巴斯夫看好的生物基BDO到底有多香？

9月20日，巴斯夫发布消息称，将从嘉吉公司（Cargill）和汉姆股份公司（HELM AG）合资组建的企业Qore^® LLC（以下简称Qore）获得生物基 1,4-丁二醇（BDO）QIRA^®的长期使用权。巴斯夫和 Qore 已就此达成协议。Qore 将在嘉吉位于美国爱荷华州埃迪维尔的生物技术园区和玉米精炼厂生产生物基丁二醇。巴斯夫将扩大现有丁二醇衍生物的产品组合，例如聚四亚甲基醚二醇（聚四氢呋喃，PolyTHF）和四氢呋喃（THF）的生物基种类。首批商品预计将于 2025 年第一季度面市。

生物基BDO是由纤维素或淀粉等生物原料通过水解产生的葡萄糖通过特殊的酶发酵形成的。由于可持续化发展和节能减碳成为国内乃至全球范围内工业发展的主要趋势，生物基BDO也成为行业风口受到业者广泛关注。据相关数据报道截至2020年，全球生物基BDO市场规模估算达到1.91亿美元，预计2030年将达到3.93亿美元，2021—2030年复合年均增长率为7.5%。Qore以QIRA品牌生产生物基BDO，QIRA是通过从玉米中提取的植物糖发酵制成的，其质量与同规格的化石基BDO相同。

Qore首席执行官Jon Veldhouse表示：“QIRA是一款完美的产品，一款使行业能够快速、无缝地转向更可持续的替代品。与化石基BDO相比，QIRA的BDO衍生物具有相同的物理和技术特性，并且产品的碳足迹 (PCF) 可减少86%。”

一步法也叫直接发酵法，将糖类物质与水、无机盐和微生物混合在一起，通过微生物的发酵过程，将糖类物质直接转化为BDO。

一步法生产工艺主要由Genomatica公司掌握，它通过在筛选过的大肠杆菌群中引入一个或多个编码DNA使其具有 4–HBCoA 或腐胺途径酶，从而满足BDO生物合成的代谢设计。此外，Genomatica还发明了一种用于增强甲醇还原当量的代谢途径，通过提高还原用甲醇当量从而进一步提高BDO的产率。一步法的原料目前主要使用小麦秸秆和玉米秸秆。

两步法利用微生物发酵将葡萄糖转化为丁二酸，再用生成的生物基丁二酸来生产BDO。两步法生产工艺由中国科学院研发。

目前，糖类直接发酵法和丁二酸转化合法两种生物法制BDO工艺已成功建立工业化生产线，其中糖类直接发酵法主要采用的是Genomatica公司授权的工艺。

美国Genomatica公司2008年首次开发了以糖类直接发酵生产BDO的技术，并在2010年成功实现3m³/d发酵中试工艺验证。

2012年，Genomatica和DuPont Tate&Lyle Bio Products公司(美国DuPont和英国Tate&Lyle合资公司)合作建立工业放大生产线，并历时5周生产了500万磅生物基BDO，该生产线采用Genomatica的BDO发酵工艺和Tate&Lyle的示范规模装置。

2013年，BASF宣布采用Genomatica专利技术从可再生原料商业化生产出生物基BDO，其质量与石油基BDO相媲美，并将该产品交付客户进行测试和用于商业用途。目前BASF生物基BDO产能约3万吨/年。

2016年，意大利Novamont公司采用Genomatica直接发酵技术建立了世界第一座生物基BDO专用工业化工厂——MaterBiotech，该工厂产能3万吨/年，目前全部用于Novamont生物降解塑料Mater-Bi系列产品的生产。

2021年，美国农业食品巨头嘉吉公司(Cargill)与德国Helm公司共同成立Qore公司，将利用Genomatica技术建设生物基BDO工厂，该工厂将建于Cargill位于美国爱荷华州埃迪维尔的现有设施周边，预计总投资3亿美元，将生产6.5万吨/年的BDO，计划于2024年投入运营。

2021年，中国元利化学集团股份有限公司成功研发并投产生物基BDO，并于2022年正式批量出口欧盟市场，实现了国内生物基BDO产品零的突破。

2010年，BioAmber公司利用美国DuPont公司授权的丁二酸催化加氢技术开发出生物基BDO生产工艺。2015年，BioAmber与日本三井公司(Mitsui)在加拿大安大略省建设投产3万吨/年的丁二酸工业化生产线，该产线可以转换生产2.2万吨/年的生物基BDO。

2013年，英国JMDavy公司宣布其位于Teesside的工厂采用丁二酸催化成功生产出生物基BDO，该丁二酸原料来自于Myriant公司发酵工艺生产。

此外，新建生物基BDO项目的还有，金发科技辽宁1万吨生物基BDO项目，美国嘉吉和德国Helm的合作建设6.5万吨生物基BDO项目。

部分生物基BDO生产商（已有产能/拟建）

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根据公开资料整理

从当前产能的应用情况来看，生物基BDO主要应用于制造生物基PBAT。巴斯夫和Novamont生产的生物基均自用不外售，以生产生物基PBAT。

在中国，由于近年来的禁限塑政策，PBAT作为可降解塑料袋的重要材料，该行业的发展速度惊人，已经形成了较为完整的产业链。而这些PBAT是化石基的产品，其原料BDO、己二酸（AA）等也都是化石基。

据悉，欧盟对PBAT制成的生物降解膜袋，要求达到一定的生物基含量(60%）。目前因为生物基BDO产能未得到大幅提升，标准执行并不严格。但随着产能进一步提升，生物基BDO仍具有投资前景。

2022年9月，为纺织服装行业开发创新纤维和技术解决方案的全球领导者莱卡公司，宣布已与Qore^®签订协议，成为全球首个大规模使用新一代的生物基BDO作为主要原料进行生物基氨纶商业化生产的公司。

通过这次合作，LYCRA^®（莱卡^®）纤维70％的成分将来自每年可再生的原材料。与由化石燃料的原料所制成的同等产品相比，这一变化有望将LYCRA^®纤维的碳足迹最高减少44％，同时保持与传统 LYCRA^®纤维相同的高质量性能参数。

生物基BDO在“从摇篮到大门”生命周期阶段可以大量减少温室气体排放，根据Genomatica的LCA（生命周期分析）估算，生物基BDO对比石化基可以减少52%温室气体排放。未来，随着下游可生物降解塑料的推广应用和国家“双碳”政策的严格落实，生物法制BDO工艺将得到进一步发展，有望与现有工业化BDO生产工艺相竞争。

然而新玩家进入该行业的门槛也较高：

来源：中国化工信息周刊