前不久，工業和信息化部等六部門聯合印發《加快非糧生物基材料創新發展三年行動方案》，提出到2025年，非糧生物基材料產業基本形成自主創新能力強、產品體系不斷豐富、綠色循環低碳的創新發展生態，非糧生物質原料利用和應用技術基本成熟，部分非糧生物基產品競爭力與化石基產品相當。
業內專家認為，《行動方案》旨在立足我國國情，推進基于非糧生物質的生物基材料加快創新發展，促進工農業協調發展，既助力鄉村振興和美麗中國建設，又能夠加快石化化工行業高質量發展指導意見與碳達峰實施方案落實。
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助推化工行業綠色轉型
生物基材料是利用谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質為原料制造的新型材料和化學產品，既包括通過生物合成、加工、煉制獲得的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等基礎生物基化學產品，也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產品、生物基橡膠等。
“我國生物基材料產業發展較快，功能菌株、蛋白元件等關鍵技術不斷突破，產品種類日益豐富，初步構建了以聚乳酸、聚酰胺率先產業化，多種生物基材料快速發展的格局?！敝袊秃突瘜W工業聯合會生物化工與生物質能源專委會副秘書長李文軍介紹，2021年我國生物基材料產量700萬噸、產值超過1500億元，占化工行業總產值的2.3%，并在塑料制品、紡織纖維、醫藥器械、涂料、農業物資、表面活性劑等方面得到廣泛應用。例如，快遞包裝、一次性餐具及購物袋、嬰兒紙尿褲等產品就是以生物基塑料制成的。
北京工商大學化學與材料工程學院院長翁云宣向記者透露，一批重點企業和科研院所正積極推進生物基材料開發利用，聚乳酸生產規模已經超過5萬噸，初步形成安徽蚌埠、山東壽光、河南濮陽等產業聚集區。在“雙碳”戰略引領下，生物基材料產業已成為石油和化工行業綠色轉型熱點方向，將迎來更多發展機遇。
總體而言，我國生物基材料正處于科研開發走向產業化規模應用關鍵時期，但仍存在諸多薄弱環節。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品30%以上，市場替代優勢弱、推廣應用難；另一方面，低濃度產物高效提純分離、生物基聚合物合成等技術尚未突破。在此背景下，統籌謀劃基于非糧生物質利用、促進生物基材料創新發展的政策，在生物基經濟發展工作中先行先試、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、市場穩定，但是基于糧食原料發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，發展生物基材料必須樹立貫徹“大食物觀”，實施“藏糧于技”戰略，將傳統意義上的非糧生物質轉換為發展生物基材料原料，間接提高我國單位耕地“糧食”產出。
“非糧生物質主要包括農作物秸稈、林業廢棄物、薪炭林、木本油料林、灌木林、有機生活垃圾、畜禽糞污、生活污水污泥等?！崩钗能娊榻B，我國年產各類非糧生物質超過35億噸。其中，農業廢棄物9.6億噸、林業廢棄物3.5億噸、有機生活垃圾1.5億噸、畜禽糞污19億噸、農產品加工廢棄物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，不僅會給環境和居民健康帶來巨大危害，其中蘊藏的資源也難以得到循環利用，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?！崩钗能娊忉專a1公斤以非糧生物基為原料的尼龍-56的碳排放量，相比生產1公斤尼龍-66減少了4.31千克。當非糧生物基材料廢棄時，大部分可經由燃燒或堆肥等生物降解法，轉變為水和二氧化碳無毒小分子，重新進入自然循環中，維護整個生態平衡，無需擔心碳排放的增加。
但與基于糧食規模化生產生物基材料路線相比，非糧生物基材料要以大宗農作物秸稈及剩余物為原料，在原料預處理、糖化和發酵轉化效率、綜合成本控制等方面難度更大。工業菌種(群)與酶蛋白功能元件制備、非糧生物質標準化采收保存、非糧生物質高效糖化等關鍵平臺技術正處于攻關爬坡階段，與現有工藝技術進行耦合銜接亟待突破。
“鑒于此，《行動方案》以非糧生物質開發利用技術突破為基礎，深化生物化工與傳統化工耦合、工業與農業融合，以技術、模式創新為動力，促進生物基材料優性能、降成本、增品種、擴應用，提升生物基材料產業協同創新、規模生產、市場滲透能力，推動非糧生物基材料產業加快創新發展。”翁云宣說。
發揮產業集群規模效益
企業是科技創新的主體，產業集群是推動生物基材料產業轉型升級、引領區域經濟發展的重要載體。我國大部分生產生物基材料的企業規模都不大，需培育更多骨干企業，打造特色更加鮮明的產業集群和示范基地。《行動方案》明確了目標：力爭到2025年，形成5家左右具有核心競爭力、特色鮮明、發展優勢突出的骨干企業，建成3個至5個生物基材料產業集群?！耙訌姴块T協同和省部聯動，鼓勵地方政府統籌非糧生物質產業和鄉村發展需要，支持產業鏈上下游企業深度耦合?！蔽淘菩f。
在《行動方案》的指引下，各地抓緊布局，加速當地生物基材料產業高端化、規?；l展。山西提出，以骨干企業為主體重點建設山西合成生物產業生態園區，積極推動年產50萬噸生物基戊二胺項目、年產90萬噸生物基聚酰胺項目和年產8萬噸生物基長鏈二元酸項目建設，引進用地約3000畝的下游聚酰胺熔體直紡民用絲、工業絲、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業基地、省認定化工園區等新材料產業聚集區，建設共性技術研發、中試、試驗驗證等產業公共服務項目；河南將在全省布局“秸稈—呋喃甲醛”生產基地，支持骨干企業橫向擴規模、縱向延鏈條，加快推進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。
“應充分發揮大宗農作物生產區生物質原料豐富優勢，打造分布式非糧生物質糖化生產基地，鼓勵符合條件的地區形成產業集群，支持符合條件的產業集聚區建設國家新型工業化產業示范基地，提高產業規模效益與影響力。”李文軍說。
目標的實現還需要完備的產業體系作支撐。在翁云宣看來，我國生物基材料領域的產業服務平臺較為分散，知識產權保護、材料測試評價、材料數據庫建設等服務能力，還未形成對產業鏈及下游應用的有力支撐。為此，《行動方案》建議，加強產業服務平臺建設，完善微生物菌種選育技術、生物基材料技術研發、成果轉化運用、知識產權保護等體系，依托國家塑料制品質量檢驗檢測中心、先進高分子材料測試中心等提升測試評價服務能力。
此外，生物基材料普遍沿用石油基材料標準體系，缺乏能源消耗限額、碳排放核算等標準體系和標識標簽及溯源體系，未能充分體現生物基材料的生態環境友好性?！皯⒔∪m合我國產業特點的生物基材料產品質量、能源消耗限額、碳排放核算等標準體系及相關污染物排放標準，構建生物基材料及制品評價方法、產品標準、技術標準、標識標簽等標識和溯源體系，支持第三方機構開展產品認證、標識和溯源服務。”翁云宣說。
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責任編輯：Rex_16
