秸稈，看起來很土，卻是生物基材料的傳統原料。當我們對生物材料的概念還停留在編織產品、紙漿加工的記憶里時，河南作為農業秸稈產生大省，有這樣一組數字是否讓你感到驚嘆：我國每年秸稈產生總量9億噸，河南省秸稈總量為8600萬噸。每年國產秸稈總量的30%用于生物基材料制造，全國可利用秸稈便達到2.7億噸，其中河南省可達2600萬噸。由此全國可減少糧食工業消耗9500萬噸。生物基材料制造產業每年可減少二氧化碳排放量約2.9億噸，減少化石燃料使用量約(折標煤)1.08億噸。

到底是什么樣的技術，會產生如此驚人的數字，生物基材料和我們的生活有哪些關聯?近日，記者走進位于濮陽市的河南省生物基材料產業創新中心，探尋河南生物基材料產業，從重污染遭關停的“滅頂之災”中尋求技術突破，匯聚行業內一流創新資源和創新人才走向創新高地。

濮陽生物基材料產業獲重點扶持

8月8日，河南省發展和改革委員會印發《河南省促進生物經濟發展實施方案》(以下簡稱《方案》)。《方案》提到，河南將著力構建“一核、五基地”為主體的生物經濟產業布局，濮陽被列為“五基地”之一。《方案》中明確指出，“支持濮陽依托生物基材料國家級示范集群，完善可降解材料產業布局，建設全國一流的生物基材料產業基地”。9月1日，河南省發改委公布的首批省級產業創新中心中，河南省生物基材料產業創新中心(以下簡稱中心)位列其中。

中心由宏業生物科技股份有限公司作為牽頭組建單位，聯合鄭州大學、河南省科學院、河南農業大學、鄭州輕工業大學、河南省生物基材料產業研究院、河南龍都天仁生物、河南星漢生物、河南省曦江生物、河南青源天仁生物、濮陽市義達塑料化工、濮陽華樂、濮陽市東寶科技、濮陽玉潤新材料、濮陽宏業生物質能源等單位共同組建。

濮陽市發展和改革委員會副主任鮑慧華在接受大河報·豫視頻記者采訪時說，在濮陽，像宏業生物科技股份有限公司這樣的生物基材料企業，走的是綠色轉型高質量發展之路。早在2014年，南樂縣生物基材料產業集群被國家發改委、財政部批復為全國兩家之一、全省唯一重點扶持的示范性產業集群，列入國家戰略性新興產業發展專項資金計劃。

鮑慧華說，截至2021年底，濮陽市共有生物基材料企業19家、項目23個，產能58萬噸，總產值12億元，利稅1.5億元。已形成從玉米秸稈提純到關鍵單體物質，從生物基材料再到可降解購物袋、一次性餐盒、生物基服裝等生物基終端制品的完整產業鏈。

二十余年礪劍，靠技術創新破局求生

54歲的陳志勇是宏業控股集團創始人，化工專業的他21歲大學畢業，從那年起33年來一直致力于生物基材料的研發創新。在宏業控股集團有限公司的展廳里，他端起一筐秸稈樣品告訴記者：“1996年，因為當時技術的落后，生物基材料只是單方面的利用，尤其是造紙的污水處理技術達不到環保要求，全國范圍內集中關停了大批的小造紙廠。這對秸稈深加工企業來說，無疑是滅頂之災。”

1998年開始，以低碳和生物質的高效利用為出發點，陳志勇開始投身于數不清的技術研發迭代。他告訴記者：“我們尤其注重和科研院校的合作，比如東華大學、華南理工大學、陜西科技大學等，合作已有十幾年。僅上海交大我們就合作了10年，這10年陸續投入了2000多萬研發資金。當時這些實驗沉淀都是科技研發的投入，不是說馬上就能見效，也有很多資金投進去了沒有收益，是失敗的，打了水漂。我是技術出身，我堅信選擇技術這個方向尋求破局突圍不會有錯，從實驗室到真正的工業化生產，能夠產生社會效益，這個不是說一天兩天就能解決，需要很多時間和工業生產的驗證。”

宏業生物科技股份有限公司歷經24年的技術迭代后，建有年產15萬噸呋喃甲醇、5萬噸呋喃甲醛、5000噸2-甲基呋喃生產裝置及2×15MW生物質熱電聯產裝置，自主研發的農業生物質“三素”綠色分離技術，解決了行業“卡脖子”難題，開發的生物基纖維素轉化糖深度利用技術，中試打通了生物基呋喃、生物基四氫呋喃、生物基甲醇和生物基乙二醇產業化通道，形成了生物基化學品綠色制備產業鏈。

無獨有偶，河南省生物基材料產業研究院是河南省生物基材料產業創新中心組建單位之一，也是基于和高等科研院校緊密合作而成立。成立于2008年的研究院，是一個技術創新體，圍繞農業剩余物資源綜合利用，開展生物質組分離、生物基化學品及生物基材料的綠色高效制備，關鍵共性技術的基礎研究、創新研究和產業化應用研究。重點圍繞生物基PET、PTT、PEF、生物基氨綸、PA、PA56、PBS/PBAT、PLA、生物基聚酯、生物基纖維、呋喃樹脂、電子化學品、綠色溶劑產業鏈上下游開展產業化創新研究，以實現低成本、低能耗、低污染的生物基材料綠色制造技術推廣和產業應用。

截至目前，產研院共開發新技術“農業剩余物綜合利用新工藝”、纖維素水解生產乙酰丙酸、2-甲基四氫呋喃固體催化劑液相催化技術、自動連續化生產糠醇的方法和制備等18項，授權發明專利186件，SCI論文28篇，EI論文33篇，中文核心19篇。先后承擔完成國家“863”計劃1項、國家重點新產品計劃2項、國家發改委示范化高技術專項1項、工信部綠色制造系統集成項目1項，獲河南省科技進步獎一等獎1項。

市場需求“倒逼”產業鏈抱團共建

當市場規模近8000億美元生物基產業成為了新藍海，賽道中各個國家競相投入資金加大研發。據經合組織(OECD)預計，全球有超過4萬億美元的產品由化工過程而來，在未來的10年，至少有20%的石化產品、約8000億美元的石化產品可由生物基產品替代，目前替代率不到5%，缺口近6000億美元。

陳志勇告訴記者，在2000年左右，全國氨綸市場需求才10萬噸左右，到了今年，市場需求量在100萬噸左右，而且每年還有30%的速度在增長，但這些增長數字，都是來自于石化產品。目前市場對生物基來源的氨綸需求非常緊迫，低碳環保又能降低成本的生物基原料，在市場上供不應求。“這幾年的快速增長，也是人們對消費水準的提升，像國內比較受歡迎的天絲、萊賽爾、莫代爾等高檔面料，都是源自于生物基材料，僅僅是中國市場就有500萬噸需求量。這些布料主要的原料是纖維素，然而目前85%都是從北歐和南美進口原材料。”

記者觀察到，巨大的市場缺口，嚴重依賴進口的現狀，讓企業自發成立的技術研究院已無法應對解決。

記者注意到，中心的15家共建單位當中，不同的單位，在產業鏈條中承載著不同的任務，它更像一個分工明確的強強聯合。整個產業的發展需要不同專業的科研方向，多家共建高校針對纖維素、半纖維素、納米纖維素等研究方向各有特長。產業中心整合了省內做生物基材料的上下游產業，合力后的創新力、實用性將更為突出。

創新中心的成立，為河南的生物基材料企業搭建了“抱團”共進的平臺。中心以生物基材料行業重大、關鍵、共性、前沿技術研發與應用為核心任務，擔負攻克制約行業發展關鍵技術的使命，為河南省生物基材料產業發展和升級提供持續技術創新供給，在推動高質量發展過程中發揮戰略引領作用。

數據共享、信息共享，工程共享，甚至研發設備也在共享，上下游從研發直面對接市場需求，讓科研人員少走了成果轉化的彎路，市場也能以最快的速度上新，滿足市場需求。陳志勇有些激動地說：“這個產業創新中心是一個法人主體，就是說這15家單位是一家，市場需求在一起溝通，選擇共同的研發方向。因為上下游企業各自分工不同，我們能夠及時了解應用需求。比如做乳酸，現在都是用玉米淀粉做了，我們給下游企業提供什么樣的纖維素能變成葡萄糖?怎樣直接用秸稈制作乳酸?乳酸的下游就是生產聚乳酸，我們研發出什么樣的生物基原料可以制作乳酸?這樣，上下游企業協同面對市場，不僅利于整個產業鏈的發展，對整個生物基材料產業的復制，也是一個好的對接平臺。”

攻關生物基材料領域“卡脖子”技術

秸稈的最大化綜合利用是什么?技術人員提煉出高純度α纖維素，代替木漿里面的纖維素，提煉出的半纖維素、纖維素和木質素，替代煤和石油的提煉物，當秸稈最終變成了沒有任何利用價值的秸稈渣后，被輸送到發電廠進行發電，從而完成了生物材料利用價值最大化。

然而說起來簡單的綜合利用，依然有著“卡脖子”的技術難題，如何降低成本提高純度，如何才能把生物質變成更高效的物質，從而替代不可再生資源?

首先的難關就是纖維素的提純。陳志勇告訴記者，目前世界上用的高檔面料纖維是使用木漿制造，而河南是利用秸稈，用草漿直接做，不過純度還需進一步提高。高純度這個技術就很難，現在實驗室已經在進行高純度小試和中試，已在逐步提高純度。

我們當前的工業生產中，依然在大量使用煤制合成氣。如何用生物質、木質素替代煤制成合成氣，制成乙二醇或生物基滌綸，這都是“卡脖子”的難題。比如木質素的利用，在宏業控股集團，已經能替代50%的苯酚做聚氨酯，但是還不能達到100%的替代，陳志勇告訴記者，如果用木質素100%代替苯酚，這就是天然的苯酚。當前聚氨酯都是從煤和石油里提煉出來，能把這樣一個大宗的化學品完全替代，其意義可想而知。

市場需求的信息共享，技術的互相支持，15家單位共建群聊也就具有了市場前瞻性，科研院所在中間的技術嫁接，從根源上激發著全產業鏈的發展。市場供給原來是“我有什么產品，你要什么產品，你能不能用?”，現在是“你要什么產品，我造什么產品，我怎樣讓你用得最好”。

記者了解到，創新中心規劃三到五年內，首要解決產業的基礎的共性問題，比如說纖維素、半纖維素和木質素類精細化加工，做到高純度加工，能夠把纖維素、半纖維素和木質素這三種元素低耗、高效、高純度分離。

人才輸血是攻克科研高地的有力支撐

產學研用的結合，由原來單一產品的結合，變成了產品深加工上下游的結合，產業創新平臺的高站位，更渴求專業和高層次人才。9月1日實施的《河南省科學院發展促進條例》，不僅給省科學院注入了新的活力，也讓求賢若渴的科技型企業對發展藍圖充滿了信心和期望。

記者了解到，河南省生物基產業創新中心與河南省科學院共建產業研究院和中試基地，科研院所和高等院校在人才輸血供血上提供了強有力的支撐。

中心研發人員由牽頭單位宏業生物科技股份有限公司和鄭州大學、河南省科學院、河南農業大學、鄭州輕工業大學、河南龍都天仁生物材料有限公司、河南星漢生物科技有限公司等15家單位研發人員組成。研發人員研究方向涵蓋生物基材料產業鏈開發的各個階段，中心研發人員在技術創新研究方面起示范作用，在中心共建單位與中心的聯絡交流中起骨干作用。

中心首次就向河南省科學院申請了18個博士，每一位博士都要進到合作單位的一線工廠或者中試基地，了解生產的實際需求，把理論研究融入真正的工業化轉化、工程轉化中，讓實驗應用于現場生產。

陳志勇說：“科學院不僅僅是人才的輸出方，他們這次還將建一個投資平臺，入股產業研究院，下一步我們合作的方向就是以撥代補，以撥代投，將來整體產業的發展方向，雙方共同選擇研究課題，雙方共同出經費，研發成果成熟以后，轉讓所得到的資金進一步投資到產業研究院中。所以這樣是有利于從實驗室到小試、中試、成果轉化一條龍。”

替代糧食和化石燃料的未來不是夢

經合組織(OECD)報告曾預測，至2030年，OECD國家將形成基于可再生資源的生物經濟形態，生物制造的經濟和環境效益將超過生物農業和生物醫藥，在生物經濟中的貢獻率達到39%。預計未來十年，石油化工、煤化工產品的35%可被生物制造產品替代，成為可再生產品，對能源、材料、化工等領域產生廣泛影響。

在宏業控股集團的企業展廳，記者看到了生物基材料從秸稈到布料、生活用品、能源材料的轉換展示。陳志勇向記者介紹，材料的發展，就是材料的創新，也是品種和功能性的創新。未來升級的生物基材料，就是綜合利用它的高分子結構，優于單一類化學品，從而逐步替代煤基和石油基。

記者了解到，河南省生物基材料產業創新中心將同時引入社會資本，形成“政產學研資”深度融合的技術創新體系。建設期內計劃投資5000萬元，擴建中心實驗室面積達到4000平方米，建設生物基材料合成、綠色催化等5個研究室，建成生物基材料制備中試試驗線10條，使中心具備生物基材料開發、中試及成果轉化等公共服務能力。

鮑慧華說，為加快推動生物基材料產業發展壯大，濮陽市制定了《濮陽市生物降解材料產業培育提升方案》，提出了“332432”產業發展工作思路，即：制定三個政策、建設三大園區、聚焦兩個鏈條、緊盯四個圖譜、落實三項推進機制、實現兩大目標。未來堅持以高質量發展為根本，以提升產業綜合競爭力為核心，以轉型升級、創新發展為驅動，力爭突破生物基材料“卡脖子”核心技術，打通多條“生物基原料—關鍵單體—生物基材料”產業鏈，培育百億級龍頭企業，不斷擴鏈延鏈增鏈，建成全國一流的生物基材料產業基地。(大河報·豫視頻記者 黃婷)