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未來產業 贏領明天丨凱賽生物:助力“碳中和”,引領可持續未來

人民網記者 唐小麗
2023年10月16日10:06 | 來源:人民網-上海頻道
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今年6月舉行的首屆上海國際碳博會上,一件件由玉米、秸稈等生物質廢棄物為原材料制成的衣服尤為“吸睛”,引得不少觀眾駐足贊嘆。

凱賽生物在碳博會上的展品

這是上海凱賽生物技術股份有限公司(簡稱凱賽生物)面向紡織領域推出的生物基聚酰胺纖維產品“泰綸”,因為原料來自可再生植物,與普通石油基產品相比,碳排放大大降低。目前,凱賽生物年產10萬噸生物基聚酰胺(尼龍)生產線已形成銷售,其產品性能和應用潛力逐漸為市場所接受和認可。

不與人爭糧、不與糧爭地,助力“碳中和”

凱賽生物是一家以合成生物學等學科為基礎,利用生物制造技術從事新型生物基材料的研發、生產及銷售的科創板上市公司,擁有生物法長鏈二元酸、生物丁醇、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等多項大規模產業化生物技術。

目前,凱賽生物總部位於上海,在中國設有2個研發中心和3個生產基地,擁有生物合成途徑設計、基因編輯、菌種篩選、微生物細胞培養等關鍵合成生物學技術平台,以及生物轉化體系分離純化技術平台、高分子聚合平台、生物材料性能評價及產品應用開發平台,在生物材料領域取得一系列研究和產業化技術的重大突破。

凱賽生物生產基地一隅

在大眾的認知中,化石燃料及其衍生產品不僅是能源,也是化學工業的重要原料。以石油為基礎,現代化的石油化學工業能夠形成並產出成千上萬種石油化工產品。這些石油化工產品是人類生產和生活的必需品,但也造成了嚴重的環境污染及資源短缺問題。

“而合成生物材料是指以合成生物學為技術手段,以生物制造的方式生產的材料,以合成生物材料替代石油化工材料,可以極大減少化石能源的使用、最大化釋放自然價值。”凱賽生物創始人劉修才博士介紹道。

“有效減少石油等化石基原料的使用,降低碳排放,全面展現生物制造在衣用住行中的應用場景,是凱賽生物助力‘碳中和’的具體實踐。”凱賽生物副總裁臧慧卿說。

“石油開採后,60%-70%都做了燃料,剩余的30%-40%則用於材料制造。若用材料的視角去理解減碳,一是減少化石資源使用,二是尋找替代材料。”臧慧卿解釋道,凱賽生物以可循環的農作物為原料,而不是以石油裂解的小分子來做原料生產生物材料,等同於利用自然界已有的二氧化碳,來重新用於制作生產。人們可以不再依托不可再生的化石為碳源,而是以可再生的植物為碳源,因為植物基的可再生材料即便最終降解或者楚燒處理,也沒有額外增加碳排放。“以凱賽新材料生物基尼龍為例,1噸產品可以減少3-4噸的碳排放。”

隨著生物基產品規模化應用的展開,凱賽生物也在積極探索生物制造原料的可持續發展方向,公司正在開展農業廢棄物如農作物秸稈的高值化利用技術,並進行生物廢棄物用於乳酸/聚乳酸、聚酰胺、氨基酸、生物燃料等產品的開發,實現規模化生物制造“不與人爭糧、不與糧爭地”。

碳博會凱賽生物展台應用材料樣品展示

可喜的是,合成生物新材料也為低碳新生活帶來更多的可能性。如今,凱賽生物的生物基新材料廣泛應用於汽車、電子電氣、工業、紡織及消費品等各個領域。未來,凱賽生物還將進一步與客戶、行業伙伴等各方深化合作,積極開拓產品下游潛在應用,共拓低碳產品,共塑可持續未來。

創新過程中最苦的路,是實驗室裡的路

一直以來,創新都是凱賽生物的立業之本。在公司,有一支持續創新的研發團隊。

凱賽生物董事長劉修才與研發人員正在討論

上世紀90年代,創始人劉修才博士回國創業,曾兼任北京大學博士后導師,並主導過生物法維生素C等多項生物化工重大項目的產業化開發。在劉修才看來,生物制造是造福全社會的重要技術,在前有國際巨頭主導市場、后無產業化技術支持的當時,創始人團隊合理分工,從產業化技術研發、市場開拓雙管齊下。

在沒有成熟技術和設備的情況下,以“致力成為世界生物制造產業的開拓者”為己任,劉修才博士帶領核心技術骨干克服原料、技術、設備、生產工藝等方面的諸多困難,經過不計其數的實驗和中試驗証,最終於2003年成功實現生物法長鏈二元酸的大規模產業化。

凱賽生物成立以來,投入了大量研發費用,專注於生物新材料的研發、產業化,經歷了無數次失敗的實驗,才積累了分子生物學、生物工程、生物化工、生物高分子聚合和改性等專業領域的各種人才和經驗、成果。

劉修才感慨,創新過程中最苦的路,不是從實驗室走向產業化的路,而是實驗室裡的路。“科學理論或關鍵技術的底層邏輯和實現路徑,要在實驗室內部厘清、驗証,不斷重復的失敗、乏味且枯燥的調整和數據分析,需要專注、耐心、勇氣和恆心。”

2022年,凱賽生物持續推進連續纖維增強熱塑性生物基聚酰胺復合材料的應用研發。該材料具有高強度、輕量化、可回收等綜合優勢,其硬度、強度不僅可以媲美鋼材,重量更輕,而且具有耐腐蝕、耐磨等特性,綜合成本更有優勢,可以提供綠色低碳的輕量化解決方案,實現“以塑代鋼、以塑代鋁、以熱塑代熱固”。

凱賽生物纖維增強熱塑性生物基聚酰胺復合材料

當然,研發的過程必然是“一把辛酸淚”,但百轉千回之后一朝試驗成功,卻也是成就感滿滿。目前,該材料正在交運物流、建筑裝飾、新能源裝備等行業的若干大場景中進行開發應用。

對於未來,劉修才表示,凱賽生物將持續推動生物基產品及技術的迭代和創新,以己之力為中國乃至全球合成生物學及生物制造產業的發展提供正向驅動的力量,引領技術和行業共同可持續發展。(圖片均由凱賽生物提供)

(責編:唐小麗、軒召強)

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