中石化为何频繁布局生物基新材料？

财富 2024-10-14 11:30 上海

2024年9月20日，中石化化销华中首次打通了中原石化生物基聚烯烃产品销售流程，成功实现了国内首款生物基聚烯烃产品的破冰销售。近期，中石化频繁发布了关于生物基新材料方面的战略信息，其中包括生物基新材料的项目投建、与相关企业的战略合作，以及在生物基新材料领域的技术突破等。

为什么中石化及国际巨头都在积极布局生物基新材料？生物基新材料能否成为未来的主流发展方向？

一、中石化都布局了哪些生物基新材料？

2024年初，中石化通过其石科院承担了“高端聚酰胺材料制备关键技术研发与产业示范”重大科技项目。该项目聚焦尼龙新材料产业高端化、差异化发展，从生物基原料氨基酸出发，生产高端聚酰胺聚合单体，助力中石化聚酰胺产业转型升级和高质量发展。

2023年9月份，中国石化启动“生物基单体与材料关键技术开发”重大科技项目，该项目由中石化（大连）石油化工研究院有限公司牵头，诸多中石化下属公司和企业参与，针对非粮原料供应不足、关键单体产业化技术亟待突破、产业支撑体系有待健全等问题，旨在突破非粮生物基材料产业“卡点”，逐步实现重点生物技术产业化示范，为中国石化争当国家非粮生物基材料产业链链长提供技术支撑。

早在2009年中石化就成功开发出具有自主知识产权的生物航煤生产技术，并于2011年首次生产出合格生物航煤。2022年，中石化开发的我国首套10万吨/年生物航煤工业装置在镇海炼化进行首批规模化试生产。2024年，中石化与道达尔能源公司签署合作框架协议，共同开发可持续航空燃料产能。

在很早之前，中石化还顺利完成了6万吨/年 PBST（生物可降解聚酯材料）生产装置工艺包和顺酐加氢催化剂及 2 万吨/年顺酐加氢制丁二酸成套技术工艺包的工程设计，这标志着中国石化形成了生物可降解材料 PBST 从原料、聚合工艺、材料加工应用到分析表征的完整技术研发链和价值链。目前利用该工艺包已经开发出生物可降解膜袋料、注塑料、纤维料、发泡料等多种产品，可帮助加速生物可降解材料的推广与应用。

另外，关于中石化在其他生物基领域的布局，还包括：中石化三井化工生产的首批经ISCC PLUS认证的生物基苯酚产品已经交付国内客户；中石化中原石化成功打通生物轻油到生物基聚烯烃产品的试生产；中石化目前正在对生物基呋喃二甲酸/己二酸/乳酸等重要生物基高分材料进行技术研究和创新；中石化通过与阿姆斯特丹大学合作的生物基刚性聚酯取得重要进展等。

平头哥认为，中石化在生物基行业作出的战略决策不胜枚举，也体现了中石化的战略布局考虑，和推动绿色低碳转型的积极努力。

二、国际化工巨头也在频繁布局生物基新材料？

平头哥看到，中国生物基的发展较国际化工巨头落后一些。国际企业在很早就开始布局生物基新材料，目前已有诸多生物基新材料产品推出，在市场中也颇受好评。如巴斯夫的ecovio和Haptex系列生物基材料，可以应用在咖啡胶囊、聚氨酯、汽车用材料等领域，目前在全球多个地区通过了相关认证，得到了消费市场的认可。另外，陶氏推出的NORDEL™REN EPDM系列产品，这是一种生物基橡胶材料，目前已广泛应用在汽车、基础设施、消费等多个领域。

根据不完全统计，巴斯夫目前产品数量达到数千种，其中约有五分之一为生物基材料。陶氏化学、帝斯曼、杜邦、三菱等企业，目前也都在积极加大生物基材料的应用拓展，旨在抢占生物基材料市场的发展先机。

为什么国际巨头都在积极布局生物基材料？总结起来可能有几方面的原因：

第一是关于碳平衡的需求，欧洲及北美都在要求化工企业实现碳平衡，生物基是提高碳配额、实现碳平衡的关键方式之一，也能为企业带来额外的碳汇收入。

第二是生物基材料具有一定的原料供应优势，大多来自于可再生的植物资源，在一定程度上可以跳出石化来源太过集中的限制。

第三是生物基材料在性能上已经能够比肩同类石油基材料，展示出替代石油基材料的潜力。

第四是生物基技术研发空间巨大，而石油基材料已经过数百年的发展，其技术水平已经比较成熟，进步的空间相对有限。

表1 国际巨头在生物基领域的重要战略布局

三、生物基新材料是否是企业长远期发展的关键战略方向？

要想了解这个问题，需要考虑：第一、生物基新材料现在或未来能赚钱吗？第二、生物基新材料未来的技术发展空间还有多大？第三、未来消费市场会有多少体量能够被生物基材料来替代？

1、生物基新材料能赚钱吗？

目前来看，大部分生物基产品的生产成本居高不下，较之同类石化基产品没有优势。少数部分采用粮食为原料的生物基，可能略好一些，但也存在与人争粮的问题。随着技术进步，生物基材料的盈利空间可能会逐步提升。

根据业内的评估，以年产10万吨的生物基新材料为例，若其其平均利润率在15%左右，也得3-5年才开始出现盈利，而目前绝大部分生物基材料是达不到这样的盈利水准的。不过总体来说，从政策、资源性、低碳低能耗方面，生物基材料都是具有一定的发展前景，是值得进一步研究的方向。

2、生物基新材料未来的技术发展空间还有多大？

平头哥认为，目前生物基新材料产品种类还不算多，可以工业化的产品更少，技术上较之石化基来说还比较稚嫩，但上升的空间是很大的。

根据相关资料显示，目前生物基新材料的技术研发方向，主要集中在以下几个方面：

一是原料多元化的技术研究，目前生物基材料主要基于粮食原料，但由于资源限制，非粮生物质原料的利用正在成为发展的重点。这包括大宗农作物秸秆及剩余物等，以减少对粮食资源的依赖。

二是技术突破带来的成本突破，如低浓度产物的高效提纯分离和生物基聚合物合成等，仍需进一步突破，以提升产品性能和降低成本。

三是技术突破带来的消费市场拓展，如从高附加值的食品饮料、个护化妆品到大宗化学品的规模化应用等。

3、未来消费市场有多少体量可以被生物基材料替代？

平头哥认为，生物基对石油基为主的市场取代进程，可能不会特别快速。在中短期，能取代一小部分石油基市场就很不错了。

据美国《生物质技术路线图》预测，到2030年生物基化学品将替代25%的有机化学品和20%的石油燃料，预估中国将会有近2000万吨的可替代潜力。

据欧盟《工业生物技术远景规划》预计，到2030年生物基原料将替代6%-12%的化工原料，精细化学品的30%-60%将由生物基制造。

据济合作与发展组织（OECD）预测，未来十年至少有20%、约8000亿美元的石化产品可由生物基产品替代，目前替代率不到5%，缺口近6000亿美元。

图1 不同机构对于未来生物基替代率的预测对比

平头哥认为，技术的发展日新月异，未来我们的产品来源丰富多彩，不一定就仅仅是石油基、煤基、气基、生物基，可能还有很多我们目前想象不到的来源。而生物基新材料一定是其中一种比较有潜力的产品，目前也已经有了一些成果，大企业提前做一些布局是不错的选择。

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