聚羥基脂肪酸酯(PHA)是一種高分子生物材料,存在于細(xì)菌細(xì)胞等微生物細(xì)胞中(類似細(xì)菌脂肪)。PHA既是細(xì)菌在生長條件不平衡時(shí)的產(chǎn)物,也是微生物體內(nèi)的碳源和能量的儲(chǔ)存物質(zhì)。
由于PHA具有良好的生物相容性、氣體阻隔性、可自然降解性等,其在包裝材料、組織工程材料、緩釋材料、電學(xué)材料、農(nóng)業(yè)、化妝品、以及醫(yī)療材料等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。
在綠色環(huán)保的大趨勢(shì)下,相關(guān)“限塑”、“降塑”的法規(guī)、政策密集出臺(tái),可降解塑料的需求快速提升,僅外賣、快遞、農(nóng)膜三個(gè)領(lǐng)域的需求將達(dá)到154.53萬噸,對(duì)應(yīng)可降解塑料市場(chǎng)約270億元。
PHA行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
上游原材料:PHA產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括有機(jī)酸、葡萄糖、醇類(如甲醇、乙醇、戊醇等)以及培養(yǎng)基等原材料。這些原材料是PHA生產(chǎn)的基礎(chǔ),對(duì)PHA的制造成本和品質(zhì)有著直接影響。
PHA生產(chǎn)過程:PHA是通過微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的,利用上游原材料在特定條件下進(jìn)行生物合成。這種生產(chǎn)方式使PHA具有生物可降解性、生物相容性等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
下游應(yīng)用領(lǐng)域:PHA的下游應(yīng)用廣泛,主要包括可生物降解的包裝材料、組織工程材料、緩釋材料、電學(xué)材料以及醫(yī)療材料等領(lǐng)域。隨著PHA生產(chǎn)成本的降低和性能的提升,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。
PHA行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)
隨著塑料消費(fèi)量的逐年提高,各國陸續(xù)出臺(tái)禁塑令或限塑令,生物可降解塑料已成為熱門研究和產(chǎn)業(yè)化方向。市面上在售的PHA產(chǎn)品類型主要包括PHB、PHBV、P34HB以及PHBH等。雖然不同PHA產(chǎn)品類型的問世時(shí)間有先后順序,但并不存在代際差異,在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)勢(shì)。我國已走在全球PHA產(chǎn)業(yè)化的前列,規(guī)劃產(chǎn)能超過10萬噸。
PHA生物合成是通過基因編輯等手段,令底盤細(xì)胞能生長得更快,能高效“吃掉”碳源,令細(xì)胞中的PHA“由瘦變胖”,提高碳源轉(zhuǎn)化為PHA的效率;然后再把凝聚在一起的細(xì)胞,從餐廚廢棄物水解物等培養(yǎng)液中分離、提純出來。相比普通塑料動(dòng)輒上百年的降解周期,PHA制品進(jìn)入海洋后,約1—3年即可實(shí)現(xiàn)完全自然降解。同時(shí),純PHA制品對(duì)海洋和陸地動(dòng)物無害,甚至可以被動(dòng)物食用。
由于PHA具有類似塑料的物理機(jī)械性能和加工性能,工業(yè)上可以采用微生物批量生產(chǎn)這種聚合物,并以此替代傳統(tǒng)塑料。
目前,PHA的生產(chǎn)成本相對(duì)較高,這主要是由于生物合成過程中的原料和能源成本較高所致。合成生物學(xué)方法開發(fā) PHA 產(chǎn)品需要經(jīng)過三個(gè)階段:改造出好的菌種,通過小規(guī)模測(cè)試放大工藝,建設(shè)工廠穩(wěn)定生產(chǎn)。通過生物技術(shù)合成一種高分子材料,就像是在細(xì)胞里編程,設(shè)計(jì)原本不存在的基因代碼、編寫基因程序,以此來“造物”。隨著合成生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們獲得了更加高產(chǎn)的PHA生產(chǎn)菌株,極大提升了PHA產(chǎn)量,有效降低了PHA的生產(chǎn)成本。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國PHA行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示:
PHA憑借其卓越的降解與物理性能、日漸成熟的生產(chǎn)技術(shù)以及不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)規(guī)模,正成為生物可降解材料領(lǐng)域最具成長潛力的新星。這些優(yōu)勢(shì)因素將為PHA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力,助其快速崛起。
展望未來3—5年,預(yù)計(jì)全球PHA市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到629億元,主要增長動(dòng)力將來自于對(duì)一次性包裝材料、一次性餐飲具等不便于回收的強(qiáng)需求場(chǎng)景。隨著環(huán)保意識(shí)的日益提升,PHA作為這些領(lǐng)域的理想替代材料,其市場(chǎng)需求將持續(xù)擴(kuò)大,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強(qiáng)勁活力。
在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭中,企業(yè)及投資者能否做出適時(shí)有效的市場(chǎng)決策是制勝的關(guān)鍵。報(bào)告準(zhǔn)確把握行業(yè)未被滿足的市場(chǎng)需求和趨勢(shì),有效規(guī)避行業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn),更有效率地鞏固或者拓展相應(yīng)的戰(zhàn)略性目標(biāo)市場(chǎng),牢牢把握行業(yè)競(jìng)爭的主動(dòng)權(quán)。
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