聚焦“六新”,率先突破。我省通过龙头带动、链式布局、研发支撑、园区承载,大力发展生物基新材料产业

【转型进行时】绿色领跑 生“基”无限

2021年01月28日06:49  来源:山西日报
 

生物基技术作为一种具有革命性的新技术,是对传统化学合成法的颠覆。在已开启的“十四五”,这项新兴产业、未来产业蕴藏着大机遇、大市场、大空间。

从煤炭中来,到自然中去,一招破解“白色污染”

“要想收成好,地膜是个宝。”既能保湿又能固肥的地膜是旱作农业增产增收的法宝。用了几十年的地膜,眼下却越来越让人纠结。这地膜,究竟是“宝”还是“害”?上世纪70年代,地膜覆盖技术被引进中国,迅速有效地提高了干旱、半干旱地区的水资源利用率和粮食生产能力。然而,随着地膜使用范围不断扩大,这场可圈可点的农业领域“白色革命”,也给广大农村带来了“白色污染”。使用过的残破地膜掺杂在土壤中既无法回收、又难以降解,破坏了土壤结构,影响了农作物生长。

如果说与“白色污染”斗争是一场战役,那么生物降解塑料就是这场战争的终结者。金晖兆隆高新科技股份有限公司生产副总经理辛建国告诉记者,生物降解塑料在自然环境下降解成小分子后被微生物吞噬到体内,经过氧化分解为二氧化碳和水。经过严格的检测,能够在堆肥条件下,180天内塑料完全分解为二氧化碳和水。

可降解地膜的诞生既是科学技术的进步,也是百姓对绿色生活的选择。金晖兆隆董事长李雅娟说:“我国每年使用地膜量在百万吨级别,且每年以15%的速度迅速增长,目前可生物降解的地膜推广应用没有预期好,除了成本考量,还需让更多人先了解新材料。”山西省工信厅新材料处副处长梁轶认为,我省煤炭资源丰富,煤焦化产业基础雄厚,为生物基材料生产提供了充足的能源和基础化工原料,同时煤焦化副产品也能作为生物基的材料进行生产。金晖兆隆曾是一家传统煤焦企业,企业转型时选择生物基新材料方向,正是看到了传统能源的优势。李雅娟说,依托能源优势、煤化工产业的基础优势,以精细煤化工产品为原料,可以很大程度降低成本。

最近,欧盟委员会联合研究中心发布一份报告。报告预测,到2025年,欧盟市场每年生物基产品的产量将保持3.6%增长,可以说市场前景广阔。新华社驻欧盟总部比利时布鲁塞尔记者韩冲认为,近年来,随着国际原油价格的持续攀升和资源的日渐趋紧,石油供给压力增大,生物能源产业、生物制造产业已经成为全世界发展热点,其经济性和环保意义日渐显现,产业发展的内在动力不断增强。在针对一次性塑料制品颁布禁令的意大利、法国、英国、德国、西班牙等国家,市场非常广大。预计2021年,欧洲的生物基塑料消费将占到全世界的1/3以上。

生物基新材料替代石化材料已是全球发展大势,限塑令也成为将塑料制品份额挤出市场的强有力的手段。去年9月山西版的限塑令正式出台,其中就提到,要依法依规禁止、限制部分塑料的生产、销售和使用。商场、超市、药店和各类展会,禁止使用不可降解塑料袋,全省范围内的餐饮服务行业禁止使用不可降解一次性塑料餐具,全省范围内的星级宾馆、酒店等场所不再主动向客人提供一次性塑料生活用品。政策的出台,将有助于生物可降解制品在全省的广泛推广应用。

废秸秆“变身”高端新材料

轻、弹、手感舒适,一杆由碳纤维复合材料制成的羽毛球拍,让球场上的运动员如虎添翼。碳纤维复合材料强度高,刚度、抗冲击性能与传统金属在同等重量上比较,有绝对优势,是最理想的轻量化替代材料。

单纯的碳纤维无法直接加工成产品,90%以上的碳纤维需要和树脂复合起来制成碳纤维复合材料来使用。如果把碳纤维复合材料比作是一栋大楼,那么,碳纤维就是钢筋,而添加的树脂就是水泥和砖块,能够起到固定纤维和传递荷载的双重作用。在山西转型综改示范区生物质新材料研究院,桑涛博士和他的研发团队正致力于一种典型生物基新材料——生物树脂的研究。

“传统石化原料制成环氧树脂毒性很大,生物树脂是从秸秆里提取纯天然木质素,因其具有独特的机械强度和韧性优势,与碳纤维合成为复合材料,具有无可比拟的优势。”桑涛说。

废秸秆如何变身为身价不菲的高端新材料?每到秋收,废秸秆要么被火烧掉,要么被粉碎回填到土壤中。其实,秸秆里藏着聚乳酸和木质素,正是它们彻底改写了秸秆的命运。聚乳酸是服装、纺织、医疗卫生用品的原材料;木质素是生物树脂的原料,可与碳纤维合成碳纤维复合材料。秸秆变身为生物基复合材料,最大的特点就是可生物降解,降解后生成的二氧化碳和水,还能被其他生物重新利用。从自然中来,到自然中去,秸秆在循环利用中被赋予了无限潜能。

把废秸秆变成生物基新材料,在产业链条上,要抓住哪些产业机遇?桑涛认为:“生物树脂的原料是秸秆,我们炼制出木质素制备出生物树脂,加工成碳纤维复合材料可以适用于氢能汽车的储氢瓶。目前,我省也在积极推动碳纤维复合新材料与商飞合作,为山西转型发展贡献我们的力量。”

加快打造国内重要生物基新材料产业基地

去年,我省确定14个战略性新兴产业集群包括生物基新材料,提出还要重点开展合成生物学基础研究和生物基高分子新型材料、仿生材料等应用技术开发,打造国内重要的生物基新材料产业基地。梁轶说:“去年我省出台了支持新材料产业高质量发展的若干政策,从支持产业集群发展、提升产业创新能力、培育龙头企业、落实税费优惠、加大人才培养和激励力度等5个方面,提出了27条政策,有力地促进了生物基新材料产业的发展。”

2021年新年第一天,位于山西转型综改示范区阳曲产业园区的山西合成生物产业园,年产90万吨生物基聚酰胺项目开工奠基。未来,这里将形成一个千亿级的生物基新材料产业集群。园区核心项目包括240万吨玉米深加工项目、年产50万吨生物基戊二胺项目、年产90万吨生物基聚酰胺项目和年产8万吨生物法长链二元酸项目。凯赛生物将出资40亿元用于以上几个项目的建设,并与山西综改示范区共建山西合成生物研究院,打造一个生物基新材料研发创新的核心策源地。

我省要在转型综改示范区打造国内重要的生物基新材料产业基地,未来如何掌握生物基新材料核心技术,并实现可持续的升级迭代?韩冲认为,我国的合成生物材料基础研究水平不够高,缺少专门从事基础原料和后续应用研究的公司,一定程度上制约着新技术和新材料的开发和应用。此外,产学研用融合不足,研发力量和资源有待整合,这些问题解决后,产业才能得以持续发展。

补齐产学研用协同发展的短板,把研发力量和资源有效整合起来。目前,我省生物基新材料领域已经拥有了4个省级企业技术中心、2个行业技术中心和1个研究生教育创新中心。生物质新材料研究院正在加速成果转化。金晖兆隆高新科技股份有限公司与中北大学、太原理工大学、山西农业大学开展长期战略合作,他们希望科研人员、大学院校能研发出更多新材料,让企业来转化,最后实现产业化。

本栏目内容源自山西卫视“转型进行时”

本报记者沈佳

(责编:雷昊、赵芳)