生
油脂
物
能 生物乙醇
源
生物丁醇
主要用途
包装材料 纤维材料 可降解塑料 平台化合物 特种化学品 车用材料 柴油燃料 车用燃料 车、航空燃料
中国状况
产业化有机会领先 生物法 产业化有机会领先 产业化有机会领先 产业化领先
国外状况
产业化领先 产业化/技术领先 产业化/技术领先
化学法
低成本 生物质应用技术领先
2025 工业生物技术
2
21世纪 － 工业生物技术时代
工业生物快速发展的六条理由
传传统统化化学学工工业业的的创创新新速速度度很很慢慢 能能源源价价格格上上涨涨 化化工工原原料料供供应应紧紧张张 世世界界化化工工市市场场竞竞争争越越来来越越激激烈烈 工工业业生生物物技技术术进进展展速速度度不不断断加加快快 工工业业生生物物技技术术为为创创新新和和低低成成本本提提供供了了工工具具 提提高高了了对对环环境境的的保保护护
l
赖氨酸
NH2
NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
l
戊二胺
NH2
二元酸
-NH-(CH2)5-NH-CO-(CH2)lx-CO-
各种尼龙
CO NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2
己内酰胺
-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-
尼龙6
8
中国可能领先的产业: C4生物平台化合物
凯赛生物技术产Βιβλιοθήκη 有限公司Bio Excellence
中国工业生物技术产业化 的发展机遇
董事长 刘修才 博士
2010年3月
1
生物产业是继IT之后最具有发展前景的产业
生物化工产业的迅速发展和“三次浪潮”
市场占有率
医药生物浪潮 （公斤级）
农业生物浪潮 （万吨级）
2005 医药生物技术
农业生物技术
工业生物浪潮 （百万吨级）
6
中国生物法长链二元酸产业发展
60
现对指标
DC&Appl
50
从启动到盈利：3年
40
30
20 10
R&D
产业化
0 2001
2002
2003
扩产
100%产能
50% 产能盈利 30%产能 盈亏平衡
2004
2005
2006
2007
2008 年
7
中国可能领先的产业: 车用生物尼龙
COOH
NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH
相当于农田生物量的70%, 或3.5亿吨标煤没有 利用（其中2亿吨被就地焚烧，污染大气）
相当于3亿吨标煤没有利用和成为水体的污染源
可种植高抗逆性能源植物,可产出或替代6亿吨 燃油
5
工业生物重要产品产业化进展: 中国与国外比较
项目
(聚)乳酸
生
1,3-丙二醇
物 化
PHA系列
工 丁二酸
长链二元酸
生物尼龙
琥珀酸对二氧化碳的耦合固定
琥珀酸作为四碳平台化合物
生物法琥珀酸 - 工业生物对传统化工的挑战
国际上选定包括琥珀酸在内的12 种化合物作为最重要的平台生 物基产品
琥珀酸的生物法生产过程能够和CO2 耦合减少温室效应
琥珀酸被认为是能够衍生出丁二醇和四氢呋喃等多种大宗化学 品的优良平台化合物,可以替代至少140万吨的顺酐
0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Year
来源:国家统计局
生物产业发展的驱动力
生物技术的不断突破 持续上涨的能源价格
农业经济的发展 环境污染受到高度关注
令人兴奋的生物产 业发展机会
10亿加仑乙醇
3
21世纪 － 工业生物技术时代
全球工业生物技术发展
94% 工业生物技术 石油炼治
90% 工业生物技术 石油炼治
4
工业生物产业化核心技术和战略意义
生物质的高效利用技术
细胞壁
微纤维
半纤维素
植物细胞
木质素 纤维素
微纤维
生物产业规模化的工程技术
研发
菌种筛选和 基因工程
发酵过程优化 提取纯化 最新分析仪器 早期样品提供 客户跟踪服务
单位：亿欧元
700
600
650
500
400
300
350
600 460
工业生物技术市场规模：
2007: 1000亿欧元 2012: 1530亿欧元
200 100
0 生物燃料
210 140
传统生物化工
发酵转化
2007 2012
50 70 酶催化 数据来源：McKinsey & Co
到2012年全球工业生物技术市场将达到1530亿欧元，产品将占整个化工市场的10%
11
中国新疆发展生物产业的机会
---10万亩宜农荒地种植非粮作物生产丁醇,相当于半个大庆油田
12
新疆化石-生物资源的嫁接 导致新型化工产业
R1-COOH + R2-COH = R1COOCR2 有机酸 有机醇 生物酯
煤化工 有机酸
嫁接 生物酯
生物化工 有机醇
黑色化工
资源优势，保护环境
绿色化工
放热反应
中试放大
模拟实际生产 过程的设计
产率收率提高 进一步样品 试生产 建立和检验
成本模型
产业化
工程设计和施工 基础设施建设 商业化规模生产 客户认证和质量管理
体系 物流体系管理
中国有十分丰富的非粮生物质原料，可以通过生物转化以替代化石能源
每年7亿吨作物秸杆
每年25亿吨畜禽粪便及大量有机废弃物 尚有一亿多公顷不宜恳农田(稍少于现有 耕地面积)
全球工业生物技术市场规模2007年超过1000亿欧元，2012 年规模将达到1530亿欧元,6年的复合年增长将达到7.3%。
2007
6%
2012
10%
2007-2012年间，全球将有300亿欧元燃料市场被生物燃料所 取代。
在化工市场上，通过生物技术生产的产品市场份额将由2007 年的6%增加到2012年的10%。
PBS生产可通过对现有通用聚酯生产设备略进行改造
9
丁醇是最具希望的第二代生物燃料
特性
分子式 吸水性 蒸汽压 @ 100F 运输 能量 (每加仑) 每单位能量成本 腐蚀性 替代汽油
乙醇
CH3-CH2-OH high 2.0 PSI 铁路, 公路 84,000 Btu (100)
1,000 有 不超过 80%
生物法琥珀酸将成就成本低廉且性能优良的可生物降解塑料聚 丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业化
最具潜力的可生物降解塑料 - PBS
丁二酸丁二醇酯(PBS)力学性能接近PP和ABS塑料；耐热性能好，热变形温度接近100℃ ，改性后使用温度可超过100℃ ，克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点,可在现 有塑料加工通用设备上进行各类成型加工，是目前降解塑料加工性能最好的
能源互补
吸热反应
技术成熟 工艺集成，优化产品结构
技术前瞻
丙烯酸丁酯的市场：250亿人民币
煤炭 石油
生物资源
电石 丙烯 3-羟基丙酸 乳酸
丙烯酸 丁醇
丙烯酸丁酯
C4平台和PBS: 过千亿人民币
煤炭 生物资源
电石
丁二醇 丁二酸
丁二酸丁二 醇酯（PBS)
13
Cathay Industrial Biotech Ltd.
丁醇
CH3- CH2-CH2-CH2-OH low 0.33 PSI 管道 110,000 Btu (131)
901 无 100%
丁醇的优势
化学性质相近 易于储存运输 使用安全度显著提高 可采用汽油运输方式 能量密度接近汽油 单位能量成本较低 可用于一般汽车 未来用途更加广泛
10
中国的生物丁醇发酵罐: 1800 M3 ___ 5000 M3
Bio Excellence
Thank You!
14
PBS是一种可完全生物降解的材料,可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗 用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域
PBS可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，得到价格低廉的制品; PBS中引入适量的芳环 共聚组分时，既可提高其熔点又能保留生物降解性与PBS共混的材料有淀粉，聚酯(如 PET、PBT)等,它们可以提高PBS的机械性能，同时也可降低成本
中国能源消耗(2000-2008, 单位：百万吨)
374
400
349.5 330
308.2
298.6
300
233.3
224.3
260.6 236.4
122.7
126.8
145.2
163.2
178.9
70.3
60.3
69.4
91.0
200
Im原p油or进t 口 P原ro油du生ct产i
100
163.0 164.0 167.0 169.6 175.9 181.4 184.8 186.3 195.1