生物解决方案 · BR01 · 生物炼制
以发酵和糖基平台化学品（乳酸、琥珀酸、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、生物乙烯和生物乙二醇）替代由石油和天然气制取的同类基础化学品
替代
生产同类分子的石化路线——基于马来酸酐的琥珀酸和 BDO、基于丙烯醛/环氧乙烷的丙二醇、石脑油裂解乙烯和乙二醇，以及这些路线所用的危险中间体和催化剂
生产同类分子的石化路线——基于马来酸酐的琥珀酸和 BDO、基于丙烯醛/环氧乙烷的丙二醇、石脑油裂解乙烯和乙二醇，以及这些路线所用的危险中间体和催化剂
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适用范围
可直接替代的和全新的生物基聚合物单体（PLA、PBS、PBT、PTT、生物 PET、生物 PE）、溶剂（乳酸酯，见 I01）、食品和饲料用酸
可直接替代的和全新的生物基聚合物单体（PLA、PBS、PBT、PTT、生物 PET、生物 PE）、溶剂（乳酸酯，见 I01）、食品和饲料用酸
供应商 8
进入俄罗斯/欧亚经济联盟 CHEM
- 监管机构
- 俄罗斯工贸部（登记）/ 俄罗斯联邦消费者权益保护和公益监督局（新物质通报）
- 通常时长
- 专家评审后约10–15个工作日完成国家登记；新物质须通报
- 法律依据
- TR EAEU 041/2017《化学品安全》（2021年6月2日起生效）；政府2020年9月11日第1407号令；润滑剂适用 TR CU 030/2012
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。
证据 16 论据
旧工艺
以石脑油或天然气为原料的石化生产（如生产马来酸酐制琥珀酸、乙烯制MEG）。
以石脑油或天然气为原料的石化生产（如生产马来酸酐制琥珀酸、乙烯制MEG）。
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新做法
以糖/生物质发酵生产平台化学品（如琥珀酸、乳酸、1,4-丁二醇、生物MEG）。
以糖/生物质发酵生产平台化学品（如琥珀酸、乳酸、1,4-丁二醇、生物MEG）。
- 是否已大规模替代？
- 否
- 注意事项
- 生物基化学品相比化石基同类产品总体处于成本劣势，石化工艺的大规模替代尚未发生；生物基替代品常局限于特定高价值应用或利基市场。
- 人工复核
- D2 Minority and conflicting: bio-succinic acid ~49% of the market in 2013/14 vs 3% in 2011; 1,3-propanediol production shared between fermentation (CovationBio, METEX) and petrochemical routes (peer-reviewed; market-research claims of ~56–60% bio-based not counted).
- 核实于
- 2026-10-06
| 生物基PET由生物基MEG生产，用可再生原料替代PET生产中30%的石油原料。 “Commercially available bio-based PET is produced from bio-based MEG, replacing 30% of the petroleum feedstock used to produce PET with renewable feedstock.” global · 2009-2022 · pilot or niche | weak (company, news, market research, other) ✓ cdn.ihsmarkit.com |
| 生物基PET产量占总PET产量的2.4%。 “Bio-based PET production accounts for 2.4% of total PET production.” global · 2017-2019 · minority but measured share or volume | weak (company, news, market research, other) ✓ www.btgworld.com |
| 由于原料和生产成本高，生物琥珀酸的应用仍然有限，主要用于食品和制药领域。 “Despite this growth, BioSA applications have remained somewhat limited due to high raw material and production costs, with primary use in the food and pharmaceutical sectors, which offer higher added value.” global · 2024 · | peer-reviewed pmc.ncbi.nlm.nih.gov |
| 石油基琥珀酸价格在1.59–1.77美元/公斤之间，而2023年生物琥珀酸平均溢价为2.94美元/公斤。 “Petrochemical SA prices ranged from $1.59–1.77/kg, while bio‑SA maintained an average premium of $2.94/kg in 2023 [64].” global · 2023 · | peer-reviewed ✓ pmc.ncbi.nlm.nih.gov |
| 据估计，生物基产品目前在欧盟化学工业中的份额约为8%。 “The current share of bio-based products in the EU chemical industry is estimated at around 8%.” EU · 2014 · minority but measured share or volume | industry association ✓ www.biconsortium.eu |
| 2011年，全球琥珀酸产量超过97%为石油基，仅3%为生物基。 “Over 97% of the succinic acid production was petrol-based; only 3% was bio-based in 2011.” global · 2011 · minority but measured share or volume | weak (company, news, market research, other) ✓ www.igb.fraunhofer.de |
| 2013–2014年，约38,000吨琥珀酸通过生物工艺生产，约占市场总额的49%。 “In the year 2013–2014, approximately 38,000 tons of SA was produced through the biological process which constituted around 49% of the total market.” global · 2013-2014 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ link.springer.com |
| 据估计，全球生物乳酸产能超过每年60万吨。 “The global production capacity of bio-lactic acid is estimated to be >600 kilotons per year.” global · 2020-2023 (estimated) · | peer-reviewed ✓ www.frontiersin.org |
| 据估计，全球生物琥珀酸产能约为每年76,000–87,000吨。 “The global production capacity of bio-succinic acid is estimated to be approximately 76-87 kilotons per year.” global · 2020 (estimated) · | peer-reviewed ✓ www.frontiersin.org |
| 全球1,3-丙二醇市场估计为每年200,000至300,000吨，生产由生物质发酵和石化化学催化转化分担。 “The market volume is estimated at being between 200,000 and 300,000 tonnes per annum. ... Current production of 1,3-PDO is shared between the fermentation of biomass, in plants such as CovationBio PDO in Texas, METEX NØØVISTA in France and Shenghong Group Holdings in China, and the chemocatalytic conversion of …” global · 2024 · minority but measured share or volume | peer-reviewed ✓ advanced.onlinelibrary.wiley.com |
| 杜邦声称生物基1,3-丙二醇相比石化路线可减少40%的温室气体排放。 “Despite the processes required to isolate 1,3-PDO, Dupont claim a 40% reduction in greenhouse gas emissions compared to petrochemical 1,3-PDO.” · 2024 · | peer-reviewed ✓ advanced.onlinelibrary.wiley.com |
| 据估计，生物基1,3-丙二醇的生产成本：生物质发酵为1.37–2.40美元/公斤，粗甘油发酵为0.96–1.09美元/公斤。 “Furthermore, since the costs of biobased PDO production were estimated to 1.37 -2.40 $/kg for the fermentation of biomass [59] and 0.96 -1.09 $/kg for the fermentation of raw glycerol [60] , with prevailing recovery costs, the results of this study present a major step forward in the development of competitive …” · 2024 · | peer-reviewed ✓ exa.ai |
| 转向生物基生产的驱动因素是环境顾虑、可持续性以及“全天然”标识的营销/立法优势。 “Marketing and legislative advantages derived from all-natural designation may drive an increased emphasis in purely biocatalytic routes.” · 2024 · | peer-reviewed advanced.onlinelibrary.wiley.com |
| 2023年，生物基PDO板块约占PDO产量份额的55.9%，常规（石化）PDO约占44.1%。 “In 2023, the bio-based PDO segment held roughly 55.9% share of PDO production volume, while conventional (petrochemical) PDO accounted for about 44.1%.” global · 2023 · majority share of a major market | weak (company, news, market research, other) ✓ www.industryresearch.biz |
| 2025年，生物基/发酵路线以59.7%的收入份额领先。 “By Production Route: Bio-Based/Fermentation led with 59.7% revenue share in 2025 and retains the fastest growth through 2035.” global · 2025 · majority share of a major market | weak (company, news, market research, other) ✓ www.reportsanddata.com |
| 约62%的PDO产量来自生物基原料，石化路线占38%。 “Approximately 62% of PDO production is derived from bio-based feedstocks such as corn glucose, while petrochemical routes contribute 38%.” global · 2026 · majority share of a major market | weak (company, news, market research, other) ✓ www.precisionreports.co |
详情
替代:通往相同构建单元的石脑油/天然气路线 · 范围:聚合物、溶剂、食品/饲料用酸 · 证据:高(乳酸、PDO、生物乙烯)、中(丁二酸、BDO的经济性)
化学问题#
- 大多数大宗化学品和塑料以石脑油或天然气为起点,伴有工艺排放和危险中间体(丙烯醛、环氧乙烷、顺酐)。
- 品牌方和监管方希望提高生物基含量(欧盟生物基产品标准、碳足迹标签),且在油价高企时部分路线已具备成本竞争力。
- 目录已覆盖用这些构建单元制造的产品(PK04生物塑料、I01生物溶剂、I02生物催化)。本文介绍平台分子本身。
产品概览#
- 乳酸——葡萄糖或蔗糖经乳酸菌发酵;是PLA、乳酸酯溶剂、食品酸的原料。发酵是主要的工业路线。
- 1,3-丙二醇(PDO)——工程E. coli发酵葡萄糖;用于PTT纤维、化妆品、除冰剂。
- 丁二酸——细菌/酵母发酵;用于PBS生物塑料、聚氨酯、除冰剂。
- 1,4-丁二醇(BDO)——工程E. coli直接从糖生产;用于PBT、氨纶前体、溶剂。
- 生物乙烯和生物MEG——发酵乙醇(甘蔗、糖蜜)脱水 → 生物聚乙烯和生物PET(MEG部分)。
- 美国能源部“顶级”清单上的其他平台分子:乙酰丙酸、呋喃类(FDCA)、山梨醇、甘油衍生物。
活性成分 / 组成#
- 原料:甘蔗糖、糖蜜、玉米/木薯淀粉葡萄糖;第二代木质纤维素糖(新兴)。
- 生产菌种:Lactobacillus/Bacillus coagulans(乳酸)、工程E. coli(PDO、BDO)、Actinobacillus/Basfia/酵母(丁二酸)。
- 下游:沉淀、电渗析、蒸馏、结晶。
关键事实#
| 分子 | 状态 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 乳酸 | 发酵是主导工业路线 | PLA、食品、溶剂 |
| 1,3-PDO | 生物路线已广泛商用 | PTT纤维、个人护理 |
| 生物乙烯/生物MEG | 已从甘蔗和糖蜜乙醇商业化 | 生物PE、生物PET |
| 丁二酸、BDO | 已有商业化工厂;盈利取决于油价 | PBS、PBT、PU |
优势#
- 同一分子,可直接嵌入现有聚合物和化工厂。
- 化石碳更少;危险中间体往往也更少。
- 为糖、淀粉和残余物流创造价值(链接BR02)。
- 发酵工厂建在糖和淀粉富集地区(巴西、泰国、印度、中国)。
作用方式#
- 微生物通过工程化或天然途径转化糖(糖酵解 → 丙酮酸 → 乳酸;还原性TCA支路 → 琥珀酸;工程途径 → BDO)。
- 乙醇在固体酸催化剂上脱水生成乙烯;经氧化和水合生成MEG。
应用#
| 买方 | 目标 | 方法、时机与要点 |
|---|---|---|
| PLA和乳酸酯溶剂生产商 | 乳酸 | 与发酵工厂签订长期乳酸供应 |
| 纤维和聚酯生产商 | PDO、生物MEG | 在PTT/PET配方中即插即用式替代 |
| 生物塑料改性厂 | 丁二酸、BDO | PBS/PBAT及PBT生产(PK04) |
| 包装品牌方 | 生物基含量 | 经质量平衡或直接生物含量认证的生物PE和生物PET |
局限#
- 成本:许多路线只在高油价或绿色溢价下才具竞争力。
- 除非使用残余物,否则与粮食争夺原料(糖、淀粉)。
- 生物基 ≠ 可生物降解:生物PE和生物PET是耐久塑料。
- 油价下跌时多个发酵BDO和丁二酸工厂曾停产——市场风险真实存在。
替代证据——D2:可度量的替代(少数份额)#
**评估(人工复核):**少数且相互矛盾:生物基丁二酸在2013/14年约占市场49%,而2011年仅3%;1,3-丙二醇产量由发酵(CovationBio、METEX)与石化路线分摊(同行评审;市场研究声称的约56–60%生物基占比未计入)。
经验证数字（数字出自被引原句，且该句见于来源页面）：
- 替代——欧盟化学工业中生物基产品的当前份额估计约为8%。(欧盟,2014;行业协会:biconsortium.eu)
- 替代——2013–2014年,约38000吨丁二酸经由生物工艺生产,约占整个市场的49%。(全球,2013–2014;同行评审:link.springer.com)
- 替代——全球1,3-丙二醇市场估计为每年20万至30万吨,产量由生物质发酵与石油化学催化转化两条路线分摊。(全球,2024;同行评审:advanced.onlinelibrary.wiley.com)
- 替代——生物基PET以生物基MEG生产,用可再生原料替代了PET生产中30%的石油原料。(全球,2009–2022;弱:cdn.ihsmarkit.com)
行业先行者——将此项替代商业化的公司#
| 公司 | 来源原话 | 来源 | | NatureWorks | NatureWorks的乳酸发酵工艺取代了需要更高pH控制并使用氢氧化钙和硫酸的常规工艺——后者产生大量石膏废料。 | 企业自述:natureworksllc.com |
供应商——真实的产品与服务（来自供应商索引）#
在营供应商——其自身卡片列有发酵或糖基平台化学品。
| 公司 | 地区 · 国家 | 索引信息 | 卡片 | | 金丹科技 Jindan Lactic Acid(SZ 300829) | 亚洲 · 中国 | 中国乳酸龙头;PLA一体化 | 卡片 | | 华恒生物 Huaheng Biology(SSE 688639) | 亚洲 · 中国 | 发酵法L-丙氨酸、PDO和丁二酸单体 | 卡片 | | 山东兰典生物科技 Shandong Landian Biological Technology | 亚洲 · 中国 | 生物基丁二酸、生物BDO和PBS | 卡片 | | 丰原集团 BBCA Group | 亚洲 · 中国 | 发酵有机酸、氨基酸和PLA | 卡片 | | 中粮科技 COFCO Biotechnology(SZ 000930) | 亚洲 · 中国 | 柠檬酸、丙交酯和PLA | 卡片 | | India Glycols(NSE) | 亚洲 · 印度 | 糖蜜制生物乙二醇和绿色化学品 | 卡片 | | Godavari Biorefineries(NSE) | 亚洲 · 印度 | 一体化生物精炼:乙醇和生物基化学品 | 卡片 | | PTT Global Chemical(GC) | 亚洲 · 泰国 | 泰国石化集团的生物塑料和生物基化学品板块 | 卡片 |
政府资助信号#
2026-10-01扫描(OpenAIRE + NSF);候选项目经人工复核。
信号:弱(本轮)。“乳酸发酵”检索到的主要是食品乳酸菌项目(如TA ČR SQ01020132食品废弃物乳酸发酵管理),而非平台化学品生产。生物基化学品由本轮较轻的检索覆盖不到的大型计划资助(欧盟循环生物基欧洲联合事业、美国能源部BETO、中国的合成生物学计划)。
科学证据#
- Bozell JJ, Petersen GR (2010). Technology development for the production of biobased products from biorefinery carbohydrates—the US Department of Energy’s “Top 10” revisited. Green Chemistry 12: 539–554.
- Abdel-Rahman MA, Tashiro Y, Sonomoto K (2013). Recent advances in lactic acid production by microbial fermentation processes. Biotechnology Advances 31: 877–902.
- Straathof AJJ (2014). Transformation of biomass into commodity chemicals using enzymes or cells. Chemical Reviews 114: 1871–1908.
- Yim H, Haselbeck R, Niu W, et al. (2011). Metabolic engineering of Escherichia coli for direct production of 1,4-butanediol. Nature Chemical Biology 7: 445–452.
生物经济价值#
平台化学品正是“发酵即新化工厂”(趋势5)走向大宗规模之处。索引中的中国和印度生产商已以工业量级销售,成为塑料和溶剂买家的采购基地。