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1、2023年生物基材料投資分析報告創業邦研究中心2023年07注:配圖可與報告相關,來源于攝圖網可商用研究背景及數據說明l生物基材料(Bio-based Materials)包括以生物質為原料或(和)經由生物合成、生物加工、生物煉制過程制備得到的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等基礎生物基化學品和糖工程產品。報告中不涉及紙漿、紙張和木制品等傳統生物基產品的分析。l本報告所使用的數據及信息,來源于創業邦睿獸分析、行業內企業和投資機構的調研信息,以及相關公開數據信息,引用相關機構的數據、圖表、模型等均已在文中標注。l由于生物基材料涉及品類較多,隨著行業和技術的發展,研究企業的范圍也將變化,再加上統計分析領
2、域中的任何數據來源和技術方法均存在局限性,創業邦力求但不保證所提供數據信息的完全準確性,依據上述方法所估算、分析得出的結論僅供參考。概念定義數據說明231研究背景1l 在全球碳中和背景下,低碳循環經濟已成為全球共識,生物基產業是其主要途徑,生物經濟面臨著萬億美元的藍??臻g,生物基材料有望成為全球工業新的底層材料。l 我們訪談15家相關創新企業/機構及行業專家,綜合分析生物基材料全球概況、產業鏈重點環節和熱點賽道,展現近3年內中國投融資市場動態,總結行業趨勢和機遇,為相關行業從業者、投資機構、政策監管及服務機構提供參考。目錄1Development Overview發展概況2Segment An
3、alysis賽道分析3Financing Overview投融資分析4Case Studies案例分析5Summary Recommendations總結建議1.發展概況1.發展概況 基本概念 產品類型 產業環境 全球概況 市場空間3生物基材料概念生物基材料(Bio-based Materials)是指利用可再生生物質利用可再生生物質或(和)經由生物制造得到的原料經由生物制造得到的原料,通過生物、化學、物理等手段制造的一類新型材料。包括以生物質為原料或(和)經由生物合成、生物加工、生物煉制過程制備得到的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等基礎生物基化學品和糖工程產品。以谷物、豆科、秸稈、竹木粉谷物、豆
4、科、秸稈、竹木粉等可再生生物質通過生物轉化獲得生物高分子材料或單體,進一步聚合形成高分子材料,如燃料乙醇、生物柴油和生物塑料等。還可經由生物制造、生物合成方法生物制造、生物合成方法等設計或改造的生物系統產生和獲得。生物基材料側重點是制造塑料的原料來自生物質等可再生資源原料來自生物質等可再生資源。而生物可降解塑料是從環境污染治理角度出發,考慮的是能否能完全降解,且降解后對環境無害。生物基基于化石燃料不可生物降解可生物降解1.生物基可降解材料 PLA PHA bio-PBS 淀粉混合物2.化石基可降解材料 PBAT PCL PBS3.傳統不可降解塑料 PE PP PET PA4.生物基不可降解材料
5、 bio-PE bio-PP bio-PET bio-PA PTT 天然橡膠 木質素生物基材料的兩種來源生物基材料的兩種來源生物基材料生物降解材料生物基材料生物降解材料常見的生物基材料全周期資料來源:中國高新材料科技學術網4生物基材料品類眾多,與大眾日常生活息息相關 按產品屬性分類,生物基材料可分為生物基聚合物、生物基塑料、生物基化學纖維、生物基橡膠、生物基涂料、生物基材料助劑、生物基復合材料及各類生物基材料制得的制品等。生物基纖維已廣泛應用于時裝、家居、戶外及工業領域,正逐步走向工業規?;瘜嶋H應用和產業化階段;生物基塑料產品在包裝材料、一次性餐具及購物 袋、嬰兒紙尿褲、農地膜、紡織材料等領域
6、獲得較好地應用,并被市場普遍認可與接受。兩種生產方式兩種生產方式l 生物煉制/合成生物技術生物煉制/合成生物技術生物質微生物細胞工廠生物質微生物細胞工廠平臺型化合物平臺型化合物:乙醇、丁二酸等;高分子材料:生物基塑料、原料藥、添加劑等l 天然高分子提取/加工天然高分子提取/加工生物質細菌發酵酶催化分解天然高分子材料加工或改性生物質細菌發酵酶催化分解天然高分子材料加工或改性大宗基礎化學品大宗基礎化學品:聚酯、纖維、鋰電池隔膜、表面活性劑生物基化學品生物基化學品生物基復合材料生物基復合材料 淀粉基塑料材料及制品 木塑材料 竹塑材料生物基橡膠生物基橡膠 生物基植物橡膠 生物基合成橡膠生物基涂料生物基
7、涂料 生物基改性瀝青卷材 生物基高分子防水卷材 生物基防水涂料生物基化學纖維生物基化學纖維 海洋生物基纖維 生物基可再生纖維 生物基合成纖維生物基材料助劑生物基材料助劑 生物基阻燃劑 生物基表面活性劑 生物基潤滑劑 生物基增塑劑 生物基膠黏劑 生物基清潔劑 其他助劑塑料塑料 可生物降解(聚乳酸 PLA、聚丁二酸丁二醇酯 PBS等)不可生物降解(聚氨酯PU、聚酰胺PA等)其他生物基制品其他生物基制品食品添加劑個護/化妝品生物柴油等主要產品類型主要產品類型聚合物聚合物 生物基聚合物 天然高分子5第三波生物材料變革開啟,生物基材料和生物制造進入黃金發展期生物材料一直是人類生活中的重要組成部分,在碳中
8、和目標碳中和目標下,化石基材料或在局部面臨顛覆性沖擊,隨著生物基材料成本下降、化石基材料成本上升(碳排放稅費增加)、以及“非糧”原料的生物基材料的突破,生物基材料有望成為全球工業新的底層材料。據 Nova Institute 研究,從技術角度來看,幾乎所有幾乎所有由化石資源制成的工業材料都可以被生物基替代。根據麥肯錫統計,生物制造可以覆蓋約 60%的化學品,60%的化學品,同時天然生物中有 300 萬種 300 萬種分子或新材料尚待開發,生物基材料和生物制造在能源、化工等領域具有改變世界工業格局的潛力。生物基材料的提取和初級加工 動植物的生物基材料被開發利用,如木材、紙張、皮革等,用于粘合劑、
9、肥皂、顏料、紡織品等。重組DNA技術等生物技術催化了現代酶工程,重組DNA技術等生物技術催化了現代酶工程,乙醇、檸檬酸、油脂化學品、動物飼料是重要產物;隨著化石基化學原料(石油、天然氣)規?;_發和進入互聯網時代,投資熱點轉向以商業生物燃料和生物材料為重點的清潔技術商業生物燃料和生物材料為重點的清潔技術,如燃料乙醇和生物柴油等。2010年后石油時代之前的數千年2010年后石油時代之前的數千年 DNA測序、基因編輯等合成生物學、人工智能DNA測序、基因編輯等合成生物學、人工智能等技術的加持;低碳、可持續性的需求正在改變化學品和材料的競爭基礎,在消費者、監管機構、投資者以及企業自身的推動下,生物基
10、材料和生物制造進入黃金發展期。1980-2010 年1980-2010 年第一波浪潮第二波浪潮第三波浪潮前三波生物材料浪潮前三波生物材料浪潮6資料來源:Nova Institute、麥肯錫全球研究院、創業邦研究中心整理碳中和機遇下,生物基材料為低碳循壞經濟的主要途徑歐盟&英國:工業生物技術遠景規劃規劃,2030 年生物基原料替代 6%-12%化工原料、30%-60%精細化學品由生物基制造歐盟&英國:工業生物技術遠景規劃規劃,2030 年生物基原料替代 6%-12%化工原料、30%-60%精細化學品由生物基制造時間時間政策政策內容內容2012年歐洲生物經濟戰略解決可再生生物資源的生產及其轉化為重
11、要產品和生物能源的問題2015年循環經濟行動計劃創造一個長期可持續的循環生物經濟,并減少歐盟的環境足跡2018年歐盟廢棄包裝條例、循環經濟中的塑料歐洲戰略支持在包裝生產中使用生物基材料,為創新和可持續的循環塑料經濟的發展提供了關鍵的推動力2020年歐盟戰略創新與研究議程(SIRA 2030)報告提出“2050年建立循環生物社會”的愿景2021年英國工業生物技術報告:標準和法規的戰略路線圖確定生物燃料、精細和特種化學品、塑料和紡織品等領域發展路線圖美國:生物質技術路線圖規劃,2030 年生物基化學品將替代 25%有機化學品和 20%的石油燃料美國:生物質技術路線圖規劃,2030 年生物基化學品將
12、替代 25%有機化學品和 20%的石油燃料2000年生物質研發法案為生物能源研發提供統一基準,要求采用財政和金融等手段鼓勵生物能源研發。2005年能源政策法提出鼓勵生物能源發展的政策措施2012年“國家生物經濟藍圖”將發展生物基產品作為發展生物經濟的主要內容之一。2022年國家生物技術和生物制造計劃斥資1.78億美元用于生物能源研究,以推進可持續技術突破和改善碳儲存2023年美國生物技術和生物制造的明確目標涵蓋有 21 大主題 49 個目標,計劃于5年內生產超過20種商業上可行的生物產品;20年內大規模取代當今90%以上的塑料和其他商業聚合物;通過生物制造方式滿足至少 30%的化學品需求等。日
13、本:2020年發布2050碳中和綠色增長戰略,30年實現“碳中和”,促進產業低碳化轉型,實現“零碳社會”日本:2020年發布2050碳中和綠色增長戰略,30年實現“碳中和”,促進產業低碳化轉型,實現“零碳社會”2019生物戰略2019面向國際共鳴的生物社區的形成展望“到2030年建成世界最先進的生物經濟社會”2021生物技術驅動的第五次工業革命報告生物產業為支持各種行業并引領下一代經濟的支柱,將在醫療保健、環境與能源、材料等領域發揮重要作用全球氣候、環境危機背景下,轉向低碳循環經濟已成為全球共識,而生物基產業是其中重要一環。歐美力推2050年實現碳中和2050年實現碳中和,各國力推生物基產業轉
14、型升級并制定遠期碳中和戰略目標,全球碳減排進程開始加速。世界經合組織(OECD)的案例分析表明,生物技術的應用可以降低工業過程能耗15-80%15-80%,原料消耗35%-75%35%-75%,減少空氣污染50%-90%50%-90%,水污染33%-80%33%-80%。據世界自然基金會(WWF)預估,到2030年2030年工業生物技術每年將可降低10億至25億噸10億至25億噸二氧化碳排放。節能環保、減碳節能環保、減碳7國外生物基材料相關政策梳理(部分)國外生物基材料相關政策梳理(部分)資料來源:各國規劃文件、創業邦研究中心整理我國計劃在2060年實現碳中和,須依托生物基材料替代石油基材料時
15、間時間政策名稱政策名稱內容內容2012國務院生物產業發展規劃推進生物基材料生物聚合、化學聚合等技術的發展與應用,建設聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羥基烷酸(PHA)、生物塑料與生化纖維的產業化示范工程,推廣應用生物基材料。2012生物基材料產業科技發展“十二五”專項規劃增強生物基材料產業原始創新能力,創制生物基新材料和化學品,建設生物基材料和化學品產業化示范基地。2016“十三五”生物產業發展規劃持續提升生物基產品的經濟性和市場競爭力,實施生物基材料制品應用示范工程2016“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃推動生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物尼龍、生物橡膠、微生物多糖等生物基
16、材料產業鏈條化、集聚化、規?;l展。2017“十三五”生物技術創新專項規劃目標到2020年完善生物技術標準體系,培育一批具有重大創新能力的企業,基本形成較完整的生物技術創新體系,生物技術產業初具規模,國際競爭力大提。20212030年前碳達峰行動方案2030年前碳達峰行動方案主要目標:“十四五”期間,產業結構和能源結構調整優化職得明顯進展,綠色低碳技術研發和推廣應用取得新進展,綠色生產生活方式得到普遍推行,有利于綠色低碳循環發展的政策體系進一步完善。到2025年,非化石能源消費比重達到20%左右2021工信部“十四五”工業綠色發展規劃實施工業碳達峰推進工程,將綠色低碳材料、低碳膠凝、環保涂料、
17、全鋁家具等綠色建材和生活用品,發展聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基烷酸、聚有機酸復合材料、椰油酯氨基酸等生物基材2022發改委“十四五”生物經濟發展規劃“十四五”生物經濟發展規劃提出”十四五”期間生物基材料替代傳統化學原料、生物工藝替代傳統化學工藝等進展明顯重點圍繞生物基材料、新型發酵產品、生物質能等方向,構建生物質循環利用技術體系。2023工信部等加快非糧生物基材料創新發展三年行動方案加快非糧生物基材料創新發展三年行動方案到2025年,非糧生物基材料產業基本形成自主創新能力強、產品體系不斷豐富、綠色循環低碳的創新發展生態,非糧生物質原料利用和應用技術基本成熟,部分非糧生物基產品競爭力與化石基
18、產品相當高質量、可持續的供給和消費體系初步建立 碳達峰:平均節能減排碳達峰:平均節能減排30%-50%30%-50%到2030年,非化石能源消費比重達到25%25%左右,單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上65%以上;碳中和:平均節能減排碳中和:平均節能減排50%-70%50%-70%到2060年,非化石能源消費比重達到80%以上80%以上。十四五生物產業發展目標十四五生物產業發展目標生物基產品VS石油產品生物基產品VS石油產品到2025年我國未來現代生物制造產業產值超 1 萬億元1 萬億元,生物基產品在全部化學品產量中的比重達到 25%25%。8國內生物基材料相關政策梳理(
19、部分)國內生物基材料相關政策梳理(部分)資料來源:政府官網和規劃文件、創業邦研究中心整理生物質資源目前利用率低,產業潛力巨大 生物質資源是全球最大的可再生資源,占可再生資源的55%55%,占全球供應的6%以上6%以上。美國規劃到2030年生物質能源占運輸燃料的30,瑞典、芬蘭等國規劃到2040年前后生物質燃料完全替代石油基車用燃料。據國際能源署(IEA)預測,2021至2030年生物質利用規模將以每年10%10%的速度增長,到2030年50%50%的生物質資源的供應來自不需要士地使用的廢物和殘留物。據3060零碳生物質能發展潛力藍皮書顯示,2021年中國生物質能總資源量達到34.94億噸34.
20、94億噸,能源化利用量約為4.61億噸,實現碳減排量約為2.18億噸2.18億噸。生物質資源產生量呈不斷上升趨勢,到2030年中國生物質總資源量將達到37.95億噸37.95億噸,如果結合碳捕獲和儲存技術,生物質能各類途徑的利用將為全社會減碳超過9億噸9億噸。到2060年我國生物質資源量將達到53.46億噸53.46億噸。4.912.919.64.612.850.614.113.39.825.124.40102030405060708090201020202030能源作物廢物和殘留物林業種植傳統用途全球生物質資源供應(百分比)全球生物質資源供應(百分比)數據來源:國際能源署(IEA)、3060
21、零碳生物質能發展潛力藍皮書、創業邦研究中心整理我國生物質資源總量增長預測(億噸)我國生物質資源總量增長預測(億噸)生物質是全球最大的可再生資源,可利用規模大生物質是全球最大的可再生資源,可利用規模大目前中國生物質能利用率低,產業空間廣闊目前中國生物質能利用率低,產業空間廣闊901020304050602020E2030E2060E秸稈總量畜禽糞便總量業剩余物總量生活垃圾清運量廚余垃圾清運量廢棄油脂產生量污水污泥產量34.9437.9553.46據Nova Institute統計,2022年生物基聚合物總體產量約490萬噸490萬噸(不包含燃料乙醇),實際產量為450萬噸,占化石基聚合物總產量的
22、1%1%。預計到2027年,產能將增加到930萬噸930萬噸,年平均復合增長率(CAGR)約為14%14%。目前,1,3-丙二醇、聚乳酸和聚羥基烷酸酯等生物基產品已經實現規?;圃?,聚酯材料、橡膠、合成纖維等傳統石化基高聚物單體的生物合成技術不斷創新。亞洲全球領先,2022年占全球生物基產能的41%,聚乳酸(PLA)聚乳酸(PLA)和聚酰胺(PA)聚酰胺(PA)產能最大。歐洲產能占全球的27%,主要是含淀粉的聚合物聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。北美占19%,聚乳酸(PLA)和聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)產能較大。南美占13%,主要是PE。全球生物基產品正處于快速增長階段,亞洲為主要生產中心
23、數據來源:Nova Institute、創業邦研究中心整理全球地區分布全球地區分布發展潛力大的聚合物發展潛力大的聚合物 聚羥基烷烴(PHAs)聚羥基烷烴(PHAs)預計將有45%的年復合增長率,聚乳酸(PLA)聚乳酸(PLA)為39%,聚酰胺(PA)聚酰胺(PA)為37%,聚丙烯(PP)聚丙烯(PP)為34%,均高于平均增速。2018-2027年全球生物基聚合物生產能力變化2022年全球各地區生物基聚合物的生產能力(不包括醋酸纖維素、環氧樹脂和聚氨酯)10擁有萬億美元藍??臻g,缺口近6000億美元 生物基產業是一片廣闊新藍海,賽道眾多。據全球經濟合作與發展組織(OECD)發布的“面向2030生
24、物經濟施政綱領”戰略報告預計,2030年生物制造在生物經濟中的貢獻率將達到39%39%,將有25%有機化學品和20%的化石燃料(約 8000億美元)由生物基化產品取代,然而目前替代率不到5%,缺口近6000億美元。麥肯錫報告數據顯示,全球經濟中60%的產品可以通過生物方式生產,其中1/3是生物原料的產品,剩余的2/3也可以使用生物制造技術來生產或替代,未來 10-20 年,可應用于約400多個應用場景,預計可能對全球每年產生 2-4 萬億美元2-4 萬億美元的直接經濟影響。根據施密特未來基金會(Schmidt Futures)發布的美國生物經濟:為彈性和競爭性的未來制定路線指出,生物經濟將解決
25、全美45%45%的碳排放問題,同時帶來全球4-30萬億美元4-30萬億美元的藍海市場。數據來源:全球經濟合作與發展組織(OECD)、麥肯錫全球研究院、施密特未來基金會未來生物制造潛在直接經濟影響(萬億美元)全球生物基材料產品的市場空間未來生物制造潛在直接經濟影響(萬億美元)全球生物基材料產品的市場空間到2030年,至少20%的石化產品可被生物基產品替代到2030年,至少20%的石化產品可被生物基產品替代未來,生物制造等生物經濟將帶來2-30萬億美元的藍海市場未來,生物制造等生物經濟將帶來2-30萬億美元的藍海市場5%20%0%5%10%15%20%25%20202030E市場空間6000億美元
26、11大企業布局,推動全球生物基材料的商業化進程盛禧奧推出APILON 52 BIO生物基TPU 盛禧奧推出APILON 52 BIO生物基TPU 含有來自可再生來源的原料,應用領域包括鞋類和皮革制品等。埃萬特推出全新Nymax BIO低吸水率和生物基聚酰胺配方埃萬特推出全新Nymax BIO低吸水率和生物基聚酰胺配方相比傳統的PA66玻璃纖維填充材料,翹曲度更低,表面外觀和著色能力更加出眾,Nymax BIO能有效解決成品零件的吸水(吸濕)問題。帝斯曼推出碳足跡減半的100%生物基高溫聚酰胺材料帝斯曼推出碳足跡減半的100%生物基高溫聚酰胺材料通過ISCC+認證,擁有出色的高溫力學性能,為汽車
27、、電子電氣和消費行業高溫應用的理想選擇,如USB連接器、工業執行器齒輪、軸承保持架和食品接觸傳送帶等。萬華化學開發出全球首款100%生物基TPU材料萬華化學開發出全球首款100%生物基TPU材料使用由玉米秸稈制得的生物基PDI,添加劑如米糠蠟也均來自非食物鏈玉米、篦麻等可再生資源。全球生物基材料企業格局以細分領域龍頭為主導,巴斯夫、陶氏、杜邦等跨國公司長期致力于生物基材料的研發,推動了全球生物基材料的商業化進程,大量新力量的涌入,加速從生物基化學品到新材料產業鏈一體化構建。巴斯夫供應生物基聚四氫呋喃1000巴斯夫供應生物基聚四氫呋喃10002015年,巴斯夫宣布供應生物基聚四氫呋喃1000(P
28、olyTHF 1000),該產品與石化基產品的質量完全相同。主要用于生產彈性氨綸纖維,可用來制造各種各樣的紡織品,包括內衣、外套、運動服和泳裝等,還可應用于生產澆鑄彈性體,制造滑板和直排輪滑鞋的輪子等。德國贏創推出生物基聚酰胺、聚丁二烯系列產品德國贏創推出生物基聚酰胺、聚丁二烯系列產品贏創在2009年首推生物基聚酰胺VESTAMIDTerra,6萬噸/年的PA12一體化生產裝置于2021年底投產,可用于日常生活用品、洗碗機籃筐、汽車部件等金屬涂層。2022年推出全新生物基液體聚丁二烯系列產品POLYVESTeCO,用作粘合劑與密封膠原料,應用于汽車、電子產品、建筑等行業,還可在輪胎生產中作為橡
29、膠助劑。產品產品代表企業代表企業聚乳酸(PLA)巴斯夫、美國 NatureWorks、德國 Inventa-Fische、瑞士 Sulzer、日本帝人 Teijin、荷蘭Corbion Purac、嘉吉Cargill、Pyramid Plastics、Galactic、Toray、金丹科技、豐原集團等丁二酸及其衍生物Bio Amber、Applied Carbochemicals、Arkenol、Genomatica、Danimer、華恒生物、蘭典生物等PHA 及其復合材料Cereplast、帝斯曼、Danimer Scientific、PHB Industrial、Biomer、Kaneka
30、、微構工場、藍晶微生物等1,4 丁二醇(BDO)巴斯夫、意大利 Novamont、德國贏創、元利化學等生物質纖維素德國贏創、Suzano生物基尼龍巴斯夫、三菱化學、阿克瑪 Akima、凱賽生物生物基PBS巴斯夫、Cargi11、Myriant Technologies、Biomer、金發科技等生物基 PE陶氏、杜邦、BraskemPTT 纖維陶氏、杜邦、Rennovia 公司生物基 PA陶氏、杜邦熱塑性聚氨酯科思創Covestro、Solvay、意大利API、萬華化學HMF 及其衍生物荷蘭 Avantium、Corbion 和瑞士 AVABiochem、中科國生生物基產品代表企業(部分)生物基
31、產品代表企業(部分)數據來源:DT新材料等公開資料、創業邦研究中心整理1212 構建了丁二酸、丙氨酸、D-乳酸、蘋果酸、生物柴油、甾體激素類藥物、羥脯氨酸、肌醇等近20 種近20 種原料藥、中間體、精細化學品的生物制造路線,部分產品率先實現產業化,經濟社會效益顯著。隨著傳統的化學合成向生物基過渡,更多的國有企業將加入生物經濟。早期信號可以通過中化中化收購先正達一事看到;2023年2 月中石油昆侖資本中石油昆侖資本領投微構工場的3.59 億元 A+輪融資。通過微生物發酵,中國制造了世界上66%的氨基酸和 77%的維生素世界上66%的氨基酸和 77%的維生素,在發酵設備的建設中占主導地位。形成了以
32、谷氨酸鹽、賴氨酸鹽、蘇氨酸、檸檬酸、結晶葡萄糖、酵母等大宗產品為主體大宗產品為主體,小品種氨基酸、功能糖醇、微生物多糖等高附加值產品為補充高附加值產品為補充的多產品協調發展的產業格局。加快在天然產物微生物重組合成天然產物微生物重組合成、二氧化碳生物轉化利用二氧化碳生物轉化利用等前沿方向的戰略布局和技術開發。在新的工業原料路線方面,科學家從頭設計構建了非自然的人工固碳與淀粉合成途徑非自然的人工固碳與淀粉合成途徑,為以二氧化碳為原料合成復雜分子開辟了新的方向。我國生物基材料市場持續擴張,發展空間巨大 中國生物基材料正處于科研開發走向產業化規模應用關鍵時期。近年來,我國生物基材料市場規模持續擴張,由
33、2014年的96.9億元增長至2021年的199.2億元,CAGR為10.9%。2021年中國生物基材料產量700萬噸700萬噸、產值超過1500億元1500億元,占化工行業總產值的2.3%2.3%,并在塑料制品、紡織纖維、醫藥器械、涂料、農業物資、表面活性劑等方面得到廣泛應用。數據來源:工信部、共研網、我國工業生物技術和產業的現狀、差距與任務等資料新興技術加速布局更多的國有企業將加入生物經濟生物發酵產業形成規模優勢部分重大化工產品生物制造率先實現產業化新興技術加速布局更多的國有企業將加入生物經濟生物發酵產業形成規模優勢部分重大化工產品生物制造率先實現產業化正處于早期階段,市場規模持續擴張正處
34、于早期階段,市場規模持續擴張96.9105.2113.3126.6137.5151171.5199.28.6%7.7%11.7%8.7%9.8%13.6%16.1%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%05010015020025020142015201620172018201920202021市場規模(億元)同比增長2015-2021年中國生物基材料市場規模2015-2021年中國生物基材料市場規模在眾多有利因素的加持下,生物基材料行業將更加活躍在眾多有利因素的加持下,生物基材料行業將更加活躍13132.賽道分析2.賽道分析 產業鏈圖譜 上游:生物質原料 中游:生物基化學品 下游
35、:產品及應用領域 中國市場格局14產業鏈圖譜 從產業鏈角度有來看,生物基材料上游原料主要包括谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質。目前主要是糧食原料,正往非糧生物質方向發展。中游的生物質化化學品處于發展期。目前產業鏈的關鍵控制環節為生物質向化工品轉化的環節生物質向化工品轉化的環節,特別是生物質的利用效率生物質的利用效率和非糧生物質原料收集方式非糧生物質原料收集方式等對產品的生產成本帶來了巨大的影響。下游為生物基材料產品及應用領域,主要包括塑料、農業食品、服裝、綠色包裝、醫用材料等產業。一般均有成熟的化工產品為競爭對手,亟待生物基產品性能提升和成本下降,才能實現部分產品替代。初步商業化/產業化
36、初步商業化/產業化小試/中試階段小試/中試階段生物基材料產業圖譜生物基材料產業圖譜上游:生物質原料植物油淀粉纖維素蔗糖木質素葡萄糖賴氨酸糖醛果糖多糖甘油脂肪酸芳烴中游:生物基化學品下游:產品及應用領域生物基橡膠個護/化妝品食品飲料醫藥健康化肥農藥/飼料服裝紡織建筑交通綠色包裝聚乙烯(PE)聚丙烯(PP)聚羥基烷酸酯(PHA)聚對苯二甲酸乙二醇(PET)聚乳酸(PLA)聚丁二酸丁二醇酯(PBS)聚氨酯(PU)聚對苯二甲酸丁二醇(PBT)聚酰胺系列(PA)環氧樹脂(EPO)聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)1,3-丙二醇乙醇異丙醇山梨醇3-羥基丙酸丁二酸己二酸乳酸1,5戊二醇己內酰胺5-羥甲基糠醛乙酰丙
37、酸環氧氯丙烷多元醇長鏈二元酸/二胺甲基丙烯酸甲酯乙酸乙烯對二甲苯異山梨醇丙烯酸富馬酸丁二醇己二胺2,5呋喃二甲醇2,5呋喃二甲酸戊內酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚氯乙烯(PVC)聚碳酸酯(PC)超吸水樹脂不飽和聚酯味喃基聚酯(PEF)聚氧化乙烯(PV)生物基涂料生物基材料助劑生物柴油生物基單體生物基復合材料生物基化學纖維塑料(聚合物)電子材料四氫呋喃乙二醇纖維素衍生物/納米纖維素木質素衍生物合成氣蛋白質氨基酸生物煉制/合成生物技術天然高分子提取/加工木質素纖維素生物基高分子材料植物油蛋白質天然油脂天然蛋白質天然橡膠及其他高分子植物生物基產品應用領域食品添加劑淀粉基材料淀粉概念階段(初步產品)
38、概念階段(初步產品)資料來源:創業邦研究中心自繪,圖譜僅展示主要賽道,部分生物基化合物未呈現15產業難點:商業化周期長,亟待性能提升和成本優化拆解生物基產品的成本結構,主要的潛在降本途徑包括采用新型碳源、縮短生產工藝、提高轉化率、降低產線設備投入。其中碳源是生物基產業最直接且高效的降本途徑碳源是生物基產業最直接且高效的降本途徑。資料來源:中國高新材料科技學術網、光源資本、創業邦研究中心整理與石油基產品比較,成本高,性能有待突破與石油基產品比較,成本高,性能有待突破在支持性的政策環境下,對于大多數生物基產品(生物煉制路線)來說,從小試放大階段到商業化階段可能需要 10 年10 年的時間。目前僅有
39、少數產品實現商業化。影響因素如下:技術路線和產品本身的經濟性、兼容性(與對標的石化基產品相比,原有石化配套設施是否匹配生物技術路線,生物基產品性能是否匹配下游設備及需求等)轉化技術類型和伙伴關系(上下游供應鏈整合)降本途徑降本途徑潛在降本空間潛在降本空間技術突破難度技術突破難度所需時間周期所需時間周期采用新型碳源碳源是生物基產品的最大成本構成,降本空間大 已有初步驗證的技術方案,技術壁壘高碳源替代直接高效,可實現短期內快速降本縮短工藝流程通過提高生產效率、減少人工成本、設備投入等達到降本目的,降本空間較大技術突破難度大,需要擁有深厚的研發和工業化經驗積累距離商業化仍需要經歷工藝、設備、產品質量
40、的多重驗證,降本周期長提高轉化率轉化率存在理論瓶頸,降本空間有限技術突破難度大,依賴于菌株優化、催化劑選擇的研發積索需要較長的研發周期,以及規?;a階段的打磨調整降低產線設備投入在規?;a階段沒有持賣大幅降本的空間技術突破難度大,主要來自全新生產工藝的出現新建/重建產線設備并完成產能爬坡需要較長時間周期生物基產品正處于技術攻堅和商業化應用開拓的關鍵階段,存在2大問題:生物基產品商業化周期長生物基產品商業化周期長低濃度產物高效提純分離、生物基聚合物合成等技術尚未突破,產品性能有待提升。技術突破技術突破成本優化成本優化當前生物基材料成本普遍高出同類石油基產品1倍以上,存在市場替代優勢弱、推廣應
41、用難的問題(市場能接受的“綠色溢價”是有限的),成本降至與石油基材料持平(1萬-2萬元/噸),市場占有率才會有大幅提升。主要的降本增效途徑主要的降本增效途徑16上游:糧食作物為主要碳源,成本高、不可持續,亟待新碳源迭代目前生物基產品的原料90%來自于玉米等糧食作物90%來自于玉米等糧食作物,已形成了生物基乙醇、生物基乳酸等成熟度較高的產品鏈,與民爭糧、與畜爭飼問題突出。隨著生物基產品正向大宗產品滲透,發展“不與民爭糧”的生物質碳源平臺,是實現中國農業和生物制造業可持續發展的重要前提。中國糧食全國均價圖(2009.01-2023.01)中國糧食全國均價圖(2009.01-2023.01)數據來源
42、:全國糧油價格監控系統、“生意社”網站等公開資料、創業邦研究中心整理品類品類價格(元/每噸)價格(元/每噸)糧食原料小麥2740-3160玉米2760-3010谷類2720-2930大豆5580-6600油菜籽6080-6910加工原料工業葡萄糖2000-4000玉米淀粉3000-3650蓖麻油15000-19000常見糧食原料價格(2022.06-2023.05)常見糧食原料價格(2022.06-2023.05)生物煉制路線需要消耗大量糧食和能源,往往需要先將原料轉化為糖平臺,再進一步轉化為其他高附加值產品;碳源的成本占比高,是影響產品價格的核心因素。生物發酵中培養基成本占38%-72%38
43、%-72%,有機碳源有機碳源通常是發酵成本中的主要組成。如:PHA、PLA 的生產中,葡萄糖或淀粉占總成本50%;丁二酸的生產中,糖的成本占比近40%。以釀酒酵母生產燃料乙醇為例,乙醇成本約7000-8000元/噸,處于基本不盈利甚至虧損的狀態。從投入產出的經濟角度看,僅有維生素E、維生素C、PHA、尼龍等高價值產品才有盈利能力。糧食作物、淀粉為原料糖類:葡萄糖等微生物發酵生物基單體/平臺化合物生物基高分子材料化學/生物合成生物煉制路線環節長,碳源成本高生物煉制路線環節長,碳源成本高糧食原料價格偏高、不可持續糧食原料價格偏高、不可持續中國是全球生物發酵第一大國,生物發酵原料消耗糧食近5000萬
44、噸近5000萬噸。糧食的價格體系無法支撐生物基產品的大規模低成本生產。尋求低價的原料替代方案將是生物基產品最為直接的降本方式上游:生物質原料上游:生物質原料17非糧碳源成為重要發展方向 全球范圍內都在尋求可規?;瘧糜谏锘a業的新型碳源,包括生物廢棄物(如農作物秸稈、甘蔗渣、城市有機垃圾)、工業廢棄物(如工業尾氣、廢塑料、廢棄木頭)、非糧作物(如木薯、海濱錦葵、麻風樹等)等。從應用成熟度來看,大部分新型碳源仍在實驗室或小試階段實驗室或小試階段,當前較為成熟的、已有商業化驗證的技術路線主要是秸稈纖維素秸稈纖維素和合成氣合成氣。木薯等非糧能源作物秸稈、灌木林等木質纖維素廢棄油脂、生活垃圾等優勢優
45、勢 木薯等非糧作物木薯等非糧作物:木薯價格比玉米淀粉高,正在開發降低成本的技術;其他油料和能源作物正在探索中。廢棄油脂廢棄油脂:在水中溶解度低,會降低產品純度,更多用于制備生物柴油、生物乙醇生物柴油、生物乙醇;生活垃圾生活垃圾:需要去掉氣味,特種菌種開發。以非糧生物質為原料以無機碳源為原料以非糧生物質為原料以無機碳源為原料碳捕捉利用CO2等合成氣微藻類光合作用以糧食作物、淀粉為原料以糧食作物、淀粉為原料原料儲量大,中國年產農業廢棄物9.6億噸、林業廢棄物3.5億噸,廢棄油脂1276萬噸。存在問題和利用方向存在問題和利用方向 合成氣合成氣:特種菌種開發、光合機制理解待深入,處于可研階段,效率和經
46、濟性不高;微藻固碳微藻固碳:存在效率低、能耗高、污染問題,需篩選合適的藻株、調控代謝通路、優化培養條件及反應器、優化下游處理(如采收、提取及純化)等有望降低成本。存在問題和利用方向存在問題和利用方向優勢優勢 數據顯示,截至2020年,全球正在運行的碳捕獲大型示范項目有26個,每年可捕集封存二氧化碳約4000萬噸。微藻生長周期短,理論光合效率更高,將碳轉化為藻細胞中的蛋白和糖類脂質等,在固碳的同時可提供電能,釋放氧氣。圖片來源:公開資料、創業邦研究中心整理上游:生物質原料上游:生物質原料18新型碳源1:纖維素等天然高分子原料,處于工業化初級階段纖維素是世界上最豐富的天然有機物,占植物界碳含量的5
47、0%以上,木材、麻、麥稈、稻草、甘蔗渣等,都是纖維素的豐富來源。以秸稈纖維等農業廢棄物為主要原料,避免了“與民爭糧”等問題。但由于秸稈、木漿纖維等利用難度較大,目前處于工業化初級階段。據測算,世界現存的纖維素量高達萬億噸,每年新生成的纖維素為1000億1500億噸。如秸稈8.65億噸/年8.65億噸/年 玉米不足3億噸/年3億噸/年;85%的秸稈資源可收集利用,即7億噸可規?;a。儲量十分豐富儲量十分豐富秸稈的回收價格約300-500元/噸,遠低于玉米價格(近3000元/噸)。原料價格低廉原料價格低廉玉米:淀粉(55-70%,多糖)、水(10-20%)和油脂(3-8%)組成;秸稈:含糖約65
48、%,纖維素(30-40%,多糖)、半纖維素(15-20%,多糖)和木質素(30-40%)組成。與糧食作物含糖量相當與糧食作物含糖量相當秸稈高值化利用和資源化利用是我國2030年碳達峰行動方案中的重要內容。國家政策支持國家政策支持天然纖維素地球上最豐富的天然高分子、減碳負碳天然纖維素地球上最豐富的天然高分子、減碳負碳纖維素具有生物降解性和生物相容性,是開發可降解生物醫學或食品包裝材料的理想前驅體;在利用過程中可能達到溫室氣體的零排放。生物相容性好、環保減碳生物相容性好、環保減碳行業利用難點行業利用難點不溶、不熔、難加工傳統粘膠工藝:高能耗、高污染不溶、不熔、難加工傳統粘膠工藝:高能耗、高污染 上
49、游原料:秸稈收儲運規?;щy,宜逐產地建廠、標準化采收保存;纖維素直接利用:纖維提取純化、加工和改性,開發難度大;秸稈糖化發酵利用:纖維提取、水解糖化(高效酶工程和工業菌種開發,除去糠醛等抑制物,下游糖利用適配度)以及其他副產物處理(木質素等利用),適配的工藝流程開發;需要較強的提取分離或再加工提取分離或再加工技術,有效降低成本并實現各種成分一體化利用有效降低成本并實現各種成分一體化利用!受分離技術、加工工藝、制備成本等方面的制約,離規模工業應用還有一定距離。資料來源:Value-Chain of Biofuels等公開資料、創業邦研究中心整理纖維素結構極強的氫鍵網絡結構上游:生物質原料上游:
50、生物質原料19應用前景豐富,眾多企業積極探索,推進規?;慨a過程天然纖維素制備的生物油、有機酸、糖類、多元醇等可用于食品、藥品、助劑等用途。眾多企業積極探索,推進秸稈等纖維素規?;慨a過程眾多企業積極探索,推進秸稈等纖維素規?;慨a過程 圣泉集團圣泉集團:在大慶的100萬噸生物質精煉一體化項目(一期)正在調試中,規劃每年在當地收購生物質秸稈50萬噸;豐原集團豐原集團:1.5萬噸/年秸稈制糖聯產黃腐酸有機肥示范生產線全線貫通;凱賽生物凱賽生物:在推進1萬噸秸稈制乳酸項目;聚維元創聚維元創:實現優于糧食碳源的秸稈基生物合成,丁二酸實現規模量產;循原科技循原科技:利用秸稈等非糧生物質為原料,生產工業
51、可發酵糖和可催化糖,及原料級的木質素等;格林微納格林微納:微納米纖維素,在環保包裝、生物醫藥、新能源電池等應用;寧波糖聚寧波糖聚:納米纖維素,用于化妝品、食品、醫務材料、可降解材料等。纖維素產品擴展性強,應用場景豐富纖維素產品擴展性強,應用場景豐富秸稈綜合利用或糖化纖維素生產和改性應用秸稈綜合利用或糖化纖維素生產和改性應用 蔚藍生物蔚藍生物:針對規模養殖場固體廢棄物,搭配稻殼、木屑、秸稈粉、豬糞等有機原料,接種專用的微生態接種劑,發酵后成為發酵床墊料;禾能時代禾能時代:利用纖維素乙醇的剩余物木質素生產生物膠黏劑的產業化公司。睿嘉康睿嘉康:改造工業微生物,利用非糧生物質高效生產C2-C5大宗醇與
52、有機酸;微構工場微構工場:通過相應的底盤細胞,對秸稈水解液、餐廚廢料以及廢棄甘油等廢棄碳源進行利用,生產相應的生物材料。非糧生物質和廢棄碳源利用非糧生物質和廢棄碳源利用資料來源:格林微納產品介紹和公開信息、創業邦研究中心整理上游:生物質原料上游:生物質原料20新型碳源2:以二氧化碳等合成氣為碳源,正在商業化初期以二氧化碳等為碳源,通過生物轉化實現材料、能源和其他化工的生產,目前主要處于可研階段,效率和經濟性不高,還未見工業化的相關報道。自然界中存在的化能自養型細菌,主要為梭菌屬、醋酸桿菌屬和穆爾氏菌屬梭菌屬、醋酸桿菌屬和穆爾氏菌屬,在吸收、利用合成氣的同時能夠生成少量有機酸有機酸(如乙酸、丁酸
53、)和有機醇有機醇(如乙醇、丁醇),合成氣的生物轉化具有潛在的工業應用價值。潛在的工業應用價值潛在的工業應用價值成本優勢成本優勢:碳轉化率可以達到88%,能量轉化率達到58%,不僅節約大量糧食,還可以實現連續發酵生產;節能減排節能減排:生產1噸燃料乙醇,可減少 CO2 排放1.9噸。在汽油中添加10%燃料乙醇后,汽車尾氣的 CO 排放可減少30%,CO2 減排30%-35%。有成本、減排雙重優勢有成本、減排雙重優勢合成氣資源的優勢合成氣資源的優勢利用光驅動CO2回收技術,生產櫻花素、麥角硫因、和雙去甲氧基姜黃素等高值產物;利用清潔電源將CO2還原成生物轉化可利用的中間體(如甲醇、乙酸),通過生物
54、轉化來生產有機產品;利用負碳智造平臺開發負碳新材料(如CO2“一步法”合成的可降解塑料)、聚合物單體及多種高價值化合物;利用 LanzaTech 工業尾氣制備乙醇的技術,在河北、寧夏建鋼鐵/鐵合金尾氣生物發酵工業化裝置;當前利用難點1.存在問題:氣體在液體的溶解度低,微生物生長不足,產量少;2.品類不足:當前利用難點1.存在問題:氣體在液體的溶解度低,微生物生長不足,產量少;2.品類不足:局限于乙醇、乙酸、微生物蛋白乙醇、乙酸、微生物蛋白等少數產品,乙醇燃料在市場上接受度一般,微生物蛋白生產密度很難提高;3.技術路線:微生物底盤設計(底盤細胞的穩定性、元件開發設計)、生產工藝(氣體凈化設備和工
55、藝參數、產品提取成本高)3.技術路線:微生物底盤設計(底盤細胞的穩定性、元件開發設計)、生產工藝(氣體凈化設備和工藝參數、產品提取成本高)等存在不足,在過程中減少能耗,提高產品得率,兼顧效率和經濟性。利用捕獲工業排放的CO2并應用于生產混凝土的養護環節工業排放的CO2轉化為合成燃氣、合成油、可降解塑料等零碳燃料和綠色化學品;少數企業正在探索,開始小規模生產少數企業正在探索,開始小規模生產利用工業廢棄CO2已建成年產能2.2萬噸的PPC(聚碳酸亞丙酯)生產線;上游:生物質原料上游:生物質原料21中游:天然高分子提取與加工,以高值產品為主纖維素木質素纖維素木質素淀粉橡膠橡膠天然產物數量巨大、結構類
56、型繁多,僅植物中的天然產物就多達上百萬種。經過多年發展,目前進入工業提取的植物品種在300種以上300種以上,已形成在醫藥、飼料、食品、化妝品、日用品醫藥、飼料、食品、化妝品、日用品等領域的長足發展,全球市場年需求在萬噸級萬噸級。黃原膠甲殼素胡蘿卜素可卡因紫杉醇甘草酸 40萬種化合物被發現;0.5%的化合物應用;在植物中含量低微,提取分離困難。天然高分子材料:提取/加工其他天然化合物:提取/加工+合成生物學/生物制造 纖維素基材料:應用領域廣泛,納米纖維素正在示范生產階段,其他產品大多尚未產業化。木質素基材料:應用前景廣闊,其中木質素磺酸鎂、木質素酚醛樹脂、木質素脲醛等已實現工業化生產。淀粉基
57、材料:已實現商業化,但原料主要來源糧食作物,非糧原料正在初步探索階段。生物基橡膠:杜仲膠已實現量產,衣康酸酯橡膠正在示范生產階段,其余品種大多在研發和試生產階段。代表企業產品開發進展:纖維素、木質素基產品前景巨大代表企業產品開發進展:纖維素、木質素基產品前景巨大主要應用領域傳統植物天然化合物開發應用的問題代表企業主要應用領域傳統植物天然化合物開發應用的問題代表企業合成生物學/生物制造提供新的開發路徑合成生物學/生物制造提供新的開發路徑 在發酵罐中構建制造天然產物的微生物新菌株,已打通了人參皂苷、番茄紅素、胡蘿卜素、天麻素、燈盞花素、丹參新酮、-欖香烯、香紫蘇醇等一批藥用植物、經濟植物藥用植物、
58、經濟植物產品的生物制造路線,生產效率大幅提升。中游:生物基化學品中游:生物基化學品22產品種類不斷擴大,逐漸下沉到需求巨大的大宗產品市場近10年,中國工業生物技術專利申請數量全球第一。技術進步使得生物制造產品,從高價值向某些大宗產品拓展。如,1,6-二磷酸果酸、黃原膠、L-蘋果酸、長鏈二元酸等達到國際先進水平,少數產品已實現商業化生產。近10年,中國工業生物技術專利申請數量全球第一。技術進步使得生物制造產品,從高價值向某些大宗產品拓展。如,1,6-二磷酸果酸、黃原膠、L-蘋果酸、長鏈二元酸等達到國際先進水平,少數產品已實現商業化生產。批量化生產:乙醇、丙二醇、乳酸、丁二酸、長鏈二元酸、氨基酸、
59、乙二醇、丁二醇、5-羥甲基糠醛等;批量化生產:乙醇、丙二醇、乳酸、丁二酸、長鏈二元酸、氨基酸、乙二醇、丁二醇、5-羥甲基糠醛等;中試階段:乙烯、丙酸、異戊二烯、丁二烯等;小試階段:烷烴、丙酮、丙二酸、乙二酸、己二酸、對苯二甲酸、環氧丙烷、己內酰胺等;生物基產品橫跨十萬噸級到千萬噸級的全球年需求量規模潛力生物基產品橫跨十萬噸級到千萬噸級的全球年需求量規模潛力黃原膠黃原膠約30萬噸約30萬噸維生素C維生素C約22萬噸約22萬噸丙氨酸丙氨酸約5萬噸約5萬噸天然產物天然產物不足萬噸不足萬噸頻氨酸頻氨酸約4萬噸約4萬噸甲醇1.1億噸甲醇1.1億噸燃料乙醇8000萬噸燃料乙醇8000萬噸乙二醇3000萬噸
60、乙二醇3000萬噸丁二醇250萬噸丁二醇250萬噸丙烯酸800萬噸丙烯酸800萬噸琥珀酸60萬噸琥珀酸60萬噸長鏈二元酸15萬噸長鏈二元酸15萬噸市場需求:從十萬噸級到千萬噸級應用場景:從“小而散”到“大而全”競爭格局:從幾乎沒有競對到與傳統化工企業競爭資料來源:華安證券、DeepTech等公開資料、創業邦研究中心整理中游:生物基化學品中游:生物基化學品23生物基單體/平臺化合物:少數實現商業化單體單體上游原料上游原料生產工藝生產工藝應用領域應用領域代表企業(部分)代表企業(部分)產能產能乙醇農作物(玉米、小麥、木薯、甜高粱)、纖維素、海藻農作物酶解為糖,經發酵而成;植物纖維(秸稈、干草等)經
61、纖維素酶解為糖,再發酵生成二乙胺、醋酸乙酯、乙胺、乙醚、乙醇汽油、酒、乙醛中糧科技、河南天冠、吉林燃料乙醇2020年生物乙醇產量350萬噸350萬噸,在建和籌建的燃料乙醇產能約 450 萬噸/年450 萬噸/年1,3-丙二醇(PDO)甘油、葡萄,蔗糖、纖維素水解液甘油為底物,葡萄糖為輔助底物,腸道細菌歧化甘油生成PDO生產新型聚酯PTT(主要用途,占80%),應用于化妝品、可降解塑料、醫藥中間體、油墨、印染、潤滑劑等領域華峰集團、蘇震生物、盛虹集團、清大智興、辰能生物、河南天冠2022年國內產能不足5萬噸不足5萬噸/年,已建或籌建的產能30萬噸30萬噸以上丁二酸(琥珀酸)以玉米或大麥等糧食作為
62、主要原料,秸稈纖維素等以淀粉糖資源為原料,通過微生物發酵等方式加工生物基 PBS(主要用途,占50%)、BDO、丁二酸酐、丁二酰亞胺及其衍生物等產品,可生產調味劑、酸味劑、防腐劑、表面活性劑等,應用于食品、醫藥、日用品等終端領域蘭典生物、國安新材、華恒生物、飛揚化工、揚子石油化工、態創生物截至2022年10月底,國內丁二酸類產品產能累計5萬噸5萬噸左右,未來五年內擬建產能150萬噸乳酸含有淀粉、纖維素、葡萄糖的生物質資源農作物中提取的淀粉 糖、蔗糖通過發酵制成乳酸生產聚乳酸,廣泛應用到食品包裝、農用地膜、紡織品、醫用材料、工程塑料等領域金丹科技、金發科技、豐原集團、海正生物、中糧科技國內乳酸產
63、能約30萬噸30萬噸;到2025年底將形成約180萬噸的聚乳酸年產能1,5戊二胺 玉米水解成葡萄糖葡萄糖液經過賴氨酸菌發酵得到賴氨酸,再經過脫羧酶菌發酵得到生產聚酰胺和聚氨酯,廣泛用于紡織、汽車、電子電器、包裝、體育產品等方面凱賽生物、日本東麗、韓國希杰、伊品生物、陽煤化工凱賽生物5萬5萬噸/年產能已投產,另在建50萬噸產線長鏈二元酸(癸二酸)蓖麻油,烷烴、硫酸、燒堿和葡萄糖由蓖麻油催化水解或加堿皂化生成蓖麻油酸,再以苯酚為稀釋劑加堿裂解,經酸化等純化處理后得到生產聚酰胺(主要用途,占70%),制造尼龍類塑料、增塑劑、香料、涂料、化妝品、醫藥行業、液晶材料凱賽生物、衡水京華化工、新日恒力、河北
64、凱德生物材料2021年中國內產能為16.7萬16.7萬噸,占比全球份額83.92%。乙二醇(MEG)甘油、淀粉糖等糖醇、纖維素用多糖合成葡萄糖等單糖,再通過催化合成或微生物發酵合成生產聚酯(如PET),常作為溶劑、防凍劑、表面活性劑、抗凍劑等,應用在醫藥、煤化工、汽車、化纖、合成滌綸等領域中原大化、美禾科技、大連化物所批量生產1,4-丁二醇(BDO)纖維素、淀粉等水解的糖類直接發酵法,微生物將淀粉水解的糖類轉化BDO;或利用微生物發酵將葡萄糖轉化為丁二酸,再生產BDO生產四氫呋喃(THF),可降解塑料PBAT、PBS、PBST等產品,用于溶劑、醫藥、增塑劑、固化劑、纖維和工程塑料等領域元利化學
65、、意大利 Novamont、蘭典生物生物基BDO全球6萬噸/年6萬噸/年產能,以國外企業為主5-羥甲基糠醛(HMF)淀粉、葡萄糖等酸催化果糖、葡萄糖和纖維素等碳水化合物脫水制得;生產FDCA,與二醇、二胺共聚,進一步制造聚酯、尼龍材料,醫藥、化工、燃料電池燃料、香精香料中科國生、糖能科技、利夫生物、賽瑞克、杭州凱方千-萬噸資料來源:中國化工信息周刊、卓創資訊等公開資料、創業邦研究中心整理目前生物基乙醇、丙二醇、乳酸、丁二酸、長鏈二元酸、氨基酸較為成熟,是下游生物基 PE、PLA、PET、PBS、PTT 及 PBAT 等的關鍵原料,其中乙二醇、丁二醇、5-羥甲基糠醛等正在商業化階段,生產規模較小
66、。大多數生產工藝以葡萄糖轉化為主,正在積極探索秸稈等非糧生物質的利用。已(正在)商業化的生物基產品單體/平臺化合物(部分)已(正在)商業化的生物基產品單體/平臺化合物(部分)中游:生物基化學品中游:生物基化學品24發展潛力大的平臺化合物:2,5-呋喃二甲酸(FDCA)FDCA由5-羥甲基糠醛(HMF)氧化衍生,是唯一環狀結構平臺化合物,被美國能源部確定為建立未來“綠色”化學工業的 12 種最具潛力的生物基平臺化合物之一12 種最具潛力的生物基平臺化合物之一。FDCA合成的HMF 路線最受科研和產業界重視,已取得了顯著的進展,有望率先實現工業化生產,由葡萄糖等單糖合成的果糖成為HMF生產的主要原
67、料來源。FDCA被認為是石油基對苯二甲酸(PTA)的可再生綠色替代品。此外,FDCA還可替代間苯二甲酸、丁二酸、雙酚A、己二酸等應用于聚酯、聚酰胺、環氧樹脂等生物基聚合物的制備。應用領域廣泛應用領域廣泛市場空間巨大市場空間巨大合成技術路徑合成技術路徑 據Data Bridge Market Research 分析稱,FDCA市場在 2021-2028 年內復合年增長率將為 8.9%,到2028 年可能達到 8.74 億美元。據公開數據顯示,高氣體阻隔聚酯 PEF塑料市場規模超1000億元,可降解塑料市場規模 660億元,HMF其他衍生品市場規模綜合超過萬億。HMF 路線HMF 路線關鍵問題關鍵
68、問題企業企業產品布局產品布局產能(在建)產能(在建)中科國生 全產業鏈布局:HMF、FDCA、THFDM、FDMDFF、PEF 等千噸級產線預計2023年投產利夫生物 圍繞味喃聚酣:HMF、FDCA、PEF 等已建成千噸級FDCA生產線,在建萬噸級產線糖能科技 側重產業中游:HMF、FDCA、THMDF 等百噸級HMF生產線投產,正在建設千噸級HMF產線杭州凱方 FDCA達高特FDCA/FDME 峽喃系列類賽瑞克FDCA、PEF中試-量產階段企業布局企業布局由于成本高當前市場沒有大規模應用,需要在以下幾點突破:高效、經濟、廉價的 FDCA 生產催化劑高效、經濟、廉價的 FDCA 生產催化劑:目
69、前工藝主要由貴金屬催化生物質(果糖和木質素),不能滿足工業的要求進行分離;呋喃聚酯(PEF)結構和性能改善呋喃聚酯(PEF)結構和性能改善,改善其變色的副反應、在紫外線下的明顯降解跡象。資料來源:Data Bridge Market Research、中科國生等公開資料、創業邦研究中心整理美國可口可樂、杜邦、巴斯夫、日本三菱、荷蘭Avantium等公司進行上下游全方位研發。國內代表企業如下:FDCA的主要應用產品FDCA的主要應用產品中游:生物基化學品中游:生物基化學品FDCA聚酯聚酰胺聚氨酯熱固性塑料增塑劑瓶用PEF樹脂PEF纖維PEF薄膜味喃聚酰胺呋喃芳綸TPU聚酯樹脂脂類軟飲料瓶地毯/紡
70、織品軟包裝共聚酯工程塑料、尼龍/纖維工程樹脂防彈背心鞋類粉狀涂料PVC電纜25高分子材料:少數實現商業化 商業化的產品:聚乳酸(PLA)、淀粉基材料、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT);示范生產階段:聚羥基烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、呋喃聚酯(PEF)、聚己內酯(PCL)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET);小試中試階段:聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU),與石油基競爭平均成本高2-3倍;概念階段:聚碳酸酯(PC),有初步產品;市場價格(萬元/噸)市場價格(萬元/噸)2022年國內產能(萬噸)2022年國內產能(萬噸)代表企業
71、(部分)代表企業(部分)主要應用方向主要應用方向聚乳酸(PLA)2.5-2.927金丹科技、惠通科技、金發科技、豐原集團、海正生物、中糧科技包裝材料、服裝、非織造物、醫用組織骨架材料、醫藥載體、家用塑料、工業塑料淀粉基材料(TPS)0.8-116武漢華麗、深圳虹彩、蘇州漢豐廣泛應用于吹膜、注塑、改性等的生物基材料聚酰胺(PA)4-510.3凱賽生物、金發科技、伊品生物、新日恒力汽車領域、電子電器、機械工業、包裝領域、紡織領域、光學領域聚羥基烷酸酯(PHA)5.1-6.22.5藍晶微生物、微構工場、意可曼、中糧生化、寧波天安化工產品、醫用植入材料、藥物緩釋載體、燃料等聚丁二酸丁二醇酯(PBS)3
72、.3-4.51.9揚子石化、蘭典生物、態創生物日常生活用品、農用薄膜、發泡材料、衛生醫療用品聚己內酯(PCL)4.2-4.50.5聚仁化工生物降解膜、可控釋藥物載體、組織修復和包裝等呋喃聚酯(PEF)5-61糖能科技、利夫生物、利科新材、中羧碳一工業高阻隔性包裝材、高性能纖維和工程塑料等部分生物基高分子材料的價格、產能與應用場景部分生物基高分子材料的價格、產能與應用場景數據來源:IDTechEx、DeepTech、華安證券、中國石油和化工大數據等公開資料、創業邦研究中心整理生物基材料技術準備水平小試放大階段中試階段示范生產階段概念驗證階段商業化階段PLAPLATPSTPSPAPAPHAPHAP
73、BSPBSPEFPEFPCLPCLPP/PEPP/PEPUPUPCPCPETPETPTTPTTPBTPBT納米纖維素納米纖維素藻類藻類中游:生物基化學品中游:生物基化學品26發展較成熟的高分子材料:聚乳酸(PLA)截至2023H1,PLA已有產能27萬噸/年,初步形成安徽蚌埠、山東壽光、河南濮陽等產業聚集區,規劃產能高達293萬噸。聚乳酸擁有良好的透明性和一定的韌性、生物相容性及耐熱等性能,因此被廣泛應用到食品包裝、農用地膜、紡織品、醫用材料、工程塑料等領域。中國 PLA 現有及在建產能分布情況(部分)中國 PLA 現有及在建產能分布情況(部分)上游主要為玉米、甘蔗等農作物,將提取的淀粉糖、蔗
74、糖通過發酵制成乳酸。PLA生產工藝包括丙交酯開環聚合法和直接縮聚法兩種,工業上采用的主要是開環聚合法,產業鏈技術難點在于丙交酯的合成和純化丙交酯的合成和純化。合成技術路徑合成技術路徑應用前景廣闊應用前景廣闊注:數據依據文獻、學術報告等進行概算或預估企業布局企業布局存在問題存在問題 非糧原料的開發:目前正在探索秸稈、廢棄生物質替代糧食作物;PLA回收和再利用:自然條件分解速率緩慢,低碳減排作用并不顯著,亟待將廢聚酯用作碳源,并將其轉化為增值化學品或其他關鍵單體。資料來源:海正生材招股說明書、DeepTech、聚如如、創業邦研究中心整理企業企業已有產能(萬噸/年)已有產能(萬噸/年)規劃產能(萬噸
75、/年)規劃產能(萬噸/年)預計投產時間預計投產時間豐原生物10.370安徽:30萬噸/年;內蒙古30萬噸/年;山東10萬噸/年浙江友誠70廣西崇左50萬噸/年;象山:20萬噸/年會通股份35一期5萬噸/年產能建設周期為3年聯泓新科(江西科院生物)0.12813萬噸聚乳酸項目已完成項目安全預評價,一期計劃2023年底前建成投產同杰良1.120/海正生材4.515擬建年產15萬噸聚乳酸項目,擬建成時間為2024年06月惠通生物10.5項目環評獲批,一期3.5萬噸預計2023年年底投產金丹科技110/萬華化學7.5項目處于中試階段金發科技36/吉林中糧33/壽光金遠東2102022年10萬噸聚乳酸項
76、目環評江蘇瑞祥化工5/光華偉業1/恒天長江1/朗凈新材0.013/PLA 產業鏈PLA 市場規模中游:生物基化學品中游:生物基化學品27發展潛力大的高分子材料:聚羥基烷酸酯(PHA)相較于改性淀粉、PLA等可降解材料,PHA綜合性能更好,是應對白色污染的利器 完全的生物可降解性完全的生物可降解性:無需堆肥即可在自然環境下降解,且降解時間可控;優異的生物相容性優異的生物相容性:純PHA產品對海洋和陸地動物無害,甚至可以被動物食用;PHA結構多元化,帶來的性能多樣化使其在應用中具有明顯的優勢,在可生物降解的包裝材料、組織工程材料、緩釋材料、電學材料以及醫療材料方面有廣闊的應用前景。據普華永道測算,
77、PHA市場在2025年2025年、2030年2030年和2040年2040年的市場規模分別可以達到約629億元629億元、3.553億元3.553億元和1.2萬億元1.2萬億元。綜合性能優越綜合性能優越結構多元,應用前景廣泛結構多元,應用前景廣泛數據來源:普華永道PHA生物可降解塑料產業白皮書等公開資料、創業邦研究中心整理企業布局企業布局存在問題存在問題 最大問題是制造成本高制造成本高,是石油基聚乙烯和聚丙烯的3-10倍,主要是原料成本較高、設備運行成本較高以及產物純化成本較高。目前藍晶微生物選取耐油細菌、微構工場使用嗜鹽菌以降低發酵產品成本。此外,生產過程中存在加工溫度不好控制、結晶速度慢的
78、問題,合成產品中存在熱機械性能差、產品質量不穩定等缺陷。目前國內PHA生產線進入3萬噸級生產級別,尚未產業化,小批量應用于紡織和生物醫學材料等領域的高值產品。企業、企業、已有產能(萬噸/年)已有產能(萬噸/年)規劃產能(萬噸/年)規劃產能(萬噸/年)天津國韻生物1(停產)10藍晶微生物0.510深圳意可曼0.51綠塑科技1未知寧波天安生物0.2未知微構工場0.1湖北維琪3(在建)廣東荷風生物0.1中糧生化0.10.1珠海麥得發0.11.1中國 PHA 現有及在建產能分布情況(部分)中國 PHA 現有及在建產能分布情況(部分)PHA與其他可降解材料比較 中游:生物基化學品中游:生物基化學品28下
79、游:生物基產品越靠近消費端,發展空間越大生物基塑料、生物柴油及其衍生物、生物基橡膠等為發展熱點。隨著產業鏈的延伸,越靠近終端消費者的產品,與石油基產品的價格差距也越小。隨著生物制造技術逐漸成熟,生物基能源、塑料、纖維、橡膠、涂料、復合材料、助劑等能源和材料領域都將有極大發展,未來產業容量可達到千萬噸級千萬噸級。生物基塑料:2026年達到297億美元生物基塑料:2026年達到297億美元Markets and Markets預測,全球生物塑料市場到2026年將達到297億美元(2057億RMB),CAGR為22.7%,增長主要歸功于中國、印度和印尼等亞太地區。生物基涂料:2027年達到182億美
80、元生物基涂料:2027年達到182億美元Markets and Markets預測,生物基涂料市場預計將從2022年的115億美元增長到2027年的182億美元,年復合增長率為9.5%,亞太地區是生物基涂料的最大消費市場。生物基化妝品:2030年達到77.5億美元生物基化妝品:2030年達到77.5億美元BIS Research預測,到2030年全球生物基化妝品市場規模將達77.5億美元,2022年至2030年的年復合增長率為5.72%。生物基油墨:2026年達到85.7億美元生物基油墨:2026年達到85.7億美元Smithers預測,2021年生物基油墨全球價值將到58.6億美元,到202
81、6年將到85.7億美元,年復合增長率為7.90。生物基粘合劑:2028年達到55億美元生物基粘合劑:2028年達到55億美元IMARC Group預測,2022年全球生物基粘合劑市場規模將達到25億美元,到 2028 年將達到55億美元,年復合增長率為 13.78%生物基表面活性劑:2027年達到34億美元生物基表面活性劑:2027年達到34億美元IMARC Group預測,2021年全球生物基表面活性劑市場規模將達到24億美元,到2027年市場規模將達到34億美元,年復合增長率為5.92%。生物基潤滑油:2028年達到28億美元生物基潤滑油:2028年達到28億美元IMARC Group預測
82、,2022年全球生物基潤滑油市場規模將達到22億美元,2028年將達到28億美元,年復合增長率為3.9%。生物基增塑劑:2027年達到18億美元生物基增塑劑:2027年達到18億美元IMARC Group 預測,2021年全球生物基表面活性劑市場規模將達到12億美元,到2027年將達到18億美元,年復合增長率為6.4%。下游:產品及應用領域下游:產品及應用領域數據來源:Markets and Markets、Smithers、BIS Research、IMARC Group29生物基塑料:我國可降解塑料發展較快,不可降解塑料市場需求更大生物基塑料的種類繁多,其應用覆蓋工業到生活的各個方面,常見
83、包裝、消費品、紡織品等是最大的應用領域。從我國技術研究及產業化進度來看,主要以生物降解塑料生物降解塑料為主,包括聚乳酸(PLA),聚羥基烷酸酯(PHA)、二氧化碳共聚物(PPC)聚乳酸(PLA),聚羥基烷酸酯(PHA)、二氧化碳共聚物(PPC)等聚合物以及淀粉基塑料淀粉基塑料方面。全球概況全球概況2022年全球生物基塑料產能221.7221.7萬噸,不可生物降解塑料占48%以上48%以上(114.2萬噸),2027年預計約629.1629.1萬噸,不可生物降解塑料相對份額下降至44%左右。高分子聚合物類型變化高分子聚合物類型變化 目前全球前五大生物基塑料是淀粉基塑料、聚乳酸(PLA)、聚酰胺(
84、PA)、聚乙烯(PE)及聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT),占總產量近70%,預計未來幾年淀粉基塑料、PTT、PET的產能增長空間有限。未來顯著增長:聚羥基鏈烷酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)的生產能力持續提升;不可降解塑料:生產能力在未來五年將增加到270萬噸以上270萬噸以上,增長的主要驅動力是聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)和聚乙烯(PE)。應用領域應用領域 包裝包裝仍然是生物塑料的最大應用領域,到2022年占整個生物塑料市場的48%48%(100萬噸100萬噸);未來幾年,汽車交通、農業園藝以及電氣電子等市場相對份額將繼續適度增長。淀粉基塑料 2021-202
85、7年全球生物基塑料產能(萬噸)2022年全球生物基塑料產能分布(按應用領域)2027年全球生物基塑料產能預測(按材料類型)2022年全球生物基塑料產能(按材料類型)2021-2027年全球生物基塑料產能(萬噸)2022年全球生物基塑料產能分布(按應用領域)2027年全球生物基塑料產能預測(按材料類型)2022年全球生物基塑料產能(按材料類型)數據來源:European Bioplastics、nova-Institute、創業邦研究中心整理下游:產品及應用領域下游:產品及應用領域3030生物柴油:原料以廢油脂為主,銷售以出口為主 得益于歐盟對生物柴油的旺盛需求、國內餐飲廢棄物回收監管的不斷完善
86、以及政策支持等因素,中國生物柴油(以FAME為主)市場增長迅速,規模從2017年的92萬噸增長至2022年的214萬噸214萬噸。據披露,我國生產的生物柴油的90%銷往歐盟90%銷往歐盟,2021年占到歐盟生物柴油總進口量的13%。國內生物柴油目前的生產成本仍高于化石柴油,尚未實質性地進入成品油領域。而歐盟通過補貼支付了這部分“綠色溢價”。根據美國農業部(USDA)統計,目前我國生物柴油廠商共46家,其中上市企業包括卓越新能、海新能科、嘉澳環保卓越新能、海新能科、嘉澳環保和豐倍生物豐倍生物等,前10大生物柴油企業的合計產能占比超過50%。生物柴油直接材料成本占比近 90%,原材料主要有廢油脂、
87、甲醇、催化劑等,其中廢油脂成本占85%左右,主要來自餐館、酒店、食品和植物油加工企業等。目前,各家廠商的研發投入均主要為改進工藝流程(核心環節為酯化、酯交換反應),提升化學反應效率以降低生產成本。企業布局企業布局原料以廢油脂為主,整體生產成本高于化石柴油原料以廢油脂為主,整體生產成本高于化石柴油近年增速較快,90%銷往歐盟近年增速較快,90%銷往歐盟數據來源:BCG、豐倍生物公司招股書等、創業邦研究中心整理 2022年我國整體產能利用率僅為50%,處于較低水平。國內廢棄油脂供給有限,長期看生物柴油(FAME)產量可能遇到增長瓶頸。新一代生物燃料HVO、SAFHVO、SAF的燃燒性能和減碳作用更
88、佳,有望迎來快速成長期。050100150200250201720182019202020212022國內銷售(萬噸)出口國外(萬噸)927882130136214 2017-2022年我國生物柴油產量(萬噸)2017-2022年我國生物柴油產量(萬噸)企業企業是否上市是否上市已有產能(萬噸/年)已有產能(萬噸/年)規劃產能(萬噸/年)規劃產能(萬噸/年)卓越新能上市5035海新能科上市40嘉澳環保上市3015河北金谷30唐山金利海164上海中器環保11碧美新能源1020豐倍生物上市935隆海生物新三板610山東豐匯6荊州大地生物新三板5合計213119存在問題和潛在發展方向存在問題和潛在發展
89、方向 我國生物柴油行業主要生產商及產能統計(部分)我國生物柴油行業主要生產商及產能統計(部分)下游:產品及應用領域下游:產品及應用領域31生物基化學纖維:部分品種已經實現產業化,發展前景巨大企業布局企業布局 2021年我國化纖產量6524萬噸,整體呈上升趨勢。其中,石油基化纖占化纖總量的90%以上。2019 年我國化纖產量5953萬噸,生物基化學纖維總產能達 57.98 萬噸57.98 萬噸,實際產量達 15.57 萬噸(不到化纖總量的1%)15.57 萬噸(不到化纖總量的1%)。根據我國“十四五”生物基化學纖維及原料發展規劃研究,到2025年生物基化學纖維總產能將達到300萬噸300萬噸。其
90、中高品質生物基化學纖維產量200萬t,包括生物基新型纖維素纖維產能190萬t、產量130萬t;生物基合成纖維產能80萬t、產量50萬t;海洋生物基纖維產能6萬t、產量4萬t;生物基蛋白復合纖維產能24萬t、產量16萬t。我國在萊賽爾纖維(Lyocell)、竹漿纖維、麻漿纖維、蛋白復合纖維;聚乳酸(PLA)纖維、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維;殼聚糖纖維、海藻酸鹽纖維萊賽爾纖維(Lyocell)、竹漿纖維、麻漿纖維、蛋白復合纖維;聚乳酸(PLA)纖維、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維;殼聚糖纖維、海藻酸鹽纖維等品種已經實現產業化生產。生物基化纖已廣泛應用于內衣、襯衫、襪類、休閑運動等服裝和
91、床上用品、窗簾等家用紡織品,應用領域不斷擴大。市場份額不足1%,發展前景巨大市場份額不足1%,發展前景巨大應用市場廣闊,部分產品已產業化應用市場廣闊,部分產品已產業化分類分類品種品種已有產能(萬噸/年)已有產能(萬噸/年)代表公司代表公司生物基可再生纖維Lyocell纖維22湖北金環綠纖、中紡綠纖、保定天鵝、上海里奧纖維、恒天集團竹漿纖維18.5吉藁化纖、新鄉化纖、四川環龍新材、上海天竹紡織麻漿纖維0.5吉藁化纖、恒天海龍、無錫縞纖漢麻生物蛋白質纖維1上海正家牛奶絲科技、??h大豆蛋白絨纖維、宜賓絲麗雅生物基合成纖維PLA纖維4.1上海同杰良、恒天長江生物PTT纖維12江蘇盛虹集團、河南天冠集團
92、、辰能生物、海納百川生物、海正生物、德茂化工PHBV/PLA共混纖維0.12寧波禾素聚酰胺PA56纖維10.3凱賽生物、優纖科技PDT纖維2大成集團、宏遠興業PBT纖維4興盛新材、南通盛虹高分子材料、儀征化纖、浙江恒力材料海洋生物基纖維殼聚糖纖維0.25海斯摩爾生物、天津中盛生物海藻纖維0.58青島源海新科、廈門百美特生物生物基化學纖維品種分類及主要品種產能(部分)生物基化學纖維品種分類及主要品種產能(部分)存在問題和潛在發展方向存在問題和潛在發展方向 多數品種的產能規模偏小規模偏小,實現萬噸級萬噸級規?;陨仙a的品種占比 27.7%27.7%,多數品種產能規模偏小,其主要在于技術壁壘、單體
93、原料、價格競爭技術壁壘、單體原料、價格競爭等因素制約其規?;a。未來市場需求大、能快速規?;a的纖維材料:聚乳酸纖維、PA56纖維、PDT纖維、PTT纖維、海藻纖維維聚乳酸纖維、PA56纖維、PDT纖維、PTT纖維、海藻纖維維等。數據來源:王永生、李澤洲等生物基化學纖維產業分析等文獻資料、創業邦研究中心整理32下游:產品及應用領域下游:產品及應用領域 生物基材料行業早期在食品、醫療、日化用品領域較多,從2017年起有更多的初創公司成立,融資熱度逐漸升高。一些已上市傳統化工、食品、醫藥企業也在積極布局生物基產品,如三棵樹、新鄉化纖、中糧科技、溢多利、安琪酵母、華魯恒升。中國市場格局:處于早期
94、階段,上下游發展前景較大傳統企業+初創企業協同發展傳統企業+初創企業協同發展企業集中在PLA、醫藥健康、食品飲料、塑料(聚合物)賽道企業集中在PLA、醫藥健康、食品飲料、塑料(聚合物)賽道 據睿獸分析不完全統計,以702家生物基材料企業為樣本(上游原料企業尚未統計全),企業集中在中下游階段。中游主要集中在聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)、聚羥基烷酸酯(PHA)、聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)、2,5呋喃二甲酸(FDCA)聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)、聚羥基烷酸酯(PHA)、聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)、2,5呋喃二甲酸(FDCA)賽道。下游集中在醫藥健康、食品飲料、塑料(聚合物)、生物基化學
95、纖維、生物基材料助劑、生物柴油醫藥健康、食品飲料、塑料(聚合物)、生物基化學纖維、生物基材料助劑、生物柴油領域。數據來源:睿獸分析020406080100生物基涂料紡織/服裝生物基橡膠食品添加劑化肥農藥/飼料綠色包裝個護/化妝品生物基復合材料生物柴油生物基材料助劑生物基化學纖維塑料(聚合物)食品飲料醫藥健康中國生物基材料企業中游主要賽道分布中國生物基材料企業下游主要賽道分布中國生物基材料企業中游主要賽道分布中國生物基材料企業下游主要賽道分布 技術路徑:以生物制造/合成生物技術為主,天然高分子提取/加工為輔 發展路徑:以高值產品為主,擇機發展大宗產品初創企業初創企業傳統企業傳統企業 行業領域:化
96、工、食品、醫藥等傳統企業 技術路徑:天然高分子提取/加工,化學合成為主 發展路徑:現有化工品關聯品種擴展,以大宗產品為主330204060802,5呋喃二甲醇(BHMF)纖維素衍生物/納米纖維素乙醇5-羥甲基糠醛(HMF)木質素衍生物1,3-丙二醇(PDO)2,5呋喃二甲酸(FDCA)聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)聚羥基烷酸酯(PHA)聚酰胺(PA)聚乳酸(PLA)集中在江蘇、山東、廣東等地,引領全國發展中國生物基材料企業主要地區分布中國生物基材料企業主要城市分布中國生物基材料企業主要地區分布中國生物基材料企業主要城市分布數據來源:睿獸分析 據睿獸分析不完全統計,以702家生物基材料企業為樣本(
97、上游原料企業尚未統計全),生物基材料企業主要集中在江蘇、山東、廣東、浙江等地,其中上海、深圳、北京、蘇州、杭州、濰坊等企業分布較為集中。34黑龍江江西內蒙古遼寧廣西天津四川吉林河北福建湖南湖北河南北京安徽上海浙江廣東山東江蘇0102030405060長春煙臺臺州廈門濮陽寧波濟南成都常州合肥天津蚌埠長沙武漢廣州南京濰坊杭州蘇州北京深圳上海3.投融資分析3.投融資分析 近5年投融資趨勢 近3年IPO和收并購事件 近3年熱點賽道、熱點城市、投資機構 近3年大額融資事件35近5年一級市場融資穩步增長,2022年融資熱度最高 根據睿獸分析統計,2018年-2023年上半年國內一級市場累計公開披露融資事件
98、258個件258個,披露融資總額224.6億元224.6億元。從2019-2022年開始快速發展,2022年披露融資事件7070個,披露融資金額128.2128.2億元,平均融資金額達1.83億元。2023年上半年披露融資事件3030個,披露融資金額52.2452.24億元,平均融資金額達1.74億元。融資事件以早期階段早期階段為主。2020-2023H1完成196個融資事件,已披露融資金額216億元。早期(A輪之前)融資事件166個(占85%)166個(占85%),其中A輪A輪融資事95個,為投融資最頻繁的輪次;成長期融資事件28個(占14%),披露融資金額75.09億元;后期融資事件2個(
99、占1%)。目前大部分生物基材料企業還在行業發展的早期,處于技術積累和商業模式探索階段。數據來源:睿獸分析,一級市場融資事件不包括IPO、非IPO上市、二次上市、收并購、股權轉讓、上市公司定增等,融資時間統計截至2023.06.30。2018-2023H1中國生物基材料一級市場融資趨勢2020-2023H1中國生物基材料一級市場融資階段分布2018-2023H1中國生物基材料一級市場融資趨勢2020-2023H1中國生物基材料一級市場融資階段分布16628267.6175.0973.3020406080100120140160180早期(A及之前)發展期(B-C輪)成熟期(D-PreIPO)融資
100、事件(個)披露金額(億元)3230356170301.826.782.8632.7128.252.24020406080100120140201820192020202120222023H1融資事件(個)披露金額(億元)36IPO事件:近3年有21家企業通過IPO上市在2021-2023H1,有21家生物基材料企業通過IPO上市,其中2020年上市企業為7家(占33%),森泰股份、豐倍生物在2023年上半年上市。IPO企業主要分布在北京(2家)、蘇州(2家)。以深圳證券交易所(11家)、上海證券交易所(8家)為主。賽道集中在醫藥健康(3家)、食品添加劑(3家)、聚乳酸(3家);市值集中在100
101、億元以下,愛美客、凱賽生物、聯泓新材料位列前3名。項目項目城市城市細分賽道細分賽道上市時間上市時間最新市值(億人民幣)最新市值(億人民幣)愛美客北京個護/化妝品2020.09.28971.46 凱賽生物上海聚酰胺,長鏈二元酸2020.08.12372.66 聯泓新材料棗莊聚乳酸(PLA)2020.12.08330.02 巨子生物西安個護/化妝品2022.11.04301.71 川寧生物伊犁醫藥健康2022.12.27194.27 圣泉集團濟南木質素2021.08.10193.76 華恒生物合肥氨基酸2021.04.22135.17 諾泰生物連云港醫藥健康2021.05.2074.59 鍵凱科技
102、北京2,5呋喃二甲酸2020.08.2665.77 三元生物濱州食品添加劑2022.02.1064.60 2021-2023H1中國生物基材料上市企業市值TOP102021-2023H1中國生物基材料上市企業市值TOP102020-2023H1中國生物基材料上市企業城市分布2020-2023H1中國生物基材料上市企業城市分布7662024682020202120222023企業數量(家)52%38%5%5%深圳證券交易所上海證券交易所北京證券交易所香港證券交易所備注:市值以2023.07.11最新市值為準2020-2023H1中國生物基材料上市企業交易所分布2020-2023H1中國生物基材料
103、上市企業交易所分布01234聚乳酸(PLA)醫藥健康食品添加劑個護/化妝品聚酰胺(PA)木質素氨基酸2,5呋喃二甲酸聚氨酯(PU)生物柴油可生物降解材料生物基合成橡膠木塑材料綠色包裝2020-2023H1中國生物基材料上市企業賽道分布2020-2023H1中國生物基材料上市企業賽道分布0123北京蘇州上海棗莊西安伊犁濟南合肥連云港濱州煙臺衢州周口寧波南通臺州宣城滁州成都2020-2023H1中國生物基材料上市企業年份分布2020-2023H1中國生物基材料上市企業年份分布數據來源:睿獸分析37收并購事件:近3年有11家企業完成收并購事件在2021-2023H1,國內有11家生物基材料企業發生1
104、212個收購事件(江西科院生物被聯泓新材料連續2次收購股份),披露總金額8.82億元8.82億元人民幣。2023年發生5次收并購事件。賽道集中在聚乳酸(3家)。收購事件金額前2名是奧園美谷被中國奧園以11.59億元收購,神舟生物被華潤雙鶴藥業以5.02億元收購。2021-2023H1中國生物基材料企業收購事件2021-2023H1中國生物基材料企業收購事件2020-2023H1中國生物基材料企業收并購事件賽道分布2020-2023H1生物基材料企業收并購事件年份分布2020-2023H1中國生物基材料企業收并購事件賽道分布2020-2023H1生物基材料企業收并購事件年份分布223501234
105、56202020212022202301234聚乳酸(PLA)木塑材料功能食品化肥農藥/飼料生物柴油個護/化妝品食品添加劑5-羥甲基糠醛項目項目城市城市細分賽道細分賽道融資時間融資時間融資金額(億人民幣)融資金額(億人民幣)投資方投資方奧園美谷襄陽個護/化妝品2020.04.0711.59中國奧園神舟生物呼和浩特功能食品2022.08.015.02華潤雙鶴藥業科院生物九江聚乳酸(PLA)2021.06.021.5聯泓新材料普立思蕪湖聚乳酸(PLA)2023.06.071.33第八元素鼎泰木業商丘木塑材料2023.06.150.379睢縣中和置業科院生物九江聚乳酸(PLA)2021.09.240
106、.28聯泓新材料南京三聚生物南京生物柴油2023.04.030.18紅興隆農墾北方躍龍北京化肥農藥/飼料2023.05.300.055星瑞香沉香泰格生物科技蚌埠食品添加劑2023.06.21未披露豐原藥業華高生物成都食品飲料2020.10.29未披露萊茵生物新遠見湖州木塑材料2022.12.15未披露博達智創瑞賽環保深圳5-羥甲基糠醛2022.10.19未披露清研環境數據來源:睿獸分析38熱點賽道:PHA、醫藥健康、食品飲料、個護/化妝品熱度較高 2020-2023H1國內一級市場融資集中在中下游階段,其中中游發生40個融資事件,已披露金額為43.48億元;下游發生149個融資事件,已披露金額
107、為170.93億元。中游階段,聚羥基烷酸酯聚羥基烷酸酯(9個)、聚乳酸聚乳酸(8個)、5-羥甲基糠醛(5個)融資事件位列前3名;已披露融資金額,聚羥基烷酸酯(26.39億元)、聚丁二酸丁二醇酯(9.03億元)較高。聚丁二酸丁二醇酯賽道因態創生物獲得過億美元融資,因而披露總額較高。下游階段,食品飲料食品飲料(40個)、醫藥健康醫藥健康(35個)、個護/化妝品個護/化妝品(19個)融資事件位列前3名;已披露融資金額,個護/化妝品(83.88億元)、生物柴油(36.54億元)、醫藥健康(22.22億元)、食品飲料(18.28億元)較高。個護/化妝品賽道因巨子生物在Pre-IPO輪獲得73.3億元融資
108、,生物柴油賽道因EcoCeres怡斯萊2次獲得共5.08億美元融資,因而披露總額較高。98543222211126.391.599.031.990.80.33.38051015202530聚羥基烷酸酯(PHA)聚乳酸(PLA)5-羥甲基糠醛聚丁二酸丁二醇酯(PBS)聚酰胺(PA)呋喃基聚酯(PEF)氨基酸2,5呋喃二甲酸2,5呋喃二甲醇乙烯聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)丙二醇融資事件(個)融資金額(億元)2020-2023H1生物基材料融資事件中游細分賽道分布2020-2023H1生物基材料融資事件下游細分賽道分布2020-2023H1生物基材料融資事件中游細分賽道分布2020-2023H1生物
109、基材料融資事件下游細分賽道分布數據來源:睿獸分析,聚乳酸(PLA)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)、乙烯、丙二醇、生物基復合材料、生物基橡膠賽道的融資事件未披露金額40351997755444333118.2822.2283.882.2536.5430.910.30.90.330.630.41.290102030405060708090食品飲料醫藥健康個護/化妝品化肥農藥生物柴油生物基化學纖維綠色包裝塑料(聚合物)電子材料服裝紡織生物基復合材料建筑交通生物基材料助劑食品添加劑生物基橡膠融資事件(個)融資金額(億元)熱點城市:深圳、北京、上海熱度較高2020-2023H1國內一級市
110、場融資事件數量上,深圳深圳、北京北京、上海上海最多,均為25個以上。已披露融資金額上,西安、北京、香港最多。西安因巨子生物完成Pre-IPO輪融資,香港因EcoCeres怡斯萊獲得大額融資,因而披露融資總額較高。區位上看,南方相較北方重點城市數量總體更多,長三角城市群表現出明顯的區域集聚。3029261614126443333222222111.7839.6614.073.029.694.492.295.740.6330.5436.5421.291.090.30.373.301020304050607080深圳北京上海杭州蘇州南京合肥廣安廣州南通寧波揚州濟南香港常州珠海天津湖州泰州西安融資事件
111、(個)融資金額(億元)數據來源:睿獸分析,揚州的融資事件未披露金額2020-2023H1生物基材料融資事件城市分布2020-2023H1生物基材料融資事件城市分布40活躍機構:高瓴資本、經緯創投、紅杉中國最為活躍2020-2023H1國內一級市場融資事件,12家機構投資企業為3家及以上,其中碧桂園創投為CVC投資。高瓴資本、經緯創投、紅杉中國、險峰K2VC高瓴資本、經緯創投、紅杉中國、險峰K2VC位列活躍機構榜四甲,投資企業數量為4家及以上。數據來源:睿獸分析排名機構總部機構類型投資企業(家)投資案例1高瓴創投/高瓴資本北京VC/PE9巨子生物,藍晶微生物,青昀新材,周子未來,貝普奧生物,摩珈
112、生物,中杰瑞康,引航生物,昌進生物2經緯創投北京VC/PE5中科國生,元育生物,周子未來,微元合成,植物教授3紅杉中國北京VC/PE5循原科技,微構工場,德默特生物,賽瑞克,柯泰亞生物4險峰K2VC北京VC/PE4CellX,微元合成,清捕零碳,貽如生物5毅達資本江蘇VC/PE3生合萬物,盈嘉合生,軒凱生物6深科先進投資廣東VC/PE3中科翎碳,壹零零壹,柏垠生物7綠動資本Asia GreenFund北京VC/PE3摩珈生物,賽瑞克,青昀新材8中金資本北京VC/PE3中科欣揚,青昀新材,貝普奧生物9食芯資本 Bits x Bites上海VC/PE3柯泰亞生物,摩珈生物,昌進生物10碧桂園創投廣
113、東CVC3藍晶微生物,中科國生,昌進生物11清華控股北京VC/PE3微構工廠,清大智興,合成紀元12真格基金北京VC/PE3CellX,態創生物,未名時光2020-2023H1生物基材料融資事件活躍機構2020-2023H1生物基材料融資事件活躍機構41大額融資事件:集中在醫藥健康、個護/化妝品、PHA賽道項目名稱項目名稱城市城市細分賽道細分賽道融資輪次融資輪次融資時間融資時間融資金額融資金額投資機構投資機構巨子生物西安個護/化妝品Pre.IPO輪 2022.01.2773.3億人民幣CPE源峰,謙尋(杭州)控股有限責任公司,金鎰資本,高瓴資本EcoCeres怡斯萊香港生物柴油B輪2023.0
114、1.124億美元貝恩資本A輪2022.02.241.08億美元Kerogen Capital藍晶微生物北京聚羥基烷酸酯(PHA)B3輪2022.01.108.7億人民幣三一創新,中州藍海,中平資本,元生資本等B4輪2023.02.15過4億人民幣中平資本,黃海金控B2輪2021.08.094.30億人民幣Optimas Capital,七匹狼創投,三一創新,光速中國等B輪2021.02.26近2億人民幣七匹狼創投,三一創新,光速中國,前海母基金等態創生物北京聚丁二酸丁二醇酯(PBS)A+輪2021.12.01過億美元IDG資本摩珈生物廣安食品飲料B輪2022.06.23過8000萬美元Sent
115、o Investment,淡馬錫,綠動資本,醴澤資本,食芯資本引航生物蘇州醫藥健康C+輪2021.12.22過4億人民幣禮來亞洲基金,廣發乾和C輪2021.12.16數億人民幣廣發乾和,高瓴資本,夏爾巴投資微構工場北京聚羥基烷酸酯(PHA)A+輪2023.02.023.59億人民幣上海自貿區股權基金,中農基金,臨港藍灣基金,眾海投資等A輪2022.01.172.5億人民幣中國國有企業混改基金,臨空興融,眾海投資,國中創投等金坤生物寧波醫藥健康A輪2022.05.13數億人民幣日初資本予君生物上海2,5呋喃二甲醇B輪2023.01.12數億人民幣華點投資,零度資本創健醫療常州醫藥健康A輪2022
116、.08.102億人民幣力中投資,華方資本,華立醫藥集團有限公司,博裕資本,鼎暉百孚萱嘉生物深圳個護/化妝品A+輪2022.06.242億人民幣東方富海,中小擔創投,力合科創,同創偉業,四海新材基金等中科欣揚深圳個護/化妝品B輪2022.02.232億人民幣中金資本,新沃資本,愛爾眼科利夫生物合肥呋喃基聚酯(PEF)B輪2023.06.25近2億人民幣中藍創投,關子創投,華蓋資本,澤暉股權投資2020-2023H1生物基材料大額融資事件2020-2023H1生物基材料大額融資事件2020-2023H1完成196個一級市場融資事件,其中84個事件未披露金額(占42.9%),0.5億元以下融資事件有
117、65個(占33.16%),億元以上融資事件有29個(占14.8%);其中巨子生物、巨子生物、EcoCeres怡斯萊、藍晶微生物、態創生物、摩珈生物、引航生物、微構工場EcoCeres怡斯萊、藍晶微生物、態創生物、摩珈生物、引航生物、微構工場等獲得超億元融資,集中在醫藥健康、個護/化妝品、PHA賽道。數據來源:睿獸分析42融資熱點企業:藍晶微生物、摩珈生物、CellX等融資次數較多544444444333333330123456藍晶微生物態創生物摩珈生物引航生物萱嘉生物柏垠生物昌進生物CellX中科國生微構工場未名拾光聚維元創周子未來百葵銳極麋生物生合萬物思元醫療4432111100.511.5
118、22.533.544.5食品飲料醫藥健康個護/化妝品聚羥基烷酸酯(PHA)化肥農藥聚丁二酸丁二醇酯(PBS)5-羥甲基糠醛多糖2020-2023H1生物基材料融資次數最多的企業分布2020-2023H1生物基材料融資次數最多的企業賽道分布2020-2023H1生物基材料融資次數最多的企業分布2020-2023H1生物基材料融資次數最多的企業賽道分布在2020-2023H1一級市場融資事件,有17家企業獲得融資次數超過3次,其中藍晶微生物獲得5次融資,熱點企業所處賽道集中在食品飲料(4家)、醫療健康(4家)、個護/化妝品(3家)領域。數據來源:睿獸分析434.案例分析4.案例分析 格林微納案例
119、中科恒聯案例 禾能時代案例 中科金龍案例44格林微納:纖維素微納米功能材料的產業化應用成立時間:2022年10月,杭州企業融資:種子輪,正在進行天使輪融資企業定位:纖維素微納米功能材料應用平臺張軍,格林微納創始人張軍,格林微納創始人中科院化學所研究員兼博士生導師,中國科學院大學教授,中科院工程塑料實驗室主任,中國纖維素行業協會技術專家委員會副主任,入選國家杰出青年基金、泰山產業領軍人才等人才項目,長期從事纖維素材料綠色加工和功能化方面的研究。田衛國,聯合創始人兼研發負責人田衛國,聯合創始人兼研發負責人中國科學院化學研究所副研究員,中科院化學所高分子化學與物理博士,中國化學會纖維素委員會委員,研
120、究方向為纖維素組合化學、纖維素微納米綠色加工以及纖維素基功能材料等領域。團隊背景:天然高分子加工與功能化創業團隊團隊背景:天然高分子加工與功能化創業團隊產業布局產業布局總公司:杭州格林微納科技有限公司研發基地:中科院化學所天津研究院(武清)中試基地:新材料孵化園區(百噸級產業示范線)資料來源:格林微納公司介紹纖維素加工與功能化方法創新纖維素加工與功能化方法創新解決了關鍵科學問題:纖維素氫鍵網絡的解離與重構45成功關鍵要(KSF)成功關鍵要(KSF)擁有核心技術壁壘擁有核心技術壁壘中科院化學所的專家團隊為纖維素提取、加工和改性作技術指導、研發與創新,擁有從物料-設備-生產-應用的全產業鏈知識產權
121、布局與儲備;擁有纖維素溶解與溶劑回收、微納纖維素材料低成本大規模制備的兩大核心關鍵技術,實現低成本批量化生產,構筑起了技術壁壘。原料可再生且多樣化原料可再生且多樣化原材料為木材、棉、竹、秸稈等天然植物,均屬于可再生材料,在我國來源廣泛,成本低廉;根據應用場景選擇不同材料進行制備,例如:農藥領域原材料用木漿,日化用品、藥用輔料等領域選棉漿,土壤修復等領域選秸稈等。支持多種高值應用方向支持多種高值應用方向纖維素本身的材料特性和微納米纖維素的結構特性,可以支持多種高值應用場景,例如類器官培養、綠色環保包裝、新能源電池、日化等高值應用。技術體系和產品介紹技術體系和產品介紹產品1:纖維素乳液全過程物理加
122、工,尺寸為微米級;根據需求生產不同形狀的納米纖維素。產品2:纖維素微球球徑均一、大小精確可控;生產過程不用到有機溶劑與表面活性劑;可作為塑料微球替代品,實現完全可生物降解。應用領域:依據技術成熟度與市場應用前景聚焦在3大領域應用領域:依據技術成熟度與市場應用前景聚焦在3大領域應用領域應用領域環保包裝生物醫藥新能源電池半固態電池、凝膠電解質全球領先的純生物基阻水阻油阻氧技術方案,解決以紙代塑最關鍵技術問題優異的材料特性和特殊結構,支持類器官培養、3D細胞培養等生命科學領域應用資料來源:格林微納公司介紹格林微納:纖維素微納米功能材料的產業化應用46中科恒聯:新型綠色溶劑法纖維素膜產業化成立時間:2
123、017年1月企業融資:A輪企業定位:全球唯一一家新型綠色溶劑法纖維素膜產業化生產企業產業戰略布局產業戰略布局技術體系技術體系規劃三大生產基地,分別是:濰坊基地、費縣基地、南方基地產業發展方向纖維素膜纖維素膠帶纖維素纖維團隊背景團隊背景許麗麗,研發經理。許麗麗,研發經理。高級工程師、核心研發人員,曾先后參與山東省重大科技專項1項、濰坊市科技發展計劃項目2項、美團青山環??萍紕撔率痉俄椖?項、山東省技術創新項目十余項;起草以離子液體為溶劑的再生纖維素膜清潔生產新工藝相關企業標準3項;申請發明專利18項、實用新型專利2項;取得授權發明專利12項,實用新型專利2項。賈鋒偉,總經理。賈鋒偉,總經理。長期
124、從事企業管理和纖維素膜材料生產技術和新產品開發工作,有較強的創新意識和開拓能力,先后獲國家專利成果12項,其中發明專利6項、實用新型專利6項,發表論文9篇,編寫企業標準3項,有豐富的新產品、新工藝的研發經驗。張軍,首席科學家兼學術帶頭人張軍,首席科學家兼學術帶頭人。擔任中國科學院化學研究所研究員兼博士生導師,中國科學院大學教授,入選國家杰出青年基金、國家百千萬人才工程、首屆泰山產業領軍人才等人才項目,長期從事纖維素材料綠色加工和功能化方面的研究,在國際上較早開展離子液體用于纖維素溶解和加工方面的研究。原料可再生-過程無污染-產品可降解,全生命周期綠色化資料來源:中科恒聯商業計劃書47成功關鍵要
125、(KSF)成功關鍵要(KSF)團隊與技術優勢團隊與技術優勢擁有中國科學院化學研究所的專家團隊作為公司的技術指導,構建了全球唯一一家新型綠色溶劑法纖維素膜產業化生產企業,運用以離子液體為溶劑的纖維素加工新原理和新方法,全過程閉環生產、節能低耗,實現了離子液體法纖維素物理溶解新技術的商業化應用。原材料優勢原材料優勢以木、棉、麻、竹、秸稈等植物生物質中所蘊含的纖維素為原料木材、農業秸稈等天然植物纖維素,在我國來源廣泛,成本低廉,屬于可再生材料。市場機遇大市場機遇大目前國內的纖維素膜產能大約是4萬噸/年,且只有三家企業在從事生產,市場應用領域廣泛,包括但不限于食品包裝、藥品包裝、快遞膠帶、煙花爆竹外包
126、裝等領域,我國纖維素膜的市場缺口巨大,發展潛力大。紐賽璐纖維素膜以木材、農業秸稈等天然植物纖維素為原料,采用自主發明的可高效溶解纖維素的離子液液體為溶劑,通過纖維素溶解、再生等物理過程而制得的一種透明、薄膜狀材料。產品廣泛應用于食品、醫藥、電子產品、煙草、紡織服裝、煙花及其他高檔產品包裝領域。產品市場占有率在32%以上,是全球規模最大,也是唯一家新型綠色溶劑法(離子液體法)纖維素膜生產商纖維素包裝膜以紐賽璐纖維素膜為基膜制成的纖維素膠帶系列產品具有100%生物全降解特性,是石油基類膠帶制品理想的替代升級產品。產品廣泛應用于快遞物流包裝、辦公用品、家居生活、物品包裝等領域。產品市場占有率在40%
127、以上,是中國規模最大的纖維素膠帶基膜提供商纖維素膠帶基膜主導產品介紹主導產品介紹資料來源:中科恒聯商業計劃書中科恒聯:新型綠色溶劑法纖維素膜產業化48禾能時代:生物質高值利用成立時間:2021年11月,北京企業融資:A輪企業定位:纖維素乙醇與人造板用生物基膠黏劑的制造商生曉東生曉東,公司創始人兼研發指導公司創始人兼研發指導畢業院校:東北師范大學數學系職業歷程:生物基領域的產業實踐者,從淀粉乙醇到淀粉丁醇丙酮到纖維素乙醇到纖維素乳酸,木質素膠粘劑、木質素改性塑料,致力于非糧生物質的生物煉制和高值化利用的產業化落地、規?;a。陳洪章陳洪章,核心專家顧問兼技術指導核心專家顧問兼技術指導畢業院校:中
128、國科學院過程工程研究所工學博士學位職業歷程:生化工程國家重點實驗室副主任、生物質工程研究中心主任,主持完成“973計劃”、“863計劃”,主要致力于纖維素生物技術研究。張運智,生產管理負責人張運智,生產管理負責人畢業院校:吉林大學EMBA職業歷程:曾在多家化工企業任職高管,擅于公司經營管理和團隊建設,有較強的領導力與決策力。產業布局企業發展歷程產業布局企業發展歷程禾能時代禾能時代:作為主體司負責集中采購、產品銷售和管理;廊坊禾合生物廊坊禾合生物:作為生產無醛生物膠的工廠及纖維素乳酸的示范工廠;山東禾能世紀山東禾能世紀:籌劃中的纖維素乙醇和木質素膠粘劑連續生產工廠廣西禾能世紀廣西禾能世紀:籌劃中
129、的纖維素乳酸和木質素膠粘劑連續生產工廠2021年11月,禾能時代成立2022年1月,廊坊子公司成立并開始試生產2022年7月,配方調整,膠黏劑初定型2022年8月,種子輪融資完成2022年9月,品牌廠開始測試2022年10月,山東子公司成立資料來源:禾能時代商業計劃書團隊成員團隊成員49禾能時代:生物質高值利用未來技術創新方向未來技術創新方向成功關鍵要素(KSF)成功關鍵要素(KSF)團隊技術優勢團隊技術優勢技術團隊控股,20年深耕秸稈等農業廢棄物高值化利用,通過大量的實踐,總結并完善了纖維糖的量產工藝,結合發酵,形成了纖維素乙醇的量產生產線,并將副產品木質素作為主要原料用于生產無醛膠粘劑、木
130、質素阻燃劑、電池負極材料,解決了困擾全球的生物煉化工藝經濟性不足的難題。未來還將在纖維糖替代淀粉糖的工業化體系中發揮更大作用。副產品高值利用副產品高值利用傳統工藝中,木質素是作為廢料使用。本項目將木質素替代苯酚制取木質素樹脂,兼具了酚醛膠高防水、Enf級甲醛釋放的優點,同時解決了酚醛膠苯系物超標,VOCs偏高、全化工原料、價格高的問題,是高性價比的綠色人造板膠粘劑。產品市場容量巨大產品市場容量巨大燃料乙醇因玉米價格高而受阻,市場需求年1400萬噸(目前淀粉乙醇年供應274萬噸,缺口巨大);20年林業部門統計的人造板對應膠量逾3000萬噸,民間估算膠粘劑用量約6000萬噸/年。木質素膠黏劑原料:
131、纖維素乙醇副產品木質素產量木質素膠黏劑原料:纖維素乙醇副產品木質素產量:10萬噸/年優勢:優勢:量產生產線,可復制。膠粘劑價格介于E1級脲醛膠與E0級脲醛膠之間,使用工藝相仿,但甲醛釋放量提升到最高的Enf級,且兼具高防水、超低TVOC,可用于人造板全系,高性價比。產品簡介產品簡介纖維素乙醇原料:纖維素乙醇原料:農林廢棄物:秸稈、木糖渣、牛糞甚至蘆葦;產能:產能:3萬噸/年優勢:優勢:擁有通過量產驗證的可不受限復制的穩定工藝;纖維糖(五/六碳糖纖維糖(五/六碳糖)木質素木質素100%生物膠粘劑100%生物膠粘劑改性塑料原料改性塑料原料纖維素乳酸纖維素乳酸纖維素乙醇燃料乙醇纖維素聚乳酸綠色人造板
132、傳統塑料改性減碳生物基阻燃塑料硬碳負極材料纖維素乙醇燃料乙醇纖維素聚乳酸綠色人造板傳統塑料改性減碳生物基阻燃塑料硬碳負極材料秸稈+牛糞秸稈+牛糞50中科金龍:廢棄CO2合成PPC多元醇成立時間:2003年8月,泰州企業融資:B輪企業定位:廢棄二氧化碳綜合利用的高新技術企業,擁有全球首條萬噸級CO2制備PPC多元醇生產線時間融資輪次融資金額投資方2011年5月A輪八千萬聯創資本、達泰資本融資信息融資信息預計到2025年2025年聚碳酸酯多元醇生產達到10萬噸10萬噸,阻燃板材年產1000萬平米,水性聚氨酯樹酯年產5000噸5000噸,CO2基生物降解TPU年產5000噸5000噸。發展戰略發展戰
133、略江蘇中科金龍環保新材料有限公司,作為生產型企業,主要建立CO2綜合利用的生產線進行生物降解材料的生產。目前擁有2.2萬噸2.2萬噸CO2基樹脂生產線及其完整的、原創性的知識產權,包括催化劑制備,聚合工藝,反應(生產)裝置等多項發明專利。1萬噸1萬噸生物降解PPC-TPU生產線,160萬平方米阻燃保溫板材生產線。蘇州坤晟生物降解新材料有限公司,2021年10月成立,定位為技術開發公司,主要負責PPC多元醇以及下游產品的技術更新,PPC多元醇及制品的相關技術授權合作等。產業布局團隊背景產業布局團隊背景 徐玉華徐玉華,董事長兼總工程師。華中科技大學客座教授,擁有20多年經驗中石油體系設備設計安裝專
134、家,2003年從事二氧化碳利用工業化項目,負責催化劑合成、反應工藝設計、產品提純技術等。擁有十多項二氧化碳利用相關發明專利。陳學庚陳學庚,首席科學家。中國工程院院士,新疆農墾科學院農機所所長、研究員,享受政府特殊津貼,農業部有突出貢獻中青年專家,國家人事部優秀中青年專家。胡美龍胡美龍,技術顧問。中科院廣州化學有限公司黨委書記、董事長,廣州中科檢測技術服務有限公司董事長,中國科學院新型特種精細化學品工程實驗室主任,中國科學院大學教授。徐坤徐坤,總經理。本碩畢業于英國國王學院,中國二氧化碳捕集封存與利用(CCUS)產業技術創新戰略聯盟理事,江蘇省循環經濟協會專家委員會專家等。在膠黏劑、聚氨酯等行業
135、權威雜志上發表過多篇文章,擁有7項發明專利。資料來源:中科金龍公司介紹51成功關鍵要素(KSF)成功關鍵要素(KSF)團隊與技術優勢團隊與技術優勢擁有設計安裝CO2工業化的設備的能力,在全球率先實現CO2制塑的規模產業化及應用;擁有CO2共聚的催化活化、催化劑合成、反應工藝設計、產品提純等多項技術與專利,CO2聚合效率能做到1:3000(遠高于國家標準1:200)。原料來源廣泛原料來源廣泛當地CO2來源廣泛,主要來源于泰州電廠50萬噸/年CCUS示范工程、木薯發酵的酒精廠、化肥化工廠。市場機遇巨大市場機遇巨大碳中和背景下,每生產1噸PPC多元醇負碳效益0.55噸;聚氨酯多元醇本身性能優良,應用
136、需求不斷擴大,2021年全球生物基多元醇市場規模達到了9.94億美元,預計2028年將達到17.55億美元,2022年到2028年復合增長率(CAGR)為7.72%。中科金龍:廢棄CO2合成PPC多元醇產品介紹產品介紹PPC多元醇替代部分PTMEG(聚四氫呋喃):PPC多元醇替代部分PTMEG(聚四氫呋喃):用于氨綸行業,提高耐水解性能、降低成本,屬于碳減排制品;PPC多元醇發泡材料:PPC多元醇發泡材料:有保溫性能好、阻燃性能好、煙密度低、可生物降解的優勢,目前已應用于墻體外保溫、低碳汽車海綿坐墊等領域;PPC水性聚氨酯涂料:PPC水性聚氨酯涂料:以PPC多元醇、異氰酸酯為主要原料進行生產,
137、具有高粘結性、高強度的特性,主要應用于水性木器漆、水性金屬漆、水性膠粘劑、水性可剝離涂層等領域;生物可降解PPC-TPU:生物可降解PPC-TPU:以PPC多元醇、MDI、BDO為主要原料,有生物降解、高阻隔性、防水透氣優勢,廣泛應用于一次性餐具、緩釋化肥包覆料、高阻隔包材、3D打印耗材增韌料、紡織等領域。目前最有特色的是農用地膜,與新疆建設兵團緊密合作,積極參與新疆實地試驗,助力棉花種植。PC(MM)新型低成本降解塑料:PC(MM)新型低成本降解塑料:PPC多元醇與MM聚合,形成低成本的降解塑料,具有軟硬度可調控、阻隔性高耐酸堿、生物相容性優異的性能。資料來源:中科金龍公司介紹525.總結建
138、議5.總結建議 發展趨勢 投資機會 發展建議53發展趨勢123疊加碳中和利好政策和綠色消費的興起,未來5年是生物基材料技術攻堅和產業化規模應用的關鍵時期未來5年是生物基材料技術攻堅和產業化規模應用的關鍵時期,隨著底層技術突破和工業高效轉化,將迎來快速增長階段。隨著新技術路線的開發,生物基產品性能和成本持續優化,市場應用場景不斷拓展,生物基塑料、化學纖維、材料助劑、橡膠生物基塑料、化學纖維、材料助劑、橡膠等產品類型將日益豐富。商業化變現從高附加值場景到大宗場景。預計近幾年食品飲料及添加劑、個護/化妝品、醫藥健康食品飲料及添加劑、個護/化妝品、醫藥健康等領域的高值應用高值應用將快速發展,隨即擴展到
139、生物基大宗化學品的規?;瘧蒙锘笞诨瘜W品的規?;瘧?。建立多元化、可持續的非糧原料供應體系建立多元化、可持續的非糧原料供應體系。木質纖維素、CO2、甲烷有機碳等候選原料木質纖維素、CO2、甲烷有機碳等候選原料,解決非糧生物質標準化采收保存及預處理、碳源/能量高效轉換非糧生物質標準化采收保存及預處理、碳源/能量高效轉換等關鍵技術問題,推進高效轉化工業模式和規?;餆捴葡到y。構建高性能工業菌種,帶動大宗發酵產業迭代升級構建高性能工業菌種,帶動大宗發酵產業迭代升級。工業菌種、酶等卓越生物催化劑工業菌種、酶等卓越生物催化劑的功能研發與改進更加智能高效,有望帶來材料綠色制造的新變革。未來幾年將快速
140、增長產品和應用場景將日益豐富核心技術突破的方向未來幾年將快速增長產品和應用場景將日益豐富核心技術突破的方向未來,生物基材料將向原料利用多元化、生物轉化體系高效化、產品高值多元化等方向發展,隨著產品性能和成本的持續優化,將逐步實現石油基產品的部分替代。54投資機會關注品類清晰、商業化應用明確品類清晰、商業化應用明確的企業。綜合考慮市場規模、供需關系、化工競品價格帶、技術成熟度等因素,選取化工產品中極具生物基替代潛力的核心品類極具生物基替代潛力的核心品類作為主要產品方向。應用場景上,比較看好功能食品、添加劑、個護/化妝品、醫藥健康等高值應用,有市場發展前景的生物基材料助劑、生物基化學纖維等細分品類
141、。關注有商業化價值的技術路徑的新型碳源公司商業化價值的技術路徑的新型碳源公司。重點關注秸稈等木質纖維素、CO2利用相關公司,在提取加工工藝提取加工工藝(如纖維提取、水解糖化、副產物處理等核心環節)和細胞工廠領域細胞工廠領域(工業化菌株、酶等催化劑)具備高壁壘技術專利布局高壁壘技術專利布局的,持續提供穩定的和高質量的生物質產品。上游:生物質原料上游:生物質原料中游:生物基化學品中游:生物基化學品下游:生物基產品及應用領域下游:生物基產品及應用領域關注經濟性的創新型生產工藝和有規?;涞啬芰洕缘膭撔滦蜕a工藝和有規?;涞啬芰Φ墓?。生物基產業的生產工藝需在大規模量產狀態下調試和定型,突破核心
142、技術壁壘、簡潔的合成路徑突破核心技術壁壘、簡潔的合成路徑,可以減少反應步驟,實現更短的生產路線、更精簡的設備投入,從而具備更好的經濟性。領先的規?;涞禺a能將有力支撐公司在下游產品驗證和訂單交付的能力。重點關注擁有核心工藝技術的技術型公司和構建從原料到產品全產業鏈的產品型公司。55發展建議生物基材料還處在早期爆發階段,商業化周期較長,需要政府、資本機構、創新企業和產業方的共同努力,有序推進產業可持續發展。要有戰略眼光,堅持長線投資有戰略眼光,堅持長線投資,深耕和專注生物基材料行業。做好頂層設計,完善生物基材料相關政策和標準體系相關政策和標準體系。建立碳交易機制和碳稅制度為主的碳定價政策碳交易機
143、制和碳稅制度為主的碳定價政策,完善生物基產品標識標簽及溯源體系生物基產品標識標簽及溯源體系,引導市場建立綠色消費理念。加強產業服務平臺產業服務平臺建設,有效支撐產業鏈及下游應用。完善微生物菌種選育技術、生物基材料技術研發、成果轉化運用、知識產權保生物菌種選育技術、生物基材料技術研發、成果轉化運用、知識產權保護等體系。提供地方政府產業基金地方政府產業基金,有效扶持創新企業發展;在辦公場所、人才引進、稅收優惠、知識產權、重大項目扶持辦公場所、人才引進、稅收優惠、知識產權、重大項目扶持方面給予企業明確的、可落地的支持。構建復合人才團隊,團隊需具備技術、工藝、產業完整能力技術、工藝、產業完整能力,需化
144、學、生物技術、材料學等融合技術創新。明確技術路線和產品方向明確技術路線和產品方向,構建賴以生存的商業化技術體系,挖掘產品的高附加值應用,后續強化大宗應用場景的開發。與供應鏈參與者和下游加工商聯動與供應鏈參與者和下游加工商聯動,探索適用的、經濟性工業化技術和生產工藝適用的、經濟性工業化技術和生產工藝,實現低成本產業化生產。資本機構國家政策地方和產業園區創新企業56附:生物基企業圖譜上游:生物質原料植物油淀粉纖維素木質素多糖中游:生物基化學品下游:生物基產品及應用領域醫藥健康化肥農藥/飼料服裝紡織建筑交通綠色包裝生物基復合材料生物基橡膠生物基涂料生物基化學纖維生物基材料助劑食品飲料個護/化妝品生物
145、柴油食品添加劑電子材料塑料(聚合物)蛋白質合成氣木質素及衍生物纖維素衍生物/納米纖維素聚羥基烷酸酯(PHA)聚氨酯(PU)聚乳酸(PLA)聚丁二酸丁二醇酯(PBS)聚對苯二甲酸丙二醇(PTT)丙二醇乙醇丁二酸乳酸5-羥甲基糠醛丁二醇味喃基聚酯(PEF)聚酰胺(PA)長鏈二元酸/胺氨基酸乙二醇其他高分子材料生物煉制/合成生物技術天然高分子提取/加工57致謝本報告歷時三個多月完成,在編寫過程中得到了科研單位、投資機構、企業專家的鼎力支持。在此,感謝以下專家和老師在百忙之中接受項目組的訪談和調研,對報告編寫方向起到了指導性作用(按訪談時間排序)。未來,創業邦研究中心將持續密切關注生物基材料和生物技術
146、領域,進行更深入的探討,持續輸出更多研究成果,以幫助企業可持續健康發展,推動產業升級。歡迎大家與創業邦聯系交流,提出寶貴意見。清華大學生命科學學院 陳國強教授 中科院過程工程所 陳洪章博士 博遠資本 許羊博士 眾海投資 創始合伙人 黃海軍 佳沃創投 投資總監 羅維 贏創創投 投資助理經理 章琪 陶氏公司 可持續發展部 Sharon Xiao 摩珈生物 許昌鋒 貽如生物 創始人 蘇睿 禾能時代 投融資財務管理負責人 于欣 華麗環保 科研所所長 白娟 惠通新材 總工程師 蔣蘇臣 蘇州坤晟 董事長 徐坤 格林微納 聯合創始人兼研發負責人 田衛國 中科恒聯 總經理 賈鋒偉58創業邦創業邦是領先的國際創新生態服務平臺,為高成長企業、金融機構、產業大公司、政府園區提供全方位的媒體資訊、數字會展、數據研究、創新咨詢、教育培訓、資本對接等服務。關于我們睿獸分析是創業邦旗下橫跨一二級市場的綜合性創新數據平臺,致力于通過即時、有效、可觸達的行業一手數據,為大企業、地方政府、金融機構、投資機構等經濟主體,提供強有力的創新驅動與投資決策依據。睿獸分析立即掃碼關注立即掃碼關注