摘要:全球纺织行业正面临可持续发展挑战,生物基聚酯纤维(PTT)作为一种可持续原料来源的绿色纤维,在纺织服装领域拥有广阔的应用前景。安徽华恒生物科技股份有限公司通过自主研发的生物发酵技术,成功实现了生产PTT的关键原料——1,3-丙二醇(PDO)的稳定供应,推动了PDO-PTT产业化进程。为深入了解华恒生物的创新历程,本刊访谈了安徽华恒生物科技股份有限公司董事长郭恒华,分享了公司在生物基原料制造、产业链应用拓展、“产学研用”创新联合体构建方面的实践与成果,以期为推动产业链高质量发展提供启示。
关键词:生物基聚酯纤维;1,3-丙二醇(PDO);生物制造;产业链协同
前言
在全球范围内,纺织行业正面临着可持续发展的挑战。与传统的石油基聚酯纤维相比,生物基聚酯纤维(PTT)具有更好的环保性和可持续性,符合当前全球循环经济发展趋势,在纺织服装行业具有广阔的应用前景。
1,3-丙二醇(PDO)是PTT聚酯纤维的关键原料,安徽华恒生物科技股份有限公司(以下简称“华恒生物”)自主研发的生物发酵法生产PDO技术工艺,在产品品质、供应稳定性、成本等方面建立优势,打通了“PDO-PTT”工艺路线,正逐步探索“PDO—PTT聚合—纺丝一功能化纤维一面料一终端产品”商业化之路。
1 “新化学”理念与绿色价值创造
在“双碳”目标的引领下,生物制造已成为新质生产力和战略性新兴产业的重要方向之一。根据OECD预测,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,生物基材料将迎来历史性发展机遇。
基于传统化工领域往往伴随着一定的环境负担,华恒生物自创立之初便坚持绿色科技创新和绿色价值创造,提出“新化学”理念,以可再生的生物资源替代不可再生的石化资源,以绿色清洁的生物制造工艺替代高能耗高污染的传统工艺,逐步成为合成生物领域领跑企业之一。
华恒生物坚定不移地相信,绿色制造的投入虽然在短期内会带来成本的增加,但从中长期视角审视,必将成为降低成本的有效途径。因此,公司从原料到生产过程,再到供应链,每一个环节都追求节能减排与清洁生产,从源头遏制环境污染;坚持每一个产品、每一项技术都是原创,做坚守自主创新的低碳生物制造企业。
紧跟前沿技术动向,华恒生物持续开发新技术、新工艺、新产品,在顶层设计与开发领域,已具备自主的多管线菌种研发能力,实现工业菌种创制,并且已完成了从“细胞工厂”构建到数字发酵的技术闭环。通过合成生物学技术的改造,“细胞工厂”能够高效生产出各种高价值化合物和工业必需品。利用可再生碳源(如葡萄糖等)和绿色生产工艺,华恒生物不仅显著降低了环境污染,还带来了巨大的经济效益。
2 生物基PDO产业化进展
华恒生物以可再生资源为原料,通过微生物细胞工厂进行生产菌种构建、发酵工艺和提纯工艺创新,所生产的生物基PDO在纯度、稳定性方面具有一定优势,进一步推动了“PDO—PTT聚合—纺丝—功能化纤维—面料—终端产品”产业链的产业化进程,为生物基新材料、纺织、化工、医药等应用领域提供了绿色低碳的解决方案。
据相关人士估计,相较于传统的石油基产品的生产过程需要大量的温室气体排放和三废处理需求,华恒生物生产的生物基PDO可显著减少温室气体排放,持续助力国家“双碳”战略。
2022年,华恒生物启动了生物基新材料单体生产基地建设项目。2023年,赤峰基地年产5万吨生物基PDO、5万吨生物基丁二酸项目顺利建设。2024年年初,公司实现了生物基PDO的稳定量产,为PDO-PTT产业链市场发展提供了强有力的原料保障。
华恒生物至今已经走过了19年的发展历程。凭借在合成生物领域领先的研发、生产和销售能力,其丙氨酸、缬氨酸产销量位居全球首位,并与一众世界五百强企业及行业领袖保持紧密的合作关系。随着其发酵法、酶法工艺向多个氨基酸产品、维生素产品以及生物基新材料单体拓展,华恒生物快速丰富产品品类,使产品广泛应用于中间体、功能食品、日化护理、动物营养、植物营养等多个领域,不断夯实了合成生物产业化先锋的地位。
3 生物基聚酯“产学研用”创新联合体的构建
我国已经建成了从生物基PDO原料、万吨级连续聚合、万吨级长丝、短纤、并列复合及一系列功能化纤维,面料加工、染整、织造成套上下游产业技术体系,生物基PDO的规模化和高品质已经初步实现了与国际头部企业的竞争。若要进一步提升我国生物基PTT聚酯纤维行业的优势地位,推动生物基材料在纺织服装领域的广泛应用,必须推动生物基PDO原料后续的聚合、切片、纺丝等关键环节中,实现技术层面上的无缝对接以及成本上的优势。
目前,华恒生物已经具备了从源头提供完全自主知识产权的绿色生物基新材料单体的能力。如何打通从原料到最终产品的纺织服装产业链条,华恒生物正在进行诸多探索。
围绕科研成果的转化、产业应用的关键突破,华恒生物持续与政、产、学、研、用等各领域的产业组织和生态伙伴开展密切合作,加速打造PDO-PTT产业链伙伴圈。7月8日,华恒生物与东华大学签约共建“生物基化学纤维联合实验室”,合力推进生物基纤维技术前沿研究。9月26日,华恒生物牵头发起的“生物基聚酯产业联盟”成立,旨在共同打造生物基化学纤维产业链“产学研用”创新联合体,将其生物基原料制造优势延伸至纤维、材料、服装乃至全产业链,进一步加速从原料到应用的产业破局,为推动行业低碳减排、可持续发展方面持续作出积极贡献。
生物基化学纤维这一新兴赛道拥有前所未有的机遇,为此,华恒生物将不断加大生物基新材料单体系列产品的开发力度,深耕绿色低碳的合成生物技术和工艺,推动原料端和应用端的全面创新,在扩大规模化生产制造的同时,实现生物基化学纤维协同创新之路。
文字丨本刊记者 秦悦
编辑丨董雅琪
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