生物基材料是指从天然生物质中提取的材料，包括以生物质为原料或(和)通过生物制造获得的材料。
生物基材料来源于可再生资源，具有碳减排和可持续性等优点。
生物质原料取代石油基原料，生化方法或生物方法的结合是化工制造业发展的关键方向。生物基化学品是指以可再生生物质(淀粉、葡萄糖、木质纤维素等)为原料生产的散装化学品和精细化学品等产品。
Part1
千亿蓝海生物产业
根据美国“生物质技术路线图”计划，到2030年，生物基化学品将取代25%的有机化学品和20%的石油燃料;根据欧盟“工业生物技术远景计划”计划，到2030年，生物基原料将取代6% -12%的化工原料，30%-60%的精细化学品由生物基生产。
欧洲和美国正在努力推动到2050年实现碳中和。中方将密切关注。未来中国现代生物制造业总产值将突破1万亿元，生物制品将占化工产品总产值的25%。
随着三大经济体政策的推进，全球碳减排进程开始加快。
环境保护和可持续发展是当今和未来几十年罕见的全球统一需求。
在化石资源日益枯竭和二氧化碳过度排放引发全球气候和环境危机的背景下，向低碳循环经济转型已成为全球共识，生物产业是其中的重要组成部分。
以塑料为例，通过工程微生物改性，可用于生产PHA、PHB等材料。
目前生物基化工原料生产的一些主要应用如下:
工程细菌转化及应用案例
工程微生物改性方法材料产品单体/生物基材料的应用
根据经合组织的预测，在未来十年，至少20%的石化产品和约8000亿美元的石化产品可以被生物基产品所取代。目前的替代率不到5%，缺口近6000亿美元。生物化工和材料代表着千亿规模的新蓝海。
第二部分
欧洲生物市场发展概况
根据诺瓦研究所的研究，从技术角度来看，几乎所有由化石资源制成的工业材料都可以被生物基材料所取代。近年来，与生物精制技术相关的基因组学、蛋白质组学、代谢组学和系统生物学的进展，共同构建了化学品和下游材料的生物合成网络。
欧洲生物经济具有先发优势。由欧盟领导的“生物之路”项目为欧洲化学工业走向生物经济规划了路线图，以期实现生物基础的多样化产品组合。
“生物之路”项目对生物基产品进行了细分，包括散装化学品、溶剂、塑料聚合物、化纤产品、油漆/涂料/油墨/染料、表面活性剂、化妆品和个人护理产品、粘合剂、润滑剂、增塑剂和许多其他下游产品。
根据现行的细分标准，欧盟生物基产品类别包括散装化学品、塑料、溶剂、表面活性剂等10大类。其中，大宗化学品和溶剂属于基础化学品，表面活性剂、个人护理/化妆品、粘合剂、润滑剂和增塑剂属于精细化学品，涂料/涂料/油墨/染料、塑料和纤维制品属于生物基聚合物。
2018年，欧盟市场生物基化学品及下游产量近470万吨，需求近550万吨，产值近92亿欧元。特别是在高端消费市场，对生物基产品的需求非常强烈。
在生物基产品系列中，表面活性剂，油漆/涂料/油墨/燃料、纤维制品及个人护理/化妆品产量最大，这是由于欧盟市场较高的消费水平和对生物基油脂化合物的巨大需求。
由于区域生产规模和生产技术的限制，现阶段生物基化学品的整体价格水平高于石油基化学品。然而，随着产品种类越来越精细，相关技术和生产工艺越来越普及，与石油产品的价格差距也将继续缩小。
随着生物合成技术的不断进步，一些生物基精细化学品(如琥珀酸PA56)甚至开始低于相应的石化产品。
从目前的发展水平来看，生物基化学品及下游在欧洲市场的渗透率仅达到3%，但未来市场增长空间将达到4倍，全球市场有望突破千亿。
根据JRC提供的数据，2018年欧盟相应子行业化学品总产量近1.6亿吨/年，生物基化学品占比仅为3%，尤其是散装化学品和塑料行业。基本更替率仅为0.7%。
从欧盟《工业生物技术愿景计划》的内容来看，按照6%的大宗化学品和塑料制品替代率，30%的精细化学品替代率的最低目标，估计到2030年，生物基产品公司的产值可能达到每年370亿欧元，与2018年的92亿欧元相比，增长了4倍。
此外，在2018-2025年期间，上述子部门的新增私人投资额度预计也将达到190亿欧元，加上近年来持续增加的欧盟生物经济特别计划投资，以及未来生物基产品的替代率有很大的上升空间．
除了欧盟市场，美国和中国的生物经济战略也在积极实施。假设市场规模与欧盟相当，未来全球生物化工及下游市场有望达到1000亿欧元的水平。
Part3
生物化工下游沿线国家布局
近年来，生物基化学品的总产量继续快速增长。
据IEA生物能源估计，2019年生物基化学品总产量将接近1000万吨/年(不包括燃料乙醇)，从2011年到今年的复合增长率接近10%。
目前，世界上主要的散装生物基化学品包括乙烯，乙二醇，丙二醇，甘油，丁二醇，乳酸，癸二酸等，生物合成技术已实现产业化。
其中，糖基化合物乙烯、乙二醇、丙二醇、乳酸、丁二醇、丁二酸、戊烷二胺等是下游生物基PE、PLA、PET、PBS、PTT、PBAT等的关键原料。油基化合物甘油、长链脂肪酸和脂肪酸用于制备生物基材料如PHA、PA和环氧树脂。
几乎所有传统的石油化工巨头都在加紧在生物基化学品带来的新领域的部署。
杜邦公司收购了丹尼斯克以63亿美元收购了一家食品、营养和生物公司;拜耳而且银杏生物工作室共同投资1亿美元建立加入生物；苏米itomo，三井，日本Kayaku而且三菱日本的LG化学韩国，以及需求侧管理荷兰人正在寻找变形巨人，比如英国石油公司，壳牌，巴斯夫，杜邦公司，陶氏化学公司，evonik，需求侧管理和其他大型跨国石油公司化工巨头在生化工业上投入了大量资金。
大量新生力量的涌入，加快了生物基化学品在新材料产业链中的整合。
巴西是世界领先的生物基烯烃和聚烯烃生产商。公司利用可再生资源甘蔗乙醇生产乙烯，并于2010年向市场推出绿色PE。目前，Braskem在巴西、美国和德国拥有36个生产基地。等待地点。
Avantium致力于下一代生物基化学品和塑料的开发和商业化。其主要业务和技术包括生产乙二醇(MEG)从植物性工业糖、植物性单糖(果糖)转化为各种化学品和塑料(如PEF)、将非食用植物原料转化为工业糖和木质素、通过电化学将二氧化碳转化为高价值化学品等。
乳酸是生物基化学品中比较大的一部分。主要用于生产下游可降解、环保的新材料PLA。相关公司主要包括Corbion在荷兰，银河在比利时和NatureWorks在美国。Corbion产生乳酸和乳酸。卖给了诸如Synbra在荷兰进一步生产PLA泡沫材料;自然工场和银河是解放军的领导者。后者还回收PLA材料，进一步将PLA产物降解为乳酸。
中国生物基化学研究起步较晚，但在“十二五”国家科技支撑计划中，将生物基材料和生物基化学品列为研究核心，大力推动下游材料应用和商业模式的发展。
中国氨基酸龙头企业美华生物、生物基二酸龙头企业国泰生物、乳酸龙头企业金丹科技，都是各子行业的龙头企业。在做好化工业务的同时，积极部署下游生物基材料。
部件
生物基塑料正处于快速增长的初期
生物基塑料是目前生物化工下游材料最重要的应用领域。
生物基塑料是指原料全部或部分来源于生物质(玉米、甘蔗、纤维素等)的新材料。根据在一定条件下能否被微生物(细菌、霉菌、藻类等)分解为小分子化合物，生物基塑料分为可生物降解塑料和不可生物降解塑料。
根据欧洲生物塑料公司的数据，生物基polyhydroxyalkanoates(PHA),聚乳酸(解放军),聚丁烯琥珀酸(PBS),己二酸/对苯二甲酸丁二酯淀粉基塑料都是可生物降解塑料。
和生物聚乙烯(PE),聚丙烯(页),丙烯对苯二酸酯(PTT),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),尼龙(PA)系列和聚乙烯furanate(PEF)等都是不可生物降解的塑料。
生物基塑料产品有两个主要优点:
1)优异的减排能力，生物基塑料的CO2排放量仅为传统塑料的20%;
2)一些生物基塑料是天然可生物降解的，不可降解的生物基塑料也可以回收利用。
根据欧洲生物塑料的数据，2018年全球塑料产量近3.6亿吨，而2020年生物基塑料产量近211万吨，占比不足1%。近年来，随着需求的增长和越来越多生物基聚合物的出现、应用和产品的出现，生物基塑料市场持续增长。
根据MarketsandMarkets的预测，到2020年，全球生物基塑料和聚合物市场预计将达到105亿美元。在各国政府产业扶持政策的推动下，预计2025年将增长到279亿美元，年复合增长率为21.7%。
世界上排名前五的生物基塑料分别是淀粉基塑料(19%)、PLA(19%)、PA(12%)、PE(11%)和PTT(9%)。PBAT(13%)占总产量的近80%。%。
欧洲是整个生物基塑料工业的主要枢纽，也是生物基塑料发展相对成熟的地区。它在生物基塑料的研发中占据着关键地位，是世界上最大的工业市场。然而，欧洲生物基塑料的市场增长率相对较低。2020年的产量将占26%，低于亚太地区的46%。
亚太地区是一个新兴市场。作为主要的生产中心，全球约70%的注塑基础设施位于亚洲，因此市场增长速度最快．北美和南美占27%。近年来产量同比增加，市场空间大。这是未来生物基塑料推广的一个亮点。
生物基塑料主要应用于包装(硬包装、软包装)、纺织、汽车和交通、消费品、农业和园艺、涂料和粘合剂、建筑和建筑、电子和电器等行业。生物基塑料具有良好的光泽度、阻隔性、电阻性和印刷性能，适合于包装工业。因此，包装行业是生物基塑料最大的应用领域，约占生物基塑料总市场的47%，近100万吨;
Part5
结束语
华为创始人任正非曾在一次研讨会上说:“未来，新材料将像基因编辑一样。通过编辑分子，可以生产出比钢还硬的材料。”
生物原料不就是这样吗?
正如可控核聚变(人工太阳)总有一天会实现电能的无限回收利用一样，生物基因技术最终也会彻底改造和颠覆整个化工行业，实现所有化工原料的无限回收利用。
也许有一天，我们可以合成“生物基人造油”或某种生物基“万能钥匙”，从根本上解决循环问题。
从分子工程到原子工程，甚至量子工程;从纳米机器人到亚原子粒子机器人，人类改造和构建微观世界的能力将使一切不可能成为可能。
从可持续发展的建设到完全实现所有能源的循环利用，在地下沉睡了数亿年的石油，总有一天会感激在人类的聪明才智和努力下，它逃过了“灭绝”的灾难，并幸运地永远被装载。人类文明史的编年史。
只有当那一天(一切都可以流通)到来时，我们才能真正告诉自己，我们已经准备好了，准备好踏上探索海洋的漫长旅程星星。
整个生态循环是高质量星际殖民的必要条件，也是通往宇宙深处的通行证。
在那之前，一千年和一万年不过是一秒一分钟。
正如阿瑟·克拉克所说，任何足够先进的技术都与魔法无异。
这样的未来已经在向我们招手。