生物制造業(yè)何時撐起化工一片天？

國務(wù)院本月初發(fā)布的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（下稱《規(guī)劃》）提出，到2015年，我國生物產(chǎn)業(yè)形成特色鮮明的產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的貢獻(xiàn)作用顯著增強(qiáng)；到2020年，生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。其中，要大力發(fā)展生物能源、生物制造等產(chǎn)業(yè)，2015年生物基產(chǎn)品和生物工藝對石油化工原料及傳統(tǒng)化學(xué)工藝的替代取得重大進(jìn)展。

在《規(guī)劃》描繪的宏偉藍(lán)圖中，生物基產(chǎn)品和生物工藝在替代傳統(tǒng)石化原料及工藝中將發(fā)揮哪些重要作用？我國生物制造產(chǎn)業(yè)怎樣才能把蛋糕做大，成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)？帶著這些問題，記者采訪了相關(guān)業(yè)內(nèi)人士。

一份千億藍(lán)圖 年產(chǎn)值要達(dá)7500億元

據(jù)中國化工信息中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究院咨詢師戎志梅介紹，生物制造是生物技術(shù)與工業(yè)制造技術(shù)相互融合發(fā)展的一個新興產(chǎn)業(yè)。對石化行業(yè)而言，發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè)可以實現(xiàn)“兩個替代、一個提升”，即對化學(xué)工業(yè)的工藝路線替代、對石油化工的原料路線替代以及提升大宗發(fā)酵產(chǎn)業(yè)，是石油和化學(xué)工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

“發(fā)展生物制造業(yè)，把太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化成我們需要的能源產(chǎn)品和生物化學(xué)品，有兩大突出優(yōu)點(diǎn)：一是取之不盡，二是相對清潔。從保證國家能源安全和節(jié)能減排的角度出發(fā)，發(fā)展生物制造業(yè)已經(jīng)迫在眉睫。”北京化工大學(xué)生命學(xué)院院長、長江學(xué)者袁其朋告訴記者。

也正因為如此，我國已經(jīng)將生物產(chǎn)業(yè)確定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展，并先后出臺了《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》等多個文件推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，生物制造產(chǎn)業(yè)是其中的重要內(nèi)容。此次出臺的《規(guī)劃》則將生物產(chǎn)業(yè)提到了前所未有的高度，也確立了2015年生物制造和生物能源年產(chǎn)值分別達(dá)到7500億元和1500億元的宏偉藍(lán)圖。

戎志梅認(rèn)為，我國生物制造產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來發(fā)展的有利時機(jī)。第一，無論從市場需求還是從技術(shù)發(fā)展來看，我國都已具備良好的發(fā)展基礎(chǔ)，適合新企業(yè)進(jìn)入；第二，我國具有全球最大規(guī)模的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)，相關(guān)消費(fèi)品與工業(yè)原材料市場需求旺盛，具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在條件。

近年來我國在燃料乙醇和丁醇、生物柴油、生物質(zhì)發(fā)電、沼氣等方面發(fā)展迅速，自主創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，攻克了一批共性關(guān)鍵技術(shù)，培育了一批龍頭企業(yè)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，隨著《規(guī)劃》確立了行業(yè)發(fā)展目標(biāo)，生物制造產(chǎn)業(yè)將加速替代一些高污染、高能耗的生產(chǎn)方式，為傳統(tǒng)石化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級帶來新機(jī)遇。

“要實現(xiàn)《規(guī)劃》目標(biāo)，我國的生物基化學(xué)品產(chǎn)業(yè)需要在2015年開發(fā)出40~50種重要產(chǎn)品，培育大型集團(tuán)企業(yè)20家，形成3000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，環(huán)境污染物排放減少50%以上；到2020年形成7000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，替代傳統(tǒng)化學(xué)品的比重達(dá)到25%?！比种久氛f。

兩大待解問題 核心技術(shù)不成熟 生產(chǎn)成本還偏高

盡管任務(wù)十分迫切、基礎(chǔ)已經(jīng)具備、前景非常美好，但是近幾年我國生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況卻難盡人意，突出表現(xiàn)在技術(shù)還不成熟，生產(chǎn)成本偏高，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化水平不高。從“看上去很美”到真的很“美”，生物制造產(chǎn)業(yè)還需要跨越諸多障礙。

國家發(fā)改委副主任連維良直言，我國生物產(chǎn)業(yè)目前總體上仍處在中低端位置，創(chuàng)新成果越到產(chǎn)業(yè)化階段與發(fā)達(dá)國家的差距越大。

中國工程院院士、中國生物工程學(xué)會名譽(yù)理事長楊勝利對此也表示贊同：“整體來講，對比一些科技先進(jìn)的國家，我國生物產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新能力上，還存在一定差距。高效轉(zhuǎn)化先進(jìn)技術(shù)、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等都還是相對薄弱的環(huán)節(jié)。”

中銀國際的研究報告也指出，與歐美相比，中國的生物產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和規(guī)模方面還存在明顯差距。全球生物技術(shù)專利中，美歐日分別占59%、19%、17%，而包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家僅占5%。

非糧生物燃料被業(yè)界公認(rèn)為是生物能源的發(fā)展方向之一。在政策支持下，中糧、中信、中國海油等央企和一些民營企業(yè)先后進(jìn)入這一領(lǐng)域，分別投資建設(shè)木薯燃料乙醇、甜高粱燃料乙醇和生物柴油項目。但是據(jù)記者了解，我國不少非糧生物燃料項目進(jìn)展并不順利。最近兩年，我國燃料乙醇產(chǎn)量出現(xiàn)了負(fù)增長。木薯、甜高粱等生物質(zhì)原料收集困難、生產(chǎn)成本較高等問題制約了行業(yè)發(fā)展。

“現(xiàn)在采用木薯、甜高粱等淀粉和糖類以及廢棄油脂作為原料生產(chǎn)生物能源，在技術(shù)上基本不存在什么大問題，但是原料制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！敝屑Z集團(tuán)一位從事生物能源生產(chǎn)的管理人員告訴記者，“由于原料難獲得，導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高，使生產(chǎn)規(guī)模受到了很大的限制?！?/br>

在這樣的背景下，尋找替代原料成為做大生物能源產(chǎn)業(yè)的一條出路。木質(zhì)纖維素具有易獲得、成本低等優(yōu)勢，以纖維素為原料生產(chǎn)生物基化學(xué)品和生物能源的研究也因此在世界各地廣泛開展，但是現(xiàn)階段纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化依然面臨問題。

袁其朋告訴記者，這主要是由于一些核心生產(chǎn)技術(shù)和系統(tǒng)研究還不成熟。在木質(zhì)纖維素降解的前期需要一些預(yù)處理，消除原料的抗酶解屏障，提高酶的作用效率。目前在纖維素預(yù)處理的技術(shù)工藝和設(shè)備的連續(xù)化操作方面還有待提高。

此外，纖維素酶的成本居高不下也是一大掣肘。據(jù)袁其朋介紹，盡管國內(nèi)一些企業(yè)和科研單位在開發(fā)一些廉價的纖維素酶，但是現(xiàn)在應(yīng)用效果較好的還是國外產(chǎn)品。目前，諾維信等國際大公司的產(chǎn)品占據(jù)著包括纖維素酶在內(nèi)的絕大部分工業(yè)酶制劑的市場份額。

顯而易見，生物基化學(xué)品的產(chǎn)業(yè)化前景與石油產(chǎn)品的價格息息相關(guān)。在現(xiàn)階段的油價下，單純發(fā)展生物能源產(chǎn)品還缺乏市場競爭力。

袁其朋認(rèn)為，在現(xiàn)階段，如果產(chǎn)品體系設(shè)計合理的話，隨著技術(shù)的逐漸成熟，生物質(zhì)進(jìn)行綜合利用聯(lián)產(chǎn)生物基化學(xué)品，將具有一定的產(chǎn)業(yè)化價值。以玉米芯為例，將玉米芯用于生產(chǎn)木糖醇，廢渣進(jìn)行水解后可以生產(chǎn)生物化學(xué)品，如2，3-丁二醇、1，4-丁二醇等化工產(chǎn)品。這些產(chǎn)品售價較高，技術(shù)路線打通后應(yīng)該會具有很好的市場前景。

“另外，木質(zhì)纖維素原料中木質(zhì)素的含量很高，目前這些木質(zhì)素基本都被燃燒或者廢棄。如果以木質(zhì)素為原料，通過生物技術(shù)生產(chǎn)化學(xué)品，實現(xiàn)生物質(zhì)的吃干榨盡，可以降低生物制造成本，加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。我國在這方面的研究也應(yīng)該加強(qiáng)?！痹渑笳f。

據(jù)悉，我國的第二代纖維素乙醇和聯(lián)產(chǎn)生物化學(xué)品工藝已經(jīng)開始走出實驗室。作為國內(nèi)首家獲得國家正式批準(zhǔn)的纖維素燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)，龍力生物目前已形成以玉米芯—低聚木糖/木糖醇—纖維素乙醇為主線的產(chǎn)品鏈，并將投資9000萬元建設(shè)年產(chǎn)4000噸酶解木質(zhì)素項目，謀劃燃料乙醇和木質(zhì)素聯(lián)產(chǎn)工藝。此外，濟(jì)南圣泉集團(tuán)和松原吉安生化丁醇等企業(yè)的生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)項目也已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。

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