生物基化工品(下)| 各产业链发展现状解读,化工巨头如何布局细分赛道?
生物基化工品产业链是传统的农业产业链与化工产业链融合发展的交叉领域。在上游原料端,目前生物基化工品使用的生物质以粮食为主,是农业活动的主要产品,产业发展成熟;除粮食外的非粮生物质获取也主要依靠农业活动,所以上游原料部分产业发展相对成熟。中下游化工产品,经过长期发展,已形成丰富的产品系列,是现代社会赖以生存和发展的重要支柱。
目前从农业生物质原料向化工产品的转换是限制生物基化工品发展的主要环节。如何经济高效的进行化学“初”产品生产是生物基化工产业发展的核心关注点。
本系列文章聚焦生物基化工品市场发展趋势。上一篇文章重点回顾了国内生物经济政策及技术路径,本篇文章我们将对国内外生物基化工产业发展进行分析、解读。
各产业链环节发展情况
生物质原料向化学“初”产品转化过程的限制因素主要包括两个方面。首先是转换方式的可行性,生物质原材料向化工品的转化与传统化工路线不同,需要通过科研攻关找到可以实现生物质向目标化工品转化的工艺路线。其次,需要提升工艺路线的经济性,在不考虑碳税等其他因素影响下,只有当生物基工艺生产的化工品与化石原料工艺生产的化工之间成本差距少于20%时,生物基化工品才具备在市场中大规模对化石原料生产的化工产品进行替代的条件。
具体分产业链不同环节来看。在上游生物质原料端,以粮食为原料进行工业品的生产会带来“与民争粮”的问题,所以目前欧美和中国等主要生物基化工品生产国及地区正在推动生物质原料从粮食向非粮食的转化。
以生物基化工品市场发展较好的欧盟为例,其生物质原料目前仍主要为传统粮食作物,以植物油和淀粉为主,两种合计占生物质原料的50%以上。但其目前正在鼓励产业界将原料从粮食作物向森林来源和农业来源的木质素方向拓展,根据各地区具体情况,灵活采用不同的非粮生物质来进行生物基化工品的生产。目前欧盟地区生物质化工品的原料结构中,废弃农林生物质的占比已经达到近20%。

在生物基化工品生产端,由于其独特的产业链现状,产业中的企业可以大致分为三大类:平台型企业、生产型企业和产品型企业。
平台型企业在产业链中主要聚焦在工程菌种的培育和发酵工程、分离提纯相关的核心技术研发方面,依靠为其他实体提供技术服务和进行工艺技术的转让实现盈利,典型企业有清大智兴。
生产型企业大多较为传统,通过引入相关技术,实现其生产产品由传统化石原料路线向生物质原料路线的绿色转化,典型企业如泰国SGC。通过引进巴西Braskem建立合资公司,利用其生物质乙烯生产工艺,在泰国开展生物质乙烯及下游聚乙烯和EVA产品的生产。
产品型企业,其特点为全流程参与某类产品的全生产过程,从最前端的工程菌种的研发,到发酵工艺和生产工艺的优化,一直到最后产品生产和销售,目前该类企业具备较好的企业估值和盈利能力,典型企业如凯赛生物、蓝晶微生物等。
终端应用领域发展情况
在生物基化工品终端应用方面,目前最大下游应用领域为生物燃料,占包括农化、表面活性剂等在内的消费领域的40%以上。主要由于这一领域对于产品品质要求较低,且是减少碳排放最重要的领域。其次为农化领域和日化领域等与大众接触较多,且生物基产品具备天然优势的应用领域。

在附加值相对较高的化妆品领域,目前主要的化妆品生产企业都推出了从传统化石原料化工品向生物基化工品转化的计划。欧美已经有大量的化妆品企业发布了具体的行动方案,主要因为这一行业本身拥有的对自然、绿色、健康的追求特质,同时其较高的利润空间使其具备使用成本较高的生物基化工品的客观条件。
2020年,欧莱雅对外发布了全新的可持续发展计划“L'Oréal for the future”,其中特别提到:到2030年,欧莱雅旗下产品包装的塑料100%源自回收或是生物基材料;在具体操作方面,欧莱雅与韩国第二大炼油商GS Caltex达成战略合作伙伴关系,GS Caltex将为欧莱雅开发并供应生物基化妆品成分;与加州大学伯克利分校Bakar实验室达成合作,将携手推进生物基成分化妆品的产品开发和测试;与意大利生物塑料制造商Novamont共同打造了生物基BDO(1,4-丁二醇)项目。
另外两家全球知名的奢侈品和化妆品企业LVMH和COTY也在生物基产品的使用方面进行了布局。2023年1月,LVMH集团与陶氏化学合作,计划将生物基和循环塑料整合到LVMH的产品中,加速可持续包装在LVMH旗下香水和化妆品产品中的应用;COTY集团宣布与生物技术公司 LanzaTech 建立合作关系, 共同开发用回收碳制造的高纯度可持续乙醇。
这些大型企业的绿色转型已经开始,但部分中小型的化工品企业的步伐转型更加激进。Youthforia宣称其所有化妆品都不含化石燃料及衍生成分,Youthforia的产品遵循绿色化学原则,其配方中至少90%是来自生物质,并已经通过了美国农业部的“bio Preferred“计划的认证。
观点
生物基化工品行业的发展仍处于初期,但是其已成为化工行业绿色转型、实现“碳达峰和碳中和”目标的重要手段之一,未来的发展前景已经被行业普遍认可。总体来看未来中国生物基化工品行业的发展呈现四个主要的特点:
1
政策驱动
在推动“碳达峰和碳中和”的过程中,传统化石原料路线向生物基路线的转变将成为必不可少的“减碳”手段,更是二氧化碳循环利用的重要途径。随着《“十四五”生物经济发展规划》和《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》的发布,中国政府在政策端对生物基化工产业发展的支持已经非常明确,随着各省政策的陆续出台和目前化工行业大宗产品的竞争陷入“红海”,中国化工行业亟需找到绿色转型的新发展道路以实现产业链的升级。
2
技术支撑
生物基化工品行业的发展需要相关技术的有力支撑,包括基因编辑和导入的技术、菌种选育的技术、发酵工程的技术、分离纯化的技术等多方面技术的发展。随着产业的快速发展,核心技术能力在竞争中将占有更加重要的位置,特别是工程菌种的持续优化和分离纯化技术的不断提升,对于降低生物基化工品的的生产成本,提升竞争力发挥着重要的作用,也是未来生物基化工品对化石基化工品进行替代的重要前提。
3
市场拉动
预计在未来10年的时间里,将有20%以上的传统化石基化工产品被生物基化工品取代,截止2022年,该替代率只有5%左右,未来市场空间巨大。
4
抢占先机
目前巴斯夫、陶氏、阿科玛等化工巨头纷纷在生物基化工品行业进行布局,推动其产品绿色可持续发展战略。
以巴斯夫为例,其已经在高分子材料、涂料、助剂等多个领域开始了生物基化工品的布局。在高分子材料领域,巴斯夫开发了生物基的TPU和聚酰胺材料,生物基TPU材料的生物质含量达到40%以上(按ASTM D6866标准),巴斯夫利用这一材料和鞋类设计公司Maddy Plant合作生产了概念运动休闲鞋“MADGAMMA – Intertekk Saturn”。工程塑料方面,巴斯夫开发了以蓖麻油为原料生产的PA610和PA113D等生物基特种尼龙产品。涂料领域,巴斯夫在2017年与科思创及奥迪合作开发了第一款以生物基固化剂为原料制作的汽车清漆,2022年12月, 巴斯夫经REDcert²认证的生物质平衡汽车涂料—— ColorBrite® Airspace Blue ReSource色漆产品在中国首发,同时巴斯夫涂料位于上海漕泾的树脂工厂、位于闵行和漕泾的涂料工厂也获得了生物质平衡认证。
生物基化工品作为化工这一传统行业中的新兴领域,能够在合适的行业发展阶段进行布局,对于企业未来的发展有重大的意义。特别是中国众多的大宗化工品生产企业,在激烈的“红海”竞争中需要找到一条未来的差异化发展道路,生物基化工品将是其可以考虑的重要方向之一。