生物化学品：化学工业未来发展的新亮点
生物化学品通常指从木材和稻草麦秆等生物质原材料中提取然后经过化学工艺制备而得。生物质原材料为生产
商和消费者提供了创新型和性能更优异的产品，而且可以大幅降低对环境的负面影响。实际上，工业生物技术
（industrial biotechnology，简称IB)的倡导者大为赞赏的正是其低碳排放，同时从政治经济学角度来看，生物
经济降低了对石油的依赖程度。
因此生物化学品是化学工业未来发展的新亮点，许多业界人士将工业生物技术视为潜在的成功之道。但是也有
观点认为生物化学品的前景被夸大其辞了，而且从整体上来说工业生物技术对于化学品生产的重要性并不是很大，
因为有些生物技术产品比替代品更为昂贵。另外，石化工业仅消耗石油总量的5%，对气候变化的影响因素并不突
出。
尽管如此，生物化学品在全球越来越得到关注。尤其在美国，美国的生物技术工业组织（BIO）希望制定加快
发展生物基化学品政策，以便在未来的20年内完成美国石化原料结构的变化，相对中东和亚洲占据优势。
重视3个技术平台之间的差异
生物化学品可以通过三个迥异的技术平台来制备。
专门化合物生产：这是开发最为成熟的工业生物技术的一个分支，主要是通过使用生物催化剂制取酶和通过发
酵制取整个细胞来生产化学品。
生物燃料衍生： 该技术极具发展前途，但依赖生物燃料的发展，主要原因是通过该技术生产的化学品作为生
产生物燃料的副产品。
原位生产（In plants）：该技术不确定因素最多，但前景光明，从农作物（一般是转基因农作物）和海藻中提
取生物化学品。
这三个技术平台正在平行发展，三者存在巨大差异，可能引发观念上的混乱。而这些认识上的混乱可能导致企
业因忽略三者的不同而制定出错误的战略，从而影响整个生物化学工业的发展。
正是由于这个原因，尽管在过去的十年中世界政治经济相对稳定，而生物化学品市场发展较预期落后不少。目
前生物化学品市场规模为610～930亿美元，仅为全球化学品销售额的3%～4%。需要指出的是，以上工业生物技术
分析没有包括生物燃料，就像传统的汽油和其他燃料没有算在化学工业销售范畴，生物燃料也没有算在生物化学品
市场。目前药品是基于工业生物技术生产的主力。
未来有不确定性但增长可期
到2025年，工业化生物技术市场可能呈现3种前景：
绿色繁荣：这是工业生物技术最乐观的预计。在此情形中，到2025年，许多目前谈论的技术已经实现了商业
化。因此，全球将种植更多诸如稻草麦秆和海藻等不影响粮食收成的植物原料用于生物燃料生产。一个欣欣向荣的
生物化学工业已经形成，这与20世纪初石化工业的兴起类似。石化工业的兴起为世界的发展提供了大量廉价燃料，
同时也使化学公司搭上顺风车，将部分燃料或者燃料废物制成了有用的化学品；
停滞不前：在此情形中，对于工业生物技术来说，即使到2025年，原本预测的用于大规模生产生物燃料的技
术突破仍然是镜中月水中花。其中原因包括在生产廉价、没有补贴的生物燃料方面进展有限，公众社会反对转基因
生物生产，生物化学品原料生产与粮食争地等。那些直接生产精细和特种化学品的工艺更可能获得成功，但这种技
术多数在2010年已经出现并已获得了商业化利润；
难以为继：在此情形下，电动汽车由于政府政策推动和技术实现突破而大规模生产。因此，全球对石油的需求
大幅下降导致原油价格结构性下降，因此石脑油产量大增，从而大大增强了现有石化产品的竞争力，这也就阻碍了
工业生物技术和产品的发展。可以预测，在此情形下，如果没有明显的成本或者功能优势，生物化学品市场将难以
为继。
从目前来看，还不能预测哪种前景出现的可能性更大，但是过于依赖技术突破的前景实现的可能性更低。基于
如此大的不确定性，专家预测到2025年，全球生物化学品市场规模将达到1750～4200亿欧元，相当于化学品市场
的7%～17%。
有一点很明确，工业生物技术将继续发展，而且增速超过传统化学工业。即整个化学工业将不会在短时间内发
生转变，而是逐步变化，由完全依赖传统石化工业提供原料转为还有其他原料来源。工业生物技术就是其中的一个
选择。
IB通过三种途径助推化学工业
在化学品下游工业，开发具有独特性能用于食品、化妆品和电子产品的生物化学品将大大推进生物化学工业的
发展。使用工业生物技术将通过三种途径为化学工业提供差异化产品和增加效益——
第一，工业生物技术能使现有产品的生产成本降低。如有的生物催化和发酵等技术可以用来生产现有化学品，
且具有工艺简单、能耗少的优点；
第二，借助工业生物技术，化工公司可以生产具有独特性能的产品，这些产品可能通过传统工艺无法生产。例
如，英国特种化学品公司禾大（Croda）已经开发出生物化学活性组分独特系列。该系列产品可以更有效地调整干
性或者油性皮肤、减少皱纹、收紧皮肤和保护皮肤。另一个实例是由杜邦公司和英国食品集团Tate & Lyle 合资
成立的企业共同开发出1,3-丙二醇，以制备多种衍生物和聚合物；
第三，工业生物技术将为天然产品的市场开发提供更多机遇，天然产品可再生，而且对气候变化影响较小。例
如丹麦食品集团Danisco公司已经和美国轮胎生产商固特异公司联合生产制备轮胎的关键组分——异戊二烯。利用
生物化学技术制备的轮胎可部分再回收，而且对气候变化影响小。
结语
工业生物技术发展潜力巨大，但目前规模依然相对很小。目前尚看不到由工业生物技术推动石化工业发生翻天
覆地的变化的迹象，但对于着眼于开发独特性能产品的企业来说，工业生物技术以多种形式为其提供了更为广阔的
发展空间。（宋玉春 编译，朱良伟 策划）
工业生物技术平台说明
专门化合物生产 生物燃料衍生 原位生产
说明 通过酶或者发酵生产化学品 作为生物燃料的副产品 在转基因农作物或海藻中提
取化学品
原料 各种高价值的葡萄糖、蔗糖 低成本食糖、植物油、 农作物或者海藻
生物质（如稻草麦秆和
木材）
小批量产品 产品包括药品、维生素和 产品包括蛋白质基塑料和 产品包括聚羟基脂肪酸酯树
（特种化学品）氨基酸。生产厂家如巴斯 植质衍生胶、密封剂、去 脂（PHA，产自Metabolix/阿
夫、帝斯曼、艾维斯 污剂。众多新兴公司进军 彻丹尼尔米德兰(ADM)的合资
Avecia、禾大 该领域 公司等）、特种油（产自禾大等）
大批量产品 产品包括丙烯酰胺(三井 产品包括乙醇、丁醇（杜 产品主要包括橡胶（Cereplast），
（通用产品） 丽阳株式会社)，柠檬酸、 邦和BP）、1,3-丙二醇（杜 今后还可能包括聚甲基丙烯酸
琥珀酸玉米衍生物1,3-丙 邦） 甲酯和丙烯酰胺
二醇 (杜邦)，聚乳酸 、
异戊二烯