生物尼龙是一个新的环保概念：公司如何发展价值100亿美元的市场

当我们想到生物技术时，很容易想到医学。甚至更广泛的术语“生物经济”也只能使人们想起农业，林业和食品。但是，对生物经济的最好解释是将生物质材料变成一种工业，将植物变成产品。今天所谓的生物经济构成了20世纪之前我们经济的大部分，当时石化和合成化学产生了一种革命性的材料，在全世界范围内无处不在：塑料。在21世纪，消费者对产品的需求不断增长，以反映其更可持续的价值和生活方式。

化学合成已被生物合成所替代，工程有机材料（使用与酿酒，面包或康普茶相同的发酵方法）现在可以用作鞋，汽车和地毯的基材。只有一个问题：哪个生产者有远见来领导这场生物制造革命？最近，一家名为Genomatica的生物工程公司达到了一个里程碑，概述了从化石燃料到生物学的这种转变。 Genomatica宣布已使用可再生发酵方法工业生产了许多尼龙6的化学原料。为什么生物尼龙很重要？首先，这是一个经济机会。全球尼龙产业价值100亿美元，是一个巨大的潜在市场。尼龙在1940年代以丝袜中的纺织纤维而闻名。如今，尼龙从衣服到包装无处不在。其次，这是环境保护的需要。与当今大多数塑料生产一样，尼龙6通常从原油中提取。在这种情况下，己内酰胺分子是从原油中提炼出来的，制成尼龙。全世界每年生产500万吨尼龙6，这导致约6000万吨温室气体排放。尼龙的生产会产生一氧化二氮，这是一种比二氧化碳强300倍的温室气体。制造尼龙还需要大量的水和能源，进一步加剧了环境恶化和全球变暖。 Genomatica已利用合成生物学技术改造了微生物，以100％可再生的方式发酵植物糖以生产己内酰胺，从而生产尼龙。根据Genomatica首席执行官Christopher Schilling所说，这对企业和地球都是有利的。 Schilling说：“其中一个概念是，为了可持续发展，我们必须找到全新的材料。”但他相信，通过生化生产通常从化石燃料中获得的化学前体，Genomatica可以产生更大，更快的影响。

“随着该产品规模的不断扩大以及经济影响越来越明显，我们的客户将开始自问：为什么我们要购买化学合成的尼龙？”知名品牌正在走向生物化。与Aquaqua合作，为H＆M，Vaude和Carvico等品牌提供可持续尼龙。 Aquafil的ECONYL尼龙品牌将旧的渔网，纺织废料和其他形式的尼龙废料转化为与原始原料一样好的新纱线。 Aquafil将再生过程视为时尚和家具行业的新机遇，是保护环境的一种方式。 Schilling说：“对我们来说，与消费者品牌建立真正的联系非常重要。”作为技术创新者，Genomatica相信产品的成功取决于其在价值链各个方面的接受程度。为此，Aquafil是最佳合作伙伴，消费品牌可以抓住机遇，与客户分享我们的精彩故事，并最终获得成功。 Schilling说，一吨化学前体的初始生产是一个很小但重要的里程碑，下一个目标是达到商业规模的年产量30,000-100,000吨。生物尼龙可持续发展的先驱Schilling说：“这确实使Genomatica和我们与众不同的是我们的规模化能力，了解从构思到商业实施的所有知识。尼龙是市场上第三种大规模的合成生物学产品。对于Genomatica而言，其在该领域的经验无疑将有助于加速从实验室到市场的转变Genomatica的第一个主要成功是1,4-丁二醇（俗称BDO），该化学品用于制造塑料，弹性纤维在全球范围内，每年生产约250万吨的BDO，每吨约2,000美元，市场规模达数十亿美元。2012年，Genomatica在该领域取得了突破通过在商业规模上以具有成本竞争力的发酵工艺生产生物基BDO来进行化学工程的研究Bio-BDO是100％生物基且可生物降解的，可用于运动服，跑鞋，电子产品和汽车应用。第二个成功的项目是一种名为1,3-丁二醇的化学品。很少有人意识到这一点，但是我们许多日常个人护理和美容产品都来自原油。

2019年初，Genomatica宣布了第一批商业化生产的Brontide（其化学品的商品名称），该产品由天然植物糖制成。越来越多的人试图选择符合我们个人价值观的产品，并使用Brontide非化石燃料衍生物制成的产品为消费者提供了更环保的选择。总而言之，现在有基于生物的替代品，可用于制造从燃料到电子产品，从鞋到化妆品的所有化学物质。这也提醒我们我们在日常生活中对石化产品的依赖程度。生物基化学材料是不可避免的吗？ “就性能而言，我们的主要目标是确保该材料提供与传统尼龙或石油衍生尼龙完全相同的性能。这就是我们在BDO和丁二醇中所做的。” Schilling解释说：“拥有这些产品时，当您拥有庞大的现有市场时，必须确保达到提供相同质量的化学材料的相同规格。”基于生物的替代品比化石材料具有另一个优势：在某些情况下，他们表现更好。例如，重金属是从原油中加工丁二醇的催化剂。最终产品中残留少量重金属。

Schilling说：“通过生物制造，我们不需要催化剂或化学处理就可以非常有效地达到非常不同的纯度水平。”对于物质前体采取可持续的，基于生物的方法的论点是有力的。通过相对简单的发酵过程，生物学一次又一次地证明了它可以生产所有石油基产品，从而提供关键化合物的准确，可再生的生产。生物基己内酰胺是另一个证明。问题的症结在于行业采用率低。价值链中的行业领导者需要找到并支持可持续和可再生生物基组件的扩展，以加速将其集成到各种最终产品中。消费者需要它们，制造商可以使用它们，最重要的是，地球需要它们。