生物法制BDO方兴未艾，截止22年上半年全球共有两套大规模装置投产

随着全球气候变化、环境危机、能源资源短缺等问题加剧，以化石资源为基础的传统工业制造链条正经历着绿色变革。合成生物技术利用可再生生物资源为原料，可摆脱石油资源依赖，降低能耗，大幅减少二氧化碳、废水等排放，具有高效、绿色、可持续性，目前已广泛应用于食品、饲料、材料、化工、能源等重要工业制造领域。BDO 作为精密有机化学品重要原料，特别是作为可降解塑料PBAT 单体，生物法来源市场潜力大，在欧美发达国家已经成功实现工业化生产。

目前生物法制备 BDO 工业化工艺主要分为两种，最早突破的是酶法工艺，酶法工艺以来自生物质原料的己糖(C5)和戊糖(C6)为原料，将葡萄糖转化为丁二酸，加入催化剂使丁二酸进一步转化为 1,4-丁二醇，该工艺最早由美国 Genomatic 公司研发成功，并于 2011 年实现工业化生产。2011 年，Genomatic 公司开发出利用大肠杆菌代谢工程直接生产 BDO 的一步发酵法工艺，发现通过在大肠杆菌中设计和重组改造代谢途径，能够实现生物合成 4-羟基丁酸和 1.4-丁二醇，并于 2016 年正式实现商业化生产。除此之外，生物法 BDO 技术基本掌握在发达国家手中，包括日本三菱、美国杜邦（生物质丁二酸法）、韩国 CJ 等。

酶法（生物质丁二酸法）BDO生产流程

资料来源：Chemical Engineering

一步发酵法BDO生产

资料来源：Chemical Engineering

截至2022年5月，全球共有两套大规模生物基BDO装置，其一为意大利公司Novamont于欧洲建设的工厂，产能规模30000吨/年，采取Genomatic公司一步发酵法工艺，主要用于自供PBAT原料；其二为巴斯夫拥有的生物法BDO装置，采取Genomatic公司一步发酵法工艺，主要用于自供下游PBAT及PTMEG。此外BioAmber、日本三菱及Metabolix等都有生物法BDO小规模装置。

全球主要BIO-BDO工艺路线及参与公司

资料来源：World of Chemicals

此外，2021年6月，美国农业巨头嘉吉集团与德国Helm成立合资公司Qore，投资3亿美元建设生物基BDO装置，采取Genomatic公司一步发酵法工艺，产能规模65000吨/年，预计于2024年投产。据Genomatic公司，生物基BDO成本仍高于传统炔醛法工艺（不超过1倍），但全流程测算碳排放较传统工艺少50%以上，具有明显的碳排放优势。

相较于海外较为成熟的生物基BDO产业发展，我国生物基BDO研发及产业进度还相对落后，但在“碳达峰、碳中和”大趋势和限塑令等政策催化下，预计国内生物基BDO产业发展有望提速。2022年5月，元利科技宣布公司成功研发并于2021年正式投入生产的新产品生物基BDO正式批量出口欧盟市场；金发科技于2021年年报宣布拟投资建设1万吨生物基BDO。认为，生物法BDO具有明显的碳减排优势，随着产能规模扩大及技术进步，生产成本有望进一步贴近甚至挑战化学法工艺，市场前景广阔。