【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】生物基材料是指利用生物質(zhì)原料或(和)經(jīng)由生物制造得到的材料，由于其綠色、環(huán)境友好、資源節(jié)約等特點(diǎn)，正逐步成為引領(lǐng)當(dāng)代世界科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一個(gè)新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。近日，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、財(cái)政部、生態(tài)環(huán)境部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、市場(chǎng)監(jiān)管總局等六部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》，明確了突破非糧生物質(zhì)高效利用關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)技術(shù)放大和應(yīng)用示范，引導(dǎo)基于大宗農(nóng)作物秸稈及剩余物等非糧生物質(zhì)的生物基材料產(chǎn)業(yè)加快創(chuàng)新發(fā)展。立足量大面廣非糧生物質(zhì)，替代糧食發(fā)展生物基材料，做強(qiáng)生物化工產(chǎn)業(yè)，對(duì)實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略、保障糧食安全、推動(dòng)工農(nóng)業(yè)融合創(chuàng)新、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興具有重要意義。
 

　　一、雙碳戰(zhàn)略下生物基材料迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇
 

　　隨著生物技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革加速推進(jìn)，生物基材料在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展，世界各主要國(guó)家都積極推動(dòng)和鼓勵(lì)生物基材料替代不可再生的化石基材料，擴(kuò)大生物基材料在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。全球生物基材料產(chǎn)能已達(dá)3500萬(wàn)噸/年以上，主要的技術(shù)創(chuàng)新是發(fā)展以高效菌種構(gòu)建為核心的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化、生物基材料單體制造關(guān)鍵技術(shù)，以及生物基材料聚合、性能改進(jìn)與復(fù)合、綠色生物法加工技術(shù)等配套的產(chǎn)業(yè)技術(shù)。
 

　　我國(guó)的生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，關(guān)鍵技術(shù)突破不斷，產(chǎn)品種類(lèi)速增，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)，初步構(gòu)建了以聚乳酸、聚酰胺率先產(chǎn)業(yè)化，多種生物基材料快速發(fā)展的格局。一是產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增加，行業(yè)總產(chǎn)值快速增長(zhǎng)。二是技術(shù)進(jìn)步不斷加快，功能菌株、蛋白元件、工藝技術(shù)等技術(shù)創(chuàng)新取得重要突破，產(chǎn)品不斷豐富，聚乳酸發(fā)酵調(diào)控、高效催化等技術(shù)國(guó)際先進(jìn)。三是產(chǎn)業(yè)體系不斷完善，已經(jīng)涌現(xiàn)出一批重點(diǎn)企業(yè)和科研院所積極推進(jìn)生物基材料開(kāi)發(fā)利用，聚乳酸生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)5萬(wàn)噸，在一些地區(qū)已初步形成產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)?？梢?jiàn)，在“雙碳”戰(zhàn)略下，生物基材料產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。
 

　　二、全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同是發(fā)展生物基材料的關(guān)鍵
 

　　生物基材料的生產(chǎn)過(guò)程，是從非糧生物質(zhì)利用開(kāi)始，到生物基材料制備和應(yīng)用，即“原料-制備-制品-流通-用戶(hù)-處置”的一個(gè)全過(guò)程，是非糧生物質(zhì)的收集、處置、糖化、生物轉(zhuǎn)化、聚合、改性、加工成型、規(guī)?；瘧?yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試、監(jiān)管、產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺(tái)等全鏈條發(fā)展的一個(gè)過(guò)程。全產(chǎn)業(yè)鏈能否協(xié)同發(fā)展，決定了生物基材料的成本、性能和應(yīng)用的可行性，也最終決定了生物基材料低碳減排的綠色屬性和生態(tài)環(huán)境友好性。但目前我國(guó)生物基材料產(chǎn)業(yè)仍存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，初始原料仍是以玉米為主、非糧生物質(zhì)糖化尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化工藝、支撐體系不健全、成本普遍高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)；同時(shí)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)評(píng)價(jià)方法、標(biāo)識(shí)溯源體系等缺失，檢測(cè)能力難以滿足行業(yè)快速增長(zhǎng)需要。為此，要加大力度攻克關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)生物基材料全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
 

　　一是要突破非糧生物質(zhì)高效利用關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)生物技術(shù)提供高效核心菌種、系列酶和生物反應(yīng)器，推進(jìn)非糧生物質(zhì)原料糖化工藝標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、優(yōu)化系列糖化技術(shù)、提高糖產(chǎn)率。
 

　　二是要加強(qiáng)生物煉制與催化合成關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)，優(yōu)化生物發(fā)酵、生物合成、化學(xué)合成工藝及應(yīng)用技術(shù)，提高非糧生物質(zhì)糖高效生物轉(zhuǎn)化為醇、酸等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，加快聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯、生物基聚酰胺等規(guī)?；铣膳c生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低成本。
 

　　三是要拓展應(yīng)用領(lǐng)域，加強(qiáng)生物基材料企業(yè)與塑料制品、紡織纖維、醫(yī)藥器械企業(yè)通過(guò)上下游合作，推動(dòng)生物降解材料在餐飲、物流、零售和酒店等日常消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用及其綠色升級(jí)，推動(dòng)生物基材料在紡織、醫(yī)用材料、生物降解地膜、精細(xì)化學(xué)品等方面的應(yīng)用。
 

　　三、發(fā)展生物基材料的重點(diǎn)是非糧生物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化制糖與高效轉(zhuǎn)化
 

　　糖化、高效生物轉(zhuǎn)化和提純濃縮尤為關(guān)鍵，決定了非糧生物質(zhì)制備生物基材料的生產(chǎn)效率、綜合能耗、生產(chǎn)成本和污染物排放，為此需要突破標(biāo)準(zhǔn)化制糖與高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)。
 

　　一是要著力突破非糧生物質(zhì)糖化關(guān)鍵共性技術(shù)。著力突破非糧生物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化原料處置、分布式制糖的關(guān)鍵共性技術(shù)，建立不同農(nóng)業(yè)廢棄物機(jī)械化收集、打捆、分揀、破碎、干燥、包裝、儲(chǔ)存、入庫(kù)(碼堆)、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化前處理作業(yè)規(guī)范，獲得標(biāo)準(zhǔn)化生物質(zhì)原料；從標(biāo)準(zhǔn)化生物質(zhì)原料浸潤(rùn)、搓揉、木質(zhì)素與纖維素半纖維素分離、纖維素半纖維素系列酶處理、糖化液精制以及木質(zhì)素處理制黃腐酸有機(jī)肥等環(huán)節(jié)出發(fā)，利用化學(xué)、物理和生物等手段，開(kāi)發(fā)適用于不同農(nóng)業(yè)廢棄物制作的標(biāo)準(zhǔn)化原料高效制糖的系列工業(yè)酶及糖化工藝；推進(jìn)工藝過(guò)程和裝備技術(shù)革新，開(kāi)發(fā)低濃度產(chǎn)物高效提純濃縮工藝，構(gòu)建數(shù)字化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布生產(chǎn)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化；提高生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)生物質(zhì)固廢制肥綜合利用率，確保其生態(tài)安全性。
 

　　二是要夯實(shí)與做優(yōu)基于生物質(zhì)制備化學(xué)品工程化技術(shù)，建設(shè)發(fā)酵基因組學(xué)、工業(yè)系統(tǒng)生物學(xué)和工業(yè)合成生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)，建設(shè)超高通量篩選、快速測(cè)序、菌種計(jì)算設(shè)計(jì)、高通量基因組合成與編輯、大規(guī)模進(jìn)化工程等前沿技術(shù)體系，建立基于基因組工程的新一代工業(yè)菌種庫(kù)，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)生物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化，優(yōu)化酶反應(yīng)器、分離純化，實(shí)現(xiàn)酶高效生產(chǎn)，為生物基材料的高效微生物合成提供核心菌種與先進(jìn)技術(shù)。非糧生物質(zhì)原料或(和)經(jīng)由生物合成、生物加工、生物煉制過(guò)程制備得到的醇、酸等基礎(chǔ)生物基化學(xué)品，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化、催化合成生物基聚合物、增塑劑、橡膠、涂料、表面活性劑、生物基纖維、生物基橡膠等。
 

　　四、建立與完善標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)識(shí)體系是發(fā)展生物基材料的重要支撐
 

　　生物基材料的優(yōu)勢(shì)在于利用了生物質(zhì)資源、節(jié)約了化石資源，從而減少了碳排放，所以制定有關(guān)生物基含量測(cè)試、碳足跡評(píng)價(jià)、產(chǎn)品質(zhì)量控制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，建立溯源與監(jiān)管體系，是推進(jìn)生物基材料高質(zhì)量發(fā)展的有力保障。目前，我國(guó)生物基材料相關(guān)的研發(fā)平臺(tái)仍相對(duì)分散，產(chǎn)業(yè)鏈及應(yīng)用所需的整體技術(shù)支撐尚未全面形成。為此，要加快整合現(xiàn)有平臺(tái)、建立國(guó)家層面創(chuàng)新中心和測(cè)試評(píng)價(jià)中心，充分發(fā)揮全國(guó)生物基材料及降解制品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等標(biāo)準(zhǔn)化工作機(jī)構(gòu)作用，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，構(gòu)建生物基材料標(biāo)識(shí)和可溯源體系，構(gòu)建有效應(yīng)用示范平臺(tái)。
 

　　一是推動(dòng)建立生物基材料及制品評(píng)價(jià)方法、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)標(biāo)簽體系，開(kāi)展生物基材料工程技術(shù)驗(yàn)證、產(chǎn)品溯源服務(wù)或認(rèn)證。鼓勵(lì)行業(yè)協(xié)會(huì)、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)參與相關(guān)生物基材料國(guó)際規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)制定，加強(qiáng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估轉(zhuǎn)化，推進(jìn)生物基材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)與規(guī)模化應(yīng)用。重點(diǎn)圍繞聚乳酸、聚酰胺、聚羥基脂肪酸酯等典型生物基材料，構(gòu)建產(chǎn)品物理化學(xué)性能、不同工藝加工性能、不同條件下降解性能要求等標(biāo)準(zhǔn)，建立與完善生物基含量測(cè)定等標(biāo)準(zhǔn)，制定重點(diǎn)產(chǎn)品碳排放核算、核查及其全生命周期低碳產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　二是構(gòu)建生物基材料的標(biāo)識(shí)和溯源體系。以生命周期評(píng)價(jià)方法開(kāi)展生物基材料的碳足跡評(píng)價(jià)，明確其合理應(yīng)用場(chǎng)景與降解環(huán)境行為、碳減排效果等，推動(dòng)建立生物基材料評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)體系、標(biāo)簽制度和數(shù)據(jù)庫(kù)，探索“原料-制備-制品-流通-用戶(hù)-處置”的全鏈條精細(xì)化管理模式。支持第三方機(jī)構(gòu)利用商品條碼、射頻標(biāo)簽、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等技術(shù)，搭建公益性生物基材料溯源平臺(tái)，開(kāi)展生物基材料產(chǎn)品認(rèn)證、標(biāo)識(shí)和溯源服務(wù)。構(gòu)建生物基材料的標(biāo)識(shí)和溯源體系，可以引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展，可推進(jìn)高質(zhì)量產(chǎn)品依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用，為生物基材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造良好輿論氛圍。
 

　　(北京工商大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院院長(zhǎng)、教授  翁云宣)
 

　　原標(biāo)題：《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》系列解讀文章之二：“雙碳”戰(zhàn)略下生物基材料迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇，全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同是關(guān)鍵