非粮生物质高效利用可行性研究

非粮生物质高效利用可行性研究一、 突破非粮生物质高效利用关键技术重点聚焦非粮生物质糖化、非粮生物质替代粮食发酵生产、高效提纯浓缩等关键平台技术攻关，针对不同非粮生物质原料构建工业菌种培育体系与酶蛋白元件库，鼓励龙头企业牵头组建技术创新平台，深化生物技术、物理技术和化学工艺协同创新攻关，提高生物基材料生产效率，降低综合能耗和生产成本，减少污染物排放，夯实非粮生物质替代粮食生产生物基材料的技术经济基础。二、 生物基材料发展现状生物基材料由于其绿色生产、环境友好、资源节约等特点，已成为快速成长的新兴产业。据统计，近年来我国生物基材料市场规模迅猛扩张，由2014年的9686亿元增长至2021年的19923亿元，期间生物基材料市场规模增长量达到10237亿元。从市场规模扩张速度来看，2015-2021年期间，我国生物基材料市场规模增速呈波动上升走势，由86%上升至161%。随着我国经济形势稳中向好发展，生物基材料下游应用领域中众多产业不断壮大，将继续拉动我国生物基材料市场规模增长，助推生物基材料行的高速发展。目前全球生物基材料行业仍处于发展初期，根据全球生物基研究机构NOVA数据统计，2018年全球生物基产品的总产量约为750万吨，仅占石油基产品的2%。随着全球碳中和政策稳步推进，OECD预测到2030年全球生物基化工产品占比有望达到35%，生物基材料行业将迎来重大发展机遇，未来市场增长空间广阔。在合成生物学技术的推动下，近年来我国生物基材料行业也保持迅猛发展的态势，已在部分产品上突破专利封锁，并在长链二元酸生物法生产技术上达到世界领先水平。根据中科院宁波材料技术与工程研究所预测，我国生物基材料行业的年均增长速度保持在20%左右，年均总产量突破600万吨，未来行业发展前景广阔。三、 生物基材料的背景生物基材料，是指利用生物质为原料和经由生物制造得到的材料，包括以生物质为原料和经由生物合成、生物加工、生物炼制过程制备得到的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品和糖工程产品，也包括生物基聚合物、生物基塑料、生物基化学纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料、及各类生物基材料制得的制品。生物基材料是我国战略性新兴产业、被纳入中国制造2025新材料领域，近些年，发展迅猛，关键技术不断突破，产品种类速增，产品经济性增强，正在成为产业投资的热点，显示出强劲的发展势头。标准的制定，将规范生物基材料的定义、术语和标识，是生物基材料标准体系的重要组成部分，将极大地推动生物基材料的发展。四、 生物基材料产业特征（一）绿色环保性传统基础能源对生态环境的破坏已经严重影响到社会的可持续发展，随着国际范围内对生态环保的重视，人们对生物基新材料的研究逐渐深入。生物基新材料具有绿色、环境友好、资源节约等特点，是全球未来发展的一大重点。（二）技术前沿性中国制造2025中，生物基新材料和纳米材料等被一同纳入新材料前沿研究领域。（三）市场成长性随着社会对环保事业的愈加重视，对白色垃圾的防治措施更加严格，生物基新材料的市场前景非常好。目前全球生物基化学品和高分子材料年产量在5000万吨左右，近年来，中国生物基新材料行业正以每年20%以上的速度增长，产品种类和市场不断扩大，逐步走向工业规模化和产业化阶段。五、 生物基材料的市场格局当前我国的生物基材料尚处于初步发展阶段，是蓬勃发展的朝阳产业。生物基材料不仅能够缓解我国化石资源枯竭的压力，还能助力我国实现低碳目标，是国战略性新兴产业的重要内容。近年来在国家政策持续利好的环境下，进入我国生物基材料行业的企业数量逐渐增多，经过数年发展，行业出现了部分重点企业如凯赛生物、联泓新科、金发科技、华恒生物、嘉澳环保、赞宇科技、卓越新能等。其中凯赛生物是一家以合成生物学等学科为基础，利用生物制造技术，从事新型生物基材料的研发、生产及销售的高新技术企业，是全球领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。根据生物基材料相关营业收入口径测算，2021年凯赛生物和卓越新能占据全国生物基材料行业的市场份额分别为108%、17%。随着国内生物基材料产业的高速发展，行业的技术壁垒、资金壁垒、研发团队壁垒、渠道壁垒将逐渐增加，同时近年来部分重点企业不断扩大业务布局，抢占市场赛道，未来我国生物基材料行业市场集中度将进一步提升。卓越新能是是国内第一家从事废弃油脂制备生物柴油的技术研发并率先实现工业化生产的企业，二十年来深耕生物柴油和生物基材料行业，是目前国内产销规模最大、出口量最多的生物柴油生产企业，并逐步形成以生物柴油为主，衍生深加工生物基材料的生物质能化一体化的产业布局，产品链不断丰富，产品附加值和废弃油脂的综合利用率不断增加。近年来卓越新能的生物基材料业务经营形势良好，2018-2021年公司的生物基材料营业收入保持稳定增长。2021年卓越新能的生物基材料营业收入达到333亿元，同步增长406%，相较2018年生物基材料营业收入增加了近19亿元。从盈利情况来看，2018-2020年卓越新能的生物基材料毛利率逐年下滑，但在2021年公司的生物基材料毛利率明显上涨，达到333%，相较上年增长了195个百分点。六、 生物基材料发展趋势（一）生物基材料替代化石原料需求将持续增加近年来传统石化、化工生产活动对化石资源持续消耗，人类活动对于化石资源依赖问题与日俱增，同时全球气候变暖、环境污染加剧日益成为社会高度关注问题。由于传统的经济发展主要依靠的是化石原料，但随着时代发展，不可再生化石资源储量逐渐减少，传统的经济发展模式已经不适应新时代发展要求。未来包括中国在内的主要经济体将以生态化、绿色化以及资源可回收为发展原则，实现绿色低碳、可持续发展目标。基于如今低碳经济的大环境下，与化石原料相比，生物基材料主要来源于谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质，能够大幅减少二氧化碳排放和环境污染，同时有效缓解化石资源枯竭压力。在其绿色低碳、环境友好、资源节约等优势特点下，生物基材料将逐渐成为我国经济发展和科技创新的又一新兴主导产业。在国家政策利好和资金支持力度加大的驱动下，我国生物基材料生产工艺水平不断提升、产品种类更加丰富，产业化关键技术不断取得创新突破，如今生物基材料已经广泛应用于生物医用材料、包装材料、服装、家居、工业、一次性用品等行业。未来我国生物基材料产业迎来迅猛发展，生物基材料将在更多领域实现应用覆盖，我国生物基材料对化石原料的替代率将持续提升。（二）非粮生物基材料成为行业重点发展方向发展非粮生物基材料，在满足人民群众物质和能源需求的同时，既能减少对石油、煤炭等化石能源开采和消耗，还能降低二氧化碳排放，同时避免与人争粮、与粮争地的困局，是石化工业实现绿色转型的有效路径。方案要求到2025年，非粮生物基材料产业基本形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展生态，非粮生物质原料利用和应用技术基本成熟，部分非粮生物基产品竞争力与化石基产品相当，高质量、可持续的供给和消费体系初步建立。国家的政策引导、财政金融支持、完善行业机制等多重举措将助力我国非粮生物基材料产业加快创新发展，非粮生物基材料成为我国生物基材料行业的重点发展方向。七、 非粮生物基材料的发展目标到2025年，非粮生物基材料产业基本形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展生态，非粮生物质原料利用和应用技术基本成熟，部分非粮生物基产品竞争力与化石基产品相当，高质量、可持续的供给和消费体系初步建立。（一）创新发展非粮生物基材料高效工业菌种与酶蛋白元件不断丰富，非粮生物质利用共性技术取得突破，大规模糖化（基于非粮生物质生产五碳糖或六碳糖，下同）技术基本成熟，产学研用协同创新体系更加高效完善。（二）非粮生物的示范引领基于非粮生物质的糖化生产线规模达到万吨（折干五碳糖或六碳糖，下同）/年，乳酸生产线规模达到十万吨级，戊二胺、聚羟基脂肪酸酯规模达到万吨级。（三）非粮生物的应用拓展丰富基于非粮生物质的乳酸、戊二胺、聚羟基脂肪酸酯等生物基化学品及聚合物品种，稳定提高聚合物加工性能，在塑料制品、纺织纤维等领域规模化应用。（四）生物基材料的生态培育形成5家左右具有核心竞争力、特色鲜明、发展优势突出的骨干企业，建成35个生物基材料产业集群，产业发展生态不断优化。