生物基材料科技国际发展态势分析

近年来，化石资源消耗、气候变化和环境污染日趋加剧，已经严重影响全球经济的可持续发展。作为来源于可再生生物质，包括农作物、树木、其他植物及其残体和内含物为原料，通过生物、化学及物理等方法制造的一类新材料（国家发展和改革委员会办公厅，2007），生物基材料将成为石化塑料、橡胶、纤维的主要替代产品，对解决上述问题具有重大意义，是全球绿色经济的重要组成部分。

本报告定性调研和分析了欧洲、美国、英国和中国在生物基材料科技和产业发展方面的战略规划，发现各国高度重视生物基材料相关科技和产业的发展。2014年3月欧盟委员会专门发文《工业现状，欧盟工业政策分类概述与执行实施》确立了生物基科技产业的重要地位，并将投资37亿欧元推动生物基产业发展计划的实施。美国在修订农业法案（Farm Bill）的基础上，大力加强生物基相关科研的投入，加速生物基材料新技术的推广和应用。英国研究理事会也通过设立研发项目支持生物基材料相关技术的推广和应用。在“十二五”规划的指导下，我国拟定了《生物产业发展规划》，提出至2015年和2020年的生物制造、生物质能产业发展路线图。生物制造产业以培育生物基材料、发展生物化工产业和做强现代发酵产业为重点，大力推进酶工程、发酵工程技术和装备创新的总体目标。国家发展和改革委员会、科技部、工业和信息化部等多部委也联合发布了“生物基材料产业专项规划”和“生物基化学纤维专项”等专项计划来推动相关创新技术的开发和示范工程的开展。

本报告调研了生物基材料4种重要类型——生物塑料（Bioplastics）、活性多糖类材料、氨基酸类材料及木塑复合材料（WPC）的最新科研进展，并就前3类材料的代表产品聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）、黄原胶（Xanthan）和大豆蛋白开展文献计量分析，发现这3种生物基材料的研究热度均呈现上升趋势，说明该领域研究已经成为全球科技创新热点之一。目前，中国对这3种产品的研发水平已处于全球前列，聚乳酸和黄原胶的相关SCI论文的发文量位列世界首位，大豆蛋白排名第2。分析重点科研机构的发文量数据表明，近5年中国科学院和华南理工大学发表的聚乳酸和黄原胶的SCI论文数量分别排名世界第1。通过论文合著数据来判断国际科研合作情况，发现中国与国外机构的合作也日趋紧密，许多机构都与国外同领域的重点机构建立了合作关系，甚至形成了广泛的合作网络。从研究方向和高频词汇的变化可以看出，生物基材料相关学术论文中新兴技术和应用方向不断出现，说明该领域研究正处于快速增长期。

本报告还选取世界著名企业嘉吉公司的公开专利进行分析，发现在该公司公开的专利技术分类号中，与生物基产品密切相关的C12P（通过发酵或使用酶的方法合成目标化合物或组合物）和C12N（微生物或酶）分别位列第2、3位；从专利技术主题分布图可以看出聚乳酸、聚酯、多元醇和黄原胶等生物基材料都显示为峰值，提示该公司的研发重点已涉及多种类型的生物基材料。通过对专利权人的分析，发现该公司与NatureWorks和Bioamber两家著名的专业生物基材料公司建立了密切的合作关系，这也从侧面证实生物基材料相关技术已成为该公司的研发重点之一。我国生物基材料相关产业的产能在近年来得到飞速发展，重点产品产能已达到全球领先水平，生产技术也取得了重大突破。例如，中国科学院青岛生物能源与过程研究所生物基及仿生高分子团队成功开发出新型聚氨酯水凝胶，填补了我国该类产品的空白；中国科学院长春应用化学研究所与浙江海正集团正联合攻关建设亚洲最大的聚乳酸生产基地。同时，在国家和地方政策的大力支持下，许多新的大型设施和企业集群也正在兴建中，这将有利于集中产业优势，发挥整体效应。

基于这些特点，本报告建议，中国应继续大力支持生物基材料科技和产业的发展，在取得的成果基础上更上一层楼，突破关键技术壁障，加快新兴技术和成果向市场的转化，提高我国生物基产品相关产业的国际竞争力。