生物基产业进展 | 赢创

目前，用于生产化学品的原料中，近90%来自原油、天然气和煤炭等化石燃料。几十年来，这些能源一直是化学工业的支柱。它们提供生产中间化学品所需的初始原材料，并通过制造工艺最终生产出构成现代社会和经济不可或缺的各类下游产品。随着全球人口增长和工业化进程的推进，对消费品、农产品和技术进步的需求不断增加，化石原料无疑将继续发挥重要作用，预计在可预见的未来，其需求量还将持续增长。

然而，对化石原料的依赖并非没有挑战。这些材料的开采和加工会导致温室气体排放、空气和水污染以及生态破坏。全球约6%的二氧化碳当量排放量来自化学工业。此外，化石资源的有限性引发了人们对其长期可持续性和供应安全的担忧。价格波动和地缘政治紧张局势加剧了这些问题，这些因素可能扰乱供应链并影响市场稳定。

监管层与自发力量正在结合，共同推动从化石原料向更可持续的替代品的转变。《欧洲气候法》、美国联邦可持续发展计划和ISO净零排放指南等倡议都要求使用可再生能源，为生物基技术开发提供财政激励，并执行更严格的环境法规。因此，许多化学公司正在制定宏大的可持续发展目标，以减少排放并增加对生物基和可循环原材料的使用。与此同时，随着越来越多的人优先考虑环境责任并愿意为环保产品支付溢价，消费者对可持续产品的需求也在不断增长。

虽然目前化学工业可能以化石能源为基础，但其未来将受到工业对多样化原料日益增长的需求、监管压力以及不断变化的消费者需求的影响。因此，我们预计去化石化将得到更广泛的应用，生物基原料的使用也将得到扩展——而催化剂将在其中发挥至关重要的作用。

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脱碳还是去化石化？

可持续的化学工业并不一定需要全面的“脱碳”，因为大多数化学品本身就含有其结构所必需的碳原子。然而，通过使用替代性非化石碳源（例如可重复使用的塑料废物和可再生的生物基原料）替代化石原料，可以显著降低化学工业的碳排放，从而促进向净零排放化学工业的转型。

尽管去化石化至关重要，但它仍面临诸多重大的障碍和挑战，阻碍了其广泛实施。这些障碍和挑战包括：开发和推广非化石能源替代品的技术限制；与廉价化石燃料相比，非化石能源的经济成本较高；以及非化石材料复杂的供应链问题。此外，法规不一致、支持性政策缺乏，以及需要提升市场对非化石产品的接受度和消费者需求，这些都进一步加剧了转型的复杂性。

脱石化虽然带来挑战，但也为创新和开发新产品和新工艺提供了机遇，从而开拓新市场并促进增长。生物基原料已成为脱石化的关键组成部分，吸引了越来越多的关注，并为技术进步做出了巨大努力。

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生物基原料：现状

生物基原料是源自生物来源的可再生原材料。它们通常分为三大类：

第一代，源自玉米、甘蔗和大豆等传统食用作物。

第二代，指非食用纤维素作物、农业、森林和市政的残留物或废物。

第三代，来自非传统生物，通常是非陆地来源，如藻类。

这些多样化的来源提供了灵活性和利用本地资源的潜力，从而减少对进口化石燃料的依赖。化工行业可以将生物基原料整合到现有的生产工艺中，或根据不同的难易程度，开发专门针对这些材料的新工艺。

由于第一代生物基原料的化学成分已得到充分研究，且加工技术成熟，因此其利用相对简单。以这些原料为原料的多种生物基产品已投入商业化生产。例如，NatureWorks 利用玉米淀粉生产用于生物降解塑料的聚乳酸 (PLA)；Raízen 利用甘蔗（一种成熟的生物燃料）生产生物乙醇；Braskem 利用甘蔗乙醇生产生物基聚乙烯。尽管这些生物基产品已广泛应用，但目前仅占整体市场的一小部分。虽然第一代生物基原料在推动生物燃料行业发展方面发挥了重要作用，并且对当前的生产至关重要，尤其是在东南亚等地区，但人们仍在不断努力优化其利用，同时提高可持续性。

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催化的必要性

随着生物基原料的不断更新换代，由于其本身成分复杂，其利用难度也随之增加。值得注意的是，这些原料有助于缓解粮食竞争并利用废弃物，从而带来更大的环境效益和未来潜力。

在第二代生物基原料领域，赢创催化剂业务部门利用醇盐催化剂，从废弃油脂（例如废弃食用油或动物脂）中生产可持续生物柴油燃料，取得了显著成功。非食品纤维素作物和农业/林业残留物，由于纤维素和木质素含量高，在用于生产呋喃基化学品和材料等高附加值生物产品时，通常需要更复杂、更昂贵的分解和转化工艺。因此，该解决方案需要催化剂制造公司、关键行业利益相关者以及整个价值链上的企业积极合作，共同促进这些非食品生物质衍生化学品和材料的工业规模生产和应用。

第三代生物基原料面临的挑战更大。需要考虑的因素包括优化藻类生长条件、高效收获、经济高效的转化工艺、扩大生产规模等等。

应对这些挑战需要持续的、在某些情况下甚至是颠覆性的技术创新。通过利用先进的催化工艺，该行业可以更高效、更经济地优化生物基原料向高价值产品的转化，从而提高可扩展性和经济可行性。赢创专注于生物基原料，持续优先研发催化剂创新，以提高将可再生资源转化为高价值产品的效率和可持续性。

赢创的新一代催化剂通过推动更高效、更可持续的生产方式，助力流程工业实现去化石化。公司的醇盐催化剂产品组合有助于降低能耗和碳足迹，并通过提高选择性和产量来优化资源效率，从而最大限度地提高生物柴油产量，同时最大限度地减少浪费。这些催化剂还促进了替代原材料的使用，以减少对化石燃料的依赖，使生物基原料能够转化为有价值的燃料、化学品和材料，从而实现更高的循环利用率。

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结论

化石燃料是一种可耗尽的资源，对环境和经济构成了重大挑战。化工行业正努力减少对化石燃料的依赖，而生物基原料则提供了一种可再生且可持续的替代方案。理论上，这些替代原料的生产和使用可以无限期地持续下去。然而，要提高其应用率，财政激励、持续创新和强有力的合作必不可少——就像历史上对化石燃料行业的支持一样。这种转变既是环境的必然，也是为整个行业提供未来保障的战略机遇。

原文来自：Ju Zhu，赢创催化剂

https://www.biobased-diesel.com/post/defossilizing-chemical-production

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