guó)內(nèi)乃至全球范圍內(nèi)工業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，生物基BDO也成為行業(yè)風(fēng)口受到業(yè)者廣泛關(guān)注。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道截至2020年，全球生物基BDO市場(chǎng)規(guī)模估算達(dá)到1.91億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到3.93億美元，2021—2030年復(fù)合年均增長(zhǎng)率為7.5%。Qore以QIRA品牌生產(chǎn)生物基BDO，QIRA是通過(guò)從玉米中提取的植物糖發(fā)酵制成的，其質(zhì)量與同規(guī)格的化石基BDO相同。

Qore首席執(zhí)行官Jon Veldhouse表示：“QIRA是一款完美的產(chǎn)品，一款使行業(yè)能夠快速、無(wú)縫地轉(zhuǎn)向更可持續(xù)的替代品。與化石基BDO相比，QIRA的BDO衍生物具有相同的物理和技術(shù)特性，并且產(chǎn)品的碳足跡 (PCF) 可減少86%?！?/span>

一步法也叫直接發(fā)酵法，將糖類物質(zhì)與水、無(wú)機(jī)鹽和微生物混合在一起，通過(guò)微生物的發(fā)酵過(guò)程，將糖類物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為BDO。

一步法生產(chǎn)工藝主要由Genomatica公司掌握，它通過(guò)在篩選過(guò)的大腸桿菌群中引入一個(gè)或多個(gè)編碼DNA使其具有 4–HBCoA 或腐胺途徑酶，從而滿足BDO生物合成的代謝設(shè)計(jì)。此外，Genomatica還發(fā)明了一種用于增強(qiáng)甲醇還原當(dāng)量的代謝途徑，通過(guò)提高還原用甲醇當(dāng)量從而進(jìn)一步提高BDO的產(chǎn)率。一步法的原料目前主要使用小麥秸稈和玉米秸稈。

兩步法利用微生物發(fā)酵將葡萄糖轉(zhuǎn)化為丁二酸，再用生成的生物基丁二酸來(lái)生產(chǎn)BDO。兩步法生產(chǎn)工藝由中國(guó)科學(xué)院研發(fā)。

目前，糖類直接發(fā)酵法和丁二酸轉(zhuǎn)化合法兩種生物法制BDO工藝已成功建立工業(yè)化生產(chǎn)線，其中糖類直接發(fā)酵法主要采用的是Genomatica公司授權(quán)的工藝。

美國(guó)Genomatica公司2008年首次開發(fā)了以糖類直接發(fā)酵生產(chǎn)BDO的技術(shù)，并在2010年成功實(shí)現(xiàn)3m³/d發(fā)酵中試工藝驗(yàn)證。

2012年，Genomatica和DuPont Tate&Lyle Bio Products公司(美國(guó)DuPont和英國(guó)Tate&Lyle合資公司)合作建立工業(yè)放大生產(chǎn)線，并歷時(shí)5周生產(chǎn)了500萬(wàn)磅生物基BDO，該生產(chǎn)線采用Genomatica的BDO發(fā)酵工藝和Tate&Lyle的示范規(guī)模裝置。

2013年，BASF宣布采用Genomatica專利技術(shù)從可再生原料商業(yè)化生產(chǎn)出生物基BDO，其質(zhì)量與石油基BDO相媲美，并將該產(chǎn)品交付客戶進(jìn)行測(cè)試和用于商業(yè)用途。目前BASF生物基BDO產(chǎn)能約3萬(wàn)噸/年。

2016年，意大利Novamont公司采用Genomatica直接發(fā)酵技術(shù)建立了世界第一座生物基BDO專用工業(yè)化工廠——MaterBiotech，該工廠產(chǎn)能3萬(wàn)噸/年，目前全部用于Novamont生物降解塑料Mater-Bi系列產(chǎn)品的生產(chǎn)。

2021年，美國(guó)農(nóng)業(yè)食品巨頭嘉吉公司(Cargill)與德國(guó)Helm公司共同成立Qore公司，將利用Genomatica技術(shù)建設(shè)生物基BDO工廠，該工廠將建于Cargill位于美國(guó)愛荷華州埃迪維爾的現(xiàn)有設(shè)施周邊，預(yù)計(jì)總投資3億美元，將生產(chǎn)6.5萬(wàn)噸/年的BDO，計(jì)劃于2024年投入運(yùn)營(yíng)。

2021年，中國(guó)元利化學(xué)集團(tuán)股份有限公司成功研發(fā)并投產(chǎn)生物基BDO，并于2022年正式批量出口歐盟市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)生物基BDO產(chǎn)品零的突破。

2010年，BioAmber公司利用美國(guó)DuPont公司授權(quán)的丁二酸催化加氫技術(shù)開發(fā)出生物基BDO生產(chǎn)工藝。2015年，BioAmber與日本三井公司(Mitsui)在加拿大安大略省建設(shè)投產(chǎn)3萬(wàn)噸/年的丁二酸工業(yè)化生產(chǎn)線，該產(chǎn)線可以轉(zhuǎn)換生產(chǎn)2.2萬(wàn)噸/年的生物基BDO。

2013年，英國(guó)JMDavy公司宣布其位于Teesside的工廠采用丁二酸催化成功生產(chǎn)出生物基BDO，該丁二酸原料來(lái)自于Myriant公司發(fā)酵工藝生產(chǎn)。

此外，新建生物基BDO項(xiàng)目的還有，金發(fā)科技遼寧1萬(wàn)噸生物基BDO項(xiàng)目，美國(guó)嘉吉和德國(guó)Helm的合作建設(shè)6.5萬(wàn)噸生物基BDO項(xiàng)目。

部分生物基BDO生產(chǎn)商（已有產(chǎn)能/擬建）

根據(jù)公開資料整理

從當(dāng)前產(chǎn)能的應(yīng)用情況來(lái)看，生物基BDO主要應(yīng)用于制造生物基PBAT。巴斯夫和Novamont生產(chǎn)的生物基均自用不外售，以生產(chǎn)生物基PBAT。

在中國(guó)，由于近年來(lái)的禁限塑政策，PBAT作為可降解塑料袋的重要材料，該行業(yè)的發(fā)展速度驚人，已經(jīng)形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。而這些PBAT是化石基的產(chǎn)品，其原料BDO、己二酸（AA）等也都是化石基。

據(jù)悉，歐盟對(duì)PBAT制成的生物降解膜袋，要求達(dá)到一定的生物基含量(60%）。目前因?yàn)樯锘鵅DO產(chǎn)能未得到大幅提升，標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行并不嚴(yán)格。但隨著產(chǎn)能進(jìn)一步提升，生物基BDO仍具有投資前景。

2022年9月，為紡織服裝行業(yè)開發(fā)創(chuàng)新纖維和技術(shù)解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者萊卡公司，宣布已與Qore^?簽訂協(xié)議，成為全球首個(gè)大規(guī)模使用新一代的生物基BDO作為主要原料進(jìn)行生物基氨綸商業(yè)化生產(chǎn)的公司。

通過(guò)這次合作，LYCRA^?（萊卡^?）纖維70％的成分將來(lái)自每年可再生的原材料。與由化石燃料的原料所制成的同等產(chǎn)品相比，這一變化有望將LYCRA^?纖維的碳足跡最高減少44％，同時(shí)保持與傳統(tǒng) LYCRA^?纖維相同的高質(zhì)量性能參數(shù)。

生物基BDO在“從搖籃到大門”生命周期階段可以大量減少溫室氣體排放，根據(jù)Genomatica的LCA（生命周期分析）估算，生物基BDO對(duì)比石化基可以減少52%溫室氣體排放。未來(lái)，隨著下游可生物降解塑料的推廣應(yīng)用和國(guó)家“雙碳”政策的嚴(yán)格落實(shí)，生物法制BDO工藝將得到進(jìn)一步發(fā)展，有望與現(xiàn)有工業(yè)化BDO生產(chǎn)工藝相競(jìng)爭(zhēng)。

然而新玩家進(jìn)入該行業(yè)的門檻也較高：