Quelle est la perspective des matériaux biosourcés

Les matériaux biosourcés font référence aux matériaux dérivés de la biomasse naturelle, y compris les matériaux qui utilisent la biomasse comme matières premières ou (et) obtenus par la fabrication biologique. Les matériaux biosourcés sont dérivés de ressources renouvelables et présentent de nombreux avantages tels que la réduction du carbone et la durabilité.

Avec l'introduction du concept de neutralité carbone, les matériaux biosourcés, et même les matériaux biodégradables, ont reçu une large attention en raison de leurs bonnes caractéristiques de protection de l'environnement. Quel est l'état actuel de l'offre et de la demande des matériaux biosourcés? Quelles sont les distributions en aval? Jetons un coup d'oeil ci-dessous.

La demande sur le marché de l'UE dépasse la demande, et les matériaux biosourcés ont une large marge de croissance

Les matières premières de la biomasse au lieu des matières premières à base de pétrole, la combinaison de méthodes biochimiques ou de méthodes biologiques sont les principales directions pour le développement de l'industrie de fabrication chimique. Les produits chimiques biologiques désignent des produits tels que les produits chimiques en vrac et les produits chimiques fins produits à partir de biomasse renouvelable (amidon, glucose, lignocellulose, etc.) comme matières premières.

Les recherches de l'Institut Nova montrent que d'un point de vue technique, presque tous les matériaux industriels fabriqués à partir de ressources fossiles peuvent être remplacés par des matériaux biosourcés. Au cours des dernières années, les progrès de la génomique, de la protéomique, de la métabolomique et de la biologie des systèmes liés à la technologie du bioraffinage ont conjointement construit un réseau biosynthétique de produits chimiques et de matériaux en aval.

Ces dernières années, sous la direction des politiques de divers pays, la croissance de la capacité de production de biocarburants a favorisé le développement du secteur du bio-raffinage, tout en accélérant également la construction de l'ensemble de la chaîne industrielle du secteur agricole-filière bio-raffinage-industriels en aval-agences de certification-secteurs de consommation, conduite en aval de la chimie bio-basée Le développement rapide des produits et de nouveaux matériaux.

La bioéconomie européenne présente des avantages de premier plan. Le projet RoadToBio porté par l'Union européenne a prévu une feuille de route pour que l'industrie chimique européenne se dirige vers la bioéconomie, en vue de réaliser un portefeuille diversifié de produits biosourcés.

Le projet RoadToBio subdivise les produits biosourcés, y compris les produits chimiques en vrac, les solvants, les polymères pour les plastiques, les produits à base de fibres chimiques, les peintures/revêtements/encres/colorants, les surfactants, les cosmétiques et les produits de soins personnels, adhésifs, lubrifiants et plastifiants Agents et autres domaines.

En tant que l'un des plus grands marchés de consommation au monde pour les produits biologiques et les matériaux en aval, l'UE a une large audience pour les produits dans le cadre de la publicité politique officielle à long terme. Les catégories de produits biosourcés de l'UE comprennent 10 grandes catégories (à l'exclusion des biocarburants) telles que les produits chimiques en vrac, les plastiques, les solvants et les tensioactifs. Parmi eux, les produits chimiques en vrac et les solvants sont tous des produits chimiques de base, tels que les surfactants, les soins personnels/cosmétiques et les colles. Les adhésifs, lubrifiants et plastifiants sont tous des produits chimiques fins, et les peintures/revêtements/encres/colorants, plastiques et produits à base de fibres sont des polymères biosourcés.

En 2018, les produits biochimiques du marché de l'UE et la production en aval étaient de près de 4.7 millions de tonnes, la demande de près de 5.5 millions de tonnes et la valeur de la production était de près de 9.2 milliards d'euros. Il existe une forte demande de produits biosourcés sur le marché de la consommation haut de gamme. Parmi les séries de produits biosourcés, la production de tensioactifs, de peintures/revêtements/encres/carburants, de produits en fibres et de soins personnels/cosmétiques est la plus importante. Cela est dû au niveau de consommation plus élevé sur le marché de l'UE et à la forte demande d'huiles et de graisses biosourcées..

En termes de prix, limité par l'ampleur de la production dans la région, le prix des produits chimiques biosourcés de base est à ce stade plus élevé que celui des produits à base de pétrole. À mesure que les catégories de produits s'affinent, plus le consommateur final est proche, plus le prix du produit est bas. L'écart de prix s'est rétréci. Avec les progrès rapides de la technologie biosynthétique, le prix de vente de certains produits chimiques fins biosourcés (comme l'acide succinique, PA56) est encore plus bas que les produits pétrochimiques correspondants.

Le taux de pénétration des produits biochimiques et en aval sur le marché de l'UE n'est que de 3%, le futur espace de croissance du marché est de 4 fois et le marché mondial devrait dépasser 100 milliards d'euros. Selon les données du CCR, la production totale de produits chimiques dans les sous-secteurs correspondants de l'UE en 2018 était de près de 160 millions de tonnes/an, et la proportion de produits chimiques biosourcés n'était que de 3%, en particulier dans les industries des produits chimiques en vrac et des plastiques, qui représentaient 77% de la production totale, et le taux de substitution des 0.7% biosourcés seulement.

Selon le "Plan de vision de la biotechnologie industrielle" de l'UE, le taux de remplacement minimum des 6% pour les produits chimiques en vrac et les produits et 30% en plastique pour les produits chimiques fins est calculé. D'ici 2030, la valeur de la production des produits biosourcés atteindra 37 milliards d'euros/an, contre 9.2 milliards en valeur de production en euros 2018, la marge de croissance atteignant 4 fois.

Selon les données du CCR, le montant des nouveaux investissements privés dans les sous-secteurs susmentionnés devrait atteindre 19 milliards d'euros de 2018 à 2025. Superposés aux investissements du plan spécial de bioéconomie de l'UE qui ont continué d'augmenter ces dernières années, il y a beaucoup de place pour les futurs taux de remplacement de produits biosourcés.

Outre le marché de l'UE, les stratégies de bioéconomie des États-Unis et de la Chine sont également vigoureusement mises en œuvre. En supposant que la taille du marché soit équivalente à celle de l'UE, les produits biochimiques mondiaux et les marchés en aval devraient atteindre le niveau de 100 milliards d'euros à l'avenir.

Il existe de nombreux produits chimiques biosourcés et des pistes de course en aval, et les pays accélèrent pour entrer

La production de produits chimiques biosourcés a augmenté rapidement ces dernières années. Selon les estimations de l'AIE Bioenergy, la production totale de produits chimiques biosourcés en 2019 sera de près de 10 millions de tonnes par an (hors éthanol), avec un taux de croissance composé de près de 10% de 2011 à cette année.

À l'heure actuelle, les principaux produits chimiques biosourcés en vrac au monde comprennent l'éthylène, l'éthylène glycol, le propylène glycol, la glycérine, le butylène glycol, l'acide lactique, l'acide sébacique, etc., et la technologie biosynthétique a été industrialisée.

Parmi eux, les composés à base de sucre éthylène, éthylène glycol, propylène glycol, acide lactique, butylène glycol, acide succinique, pentane diamine, etc. sont les matières premières clés pour le PE biosourcé en aval, le PLA, le PET, le PBS, le PTT et le PBAT, etc. La glycérine composée à base d'huile, Les acides gras à longue chaîne et les acides gras sont utilisés dans la préparation de matériaux biosourcés tels que le PHA, le PA et la résine époxy.

1. Les géants de la pétrochimie traditionnelle intensifient leur disposition sur le grand circuit chimique biosourcé

Encouragés par les politiques et plans gouvernementaux, British Petroleum (BP), Shell, BASF, Dupont, Dow Chemical, Evonik, DSM DSM) et d'autres grands géants multinationaux du pétrole et de la chimie ont investi massivement dans l'industrie biochimique pour développer la biotechnologie industrielle pour la biofabrication.

L'afflux d'un grand nombre de nouvelles forces a accéléré la construction intégrée de la chaîne industrielle, des produits chimiques biosourcés aux nouveaux matériaux.

Braskem est le premier producteur mondial d'oléfines et de polyoléfines biosourcées. La société produit de l'éthylène à partir de l'éthanol de canne à sucre renouvelable et a lancé du PE vert sur le marché en 2010. Aujourd'hui, Braskem dispose de 36 bases de production au Brésil, aux États-Unis et en Allemagne. Attendez l'endroit.

Avantium est engagé dans le développement et la commercialisation de produits chimiques et plastiques biosourcés de nouvelle génération. Ses principales activités et technologies comprennent la production d'éthylène glycol (MEG) à partir de sucres industriels d'origine végétale, la conversion de monosaccharides végétaux (fructose) en divers produits chimiques et plastiques (tels que le PEF), conversion de matières végétales non alimentaires en sucre industriel et en lignine, conversion du dioxyde de carbone en produits chimiques de grande valeur par électrochimie, etc.

L'acide lactique est une partie relativement importante des produits chimiques biosourcés. Il est principalement utilisé pour la production de nouveaux matériaux dégradables en aval et respectueux de l'environnement PLA. Les sociétés liées comprennent principalement Corbion aux Pays-Bas, Galactic en Belgique et NatureWorks aux États-Unis. Corbion produit de l'acide lactique et du lactide. Vendu à des entreprises telles que Synbra, aux Pays-Bas, pour produire davantage des matériaux en mousse PLA; NatureWorks et Galactic sont les leaders du PLA. Ce dernier recycle également les matériaux PLA et dégrade davantage les produits PLA en acide lactique.

La recherche biochimique de mon pays a commencé relativement tard, mais dans le cadre du «douzième plan quinquennal» de soutien à la science et à la technologie, les matériaux biosourcés et les produits chimiques biosourcés sont répertoriés comme noyau de recherche, et le développement d'applications de matériaux en aval et de modèles commerciaux a été vigoureusement encouragé.

Meihua Bio, la principale société d'acides aminés en Chine, Cathay Biotech, un leader de l'acide dibasique biosourcé, et Jindan Technology, un leader dans l'industrie de l'acide lactique, sont tous des leaders dans chaque sous-industrie. Tout en faisant du bon travail dans le secteur chimique, il déploie activement des matériaux biosourcés en aval.

2. La voie de l'industrialisation des nouvelles technologies

Avant de créer une usine commerciale, une nouvelle technologie de transformation passe généralement par une voie de développement allant d'un petit test de laboratoire à une mise à l'échelle, puis à un test pilote. Cela est particulièrement vrai pour la plupart des produits biosourcés (en particulier les voies biologiques). De cette façon.

Le nombre d'années requises pour la commercialisation des produits biologiques dépend en grande partie de la voie technique et de l'économie et de la compatibilité des produits eux-mêmes (par rapport aux produits pétrochimiques de référence, si les installations de support pétrochimique d'origine correspondent à la voie biotechnologique et à la bio-base Si les performances du produit correspondent à l'équipement en aval et à la demande, etc.), Le type de technologie de transformation et le partenariat (intégration de la chaîne d'approvisionnement en amont et en aval).

Niveau de préparation technologique (TRL) est un indicateur important pour mesurer la maturité technologique des projets biosourcés. Selon le plan d'horizon de l'UE, les niveaux de TRL sont divisés en niveaux 1 à 9, correspondant à la petite étape de vérification des tests (niveau 1 à 3). Étape d'échelle (niveau 4-5), étape pilote (installation de démonstration, niveau 6-7) et étape de commercialisation (niveau 8-9).

Selon les recherches du CCR, dans un environnement politique favorable, il faudra peut-être environ 10 ans pour que les produits chimiques biologiques généraux passent de TRL5 à TRL8. Par conséquent, cette étape est également connue sous le nom de "vallée de la mort". Un exemple typique est PLA et TRL8. L'histoire du développement de l'industrie de l'acide lactique en amont;

Cependant, lorsque des procédés traditionnels en aval sont utilisés (comme le passage des méthodes chimiques aux méthodes biologiques), certaines étapes (comme les tests de compatibilité des équipements) peut être ignoré pour accélérer ce processus et augmenter le taux de réussite de la commercialisation des produits biosourcés. À l'heure actuelle, la plupart des petites installations de R & D et pilotes sont situées en Europe et en Amérique du Nord, dont l'Amérique du Nord est la majorité, et en Asie (principalement en Chine). domine la fabrication de produits biosourcés au stade de la commercialisation.

Plastiques bio: les marchés émergents sont au point de départ d'une croissance rapide

1. Les plastiques biosourcés sont actuellement le domaine d'application le plus important pour les matériaux en aval des produits chimiques biosourcés

Comme son nom l'indique, les plastiques biosourcés désignent de nouveaux matériaux dont les matières premières sont entièrement ou partiellement dérivées de la biomasse (maïs, canne à sucre, cellulose, etc.). Selon qu'il peut être décomposé en petits composés moléculaires par des micro-organismes (bactéries, moisissures, algues...) dans certaines conditions, les plastiques biosourcés sont divisés en plastiques biodégradables et non biodégradables.

Les données européennes sur les bioplastiques montrent que les polyhydroxyalcanoates biosourcés (PHA), l'acide polylactique (PLA), le polybutylène succinate (PBS), l'acide adipique/le téréphtalate de butylène (PBAT) et les plastiques à base d'amidon sont tous deux des plastiques biodégradables.

Et polyéthylène bio-basé (PE), polypropylène (PP), propylène téréphtalate (PTT), polyéthylène téréphtalate (PET), nylon (PA) et polyéthylène furanate ( PEF) etc. ne sont pas biodégradables.

Les produits en plastique biosourcés présentent deux avantages principaux: (1) Excellentes capacités de réduction des émissions. Les émissions de dioxyde de carbone des bioplastiques ne sont que 20% de celles des plastiques traditionnels; (2) Certains plastiques sont naturellement biodégradables et non dégradables. Le plastique de base peut également être recyclé et réutilisé.

En 2018, la production mondiale de plastiques était de près de 360 millions de tonnes et la production de plastiques biosourcés en 2020 était de près de 2.11 millions de tonnes, soit moins de 1%. Ces dernières années, avec la croissance de la demande et l'émergence de plus en plus de polymères, d'applications et de produits biosourcés, le marché des bioplastiques n'a cessé de croître.

Selon les prévisions de MarketsandMarkets, le marché mondial des bioplastiques et des polymères devrait être de 10.5 milliards USD en 2020. Poussé par les politiques de soutien industriel de divers gouvernements, il devrait atteindre 27.9 milliards USD en 2025, avec un taux de croissance annuel composé de 21.7%.

Les cinq principaux plastiques biosourcés au monde sont les plastiques à base d'amidon (19%), PLA (19%), PA (12%), PE (11%) et PTT (9%). Le PBAT (13%) représente près de 80% de la production totale. %.

En termes de distribution régionale, l'Europe est la principale plaque tournante de toute l'industrie des bioplastiques et une zone relativement mature pour le développement des bioplastiques. Il occupe une position charnière dans la recherche et le développement de bioplastiques et est le plus grand marché industriel au monde. Cependant, le taux de croissance du marché des bioplastiques en Europe est relativement faible, la production représentant 26% en 2020, ce qui est inférieur à 46% dans la région Asie-Pacifique.

La région Asie-Pacifique est un marché émergent. En tant que centre de production majeur, environ 70% de l'infrastructure mondiale de moulage par injection est située en Asie, de sorte que le marché se développe au rythme le plus rapide. L'Amérique du Nord et du Sud a totalisé 27%. Ces dernières années, la production a augmenté d'une année sur l'autre et l'espace de marché est important. C'est un point lumineux pour la promotion des bioplastiques dans le futur.

2. la gamme d'application des plastiques biosourcés devient de plus en plus diversifiée

Les plastiques biosourcés sont principalement utilisés dans les emballages (emballages durs, emballages souples), les textiles, les automobiles et les transports, les biens de consommation, l'agriculture et le jardinage, les revêtements et adhésifs, le bâtiment et la construction, appareils électroniques et électriques, et d'autres industries. Les bioplastiques conviennent à l'industrie de l'emballage en raison de leur bonne brillance, de leur bonne barrière, de leur résistance électrique et de leurs propriétés d'impression. Par conséquent, l'industrie de l'emballage est le plus grand domaine d'application des bioplastiques, représentant environ 47% du marché total des bioplastiques, près de 1 million de tonnes.

Le PET bio-basé représente la plus grande proportion de bioplastiques utilisés dans les emballages rigides. Par exemple, toutes les boissons de Coca-Cola sont conditionnées dans des bouteilles en PET, tandis que les bioplastiques utilisés dans les emballages flexibles représentent la plus grande proportion de mélanges d'amidon biodégradables.

Les bioplastiques utilisés dans les textiles représentent environ 11% du total des bioplastiques, et la plus grande proportion est PTT. La plus grande proportion de bioplastiques utilisés dans les automobiles et le transport est la PA biosourcée. Il convient de mentionner que le PLA a également de nombreuses applications dans les domaines de l'emballage et du textile en raison de sa bonne utilisation et de ses propriétés de traitement. Les plastiques biosourcés ont un large éventail d'applications, et leurs perspectives de marché sont très impressionnantes.