PHA行業(yè)主要品牌：中糧科技(000930)、天津國韻生物、北京藍晶微生物、深圳意可曼、北京緣塑科技、寧波天安生物、北京微構(gòu)工場、廣東荷風(fēng)生物、珠海麥得發(fā)、江蘇潔凈環(huán)境、捷克Nafigate、北京本農(nóng)環(huán)保、豐原生化等。

本文核心觀點：PHA與PLA性能對比、PHA的下游領(lǐng)域、主要企業(yè)PHA產(chǎn)能

PHA具有完全可降解性，中國企業(yè)積極布局新產(chǎn)能

聚羥基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHA)是一種高分子生物材料，存在于細菌細胞等微生物細胞中(類似細菌脂肪)。PHA既是細菌在生長條件不平衡時的產(chǎn)物，也是微生物體內(nèi)的碳源和能量的儲存物質(zhì)。PHA是由100-3000個相同或者不同羥基脂肪酸單體的高分子聚合物，大多數(shù)單體為鏈長3-14個碳原子的3-羥基脂肪酸,側(cè)鏈為高度可變的芳香族或脂肪族基團。

PHA相關(guān)研究起源于20世紀(jì)20年代，如今已經(jīng)逐步開始產(chǎn)業(yè)化。

目前，應(yīng)用最廣泛的可降解塑料PBAT和PLA，且兩者均實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;然而PBAT和PLA均無法實現(xiàn)自然降解，都需要微生物參與經(jīng)過一定溫度下的堆肥過程才能實現(xiàn)降解。PHA具有自發(fā)的生物可降解性，無需堆肥即可在自然環(huán)境下降解，且降解時間可控。PHA甚至可以在土壤、海水、湖水、生物體內(nèi)都可以被降解,主要是微生物種群通過PHA水解酶將PHA降解為自己需要的營養(yǎng)物質(zhì)。PHA相比其他可降解塑料具有可自然降解、生物相容、氣體阻隔性的優(yōu)勢。

PHA作為生物基材料，還具有非常重要的兩大屬性：(1)完全的生物可降解性：一般的生物可降解材料需要在堆肥條件下才能降解，而PHA具有自發(fā)的生物可降解性，無需堆肥即可在自然環(huán)境下降解，且降解時間可控。(2)優(yōu)異的生物相容性：PHA在生物體內(nèi)的降解產(chǎn)物主要是小分子低聚物或是單體成分，對人體無毒無害，也不會引起強烈的排異反應(yīng)。PHA組成結(jié)構(gòu)多樣性帶來PHA性能差異化與多樣化，應(yīng)用場景不斷增多。

如今，中國已走在PHA產(chǎn)業(yè)化前列，規(guī)劃產(chǎn)能超過10萬噸。天津國韻生物科技有限公司現(xiàn)有年產(chǎn)1萬噸的PHA生產(chǎn)線，并計劃在吉林建設(shè)10萬噸規(guī)模的生產(chǎn)線;寧波天安生物材料有限公司擁有年產(chǎn)2000噸的PHA生產(chǎn)線;綠塑科技也已建成萬噸級PHA生產(chǎn)基地。藍晶微生物新一輪融資開始建設(shè)PHA量產(chǎn)基地，總產(chǎn)能規(guī)劃為10萬噸，分三期建成，其中5000噸的一期生產(chǎn)線將在2022年內(nèi)建成投產(chǎn)。微構(gòu)工場也于2021年6月完成200噸的PHA裝置投產(chǎn)，并且在7月利用得到的PHA成功制成纖維紡，在生物合成塑料道路上又邁出了重要的一步。

高昂的制造成本成為PHA發(fā)展痛點

生物合成法是PHA的主流合成方法。傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法由于反應(yīng)毒性較大,污染環(huán)境、原料昂貴、反應(yīng)條件劇烈、副產(chǎn)物多等因素,基本沒有得到應(yīng)用。目前PHA的合成主要采用使用生物合成法。生物合成法利用微生物的自身代謝來合成產(chǎn)物,主要方法有微生物發(fā)酵法,包括野生菌法和重組工程菌法,其次還有轉(zhuǎn)基因植物法和活性污泥法等。PHA的生物合成是由多種蛋白和酶參與的復(fù)雜代謝過程,主要有三種生物合成路徑，包括三步合成路徑、脂肪酸β-氧化路徑、五步合成路徑。

盡管PHA具有自發(fā)的生物可降解性且使用場景多樣化，然而其高昂的生產(chǎn)成本成為大規(guī)模應(yīng)用的一大障礙。PHA價格大約在普通聚乙烯和聚丙烯的3倍至10倍，成為制約PHA商業(yè)化發(fā)展的重要因素。PHA生產(chǎn)成本高主要因為原料成本較高、設(shè)備運行成本較高以及產(chǎn)物純化成本較高。

目前，藍晶微生物選取油田土壤中的耐油細菌，在利用合成生物技術(shù)對其進行工程化改造后，穩(wěn)定合成產(chǎn)出高性能的PHA材料;同時由于該細菌對生長環(huán)境和發(fā)酵要求并不高，PHA的生產(chǎn)成本大幅度降低。北京微構(gòu)工場使用嗜鹽菌作為低成本的混合基質(zhì)，利用合成生物學(xué)和代謝工程學(xué)方法，成功完成PHA的工業(yè)化生產(chǎn)，使發(fā)酵產(chǎn)品成本降低。由此，在PHA市場的競爭中，擁有能夠降低成本的技術(shù)優(yōu)勢、能夠率先擴大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的企業(yè)有望脫穎而出。

以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國聚羥基脂肪酸酯（PHA）行業(yè)市場前景與投資規(guī)劃分析報告》，同時前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資、IPO募投可研、IPO業(yè)務(wù)與技術(shù)撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。

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