【生物基能源与材料】获悉，近日，全球合成橡胶龙头Zeon（瑞翁）与横滨橡胶合作建设的生物基丁二烯（基于植物乙醇）生产中试工厂启动建设，该项目计划于 2026 年投产，并于 2034 年实现商业化。

图片来源：Zeon

丁二烯是全球用量最大的橡胶原料，丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）等多种合成橡胶的核心单体均有丁二烯。

丁苯橡胶：苯乙烯-丁二烯橡胶，苯乙烯25%-30% + 丁二烯70%-75%

优点：抗湿滑性好、加工性佳、价格较低

缺点：滚动阻力高、耐低温性差、耐磨性中等

顺丁橡胶：即顺式1,4-聚丁二烯橡胶，1,4-丁二烯>95%

优点：耐磨性顶尖、弹性极佳、滚动阻力低

缺点：抗湿滑性差、拉伸强度低、加工难度大

丁苯橡胶和顺丁橡胶在全球通用合成橡胶中，产能分别排名第一（680万吨/年）和第二（520万吨/年）。

丁苯橡胶和顺丁橡胶均大量用于汽车轮胎，丁苯橡胶主要用于胎面（高抗湿滑）、胎侧（抗撕裂），顺丁橡胶更多用于胎面基部/胎肩（低生热、高耐磨）。

作为用量最大的橡胶原料，丁二烯已成为橡胶行业实现减碳的“必选项”，全球多家知名合成橡胶和轮胎企业正在布局生物基丁二烯，且多数以乙醇作为原料：

• 2021年5月，全球塑料、胶乳和合成橡胶生产商盛禧奥（Trinseo），联合俄罗斯莫斯科的ETB催化技术公司以乙醇为原料，采用多官能催化剂技术，生产生物基丁二烯以生产绿色轮胎。

• 2024年1月，米其林宣布开设“第一个工业规模”的生物基丁二烯生产示范工厂。该项目旨在开发利用生物乙醇生产丁二烯并将其商业化。

  点击了解详情：米其林开设生物基丁二烯生产示范工厂

• 2024年1月，奥地利OMV与波兰Synthos这两家行业巨头合作，计划在2030年前长期合作，利用棕榈脂肪酸馏出物（PFAD）和食用油作为原料生产可持续丁二烯，进一步用于制造高性能轮胎。

  点击了解详情：欧洲两巨头合作生物基丁二烯，用于橡胶轮胎

• 2025年2月，普利司通与材料巨头ENEOS及EPC代表企业JGC控股集团合作，突破生物乙醇到生物基丁二烯技术，加速生物基合成橡胶轮胎的商业化步伐。

  点击了解详情：三大巨头联手推进生物基合成橡胶轮胎商业化

不难看出，以上多数企业采用乙醇作为原料生产生物基丁二烯。

以“不求第一，但求唯一”为理念的瑞翁，在本次中试项目建设过程中，选择了布局两大技术路线：

路线一：乙醇高效合成丁二烯（化学催化，与AIST协作）

与AIST协作的乙醇催化转化丁二烯路径。常采用酸碱双功能催化剂（如MgO-SiO₂、Zr基材料），通过耦合乙醇脱氢、缩合、脱水反应实现一步法制备丁二烯。难点在于催化剂积碳问题导致运行周期受限，需频繁再生，同时高纯度乙醇成本与含水乙醇预处理能耗之间的矛盾，仍是经济性优化的主要障碍。

路线二：生物法直接合成（生物制造，联合东京科学大学和RIKEN）

依托酶催化或微生物代谢体系，直接从糖类或丁二醇生物合成丁二烯。难点在于酶催化易产生丙烯等副产物，选择性调控难度大；代谢路径复杂性和工程菌培养成本高的问题，导致目前仅停留在实验室或小试阶段。此外，规模化生产中产物分离纯化效率与代谢通量控制，仍是突破产业化的核心瓶颈。

此次瑞翁和横滨橡胶合作的中试装置将验证新型高效催化剂对生物基乙醇转化丁二烯的效能。

瑞翁将利用该装置生产的丁二烯制备聚丁二烯橡胶原型产品，横滨橡胶则将其用于轮胎试制与路试等关键数据的采集，推动合成橡胶在轮胎行业的碳中和应用。

此次生物基丁二烯中试项目标志着日本在非石油基合成橡胶领域的关键突破，通过跨产业链协同创新，加速生物基弹性体商业化进程。

项目预计2030年完成工艺验证，2034年实现产业化，届时将为全球轮胎行业减少石油依赖、推进碳中和目标提供创新解决方案。

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