8000亿美元市场,替代率不到5%!双碳背景下,生物基产业这些公司在闷声赚大钱

材料内参 2022-01-10

二元经济生物产业生物技术

2960 字丨阅读本文需 9 分钟

当前,我国已经明确了“双碳”目标,那就是要用最短时间实现从“碳达峰”到“碳中和”的过渡。同时工信部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》中还提到:要着重推广有利于环保事业发展的绿色低碳材料,并将多种生物基材料纳入了原材料重点任务。

最近这段时间的网络上,经常会看到“生物基”这个名词肯定不少人会产生疑问:什么是“生物基”?对此,中国工程院院士曾公开解答,生物基材料就是包含农作物、其他植物,谷物、豆科、秸秆等可再生的生物质,这些物质再经过生物、化学以及物理等方法可生成新型材料。换个角度来说,“生物基”就是以生物为基础,它们都是可以降解分解的,继而达到低碳的目的。

相较于传统石化产品,生物基产品的优点很多,比如能够有效降低对环境的影响,并对经济、环境及社会效益产生良好的促进作用。

那当前有没有采用该材料的产品呢?有,而且已经有不少。比如曾经在洛杉矶车展亮相的梅赛德斯-奔驰Biome概念车应用了不少生物基材料;特步表示将计划于2022年二季度上市的针织卫衣,聚乳酸成分将进一步提升到67%,同年三季度,将有100%纯聚乳酸风衣上市(注:聚乳酸是近些年出现的一种环保绿色的新型生物基可降解材料,在纺织、塑料、包装、农用地膜、现代医药、3D打印等新兴应用领域具有广阔的应用前景)。不仅如此,生物基产品及绿色能源已经成为世界科技领域发展的前沿课题。

那大家了解生物基在“碳中和”中的地位吗?来看一组数据:地球每年生产1500-1750亿吨生物质,而2018年全球生物质总需求量仅为123亿吨,不到年生产量的十分之一,生物基聚合物生物质需求量目前仅占 0.034%。由此可见,全球生物质资源的开发潜力巨大。

那么,如此有前景的产业,有哪些公司在闷声赚大钱呢?小编带你来盘点一下。

合成生物「第一股」凯赛生物

国内合成生物领域的公司凯赛生物(688065.SH),为该领域第一家申报科创板的企业。2021年1月15日,凯赛生物称,公司“年产4万吨生物法癸二酸项目”已经启动,预计2022年试车生产。正在调试过程的“乌苏生物基聚酰胺生产线”将于今年中期之前开始量产,产品应用领域包括纺丝、工程材料、复合材料等领域。此外,公司也正在积极研究设计构建可降解材料。

凯赛生物成立于2000年,是一家全球领先的利用生物制造规模化生产新型材料的公司。凯赛生物目前已经在长链二元酸、生物基聚酰胺等多个产品上实现商业化生产,公司的主要客户包括杜邦、艾曼斯、赢创、诺和诺德等全球著名化工、医药企业,生产的生物法长链二元酸系列产品在全球市场处于主导地位。

凯赛生物的主要创新点为现代基因工程编辑手段(如CRISPR/Cas9等)用于工业微生物代谢途径改造。随着基因技术的发展,通过基因编辑定向改变微生物的基因,使其能够生产特定的化学品,提高化学品的生产效率是生物法竞争力提升的根本。

凯赛生物已经通过基因编辑的手段解决了关键新材料生物合成的技术瓶颈,并且实现了新材料的大规模产业化。新材料代表着材料产业的最前沿科技,更是未来制造行业的发展方向。

“生物制造法”就是以生物质为原材料或运用生物方法,进行大规模物质加工与转化,为社会发展提供工业商品(如新材料产品),生产过程绿色、条件温和且具备经济性的一种制造方法。

凯赛生物对发酵菌种在基因工程层面进行改造,获取了具有产业化价值的用于生物法长链二元酸系列产品和生物基戊二胺产品生物转化的高效菌种。

2003年,凯赛生物用生物制造法开发出第一个产品二元酸。当时,杜邦是全球二元酸市场的主导者,有2万吨的产能。基于生物制造法的优势,凯赛生物的二元酸不仅质量可靠,而且一上市售价就比杜邦的产品便宜了三分之一。凯赛生物法产业化成功后不久,杜邦就将其经营二元酸业务的子公司英威达售卖给了科氏集团,迫使全球巨头杜邦完全放弃了二元酸业务。

利用合成生物学手段,开发微生物代谢途径和构建高效工程菌——该项核心技术体现的是凯赛生物对菌种的改造能力,公司对生物体基因组特定目标基因进行改造和修饰,以达到改造微生物代谢途径的目的,能够构建高效的工程菌,直接影响产品发酵转化成本。

生物法制造可以利用基因编辑技术,直接从源头上解决环保等问题。“比如在废水排放问题上,凯赛生物不是单纯开发或采用一个污水处理技术,而是通过基因编辑技术,直接减少生产过程中的污染排放。”刘修才说。

陆续尝试开发各种功能性生物材料,比如耐高温轻量化材料、汽车气囊、高铁减震垫板、跑道用塑胶、特殊功能性训练服装、高端箱包奢侈品等。

目前,凯赛生物已经用生物法做出来了尼龙510,并已经在手机支架、服装和食品包装膜上成功应用。

然而,如今限制生物材料行业发展的原因还很多:首先是转化效率和纯化技术仍面临挑战。此外,新型应用类生物材料目前还未成为主流;在材料聚合、生物发酵等方面,新材料进入市场仍受到很多阻力,除了性能开发外,使用端产生的阻力同样需要引起重视。

新日恒力“入市”谋变

在全球能源转型的背景下,生物基材料可以有效减少碳排放,具有广阔的发展潜力。有行业分析师表示,化纤行业开辟生物法制备尼龙-56 新路径,长链二元酸市场生物法成为主流制备工艺。

其认为,尼龙-66是最重要的双单体聚酰胺和世界第二大类合成纤维,对化纤行业意义重大。尼龙-66的传统制法是通过己二胺和己二酸缩聚合成,其中己二胺和己二酸目前均通过化学法合成。

与之对应,生物基聚酰胺上游主要原材料为戊二胺和长链二元酸。将戊二胺与己二酸(长链二元酸的一种)缩聚可得到尼龙-56,后者与不仅在手感、强度、耐磨性等方面与尼龙-66 持平,吸潮透气性接近棉花,而且由于单体含量低,且高温熔融不易产生凝胶,因此能采用成本更低、生产周期更短的熔体直纺工艺。

因此,生物基聚酰胺的关键原料长链二元酸成为了“兵家必争之地”。目前,国内生物法制备长链二元酸已经实现了弯道超车,替代了国外企业过去使用的化学合成法。

当前,全球长链二元酸需求主要由凯赛生物满足,公司长链二元酸产品的全球市占率达到80%。最新消息显示,新日恒力5万吨/年月桂二酸项目入市销售,并将于10月起正式投产。

光大证券研究报告认为,新日恒力进军长链二元酸领域,有望打破凯赛生物长链二元酸在国内的垄断地位。

该报告还提出,随着汽车、电子、通信等新兴产业的迅速发展,我国对聚酰胺工程塑料的需求量日益增加。随着凯赛生物、新日恒力 等项目建成,预计2025年我国长链二元酸产能将达到30万吨/年,属于是有巨大市场竞争力的新产品,发展前景十分广阔。

蓝晶微生物成国内合成生物学产业化探索道路上的先行者之一

蓝晶微生物成立于 2016 年底,致力于设计、开发、制造和销售新型生物基分子和材料,是国内合成生物学产业化探索道路上的先行者之一。

联合创始人兼 CEO 张浩千是北京大学整合生命科学(物理)专业的博士;另一位联合创始人、总裁李腾是清华大学生物材料学博士,曾入选《麻省理工科技评论》中国区第二届 “35 岁以下科技创新 35 人” 榜单。

今年年初,蓝晶微生物完成近 2 亿元的 B1 轮融资,创下国内合成生物学领域初创企业融资的新纪录。短短半年内,蓝晶微生物又获得了 4.3 亿元的 B2 轮融资,同样是破纪录般的存在。

在高瓴合伙人李良看来,“蓝晶微生物是国内领先的合成生物学公司,通过构建一流的高通量柔性自动化平台,大幅提升了新产品的研发和产业化效率。凭借自主创新的技术研发成果,蓝晶打造了以关键生物平台分子为基础,覆盖功能材料、消费品和医疗健康的产品体系。高瓴希望携手蓝晶微生物,为碳中和、绿色新材料和可持续发展提供创新性的解决方案。”

峰瑞资本创始合伙人李丰表示,“峰瑞很高兴能从天使轮开始每轮不断加码投资蓝晶微生物。中国有全球最全的供应链和最大的消费市场,叠加生物技术带来的升级,我们相信中国的合成生物能够超越美国、引领世界。更为重要的是,我们对于蓝晶团队的能力、专业、激情和坚持深信不疑。虽然可能还需要艰苦卓绝的努力,可能还会经历坎坷,我们相信并祝愿蓝晶未来在领跑中国合成生物行业的道路上取得更多更大的成绩。”

本文来源:金融界,DeepTech深科技,见闻科技,元气资本

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