生物基化学品为什么备受关注？
最近不少行业朋友在讨论生物基化学品，认为这可能是未来化工产业重要的发展方向之一。为什么生物基化学品备受关注？未来生物基化学品又有哪些主要的应用方向呢？
一、什么是生物基化学品？
根据《生物基材料术语、定义和标识GB/T 39514-2020》，生物基化学品是指：利用生物质为原料或(和)经由生物制造得到的化学品，包括以生物质为原料或(和)经由生物合成、生物加工、生物炼制过程制备得到的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品和糖工程产品，也包括生物基聚合物、生物基塑料、生物基化学纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料及各类生物基材料制得的制品。
生物基化学品本质是通过生物发酵生产工艺制得的化学品，可以作为商用化学品，如生物乙醇、生物柴油、生物氢等，也可以是特殊应用的化学品，如在香料领域中应用的化学品，和在日常洗护领域中的化学品等，如生物香料、生物氨基酸、生物维生素等。还可以作为重要的化工原料产品，进行基础化学生产，如生物乙醇做乙烯，生物PDO做PTT纤维，以及生物基聚合物产品，都是化学工业中重要的基础产品。
生物基化学品有别于传统化学品生产工艺，是通过传统生物材料为原料生产，在碳循环、清洁能源利用及市场竞争方面，都有一定的竞争优势。生物基化学品生产工艺的进步，特别是部分专利到期后的大范围应用，以及在碳达峰逐步临近前提下，在化工产业的降碳生产，都是目前行业对于生物基化学品关注度逐渐提升的主要原因。
二、生物基化学品有哪些分类及代表产品
根据国家标准，生物基化学品按照材料特性和应用场景，可以分为：生物基化学品、生物基聚合物、生物基材料助剂、生物基化学纤维、生物基复合材料、生物基橡胶、生物基涂料及其他生物基化学品。按照二级分类，又可以分出更多的类型。
由于生物基化学品产品众多，基本化学品都可以实现生物基的生产和制造，并且在分类层面也没有明确的概念，所以很多行业有各自的分类标准。但是无论怎么分类，生物基化学品都可以实现与传统化学品同样的功能和性质，甚至在部分领域中表现出了更优势的特性。
图 1 生物基化学品主要和次要分类
数据来源：《生物基材料术语、定义和标识GB/T 39514-2020》
生物基化学品按照产业链，可以区分为生物质（原料）-中间产品（过渡产品）-生物基化学品（主要产品）-制品（终端应用）这几个流程。其中生物质原料，最常用的为淀粉、纤维素、木质素、植物及蛋白质等，另外还有一些其他的原料构成。而主要产品中，据平头哥不完全统计，中国生物质化学品已经实现工业化生产的产品超过40种，部分产品规模化生产超过10万吨体量。
可以说，生物质化学品目前在中国市场已经初步规模，并且产品种类在不断增长，生产规模也在不断扩大。
图 2 生物基化学品主要产品
三、生物基化学品为什么备受关注？
生物基化学品具有原料可持续性和再生性、适合目前的环保政策、市场消费增速较快、应用广泛、社会意义重大，这些可能是目前大家关注生物基化学品的主要原因。
首先，生物基化学品是以绿色可再生资源为原料，通过生物转化的方法进行生产，如树叶、秸秆、粮食、蔬菜及其他的动植物等，都可以作为生物基化学品的基础原料。在全球石化资源日益匮乏的背景下，这种原料来源的可持续性和可再生性使得生物基化学品具有显著的优势。很多资源匮乏的城市，都在积极发展生物基化学品，规避城市资源劣势，实现区域内的资源循环利用。当然，目前生物基化学品最大的问题是成本较高，而其最大的成本项是碳源成本。此外，还存在着一定的与人争粮情况。这些都是要在原料端，或者说工艺技术上做重点突破的。
其次，生物基化学品具有环境友好的特点，与主要依赖石油、煤炭、天然气等不可再生的化石资源的传统化学品相比，生物基化学品的生产过程更加环保，污染更少，反应过程中副产物可以作为饲料使用，并且基本无三废的产出。这符合当前环境保护法律法规日趋严格的要求，适应双碳政策要求，也是社会可持续发展的重要体现。
第三，生物基新材料规模及消费市场供应在快速增长。根据相关数据显示，截至2023年底，中国生物基新材料产量突破190万吨，过去几年呈现9%左右速度增长。并且从2021年开始，中国生物基新材料的产量开始提速，年均增速超过13%。平头哥认为，随着技术的进步和突破，中国生物基新材料生产规模有望继续快速增长，对比其他化石类消产品，整体规模增速大部分呈现下降的趋势。
图 3 中国生物基化学品市场规模及增速
数据来源：《我国生物基材料产业发展对策与建议》
对于生物基化学品的需求增速来看，过去9年中消费增速平稳增长，至2023年中国生物基化学品的消费规模超过190万吨，年均呈现12%左右的速度增长。目前中国生物基化学品在中国的应用有两个方式，一是对生物基化学品的特殊应用方式，如医药领域及需要降解的消费市场，对生物基新材料存在专有的消费。二是对传统化学产品的替代，在对成本要求不高的前提下，存在一定的替代消费。从整个市场来看，大宗生物基化学品的突破，才是对生物基化学品市场最大的利好。
图 4 中国生物基化学品需求量及增速
数据来源：《我国生物基材料产业发展对策与建议》
对于生物基化学品的产值来看，至2023年中国产值已经达到260亿元左右，过去9年呈现11%左右的速度增长，其中包括出口产值。生物基化学品在中国具有特殊的应用市场，其中市场售价保持相对平稳增长的趋势，但是在欧洲及北美地区消费市场更为庞大，出口是中国生物基化学品的重要销售方向。
图 5 中国生物基化学品市值及增速
数据来源：《我国生物基材料产业发展对策与建议》
对于生物基化学品的单位产值，根据测算，中国生物基化学品过去9年中的平均单位产值逐步增长，至2023年单位产值已经13000元/吨，最高产值突破14000元/吨，过去9年保持2%左右的速度缓慢增长。
对比其他的化学品，随着供应量的增长，竞争的加剧，以及通胀的持续，很多产品都在逐步降低价格水平，但生物基化学品市场售价仍在逐步提升，这对企业来说具有吸引力。但另一方面也需要考虑到其高价上笼罩的“光环”，未来若跟石化基化学品充分、正常地竞争，高价反而是劣势。
图 6 中国生物基化学品单位产值及增速
数据来源：《我国生物基材料产业发展对策与建议》
最后，生物基化学品应用广泛、社会意义巨大。生物基化学品具有种类广泛、结构复杂、制备技术先进、性能独特、制备成本低、生产周期短等优点，在医药、农业、食品、环保、能源等多个领域都有重要的应用。例如，在医药领域，生物基化学品中的抗生素和抗病毒药物已经取得了显著的成果；在环保领域，生物基可回收的热固性环氧树脂等新型材料正在被研究和开发，有望在环保材料领域产生深远影响。
生物基化学品的开发和应用，不仅有助于解决石化资源短缺的问题，还有助于推动生物产业的发展，促进经济结构的转型升级。同时，生物基化学品的环境友好性也有助于改善环境质量，提高人民的生活水平。
诸多因素于一身，推动了生物基化学品关注度的快速提升。
四、生物基化学品未来将如何发展？
国家在很早就已经出台了诸多政策，鼓励发展生物基化学品。
2021年10月国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，主要目标:“十四五”期间，产业结构和能源结构调整优化取得明显进展，绿色低碳技术研发和推广应用取得新进展，绿色生产生活方式得到普遍推行，有利于绿色低碳循环发展的政策体系进一步完善。到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右。这一政策确定了生物基发展的规模、时间线和趋势，为我国生物基产业的发展提出了明确的发展目标。
2021年12月工信部发布《“十四五”原材料工业发展规划》，将推进生物基材料全产业链制备技术的工程化列为技术创新重点方向，实施关键短板材料攻关行动，支持材料生产、应用企业联合科研单位，开展生物基材料、生物医用材料等协同攻关。此政策明确了生物基新材料产品的主要应用场景，为我国生物基化学品的应用指明方向。
2023年1月工信部等发布了《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》，规定到2025 年，非粮生物基材料产业基本形成自主创新能力强、产品体系不断丰富、绿色循环低碳的创新发展生态，非粮生物质原料利用和应用技术基本成熟，部分非粮生物基产品竞争力与化石基产品相当，高质量、可持续的供给和消费体系初步建立。此政策明确了非粮食生物基化学品的应用方向和目标，进一步明确应用场景。
平头哥认为，目前全球生物基巨头吉诺玛蒂卡、凯赛生物、三菱化学、杜邦等公司，部分生物化学品生产专利方面即将或已到期。而海外的诸多专家学者，陆续回国发展。这将为中国发展生物基化学品带来了大量的资源和技术，在中国政策的支持和鼓励下，有望驱动中国生物基化学品行业的高速发展。
五、面对生物基化学品发展趋势，我们该作何准备？
从目前来看，平头哥认为生物基化学品在未来一段时间内，仍将高速发展。
建议有实力、有兴趣的企业，可以先做好市场调研，尤其需要对相关的工艺技术发展和下游应用做深入研究。
其次，若能跟本企业形成产业链整合的当然最佳，能互相弥补、对冲风险的也可。
最后，目前看政策是生物基化学品最大的利好之一，但经济发展有其波动性，政策可能会为经济服务而做调整，这就会对生物基化学品的整体市场产生重大影响。相关企业需要时刻关注政策变动。先期投入需要有所把控，这样未来在经营策略上可以更加灵活。
