技术 · 生物能源与气候 / CDR 与碳管理
生物碳捕集与利用（bio-CCU：气体发酵、CO2制蛋白、电燃料）
通过微生物气体发酵、工程菌与微藻，将捕集的 CO2 转化为燃料、蛋白、聚合物与甲醇——一条从工业排放到循环碳产品的碳利用价值链。
1 · 带来什么
生物碳捕集与利用（bio-CCU）利用微生物气体发酵、工程菌或微藻，将捕集的二氧化碳——来自 工业点源、生物源排放或大气——转化为燃料、化学品、蛋白质和材料。它将废气重新定义为原料， 替代化石碳并创造可帮助资助减排的收入。仅 LanzaTech 的气体发酵平台在 2025 年就报告了 5580 万美元的收入，Newlight 的 AirCarbon 聚羟基脂肪酸酯被认证为碳负性，而 Deep Branch 的 Proton 单细胞蛋白达到约 70% 的蛋白含量，碳足迹比替代蛋白低约 90%。在催化利用侧，Carbon Recycling International 的 Vulcanol 再生甲醇每吨甲醇嵌入约 1.4 吨 CO2，其在冰岛规划的电燃料 工厂目标年产最高 70,000 吨可持续航空燃料。政策正拉动需求：美国 45Q 税收抵免对捕集并利用的 CO2 每吨支付最高 85 美元，欧盟碳移除认证框架（CRCF）已生效，中国绿色金融目录将 CCUS 列为 第 1.5.1 项。
生物碳捕集与利用的关键方向:
- 气体发酵制燃料与化学品 (LanzaTech): 自养微生物将富含 CO/CO2 的合成气发酵为乙醇， 进而制成 SAF 和船用燃料；LanzaTech 在日本久慈市的固废制乙醇中试装置以约 400 吨/年、十分 之一商业规模运行，性能达到保证值。
- 微生物 CO2 制聚合物 (Newlight AirCarbon): 受海洋微生物启发的工艺将 CO2 与甲烷固定为 聚羟基脂肪酸酯——碳负性、可海洋生物降解的聚合物，已用于吸管、餐具和眼镜。
- CO2 制蛋白与营养 (Deep Branch、Cemvita): 气体发酵将 CO2 与氢气转化为单细胞蛋白 （Proton，约 70% 蛋白）和再生油（Cemvita 的 FermOil，在 75,000 升规模验证）。
- CO2 利用于电燃料与甲醇 (CRI、Cemvita e-煤油): CO2 与绿氢的催化及生物催化加氢生成 再生甲醇（Vulcanol），并可进一步制成 e-SAF，CRI 正与霍尼韦尔 UOP 研究年产 70,000 吨的设施。
部门价值链#
[CO2 来源：工业 / 生物源 / 大气] ──> [捕集与调质] ──> [生物转化：发酵 / 工程菌 / 微藻]
│
(产品回收与提纯)
│
▼
[终端用途：燃料 · 饲料蛋白 · 聚合物 · 甲醇] <─── [循环碳产品]
价值链层级#
| 层级 | 说明 | 关键投入/产出 |
|---|---|---|
| CO2 来源 (Emissions) | 工业点源排放（钢铁、水泥、炼油）、生物源与直接空气捕集。 | 投入: 烟道气、沼气、空气。 产出: 富 CO2 原料气。 |
| 捕集与调质 (Capture) | 化学吸收、吸附或膜分离，随后压缩与提纯。 | 投入: 原料气、能源、溶剂。 产出: 浓缩 CO2。 |
| 生物转化 (Conversion) | 微生物气体发酵、工程菌发酵或微藻固定为目标分子。 | 投入: CO2、氢气、营养物。 产出: 乙醇、PHA、蛋白、甲醇。 |
| 产品回收 (Recovery) | 对生物合成产物进行蒸馏、收菌、脱水和提纯。 | 投入: 发酵液。 产出: 粗产品流。 |
| 配方成型 (Formulation) | 混合、共混与认证（ISCC PLUS、食品/饲料许可）为商品级。 | 投入: 粗产品。 产出: 认证燃料、饲料、树脂。 |
| 终端用途与核算 (Markets) | 销往燃料、饲料、聚合物和化学品市场，按 45Q、CRCF 或 ISCC 进行碳核算。 | 投入: 认证产品。 产出: 收入、碳信用。 |
行业跨环节技术:
- 绿氢集成: CO2-加氢路线（Deep Branch 蛋白、CRI 甲醇）将 bio-CCU 经济性绑定为可再生氢的成本与电解槽扩产。
- 合成生物学与菌株工程: Cemvita 与 Newlight 重新设计微生物碳流，将 CO2 导向目标产物（油、PHA、煤油前体），提高滴度。
- 碳核算与认证: ISCC PLUS、欧盟 CRCF 与美国 45Q 抵免将利用的 CO2 吨数转化为可银行化价值，是项目融资的关键。
2 · 替代什么 4 · 按行业匹配
| D1E4 | 生物炭用作堆肥和粪肥添加剂、饲料添加剂和低成本水土处理吸附剂——替代煤基活性炭、化学除臭和氨结合剂及部分黏土毒素吸附剂 替代: 用于低要求吸附的煤基或化石基活性炭；垫料和堆肥中的化学除臭/控氨产品；饲料中使用的部分黏土吸附剂 | AGROCHEM |
| D1E– | 以植物基肉类和乳品替代品及细胞培养肉和海产品替代部分常规肉类，以及其中的抗生素、抗寄生虫药和饲料链化学投入 替代: 部分常规肉类、海产品和乳品，以及动物生产链中的抗生素、抗寄生虫药、饲料作物农药和化肥 | NOVEL |
| D1E4 | 以清洁热解作物、林业和加工残余物制成的生物炭——用作土壤改良剂并作为持久碳移除出售——替代露天焚烧、倾倒或填埋这些残余物 替代: 露天焚烧秸秆、谷壳、果壳和修剪枝；倾倒和填埋加工残余物；不回收气体的传统土窑烧炭 | AGROCHEM |
| D1E– | 以精密发酵乳蛋白和蛋蛋白（乳清蛋白、酪蛋白、卵清蛋白）及真菌生物质蛋白（真菌蛋白）替代部分耗用抗生素和土地的动物蛋白 替代: 部分常规乳和肉类蛋白，以及饲料链中的抗生素、抗寄生虫药、化肥和农药投入；动物源加工配料（凝乳酶已在 FI05 中涵盖） | NOVEL |
3 · 如何实施 6 步
- 1富 CO2 合成气供应合成与转化工业排放（钢铁、炼油）或气化的城市固废提供富 CO/CO2 合成气；LanzaTech 久慈工厂气化固废， 供其约 400 吨/年、十分之一商业规模的乙醇中试。谁能完成这一步 自动匹配20 tons per day 工业规模“Platform scope: Integrates upstream gasification, gas fermentation, and downstream processing to produce ethanol and value-added products.”Sea6 Energy 印度工业规模“Core technology includes an in-house full-stack farming automation platform (SeaCombine, automated seeding/harvesting, data dashboards, weather/drone monitoring) and a …”工业规模“Godavari Biorefineries Limited is an Indian integrated biorefinery producing ethanol, bio-based chemicals, sugar, and power.”
- 2气体发酵发酵与培养生物反应器中的自养产乙酸菌将合成气发酵为乙醇，气液传质与菌株对杂质的耐受性决定反应器生产 力；这是 LanzaTech 与 Deep Branch 共有的核心生物学。谁能完成这一步 自动匹配✓ FSSC 22000 ✓ ISO 22000“With expertise in both biomass fermentation and precision fermentation, Changing Bio produces tasteful and versatile non-GMO mycoproteins, as well as a series of dairy proteins, …”FORNATURES 韩国工业规模“The company specializes in biological carbon capture using microalgae-based bioreactors.”20 tons per day 工业规模“Beijing Shougang LanzaTech is a Chinese biomanufacturing company specializing in carbon capture, utilization, and storage (CCUS) by converting industrial waste gas into ethanol and …”Loopworm 印度✓ HACCP ✓ ISO 22000 6,000 tonnes/year 工业规模“At Loopworm, we are building the future of sustainable biomanufacturing.”
- 3发酵液回收纯化与下游通过离心与过滤将细胞与废液从富含乙醇的发酵液中分离；细胞物回流或资源化，啤酒液进入蒸馏。谁能完成这一步 自动匹配Esco Aster 新加坡✓ FSSC 22000 ✓ ISO 22000 5,000 L 工业规模“Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”Alfa Laval 瑞典✓ FSSC 22000“Here we compare the three most common options: centrifugation, filtration and coalescence.”Emirates Biotech 阿联酋160,000 tons per annum 工业规模“A neat PLA (PolyLactic Acid) resin with high viscosity and moderate crystallization rate, allowing for higher”Keclon 阿根廷✓ FSSC 22000 60,000 liters 工业规模“Maximize volumetric productivity and downstream processing at pilot scale”
- 4乙醇提纯纯化与下游蒸馏与分子筛脱水将发酵液提升至燃料级再生碳乙醇——支撑 LanzaTech 2025 年 5580 万美元收入的 商品中间体。谁能完成这一步 自动匹配Esco Aster 新加坡✓ FSSC 22000 ✓ ISO 22000 5,000 L 工业规模“Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”Alfa Laval 瑞典✓ FSSC 22000“Here we compare the three most common options: centrifugation, filtration and coalescence.”Emirates Biotech 阿联酋160,000 tons per annum 工业规模“A neat PLA (PolyLactic Acid) resin with high viscosity and moderate crystallization rate, allowing for higher”Keclon 阿根廷✓ FSSC 22000 60,000 liters 工业规模“Maximize volumetric productivity and downstream processing at pilot scale”
- 5衍生化制 SAF乙醇转化为可持续航空燃料（经醇制航煤）或船用燃料，经 LanzaJet 路由——LanzaTech 在其中持股 于 2025 年 12 月达到 53%。
- 6认证与承购注册与认证成品燃料按 ISCC PLUS 与欧盟 CRCF 认证，CO2 利用情况为美国 45Q 抵免记录在案，使航空与海运 承购得以闭合碳利用循环。俄罗斯/欧亚经济联盟注册： AGROCHEM — 俄罗斯农业部（Minselkhoz）
4 · 谁来交付
匹配的供应商 (自动匹配)
| LanzaTech | 美国 | 生产商 | 运营中 |
| FORNATURES | 韩国 | 生产商 | 运营中 |
| Gevo | 美国 | 生产商 | 运营中 |
| Beijing Shougang LanzaTech | 中国 | 服务 / 咨询 | 运营中 |
| Unibio | 丹麦 | 生产商 | 运营中 |
| String Bio | 印度 | 研究机构 | 运营中 |
| Solar Foods | 芬兰 | 研究机构 | 运营中 |
服务与供货目录 3 · 付费服务
领先企业与机构（摘自简报）
| 企业 / 机构 | 国家 | 关键产品 / 平台 | 技术特点 | 2026 状态 |
|---|---|---|---|---|
| LanzaTech | 🇺🇸 美国 | 再生碳乙醇、气体发酵 | LNZA；LanzaJet 53%；日本固废中试约 400 吨/年 | Growth |
| Newlight Technologies | 🇺🇸 美国 | AirCarbon PHA 生物聚合物 | 碳负性、可海洋生物降解；海洋微生物工艺 | Commercial |
| Cemvita Factory | 🇺🇸 美国 | FermOil 再生油、e-煤油 | 75,000 升验证；工程菌 CO2 利用 | Pilot |
| Deep Branch | 🇬🇧 英国 | Proton 单细胞蛋白 | 气体发酵；约 70% 蛋白、碳低约 90% | Pilot |
| CRI | 🇮🇸 冰岛 | Vulcanol 再生甲醇 | CO2 制甲醇（约 1.4 吨 CO2/吨）；研究 e-SAF 70 千吨/年 | Commercial |
| Sinopec | 🇨🇳 中国 | CCUS、微藻 CO2 利用 | 点源 CCUS；微藻藻株研发 | Commercial |
5 · 法规与市场准入
进入俄罗斯/欧亚经济联盟: AGROCHEM · 俄罗斯农业部（Minselkhoz）
约1–2年，含登记试验
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
约1–2年，含登记试验
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国
美国通过 LanzaTech 的气体发酵和 Newlight 的碳负性聚合物引领 bio-CCU 商业化，45Q 税收抵免 （《通胀削减法》下扩大到利用 CO2 每吨约 85 美元）为项目经济性提供支撑。
Gas fermentation, carbon-negative polymers, e-kerosene#
- LanzaTech Global (LNZA): 其气体发酵平台将工业排放与气化废料转化为再生碳乙醇； 2025 年收入达 5580 万美元，日本久慈市固废中试装置以约 400 吨/年、十分之一商业规模运行， LanzaTech 在 LanzaJet 的持股于 2025 年 12 月升至 53%。
- Newlight Technologies: 由食甲烷海洋微生物从温室气体生产的 AirCarbon 聚羟基脂肪酸酯， 是碳负性、可海洋生物降解的聚合物，已用于吸管、餐具、眼镜和皮革替代品，并有专利工程菌株 改善碳流向 PHA 的通量。
- Cemvita Factory: 工程菌将粗甘油和 CO2 转化为 FermOil 再生油，在 Bio Base Europe 完成 75,000 升工业规模验证（放大 2,500 倍），并在 45Q 机制下生产生物催化 e-煤油供航空使用。
欧盟
欧洲将 bio-CCU 初创企业与全球最严格的碳框架相结合：碳移除认证框架、排放交易体系与碳边境 调节机制共同创造了对经验证的利用碳的需求。
Single-cell protein, renewable methanol, certification pull#
- Deep Branch（英国/荷兰）: 其 Proton 单细胞蛋白通过气体发酵，将工业 CO2 与氢气发酵为 蛋白含量约 70% 的原料——约为大豆的两倍——碳足迹低约 90%，用于水产与畜牧饲料，获欧盟 H2020 资助。
- Carbon Recycling International（冰岛）: 其 Emissions-to-Liquids 工艺生产 Vulcanol 再生 甲醇（ISCC PLUS 认证，每吨甲醇约 1.4 吨 CO2），并正与霍尼韦尔 UOP 及 IdunnH2 研究一座 300 兆瓦、最高 70,000 吨/年的 e-SAF 工厂。
- 监管拉动: 欧盟 CRCF 界定经认证的碳移除与利用，而 CBAM 在边境对内含碳定价，使 bio-CCU 产品在化学品、燃料和饲料中获得可测溢价。
中国
中国的碳管理由能源巨头在工业规模上实施 CCUS，并辅以微藻 CO2 利用研究，CCUS 现已作为可融资 类别纳入国家绿色金融目录。
CCUS scale, microalgal bio-conversion, green-finance inclusion#
- 中国石化 (600028): 这家综合能源巨头在炼油、石化和提高采收率领域开展点源 CCUS，并主导 微藻 CO2 利用研究——比较藻株与培养条件，将捕集的 CO2 转化为高附加值生物制品。
- CCUS 作为绿色金融类别: 中国绿色金融目录现将碳捕集、利用与封存列为第 1.5.1 项，覆盖 电力、钢铁、水泥、化工和采油业的捕集-运输-利用-封存全链条。
- 制度建设: 中国石化协助发起国际 CCUS 创新合作组织，将 bio-CCU 与 CCUS 定位为"双碳" 目标下的协调国家优先事项。
6 · 资金：招标与资助
| 资助 | 碳农业创新与规模化 European Commission · 欧盟 | 2027年9月23日 342 天 |
| 资助 | 通过城市和地区生活实验室部署系统性循环解决方案（循环城市与地区倡议专题） European Commission · 欧盟 | 2027年4月8日 174 天 |
| 资助 | 以多样化作物和价值链创新提高农民收益和韧性 European Commission · 欧盟 | 2027年9月23日 342 天 |
| 资助 | 加强建筑产品的生态设计和循环性 European Commission · 欧盟 | 2027年9月22日 341 天 |
| 资助 | 开放专题：利用循环城市与地区倡议加强城市制造业，支持《清洁工业协议》 European Commission · 欧盟 | 2027年4月8日 174 天 |
7 · 技术栈与创新
bio-CCU 技术栈建立在四大支柱之上：气体发酵生物学、微生物聚合物合成、单细胞蛋白生产以及 CO2 加氢制甲醇与电燃料——共同将点源碳转化为商品。
- 气体发酵生物学:
- 自养产乙酸菌（LanzaTech）与氢氧化菌（Deep Branch）将 CO/CO2 固定为乙醇和蛋白；LanzaTech 2025 年 5580 万美元的收入表明该路线已从废气达到商业级吨位。
- 菌株对合成气杂质（焦油、硫）的耐受性和气液传质决定了反应器生产力和原料灵活性的上限。
- 微生物聚合物合成:
- Newlight 的 AirCarbon 利用食甲烷海洋微生物将 CO2 与甲烷导向聚羟基脂肪酸酯颗粒，得到碳负 性且可海洋生物降解的聚合物。
- 专利工程菌株调节碳通量趋向 PHA，提高滴度并降低收菌与聚合物萃取的能耗。
- 单细胞蛋白生产:
- Deep Branch 的 Proton 将 CO2 与氢气和氧气发酵为蛋白含量约 70% 的单细胞蛋白，在水产饲料 中替代大豆和鱼粉，碳足迹低约 90%。
- 瓶颈在于气体发酵放大和饲料级安全许可而非生物学，因此合作伙伴与承购至关重要。
- CO2 加氢制甲醇与电燃料:
- CRI 的 Emissions-to-Liquids 工艺催化加氢 CO2 生成 Vulcanol 甲醇（每吨约 1.4 吨 CO2）， 霍尼韦尔 UOP 的 eFining 可将其升级为 e-SAF。
- 经济性取决于廉价绿氢与电解槽产能，将 bio-CCU 与更广泛的 power-to-liquids 建设挂钩。
出现在哪里 4 个来源
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生产商自有网站 6
- Lanzatech 生产商 核实于 2026-06-04 · 未保存链接
- Cemvita 生产商 核实于 2026-06-08 · 未保存链接
- Newlight 生产商 核实于 2026-06-01 · 未保存链接
- Deep branch 生产商 核实于 2026-06-20 · 未保存链接
- Cri 生产商 核实于 2026-06-02 · 未保存链接
- Sinopec 生产商 核实于 2026-06-22 · 未保存链接