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生物尼龍是新的環保概念:一家公司如何發展價值100億美元的市場

2020年03月25日 星期三 來源:PUWORLD獨家發布 我來說兩句 保存為書簽

環球聚氨酯網訊:當我們想到生物技術時,很容易想到藥品。甚至更廣泛的術語“生物經濟”也隻能讓人想到諸如農業,林業和糧食之類的東西。

但是,對生物經濟最好的解釋是將生物質材料變成一種產業,將植物變成產品。今天所謂的生物經濟構成了20世紀之前我們大部分的經濟,當時石油化學和合成化學產生了一種革命性的材料,在全世界範圍內無處不在:塑料。

在21世紀,消費者對產品的需求與日俱增,以反映其更可持續的價值和生活方式。化學合成正在被生物合成所取代,(使用與釀造葡萄酒,麵包或康普茶的相同發酵方法)生產的工程有機材料現在可以成為製造鞋,汽車和地毯的基材。

現在隻有一個難題:哪些生產者具有領導這場生物製造革命的遠見?

最近,一家名為Genomatica的生物工程公司達到了一個裏程碑,可以概括從化石燃料到生物學的這種轉變。 Genomatica宣布已使用可再生發酵方法工業化生產了尼龍6的大量化學原料。

為什麼生物尼龍很重要?

首先,這是一個經濟機會。全球尼龍產業價值100億美元,是一個巨大的潛在市場。尼龍在1940年代作為長襪中的紡織纖維而聞名。如今,從衣服到包裝,尼龍無所不在。

其次,這是環保的需求。與當今大多數塑料生產一樣,尼龍6通常從原油中提取。在這種情況下,己內酰胺分子由原油精製而成,並製成尼龍。每年,世界生產500萬噸尼龍6,這導致大約6000萬噸的溫室氣體排放。生產尼龍會產生一氧化二氮,這是一種比二氧化碳強300倍的溫室氣體。製造尼龍還需要大量的水和能源,進一步加劇了環境惡化和全球變暖。

Genomatica使用合成生物學方法改造了微生物,以100%可再生的方式發酵植物糖以生產己內酰胺,從而生產尼龍。 Genomatica的首席執行官Christopher Schilling認為,這對企業和地球都是有益的。

Schilling說:“這其中一個概念就是,為了可持續發展,我們必須找到全新的材料。”但是他相信,通過用生物方法生產通常從化石燃料中獲得的化學前體,Genomatica可以對可持續性產生更大,更迅速的影響。 “隨著該產品的規模不斷擴大,經濟效應越來越明顯,我們的客戶會開始自問:為什麼我們會采購化學合成尼龍?”

知名品牌正走向生物化

Genomatica希望通過與世界最大的尼龍生產商之一Aquaqua的合作,向H&M,Vaude和Carvico等品牌提供可持續的尼龍。 Aquafil的ECONYL尼龍品牌采用了舊的漁網,紡織廢料和其他形式的尼龍廢料,並將其轉變為與原始原料一樣好的新紗線。 Aquafil將再生過程視為時裝和家具行業的新機遇,同時也是保護環境的一種方式。

“對我們來說,與消費者品牌建立真正的聯係非常重要。” Schilling說。作為技術創新者,Genomatica認為產品的成功取決於在價值鏈的各個方麵是否被接受。為此,Aquafil是最佳的合作夥伴,“消費品牌可以抓住機會並與顧客分享我們偉大的故事,並最終獲得成功。”

Schilling說,最初生產的一噸化學前體是一個小而重要的裏程碑,下一個目標是達到每年30,000-100,000噸的商業規模水平。

生物尼龍的可持續發展先驅

Schilling說:“真正使Genomatica與眾不同的是我們的擴展能力,知道從構思到商業實現的所有方法。”

尼龍是Genomatica上市的第三種大型合成生物學產品,其在該領域的經驗必將有助於加速從實驗室到市場的過渡。

Genomatica的第一個重大成功是1,4-丁二醇,俗稱BDO。這種化學物質用於製造塑料,彈性纖維和聚氨酯,從塑料袋到氨綸都可以找到。全球每年生產約250萬噸的BDO,每噸約2,000美元,市場規模達數十億美元。

2012年,Genomatica通過在商業規模上生產具有成本競爭力的發酵工藝的生物基BDO,實現了化學工程領域的突破。 Bio-BDO是100%基於生物的且可生物降解的,可用於運動服裝,跑鞋,電子產品和汽車應用。

第二個成功的項目是一種名為1,3-丁二醇的化學品。很少有人意識到這一點,但我們的許多日常個人護理和美容產品都來自原油。在2019年初,Genomatica宣布了第一批商業化生產的Brontide(其化學品的商標名稱),它是用天然植物糖製成的。隨著越來越多的人努力選擇符合我們個人價值觀的產品,使用Brontide而不是化石燃料衍生物製造的產品為消費者提供了對環境更友好的選擇。

綜上所述,現在有生物基替代品可用於製造從燃料到電子產品,從鞋到化妝品的所有化學品。這也提醒我們,我們在日常生活中對石化產品的依賴程度。

生物基化學材料是不可避免的嗎?

“在性能方麵,我們的首要目標是確保該材料提供與傳統或石油來源的尼龍完全相同的性能。這就是我們在BDO和丁二醇中所做的。” Schilling解釋道,“當您擁有這些龐大的現有市場時,必須確保達到相同規格化學材料能提供相同的質量。”

與化石材料相比,基於生物的替代品可以提供另一個優勢:在某些情況下,它們的性能更好。例如,重金屬是從原油中加工提取丁二醇的催化劑。在最終產品中,殘留有少量的重金屬。 Schilling說:“通過生物製造,我們不需要催化劑,也不需要化學處理也可以非常有效地達到不同的純度。”

對於物質前體采取可持續的,基於生物的方法的論點是有力的。通過相對簡單的發酵過程,生物學一次又一次地表明,它可以生產一切石油基產品,從而提供關鍵化合物的精確,可再生的生產。生物基己內酰胺是另一種證明。

一直以來,症結在於行業采用率很低。價值鏈中的行業領導者需要尋找並支持可持續和可再生生物基組件的擴展,以加快將其集成到各種最終產品中的速度。消費者需要它們,製造商可以使用它們,最重要的是,地球需要它們。

 
 
 

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