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1、强化生物基材料产业支撑体系建设一、 强化生物基材料产业支撑体系建设1、加强生物基材料产业服务平台建设鼓励骨干企业与科研院所等合作，建立完善微生物菌种育种技术、生物基材料技术研发、成果转化与信息交流等平台，建立功能菌种资源库，完善知识产权保护、运用体系。依托国家塑料制品质量检验检测中心、先进高分子材料测试评价中心等提升生物基材料测试评价服务能力，鼓励产业基础较好地区建设区域测试评价检测中心，支持市场化、专业化第三方高端质量认证机构建设，促进上下游企业一条龙模式联合开展生物基材料及其制品性能参数数据库建设及共享，提高测试评价水平。2、完善生物基材料标准标识体系建立适合我国产业特点的生物基材料产品质
2、量、能源消耗限额、碳排放核算等标准体系，完善相关污染物排放标准。推动建立生物基材料及制品评价方法、产品标准、技术标准、标识标签体系，开展生物基材料工程技术验证、产品溯源服务或认证。鼓励行业协会、研究机构、企业参与相关生物基材料国际规则、标准制定，加强国际标准评估转化。二、 生物基材料的分类按产品属性分类，生物基材料可分为生物基聚合物、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等。其中，生物基可降解材料具有传统石油基塑料等高分子材料不具备的绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性；生物基纤维已广泛应用于时装、家居、户外及工业
3、领域，正逐步走向工业规模化实际应用和产业化阶段；生物基塑料产品在包装材料、一次性餐具及购物袋、婴儿纸尿裤、农地膜、纺织材料等领域获得较好地应用，并被市场普遍认可与接受。按常见产品形式，生物基材料主要可分为五大类：生物基平台化合物、生物基塑料、多糖类生物基材料、氨基酸类生物基材料、木塑复合材料。其中，生物基平台化合物即聚合成原材料高分子的化学单体，如乳酸，1，3-丙二醇等；生物基塑料是目前应用最广泛、研究较深入的生物基材料，代表产品有聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。三、 生物基材料发展现状生物基材料由于其绿色生产、环境友好、资源节约等特点，已成为快速成长的新兴产业。据统计，近年来我国生物基材料市场规模
4、迅猛扩张，由2014年的9686亿元增长至2021年的19923亿元，期间生物基材料市场规模增长量达到10237亿元。从市场规模扩张速度来看，2015-2021年期间，我国生物基材料市场规模增速呈波动上升走势，由86%上升至161%。随着我国经济形势稳中向好发展，生物基材料下游应用领域中众多产业不断壮大，将继续拉动我国生物基材料市场规模增长，助推生物基材料行的高速发展。目前全球生物基材料行业仍处于发展初期，根据全球生物基研究机构NOVA数据统计，2018年全球生物基产品的总产量约为750万吨，仅占石油基产品的2%。随着全球碳中和政策稳步推进，OECD预测到2030年全球生物基化工产品占比有望达
5、到35%，生物基材料行业将迎来重大发展机遇，未来市场增长空间广阔。在合成生物学技术的推动下，近年来我国生物基材料行业也保持迅猛发展的态势，已在部分产品上突破专利封锁，并在长链二元酸生物法生产技术上达到世界领先水平。根据中科院宁波材料技术与工程研究所预测，我国生物基材料行业的年均增长速度保持在20%左右，年均总产量突破600万吨，未来行业发展前景广阔。四、 生物基材料所面临的问题（一）未能和石油基材料直接竞争现阶段PLA和PHA等环境友好材料属于新兴的材料产业，在价格方面，聚丙稀的价格低于1美元公斤，而一些最便宜的生物可降解塑料的价格也需要36美元公斤，因而还不能与大量生产的以石油工业为基础的塑
6、料材料进行直接的竞争。高成本由多种因素造成的。首先在生产环节上，大规模工业化技术还不成熟、生产成本还需大幅降低，加工技术水平还不能使产品性能满足需要和加工成本仍居高不下。决定微生物合成PHA费用居高不下的主要因素之一是底物，即用于生产PHA的原料。事实上，单独生产PHA，底物的成本占到总成本的28%50。在这方面，我国科学家们选择奶制品工业的乳清、糖蜜、废水、活性污泥、造纸工业的纤维素水解物、植物油和动物脂肪的废脂以及生物柴油副产物等工农业废弃物为原料用于PHA的微生物发酵合成。虽然取得了一定的研究成果，PHA研究的整体水平已不再在发达国家之下，但仍然需要加大基础研究科研投入和资助力度，在选择
7、便宜可再生的原料用于PHA合成、提高原料转化率以及发现新型PHA等方面进行创新。此外，从PHA到最终制品还需要很复杂的加工工艺，首先，在PHA原料基础上，添加增塑剂、干性剂或其他混料，成为粒料（compound）；再将粒料转变成膜、片、板、纤维等材料；最终将材料加工成终端制品。这类后续研究70%集中在粒料阶段，也会延续到终端制品阶段。在国外，产业分工明确，专门从事后续应用研究的企业会跟进，在中国却缺少专门从事基础原料应用研究的公司。虽然越来越多的企业意识到了生物基材料的重要性，但由于研发力量和资源的限制，它们大都是重复文献或专利中报道过的工作，很难产生创新性的成果。因此，应着重关注产学研的结合
8、。我国是世界最大的发酵大国，有大量的发酵能力，不需要重新建设新的发酵设备，就能形成规模生产。直接应用原有生产线生产，必须提供参数、加工工艺以及生产设备的调整办法。这些问题的解决，有赖于科研机构、产业界等的通力合作，相互配合。为了扶植这个新兴工业的发展，可以通过整合国内研发和产业化力量，加快一至两种有自主知识产权的新材料的产业化。唯有实现可再生资源的利用，我国经济的发展才能实现可持续性。在石油供应成为问题之前，我国必须建立用可持续发展的方式获得材料的技术储备。（二）还未成为真正的产业生物法合成新型生物基材料已经成为一个新材料生产、开发和应用的方向，该领域的研究充分体现了多领域、跨行业的现代科技产
9、业特点，生物基材料将在人类的环境保护、医药保健等方面发挥重要作用。技术本身不能适应市场，工程化薄弱，技术要素与管理要素脱节，资金投入不足。当然这也与科研成果尚未给企业带来较好的经济效益，损害企业的投资积极性密不可分。要解决这个问题，改变我国生物材料依赖进口的状况，需要科研部门和产业机构更好的相互信任与合作。随着有关部门和研究机构对PHA的研究和开发工作重视程度的提高，我国将产生越来越多的生产和应用知识产权。由于PHA材料的结构和功能的多样性，PHA将能适应各种不同的应用要求，特别是PHA的生产符合可持续发展的要求，有可能成为一个大的支柱产业。我国高达40%的石油依赖程度，以及接近2000万吨的
10、塑料制品消耗量造成的白色污染都在呼唤着生物基材料的迅速发展。可以预见，未来几年以可再生资源为基础的生物基材料将迎来发展的大好时机。五、 生物基材料的背景生物基材料，是指利用生物质为原料和经由生物制造得到的材料，包括以生物质为原料和经由生物合成、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。生物基材料是我国战略性新兴产业、被纳入中国制造2025新材料领域，近些年，发展迅猛，关键技术不断突破，产品种类速增，产品经济性增强，正
11、在成为产业投资的热点，显示出强劲的发展势头。标准的制定，将规范生物基材料的定义、术语和标识，是生物基材料标准体系的重要组成部分，将极大地推动生物基材料的发展。六、 生物基材料实施的意义一方面，标准的制定进一步完善了生物基材料标准体系，另一方面，在规范生物基材料的定义、术语和标识的推广、使用和销售及其促进资源节约等方面将发挥重要作用。生物基材料由于其绿色、环境友好、资源节约等特点，正逐步成为引领当代世界科技创新和经济发展的又一个新的主导产业。标准的制定将促进和推动生物基材料产业从实验室研发阶段迈向工业化生产和规模应用阶段，并快速成为工业化大宗材料。与石油基材料相比，生物基材料主要来源于植物，减少
12、了二氧化碳的排放以及对石油的依赖，同时它的生产过程更加绿色，符合人们对环保的追求。而因其环境友好、资源节约等特点，生物基材料将逐渐成为引领世界经济发展和科技创新的又一新兴主导产业。生物基材料之所以可以减碳，是因为其原料为生物质（如粮食、秸秆纤维素、农林废弃物等），农作物生长过程所利用的二氧化碳和制造过程产生的二氧化碳可以相互抵消，生产的产品又可实现快速降解。站在碳中和的战略高度上，生物基材料是非常有价值的。生物基材料的发展有利于碳中和目标的达成，有利于缓解气候变暖、资源缺乏。由于绿色生产、环境友好、资源节约等特点，生物基材料已成为快速成长的新兴产业。相较于传统材料，生物基材料能有效减少生产过程
13、中的碳排放，全球经济合作与发展组织（OECD）预计，到2030年，全球将有大约35%的化学品和其他工业产品来自生物制造，生物基材料迎来历史性发展机遇。七、 生物基材料发展趋势（一）生物基材料替代化石原料需求将持续增加近年来传统石化、化工生产活动对化石资源持续消耗，人类活动对于化石资源依赖问题与日俱增，同时全球气候变暖、环境污染加剧日益成为社会高度关注问题。由于传统的经济发展主要依靠的是化石原料，但随着时代发展，不可再生化石资源储量逐渐减少，传统的经济发展模式已经不适应新时代发展要求。未来包括中国在内的主要经济体将以生态化、绿色化以及资源可回收为发展原则，实现绿色低碳、可持续发展目标。基于如今低
14、碳经济的大环境下，与化石原料相比，生物基材料主要来源于谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质，能够大幅减少二氧化碳排放和环境污染，同时有效缓解化石资源枯竭压力。在其绿色低碳、环境友好、资源节约等优势特点下，生物基材料将逐渐成为我国经济发展和科技创新的又一新兴主导产业。在国家政策利好和资金支持力度加大的驱动下，我国生物基材料生产工艺水平不断提升、产品种类更加丰富，产业化关键技术不断取得创新突破，如今生物基材料已经广泛应用于生物医用材料、包装材料、服装、家居、工业、一次性用品等行业。未来我国生物基材料产业迎来迅猛发展，生物基材料将在更多领域实现应用覆盖，我国生物基材料对化石原料的替代率将持续提升。
15、（二）非粮生物基材料成为行业重点发展方向发展非粮生物基材料，在满足人民群众物质和能源需求的同时，既能减少对石油、煤炭等化石能源开采和消耗，还能降低二氧化碳排放，同时避免与人争粮、与粮争地的困局，是石化工业实现绿色转型的有效路径。方案要求到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。国家的政策引导、财政金融支持、完善行业机制等多重举措将助力我国非粮生物基材料产业加快创新发展，非粮生物基材料成为我国生物基材料行业的重点发展方向。
强化生物基材料产业支撑体系建设
