バイオベースの化学物質が注目を集めている理由

最近、多くの業界関係者がバイオベース化学物質について議論しており、バイオベース化学物質は化学業界の重要な将来の方向性であると考えられています。なぜバイオベース化学物質が注目を集めているのでしょうか? バイオベース化学物質の将来の主な用途は何ですか?

「バイオベース材料の用語、定義、識別 GB/T 39514-2020」によると、バイオベース化学物質とは、バイオマスを原料として、または生物学的製造を通じて生産される化学物質を指します。これには、バイオマスから、または生合成、バイオプロセス、バイオ精製を通じて生産されるバイオアルコール、有機酸、アルカン、アルケン、および糖工学製品が含まれます。また、バイオベースポリマー、バイオベースプラスチック、バイオベース化学繊維、バイオベースゴム、バイオベースコーティング、バイオベース材料添加剤、バイオベース複合材料、およびさまざまなバイオベース材料から作られた製品も含まれます。

バイオベース化学品は、基本的に生物学的発酵プロセスを通じて生産される化学品です。バイオエタノール、バイオディーゼル、バイオ水素などの商業用化学品、またはバイオフレグランス、バイオアミノ酸、バイオビタミンなどの香料や日用品などの分野で使用される特殊化学品です。また、エチレン用のバイオエタノール、PTT繊維用のバイオPDO、化学産業の重要な基礎製品であるバイオベースポリマー製品など、基礎化学品生産に不可欠な原料としても機能します。

バイオベース化学物質は、従来のバイオ材料を原料として生産されるため、従来の化学生産プロセスとは異なります。バイオベース化学物質は、炭素循環、クリーンエネルギーの利用、市場競争において一定の競争上の優位性を持っています。バイオベース化学物質生産技術の進歩、特に一部の特許の期限切れ後の広範な応用、および炭素ピークの接近により、バイオベース化学物質に対する業界の注目が大幅に高まっています。

国家基準に基づき、バイオベース化学物質は、材料特性と応用シナリオによって、バイオベース化学物質、バイオベースポリマー、バイオベース材料添加剤、バイオベース化学繊維、バイオベース複合材料、バイオベースゴム、バイオベースコーティング、およびその他のバイオベース化学物質に分類できます。二次分類により、さらに多くの種類を区別できます。

バイオベースの化学製品は数多くあり、基礎化学品はバイオベースで生産・製造することができ、分類レベルでは明確な分類概念がありません。そのため、多くの業界では分類基準を設けています。しかし、分類に関係なく、バイオベースの化学品は従来の化学品と同じ機能と特性を実現でき、一部の分野では優れた特性を示すことさえあります。

産業チェーンによると、バイオベース化学品は、バイオマス（原料）-中間製品（遷移製品）-バイオベース化学品（主製品）-製品（最終用途）のプロセスに分けられます。最も一般的に使用されるバイオマス原料は、デンプン、セルロース、リグニン、植物、タンパク質などです。不完全な統計によると、中国では40種類以上のバイオベース化学品が工業生産されており、一部の製品は100,000トンを超える量産を達成しています。

現在、中国市場におけるバイオベース化学品は初期規模に達しており、製品の種類は継続的に増加し、生産規模は拡大しています。

バイオベースの化学物質が注目を集める理由はいくつかあります。原材料の持続可能性と再生可能性、現在の環境政策との整合性、急速な市場消費の増加、幅広い用途、そして大きな社会的影響などです。

まず、バイオベース化学品は、生物学的変換法を用いてグリーン再生可能資源から生産されます。葉、わら、穀物、野菜、その他の植物や動物などの材料は、バイオベース化学品の基本原料として使用できます。世界の石油化学資源が枯渇している状況において、これらの原材料の持続可能性と再生可能性は、バイオベース化学品に大きな利点をもたらします。多くの資源の乏しい都市は、都市資源の不利を回避し、地域の資源循環を実現するために、バイオベース化学品を積極的に開発しています。しかし、バイオベース化学品の現在の主な問題は、コストが高く、特に炭素源のコストが高く、食料資源をめぐる競争があることです。これらの問題は、原材料や技術のブレークスルーを通じて解決する必要があります。

第二に、バイオベースの化学物質は、石油、石炭、天然ガスなどの再生不可能な化石資源に主に依存する従来の化学物質と比較して、環境に優しいです。バイオベースの化学物質の生産プロセスは、より環境に優しく、汚染が少なく、飼料として使用できる副産物を生成し、廃棄物はほとんど出ません。これは、ますます厳しくなる環境保護法や規制と一致し、デュアルカーボン政策の要件を満たし、持続可能な社会の発展を反映しています。

第三に、バイオベース新素材の生産規模と消費市場供給は急速に拡大している。関連データによると、2023年末までに中国のバイオベース新素材の生産量は190万トンを超え、過去数年間で年間約9％の成長を遂げている。2021年以降、中国のバイオベース新素材の生産は加速し、年間平均成長率は13％を超えている。技術の進歩と画期的な進歩により、中国のバイオベース新素材の生産規模は引き続き急速に拡大すると予想され、他の化石ベース製品の全体的な成長率は低下している。

バイオ化学品の需要増加に関しては、過去9年間で消費量が着実に増加しており、2023年までに中国のバイオ化学品消費量は190万トンを超え、年平均約12％の成長率で成長すると予想されています。中国におけるバイオ化学品の応用は、医薬品や分解性消費者市場などのバイオ化学品の特殊用途と、コスト要件が高くない従来の化学製品の代替品の2つです。大規模なバイオ化学品の突破は、バイオ化学品市場にとって最大の利益です。

バイオベース化学品の生産額に関して言えば、中国の生産額は2023年までに約260億元に達し、過去9年間の輸出額を含めた年平均成長率は約11％となっている。中国のバイオベース化学品は特殊な応用市場があり、市場価格は比較的安定した上昇傾向を示している。しかし、欧州と北米の消費市場の方が大きく、輸出は中国のバイオベース化学品にとって重要な販売方向となっている。

中国におけるバイオベース化学品の平均単価は過去9年間で徐々に上昇し、2023年には1トンあたり13,200元に達し、最高値は1トンあたり14,500元を超え、年間約2％の緩やかな成長率で成長しています。他の化学品と比較して、多くの製品の価格は供給の増加、競争の激化、持続的なインフレにより徐々に低下していますが、バイオベース化学品の市場価格は上昇し続けており、企業を引き付けています。ただし、高価格の「ハロー効果」も考慮する必要があります。将来、石油化学系化学品と全面的に競争する場合、高価格が不利になる可能性があります。

最後に、バイオベースの化学物質は幅広い用途があり、社会的にも大きな影響を及ぼします。多様な種類、複雑な構造、高度な調製技術、独自の性能、低い調製コスト、短い生産サイクルなど、多くの利点があり、医療、農業、食品、環境保護、エネルギーなどの分野で不可欠です。たとえば、医療分野では、バイオベースの化学物質は抗生物質や抗ウイルス薬で大きな成果を上げています。環境保護分野では、熱硬化性エポキシ樹脂などの新しいリサイクル可能なバイオベースの材料が研究開発されており、環境材料分野に大きな影響を与える可能性があります。

バイオベース化学品の開発と応用は、石油化学資源の不足問題を解決し、バイオ産業の発展を促進し、経済構造の転換とアップグレードを促進します。また、環境に優しいため、環境品質と生活水準の向上にも役立ちます。

これらの要因が相まって、バイオベースの化学物質への注目が急速に高まっています。

同州はバイオベース化学物質の開発を奨励するために早くから数多くの政策を導入してきた。

国務院は2021年10月、「2030年までに炭素ピークを迎えるための行動計画」を発表し、主な目標は「第14次5カ年計画」期間中の産業構造とエネルギー構造の最適化の大幅な進歩、グリーン・低炭素技術の研究と応用の新たな進歩、グリーン生産とライフスタイルの広範な採用であり、グリーン、低炭素、循環型発展に有利な政策体系がさらに改善され、2025年までに非化石エネルギー消費の割合が約20％に達するとしている。この政策は、バイオベースの発展の規模、タイムライン、傾向を設定し、バイオベースの産業の明確な発展目標を提案している。

工業情報化部は2021年12月に「原材料産業発展第14次5カ年計画」を発表し、バイオベース材料の全産業チェーン調製技術のエンジニアリングを技術革新の重要な方向として強調し、重要なボトルネック材料の突破行動を実施し、材料生産と応用企業がバイオベース材料とバイオメディカル材料の研究を共同で行うことを支援しました。この政策は、バイオベースの新材料の主な応用シーンを明確にし、中国におけるバイオベース化学品の応用を指導します。

2023年1月、工業情報化部などは「非穀物バイオベース材料の革新と発展を加速するための3カ年行動計画」を発表し、2025年までに非穀物バイオベース材料業界が強力な自主革新能力、継続的に充実する製品システム、グリーン循環型低炭素システムを備えた革新開発エコシステムを形成することを規定しました。非穀物バイオマス原料の利用と応用技術は基本的に成熟し、一部の非穀物バイオベース製品は化石ベース製品と競争でき、高品質で持続可能な供給と消費システムが最初に確立されます。この政策は、非穀物バイオベース化学品の応用方向と目標を明確にし、さらに応用シナリオを具体的に規定しています。

現在、ジェノマティカ、キャセイバイオテック、三菱ケミカル、デュポンなどの世界的なバイオベースの大手企業は、期限切れが近づいている、またはすでに期限切れになっているバイオベースの化学品の特許を保有しています。多くの海外の専門家や学者が開発のために中国に戻ってきています。これにより、中国のバイオベースの化学品開発に豊富なリソースと技術がもたらされます。中国の政策の支援と奨励により、中国のバイオベースの化学品産業は成長することが期待されています。