王华平教授：生物基纤维材料，已成为资本热点！
TK生物基材料 2024年12月09日 15:31 广东
11月28日，一场盛大的 “2024年绿色能源化工新材料产业创新链发展大会”在新疆昌吉州昌吉市隆重举行。会上，东华大学王华平教授做了题为“生物基纤维创新与发展”的精彩演讲。
<span style="font-size:21px;font-family:微软雅黑, "microsoft yahei";line-height:1.75em;">王华平教授表示，在会场的喧嚣与静谧交织之中，我们齐聚于此共商发展大计。再度踏足昌吉，不同季节的交替见证着蓝山屯河中央研究院的持续进步，也预示着蓝山屯河与新疆在融合发展与创新之路上，将迈向更为辽阔且充满希望的未来。
自然界长期以来，人类、动物及各类作物皆仰仗光合作用维系生存与繁衍。然自工业革命以降，对地下石油与煤炭的大规模开采及燃烧利用，虽为人类发展提供了能量，却也使大量二氧化碳逸散至空气之中。植物吸收二氧化碳的能力有限，难以平衡此消彼长的碳循环，温室效应由此而生。
当下，如何运用工业手段化解工业革命遗留的这一难题，将二氧化碳回收转化为珍贵资源，成为亟待解决的关键课题。许多人对温室效应的认知尚浅，二氧化碳浓度升高究竟会引发何种连锁反应？气温微升1-2度，又会给地球这个复杂多元的系统带来怎样的冲击？类比新疆与上海等地的温室设施，外界严寒之际，内部却因温室效应而保持适宜作物生长的温度。
地球亦如人体，原本处于微妙的平衡稳定状态，气温的些许升高，便可能扰乱其气候系统的能量流动秩序，极端天气事件频发即为明证。
1.生物基纤维背景与现状
2023年，《关于化纤工业高质量发展的指导意见》明确，到2025年，规模以上化纤企业工业增加值年均增长5%，化纤产量在全球占比基本稳定，形成一批具备较强亮争力的龙头企业，构建高端化、智能化、绿色化现代产业体系，全面建设化纤强国。
生物基纤维材料年均产量20%的增长目标意义非凡，相较于传统纤维3%的增长率，其6倍的增幅为行业开辟了广袤的发展天地。其次，《意见》也明确了生物基化学纤维和可降解纤维材料技术攻关与产业化。在国家战略层面，生物基纤维材料备受重视。它被列入科技攻关计划，工信部的强基工程、创新工程等专项亦有其身影。
中国工程院在《面向2035中国纺织工程科技总体发展路线图》中明确将生物基纤维材料作为界定为非连续性技术，此类技术一旦单体突破，便可能带动产业跨越发展，与传统技术模式大相径庭。路线图明确了2025-2035年其发展目标，涵盖生物降解材料、PDT、PTT、PEF等生物聚酯纤维，众多专家亦为相关技术研发贡献心力。
在国家重点研发计划中，生物基聚酯聚酰胺、高品质聚乳酸、再生纤维素、生物基聚酯性单体、丙交酯一步法等先后6次入围，彰显国家对该领域的坚定支持。
然而，产业现状显示，尽管生物基纤维材料增长迅速，但因基数小，总量仍有限。如2023年产量118万吨，与2019年相比虽增长200多倍，平均增长率30%，但与7000多万吨的纤维总产量相比，占比仅约百分之零点几。故而 “十四五” 期间加速其发展刻不容缓。
与国际先进水平相较，我国生物基纤维材料在整体把控与核心技术方面存在差距。虽品种较为齐全，部分如聚乳酸、PTT、莱赛尔纤维处于跟跑阶段，壳聚糖、海藻纤维、PA56、PDT具规模化优势，PHBV、细胞纤维素等处于国际并跑，但总体效率有待提升。在高端市场，尤其是品牌市场的长期发展能力方面，与发达国家相比差距明显。如杜邦的PTT等产品国际领先，而我国国产生物基纤维材料工艺平台竞争力较弱。
所幸，生物基纤维材料已成为资本热点。华恒、糖能科技、华灏化学等企业纷纷涉足，华峰集团收购杜邦生物基业务更是典型案例。这些企业在该领域资本表现优异，市盈率远超传统产业，为行业发展注入强劲动力。
2.生物基纤维挑战与技术
从技术层面看，生物基纤维材料与石化体系在品质与性价比方面差异显著。其在市场竞争、性价比在规模效应形成前偏低。从原料体系到应用体系，各环节均有优化空间，包括综合性质利用、连续化工程化规模化生产及产品标准完善等。核心技术在于与石化体系现有工艺深度融合，使生物基纤维材料在各加工环节与产业体系无缝对接，充分发挥其低碳优势与性能功能特性。
当前，生物基纤维材料在产业融合方面尚处起步。以PTT为例，纤维特性再认识，从替代到功能化专业化，社会效益与经济效益结合。表明在专业化开发与应用方面仍需深入探索与重新定位。
生物基纤维材料领域，纤维素生物基纤维国产化面临巨大压力。原料几乎完全依赖进口，工艺装备国产化进程亦亟待推进，反应容器与整套装备曾是行业发展掣肘。幸得相关工程领域努力，卡脖子工程与重大技术瓶颈近期取得突破，国产化问题基本解决。
在高端产品研发方面，我们需全力开发兼具更高舒适性、强度与通用性的生物基纤维材料，以满足工业制造等不同领域需求。
3.生物基纤维发展与机遇
在生物基纤维材料的发展与策略上，从资源视角出发，需以创新思维整合生物基原料特性与石化工业体系优势，如产品开发与技术改进体系，达成系统性开发。
鉴于我国粮食资源紧张，以玉米、木薯等粮食作物为原料生产生物基材料空间有限，故倡导以秸秆等非粮生物质为原料的综合利用模式，吉林圣泉在吉林及安徽丰原的秸秆生物基材料开发项目即为范例。
生物基资源领域高度重视技术迭代创新。从生物转化技术的高通量筛选、基因改造、定向转化，到聚合技术、加工技术等各环节，均积极探索构建全新技术体系，推动生物基纤维材料产业升级。
产业发展的关键在于重构标准体系。从生物基单体、聚合物到终端产品，建立全面完善的标准化体系，并同步推进生物基认证与低碳认证工作。这既能规范行业发展，又能有效解决生物基产品可能存在的安全性与碳排放合理性问题。如PTT材料开发中，熔体输送工艺、一步化增量技术及复合纺丝技术等创新手段，在提升生产效率的同时保障产品品质与功能提升。
在产品开发层面，充分利用生物基纤维材料特性进行创新开发。在童装、家纺、非织造布、地毯、床上医用品等领域，生物基材料优势尽显。以PTT在地毯应用为例，其良好性能使地毯始终保持蓬松、耐用与舒适。在高端仿羊绒制服领域，生物基纤维与羊毛混纺，提升品质且降低成本，实现差异化、功能化开发，填补市场空白。
在技术体系构建上，以化学改性的PTT为例，积极探索新型技术手段与生物基技术深度融合，打造功能化、专业化产业体系。同时，全面修订完善标准体系，涵盖从原料到产品的全生命周期评价标准，如已制定的PTT全生命周期评价国家标准，以及正在推进的PPT和生物基纤维在纺织品应用中的低碳评价标准等。
在专利技术方面，生物基纤维材料产业发展历程显著。2000年左右，国际上生物基纤维材料发展迅速，我国相关专利技术薄弱。但近年来，随着低碳化循环融合与专业化应用开发理念深入，我国在该领域专利技术开发成为新增长点，总体专利数量已逐步跻身世界前列，与美国、日本等传统强国相当。
在未来，生物基纤维材料产业作为新兴赛道，需深度融合生物资源、绿色低碳理念、先进技术、创新产品与新颖商业模式。从产业链维度，在原料端实现生物资源与绿色低碳融合，考量纤维、薄膜、塑料等多形态产品一体化生产与专业化细分；制造环节依不同需求拓展应用领域；营销端将生命周期与碳循环有机结合，并结合终端品牌打造替代石油基产品的升级方案，以生物基特点实现专业化价值提升。
通过全方位融合发展，生物基纤维材料产业将开启更为广阔的发展空间，为纺织等相关行业铸就前所未有的机遇与价值。