# 生物炭黑与炭黑替代 两条截然不同的真实路径正在替代橡胶与轮胎中的原生石化炭黑：一条是真正的生物基路径——加拿大 FPInnovations 通过水热碳化工艺将牛皮法制浆黑液（木质素）转化为橡胶用碳质填料，在炭黑用量削减 15% 的情况下仍能恢复 60% 以上的机械强度；另一条是循环利用路径——并非生物来源，但同样替代了原生石化炭黑需求——Cabot Corporation 的 EVOLVE 与 Orion Engineered Carbons 的 ECORAX Circular 将废旧轮胎热解油转化为经 ISCC PLUS 质量平衡认证的增强炭黑，Birla Carbon 的 Continua 直接将轮胎热解固体转化为成品炭质材料，而印度 Epsilon Carbon 则销售 Terrablack——一款声称比原生炭黑降低 40%-50% 全球变暖潜值的回收炭黑产品线。 Source: https://cn.bioecon.ru/technology/bio-soot-carbon-black-replacement/ Updated: 2026-08-18 ## 概述与价值链 标记：[EC：EPA 化学品/环保产品监管 / EU REACH 及 ISCC PLUS 质量平衡认证 / 欧盟轮胎滚动阻力标签法规 | OECD：生物基材料 | 监管机构：EPA（美国）、REACH（欧盟）] 生物炭黑与炭黑替代涵盖两条不同的路径，用以替代大多数橡胶、轮胎及塑料制品所依赖的增强填料与颜料——原生石化炭黑，而本行业本轮实时信源检索在两条路径上都发现了真实、可靠的企业，这一点值得明确说明而非混为一谈：一条路径是真正意义上的生物基（生物原料），另一条是循环利用型（回收自废旧轮胎，原料并非生物来源，但同样替代了相同的石化需求）。在生物基一侧，加拿大 FPInnovations——一家林产品研究机构——开发出一种水热碳化（HTC）工艺，可将黑液（牛皮法制浆过程中富含木质素的副产物流）直接转化为橡胶用碳质填料，无需单独的干燥步骤；在丁苯橡胶胶料中的测试显示，当原生炭黑用量削减 15% 时，该填料可恢复 60% 以上损失的机械强度。在循环利用一侧，四家企业将废旧轮胎而非原生石化原料，通过两条不同的技术路线转化为增强炭黑：Cabot Corporation 的 EVOLVE Sustainable Solutions 平台与 Orion Engineered Carbons 的 ECORAX Circular 产品线均以轮胎热解油（TPO）为原料，在 ISCC PLUS 质量平衡认证体系下加工成新的循环炭黑等级，其生产验证覆盖美国、巴西、捷克、印度尼西亚，以及——值得注意的是——中国（Orion 位于青岛的工厂、Cabot 位于天津的工厂）；Birla Carbon 的 Continua 可持续碳质材料（SCM）则是将轮胎热解直接回收得到的固体炭质材料（原料来自荷兰 Circtec 的热解工厂）在意大利特雷卡泰的生产线上进行精加工与包装；而印度 Epsilon Carbon 销售 Terrablack——一款建立在公司自有后向一体化生产基础上的回收炭黑与轮胎裂解油产品线，声称其全球变暖潜值比原生炭黑低 40%-50%。 生物炭黑与炭黑替代的关键方向： 1. **木质素/黑液水热碳化橡胶填料：** FPInnovations 通过水热碳化工艺，在 200-500°C、2-40 MPa 的水环境中，将牛皮法制浆化学回收流中富含木质素的黑液直接转化为固态碳质橡胶填料，无需对原料进行干燥或深度提纯；在丁苯橡胶中测试表明，当原生炭黑用量削减 15% 时，该填料可恢复 60% 以上损失的机械强度。 2. **基于轮胎热解油质量平衡的循环增强炭黑：** Cabot Corporation 的 EVOLVE Sustainable Solutions 平台与 Orion Engineered Carbons 的 ECORAX Circular 产品线（面向轮胎及机械橡胶制品的 200、210、215 等级）均在 ISCC PLUS 质量平衡认证下，将轮胎热解油加工为新的循环炭黑；Cabot 已在美国、巴西、捷克、印度尼西亚及中国等 13 个 ISCC PLUS 认证生产基地完成验证，Orion 则在波兰及新投产的中国青岛工厂生产 ECORAX Circular。 3. **源自轮胎热解固体的直接回收炭黑：** Birla Carbon 的 Continua SCM 产品线对直接从废旧轮胎热解中回收的固态碳质材料进行精加工与包装——原料来自荷兰 Circtec 新建的热解工厂，在意大利特雷卡泰的专用生产线上加工——旨在替代橡胶及非橡胶应用中部分传统炭黑；其中 Continua 8030 等级专门面向印度次大陆及亚洲市场。 4. **面向本土轮胎产业的后向一体化回收炭黑：** 印度 Epsilon Carbon 销售 Terrablack——一款回收炭黑与轮胎裂解油（TDO）产品线——Terrablack 3310 用于重型轮胎胎面（高耐磨性），Terrablack 6615 用于轮胎侧壁、软管、传送带及密封系统——建立在公司自有后向一体化生产基础之上，并声称其全球变暖潜值比原生炭黑低 40%-50%。 ### 行业价值链 ``` [牛皮法制浆黑液／废旧轮胎] ──> [水热碳化／轮胎热解（固体炭或 TPO）] │ （质量平衡认证／直接精加工） │ ▼ [橡胶配方／轮胎] <─── [性能验证] <─── [增强炭黑精加工] ``` ### 价值链层级 | 层级 | 描述 | 关键输入/输出 | |:---|:---|:---| | **原料获取** | 牛皮法制浆黑液（FPInnovations）；废旧轮胎（Cabot、Orion、Birla Carbon、Epsilon Carbon） | **输入：** 制浆副产物流、废旧轮胎。**输出：** 富含木质素的黑液或待热解轮胎。 | | **碳化／热解** | 黑液水热碳化（FPInnovations）；轮胎热解产出固体炭（Birla Carbon、Epsilon Carbon）或轮胎热解油 TPO（Cabot、Orion） | **输入：** 黑液或废旧轮胎。**输出：** 碳质固体填料、回收炭黑或 TPO。 | | **精加工／认证** | TPO 经 ISCC PLUS 质量平衡加工为循环炭黑（Cabot EVOLVE、Orion ECORAX Circular）；回收炭直接精加工与包装（Birla Carbon Continua、Epsilon Terrablack） | **输入：** TPO 或回收炭。**输出：** 经认证的循环或回收炭黑等级。 | | **性能验证** | 丁苯橡胶胶料中的机械强度恢复测试（FPInnovations）；轮胎胎面及机械橡胶制品等级认定（Cabot、Orion、Birla Carbon、Epsilon Carbon） | **输入：** 填料或增强炭黑等级。**输出：** 经认定、按等级规范的增强材料。 | | **橡胶与轮胎应用** | 轮胎胎面、侧壁、软管、传送带、密封系统、机械橡胶制品，以及非橡胶／塑料的着色应用 | **输入：** 经认定的增强炭黑或填料。**输出：** 成品轮胎或橡胶制品。 | | **碳与生命周期归宿** | 黑液副产物流实现增值利用，避免仅作燃烧处理；废旧轮胎从填埋／焚烧中转出；原生石化炭黑需求被替代；Terrablack 声称比原生炭黑低 40%-50% 的全球变暖潜值 | **输入：** 成品轮胎或橡胶制品。**输出：** 避免的原生炭黑排放、转出的轮胎废弃物。 | 该行业的跨领域技术： - **木质素/黑液水热碳化橡胶填料（Lignin/Black-Liquor HTC Rubber Filler）：** FPInnovations 的水热碳化工艺，将牛皮法制浆黑液转化为固态碳质橡胶填料，无需干燥步骤，在丁苯橡胶胶料中炭黑削减 15% 时可恢复 60% 以上机械强度。 - **基于轮胎热解油质量平衡的循环炭黑（Tire-Pyrolysis-Oil Mass-Balance Circular Carbon）：** Cabot 的 EVOLVE 与 Orion 的 ECORAX Circular 平台，均在 ISCC PLUS 质量平衡认证下将废旧轮胎热解油转化为新的循环增强炭黑。 - **源自轮胎热解固体的回收炭黑（Recovered Carbon Black From Tire-Pyrolysis Solids）：** Birla Carbon 的 Continua SCM 与 Epsilon Carbon 的 Terrablack，均将直接从废旧轮胎热解中回收的固态碳质炭料精加工为增强级产品。 --- ## 美国 美国与加拿大在该行业中支撑着两个不同的支点：Cabot Corporation（波士顿，成立于 1882 年）在全球范围内供应经 ISCC PLUS 认证的循环增强炭黑，而加拿大 FPInnovations 则提供支撑木质素基替代方案的真正生物基研究。 ### Cabot 的全球 EVOLVE 循环炭黑平台与 FPInnovations 的木质素橡胶填料研究 - **Cabot Corporation（美国马萨诸塞州波士顿；成立于 1882 年）：** 其 EVOLVE Sustainable Solutions 平台在 ISCC PLUS 质量平衡体系下，将废旧轮胎热解油转化为循环增强炭黑；已验证的生产覆盖 13 个 ISCC PLUS 认证生产基地，包括美国路易斯安那州、巴西毛阿、捷克瓦拉什斯凯梅济日奇、印度尼西亚芝勒贡及中国天津——是一次全球性而非单一市场的部署；邓禄普与 Cabot 正共同探索循环增强炭黑的商业化应用。 - **FPInnovations（加拿大温哥华；成立于 2007 年）：** 一家非营利林产品研究机构，开发出一种水热碳化工艺，可将牛皮法制浆化学回收流中富含木质素的黑液，在 200-500°C、2-40 MPa 的水环境中直接转化为固态碳质橡胶填料，无需单独干燥或深度提纯；在丁苯橡胶胶料中测试表明，当原生炭黑用量削减 15% 时，该填料可恢复 60% 以上损失的机械强度，除替代炭黑外，也为制浆厂带来了额外的盈利角度。 - **EPA 化学品/环保产品监管：** 美国实际适用的监管背景是在一般化学品与环保产品框架下，对循环炭黑（一种再加工工业材料）及任何未来商业化的木质素基填料进行监管，而非针对该行业的专属审批路径。 --- ## 中国 尽管在华运营企业均为外资，中国仍为该行业提供了真实的产能：Orion Engineered Carbons 与 Cabot Corporation 均已在中国建立经 ISCC PLUS 认证的循环炭黑生产设施，叠加在正面临自身环保标准趋严的庞大国内传统炭黑产业之上。 ### 外资循环炭黑生产落地中国，叠加于庞大的国内产业基础之上 - **Orion Engineered Carbons 青岛工厂：** 2026 年起在 ISCC PLUS 认证下，以轮胎热解油为原料生产 ECORAX Circular 循环炭黑（200、210、215 等级），补充了 Orion 现有的波兰欧洲循环炭黑产能——这是该公司从中国本土工厂向全球提供循环炭黑等级迈出的第一步。 - **Cabot Corporation 天津工厂：** 作为 Cabot 亚太区 EVOLVE 循环增强炭黑扩张的一部分完成验证，与印度尼西亚芝勒贡工厂共同构成，完善了公司在亚洲、欧洲及美洲的循环炭黑产能布局。 - **国内市场背景：** 中国传统炭黑产业规模庞大（以煤焦油类原料为基础——炭黑油、蒽油、煤焦油），拥有专门的国家标准体系与行业协会；本轮实时信源检索未能确认有中资企业自主生产达到青岛、天津外资工厂同等规模的生物基或循环炭黑产品，但一个并行且真实存在的「生物基橡胶助剂」市场——以植物油、木质素、松香及糖类衍生物替代轮胎、软管及密封件中的石油基增塑剂、软化剂及防老剂——正在欧盟 REACH 及轮胎滚动阻力标签法规趋严的压力下，于中国领先橡胶制品企业中活跃发展，表明存在相邻的国内生物基能力，但尚未确认专门针对炭黑本身的国内生产商。 --- ## 欧盟 欧盟通过总部位于卢森堡的 Orion Engineered Carbons，支撑起基于 ISCC PLUS 质量平衡的循环炭黑路径中的一环，该公司在与推动全欧盟对低碳增强材料需求相同的 REACH 及轮胎标签监管压力下运营。 ### Orion Engineered Carbons 的 ECORAX Circular 平台 - **Orion Engineered Carbons（卢森堡；纽约证券交易所代码：OEC；成立于 2011 年）：** 其 ECORAX® Circular 产品线在 ISCC PLUS 质量平衡认证下，将轮胎热解油转化为循环炭黑——ECORAX Circular 200 是面向轮胎的硬质炭黑，210 与 215 则同时服务于轮胎及机械橡胶制品；2026 年，继波兰的欧洲产能之后，公司在中国青岛新建工厂，在保持 ISCC PLUS 透明度与可追溯标准的同时，将经质量平衡认证的供应链拓展至全球。 - **EU REACH 与轮胎标签法规：** REACH 规范循环及传统炭黑材料在欧盟市场的化学品注册，而欧盟轮胎标签法规中的滚动阻力要求，则为增强炭黑供应商——无论是生物基、循环还是传统类型——带来商业压力，促使其展示相对于原生石化炭黑更低碳且性能相当的替代方案。 --- ## 领先公司与研究机构 | 公司/机构 | 国家 | 关键产品/平台 | 技术特点 | 2026 年状态 | |:---|:---|:---|:---|:---| | **FPInnovations** | 🇨🇦 加拿大 | *木质素/黑液水热碳化橡胶填料（研究阶段）* | 成立于 2007 年；源自牛皮法黑液的 HTC 工艺；炭黑削减 15% 时可恢复 60%+ 丁苯橡胶强度 | research | | **Cabot Corporation** | 🇺🇸 美国 | *EVOLVE Sustainable Solutions 循环增强炭黑* | 成立于 1882 年；源自轮胎热解油的 ISCC PLUS 质量平衡；13 个认证基地，含美国/巴西/捷克/印尼/中国 | commercial | | **Orion Engineered Carbons** | 🇱🇺 卢森堡 | *ECORAX® Circular 200/210/215* | 成立于 2011 年；纽交所代码 OEC；源自轮胎热解油的 ISCC PLUS；波兰 + 中国青岛产能 | commercial | | **Birla Carbon** | 🇮🇳 印度 | *Continua™ SCM / Continua 8030* | 轮胎热解固体炭（原料来自荷兰 Circtec）；意大利特雷卡泰精加工产线；面向橡胶、非橡胶及塑料应用 | commercial | | **Epsilon Carbon** | 🇮🇳 印度 | *Terrablack 3310 / 6615* | 回收炭黑 + 轮胎裂解油；后向一体化生产；声称比原生炭黑降低 40%-50% 全球变暖潜值 | commercial | --- ## 技术栈与创新 生物炭黑与炭黑替代技术栈分为真正生物基与循环（轮胎来源）两条分支，两者均替代同一种原生石化炭黑，但原料与工艺化学在结构上截然不同。 1. **木质素/黑液水热碳化：** - FPInnovations 的水热碳化工艺在 200-500°C、2-40 MPa 的水环境中，将黑液直接转化为固态碳质填料，省去了处理这种含水、化学成分复杂的牛皮法制浆副产物流原本所需的干燥与深度提纯步骤。 - 在丁苯橡胶胶料中炭黑削减 15% 时恢复 60% 以上强度的结果，为这项处于研究阶段的技术提供了具体的性能基准，而非仅仅是方向性的可持续声明——这类结果通常预示着从中试走向商业化的转折点。 2. **基于 ISCC PLUS 质量平衡的轮胎热解油循环炭黑：** - Cabot 的 EVOLVE 与 Orion 的 ECORAX Circular 均采用液态油路线：轮胎热解油被输入现有炭黑生产基础设施，通过 ISCC PLUS 质量平衡核算体系，使一定比例的循环含量可归属于产出等级，而无需为每一批次单独建立完全独立的专用生产线。 - Cabot 的 13 个 ISCC PLUS 认证基地与 Orion 的波兰加青岛布局所体现的多大洲验证，表明这正在作为一场全球性的增强炭黑供应链变革实现规模化，而非局限于某一区域的小众产品。 3. **源自轮胎热解固体的回收炭黑：** - Birla Carbon 的 Continua 与 Epsilon Carbon 的 Terrablack 则采用固体炭路线：直接从轮胎热解中回收的碳质材料被精加工并包装为增强炭黑，这与 TPO 质量平衡路线在技术上截然不同，能在回收材料与成品之间保持更直接的物理关联。 - Epsilon Carbon 所声称的相对原生炭黑降低 40%-50% 全球变暖潜值，以及 Birla Carbon 专门面向印度次大陆及亚洲市场推出的 Continua 8030 等级，表明印度轮胎产业（年产轮胎超过 2 亿条）是这一路线的重要需求支点。 --- ## 价值链与生产管线 ### 生物炭黑与炭黑替代产业管线（从黑液或废旧轮胎到增强炭黑） ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. 原料获取 │ ───> │ 2. 碳化／热解 │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. 性能验证 │ <─── │ 3. 精加工／认证 │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. 橡胶与轮胎应用 │ ───> │ 6. 碳与生命周期归宿 │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### 阶段 1：原料获取 牛皮法制浆黑液为加拿大 FPInnovations 的研究供料；废旧轮胎为 Cabot、Orion、Birla Carbon 及 Epsilon Carbon 的循环炭黑生产供料，其中荷兰 Circtec 的热解工厂专门为 Birla Carbon 的 Continua 产线供料。 #### 阶段 2：碳化／热解 水热碳化在 200-500°C、2-40 MPa 的水环境中将黑液转化为固态碳质填料（FPInnovations）；轮胎热解产出固体回收炭（Birla Carbon、Epsilon Carbon）或轮胎热解油 TPO（Cabot、Orion）——这是固体炭路线与液态油循环路线的分岔点。 #### 阶段 3：精加工／认证 TPO 在 ISCC PLUS 质量平衡认证下被加工为新的循环炭黑等级（Cabot EVOLVE、Orion ECORAX Circular）；回收固体炭在意大利特雷卡泰产线（Birla Carbon Continua SCM）或 Epsilon Carbon 的 Terrablack 生产线上被直接精加工并包装为增强级产品。 #### 阶段 4：性能验证 机械强度恢复效果在丁苯橡胶胶料中进行基准测试（FPInnovations，炭黑削减 15% 时恢复 60% 以上）；轮胎胎面、侧壁、软管、传送带及机械橡胶制品等级，针对现有原生炭黑性能进行认定（Cabot、Orion、Birla Carbon、Epsilon Carbon）。 #### 阶段 5：橡胶与轮胎应用 增强炭黑及填料等级被复配进轮胎胎面（Terrablack 3310、ECORAX Circular 200）、侧壁/软管/传送带/密封系统（Terrablack 6615、ECORAX Circular 210/215），以及机械橡胶制品和非橡胶/塑料着色应用（Continua SCM）。 #### 阶段 6：碳与生命周期归宿 黑液被增值利用为橡胶填料，而非仅用于燃烧能量回收；废旧轮胎从填埋或焚烧中转出，成为增强炭黑原料；两条路径均替代了原生石化炭黑需求，其中 Epsilon Carbon 的 Terrablack 明确声称比原生炭黑降低 40%-50% 的全球变暖潜值。