化石能源的利用大大促進(jìn)了物質(zhì)文明的發(fā)展，但其大量使用帶來的資源、能源與環(huán)境危機(jī)，正向人類社會發(fā)起新的挑戰(zhàn)，人們期待未來將有一種新的生產(chǎn)模式及生活方式的變革。中國工程院院士、南京工業(yè)大學(xué)教授、國家生化工程技術(shù)研究中心主任應(yīng)漢杰提出，發(fā)展“陽光經(jīng)濟(jì)”（生物經(jīng)濟(jì)）是緩解人類社會危機(jī)的重要解決方案，生物技術(shù)成為繼信息技術(shù)之后各國競相發(fā)展的新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)技術(shù)。

 

近年來，世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛聚焦生物制造產(chǎn)業(yè)，制定相關(guān)政策，積極布局生物制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)。歐盟的《工業(yè)生物技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃》提出，到2030年，生物基原料將替代6%~10%的化工原料，30%~60%的精細(xì)化學(xué)品將由生物基獲得。美國的《生物質(zhì)技術(shù)路線圖》指出，到2030年生物基產(chǎn)品將替代25%的有機(jī)化學(xué)品和20%的化石燃料。

 

相比通過碳捕集等方法對二氧化碳直接利用，生物制造則是通過生物質(zhì)間接利用二氧化碳，以碳利用、碳減排、碳置換、碳匯聚的方式降低碳排放量，為人類生活提供更加高質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)和生存環(huán)境，推動“農(nóng)業(yè)工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)綠色化”，促進(jìn)新業(yè)態(tài)向綠色、高效、高值化方向發(fā)展。

 

根據(jù)世界經(jīng)合組織（OECD）的統(tǒng)計，2018年全球大約3%的化學(xué)品來自生物制造，預(yù)計2030年約35%的碳基化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品來自生物制造，2060年將達(dá)到50%以上。應(yīng)漢杰表示，生物制造將為化學(xué)品和材料的綠色制造開辟新的原料和路線，賦能傳統(tǒng)化工產(chǎn)品及生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)型升級，有利于碳中和。

 

例如，“三烯三苯”是傳統(tǒng)工業(yè)中重要的基礎(chǔ)原料，可通過生物制造過程獲得。而生物反應(yīng)過程中的乳酸、糠醛、琥珀酸、衣康酸、丙烯酸、己內(nèi)酰胺等平臺化合物，可衍生大量石化下游產(chǎn)品。

 

乙烯是產(chǎn)量最大的基本化工原料，是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心。目前全球主要生物基聚乙烯生產(chǎn)商，例如巴西的Braskem、美國的杜邦、沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司、日本的三菱等，逐步開設(shè)了生物乙烯工廠及制備生物基聚乙烯的生產(chǎn)工藝。相比傳統(tǒng)化學(xué)工藝，甘蔗—乙烯技術(shù)可減少約60%的能耗和40%的溫室氣體排放；生物基1，4-丁二醇（BDO）可減少超過70%的溫室氣體排放；纖維素基聚羥基脂肪酸酯（PHA）對溫室氣體減排的貢獻(xiàn)甚至超過90%。生物乙烯大規(guī)模生產(chǎn)的成功，為乙烯的制造提供了新的可再生原料和新的生產(chǎn)方法，為傳統(tǒng)化工的可持續(xù)發(fā)展提供了最有希望的樣板。

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