本文轉(zhuǎn)自【中國(guó)證券報(bào)】；

在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)與全球限塑浪潮推動(dòng)下，生物制造成為“十五五”時(shí)期重點(diǎn)培育的賽道。聚羥基脂肪酸酯（PHA）作為全生物基、可完全自然降解的綠色材料，正憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì)破解塑料污染難題。安琪酵母、川寧生物等上市公司發(fā)揮產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢(shì)，與北京微構(gòu)工場(chǎng)生物技術(shù)有限公司協(xié)同推進(jìn)，推動(dòng)PHA從實(shí)驗(yàn)室走向規(guī)模化應(yīng)用，邁入產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵攻堅(jiān)階段。

技術(shù)突破

北京順義產(chǎn)業(yè)園，在一個(gè)個(gè)不銹鋼發(fā)酵罐里，來(lái)自鹽湖的細(xì)菌正通過(guò)不斷進(jìn)食養(yǎng)料，在體內(nèi)累積某種重要物質(zhì)，而這種物質(zhì)就是制造PHA的原料。

PHA被視為可以替代傳統(tǒng)塑料的材料。傳統(tǒng)塑料是石油化工產(chǎn)物，而PHA的誕生則來(lái)自生物制造，其原料來(lái)自微生物的“脂肪”——一種天然儲(chǔ)存碳源與能量的物質(zhì)。這使得PHA能在土壤、海水中被微生物完全降解，其降解單體甚至天然存在于人體之中，具備生物相容性，并且綠色環(huán)保。

但PHA的提取需要經(jīng)過(guò)發(fā)酵、提取純化、干燥造粒、應(yīng)用測(cè)試等步驟，傳統(tǒng)發(fā)酵使用的菌株嬌貴，需要高溫高壓滅菌防止雜菌污染，耗水耗能，成本高昂。2008年，清華大學(xué)合成與系統(tǒng)生物學(xué)中心主任陳國(guó)強(qiáng)率團(tuán)隊(duì)從新疆艾丁湖篩選出嗜鹽菌，改寫了工程化流程。這種細(xì)菌天生適應(yīng)高鹽堿環(huán)境，而絕大多數(shù)雜菌在這種條件下無(wú)法生存。這意味著，發(fā)酵過(guò)程可以省去繁瑣嚴(yán)苛的滅菌環(huán)節(jié)，在開放條件下進(jìn)行。隨后，陳國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)打造了擁有自主專利的大規(guī)模工業(yè)化PHA生產(chǎn)菌種，實(shí)現(xiàn)了“菌株-工藝-裝備”全流程自主創(chuàng)新。

基于這一技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化，微構(gòu)工場(chǎng)自2021年成立起開始推動(dòng)PHA的規(guī)模化生產(chǎn)。該公司董事長(zhǎng)徐絢明告訴中國(guó)證券報(bào)記者，依托下一代工業(yè)生物技術(shù)的創(chuàng)新，PHA的生產(chǎn)成本已較當(dāng)初下降超過(guò)40%。“在菌種端，我們對(duì)核心嗜鹽菌底盤的改造已持續(xù)20余年，累計(jì)迭代超過(guò)40代，僅近5年就完成26代迭代，每一代進(jìn)化都帶來(lái)產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率的提升。”

借助合成生物學(xué)技術(shù)，微構(gòu)工場(chǎng)把多種PHA單體像樂(lè)高積木一樣自由拼裝，目前開發(fā)出74種PHA材料，以適應(yīng)高韌性、高阻隔、高強(qiáng)度、小粒徑或高透明等不同場(chǎng)景需求。微構(gòu)工場(chǎng)的展廳陳列著用不同PHA材料制成的化妝品包裝盒、紙杯涂層、吸管、刀叉、服裝、醫(yī)用材料，揭示出這類材料廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

徐絢明介紹，截至2025年底，全球PHA總產(chǎn)能約為4.52萬(wàn)噸，其中我國(guó)產(chǎn)能為1.48萬(wàn)噸。2025年，微構(gòu)工場(chǎng)與安琪酵母合資的湖北微琪生物科技有限公司年產(chǎn)3萬(wàn)噸PHA項(xiàng)目一期1萬(wàn)噸產(chǎn)線正式投產(chǎn)，成為我國(guó)首條萬(wàn)噸級(jí)PHA生產(chǎn)線。

從實(shí)驗(yàn)室到萬(wàn)噸廠

技術(shù)突破只是前提，產(chǎn)業(yè)鏈合作切實(shí)推動(dòng)了PHA材料進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快車道。安琪酵母、川寧生物、金光集團(tuán)APP、巴斯夫、蒙牛乳業(yè)等公司已參與PHA的生產(chǎn)與應(yīng)用探索。

2022年，安琪酵母與微構(gòu)工場(chǎng)簽署合作協(xié)議，合資組建微琪生物，在湖北宜昌啟動(dòng)建設(shè)PHA可降解材料綠色智能制造項(xiàng)目，總投資10.5億元。

“合成生物技術(shù)是安琪酵母戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵方向。PHA生產(chǎn)與安琪酵母的發(fā)酵技術(shù)工藝原理上高度相通，是我們切入合成生物賽道的天然入口。”安琪酵母副總經(jīng)理鄭念說(shuō)。憑借數(shù)十年的規(guī)模化發(fā)酵經(jīng)驗(yàn)和全球化產(chǎn)業(yè)資源，安琪酵母與微構(gòu)工場(chǎng)達(dá)成“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)”的深度合作。

在PHA下游應(yīng)用拓展上，雙方將戰(zhàn)略重心聚焦于技術(shù)門檻高、具備綠色溢價(jià)的細(xì)分領(lǐng)域。2026年1月，安琪酵母、微構(gòu)工場(chǎng)、都佰城集團(tuán)、金光集團(tuán)APP、恒鑫生活聯(lián)合宣布，圍繞PHA生物材料，形成“技術(shù)研發(fā)—規(guī)模制造—高端應(yīng)用”的紙基阻隔涂層全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作機(jī)制。

鄭念介紹，歐盟包裝和包裝廢棄物法規(guī)將從2026年8月開始分階段實(shí)施，所有包裝物從2030年起必須可回收，全球包裝行業(yè)面臨綠色變革。5家產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴基于PHA水性阻隔涂層的應(yīng)用場(chǎng)景，共同開發(fā)并推動(dòng)產(chǎn)品落地，由微構(gòu)工場(chǎng)提供特定PHA原料，都佰城集團(tuán)完成乳化改性，金光集團(tuán)APP生產(chǎn)高性能食品卡紙并完成涂層應(yīng)用，恒鑫生活基于紙塑成型核心技術(shù)制造PHA制品，該制品也會(huì)應(yīng)用于安琪酵母的產(chǎn)品包裝中。

川寧生物則瞄準(zhǔn)了不同附加值的PHA系列產(chǎn)品。2024年1月，川寧生物與微構(gòu)工場(chǎng)合作成立伊犁微寧生物技術(shù)有限公司。川寧生物總經(jīng)理鄧旭衡向記者介紹，微寧生物主要專注于低成本大宗PHA材料、醫(yī)療級(jí)PHA材料、三羥基丁酸（3HB）食品級(jí)材料三類產(chǎn)品的生產(chǎn)。

“我們已于2024年利用川寧生物產(chǎn)線啟動(dòng)PHA生產(chǎn)，面向全球客戶形成不低于每年2000噸的PHA供應(yīng)能力。”鄧旭衡表示，新疆地區(qū)生物質(zhì)原料充足、價(jià)格穩(wěn)定，發(fā)酵所需的煤炭及電力成本優(yōu)勢(shì)顯著，為PHA生產(chǎn)成本大幅下降提供現(xiàn)實(shí)路徑。“2025年，我們的生產(chǎn)基地全年實(shí)現(xiàn)收入7826萬(wàn)元，較2024年有了明顯改善。2026年，一期產(chǎn)能將逐步推向滿產(chǎn)，營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)有望繼續(xù)改善。”

探索商業(yè)化路徑

材料的應(yīng)用加工性不強(qiáng)與性價(jià)比偏低是PHA實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的“攔路虎”。徐絢明表示，PHA材料仍面臨多方面挑戰(zhàn)：一是材料應(yīng)用加工瓶頸，作為新型生物基材料，PHA在現(xiàn)有加工體系中的適配性偏弱；二是成本和原料瓶頸，傳統(tǒng)PHA生產(chǎn)依賴精制糖基原料，碳源成本占比40%以上；三是應(yīng)用生態(tài)瓶頸，PHA下游應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)不足，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同有待加強(qiáng)。

徐絢明介紹，公司正通過(guò)引入AI技術(shù)來(lái)提升生產(chǎn)效率。“制造生物合成材料的一大挑戰(zhàn)在于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過(guò)程控制。就像自然界中你很難讓每一片葉子都長(zhǎng)得一模一樣，PHA的生產(chǎn)過(guò)程也天然存在波動(dòng)性，要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，就必須借助精準(zhǔn)控制手段。”

為了將PHA生產(chǎn)過(guò)程控制得像化工生產(chǎn)一樣精細(xì)，微構(gòu)工場(chǎng)引入AI技術(shù)與光譜及質(zhì)譜分析設(shè)備，將發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù)檢測(cè)從以天為單位縮短至以秒為單位，利用光譜設(shè)備讀取溶液中的分子量分布、單體比例，以達(dá)到更好的控制水平，并通過(guò)算法優(yōu)化不斷縮小誤差。

徐絢明介紹，微琪生物通過(guò)與西門子合作，將工業(yè)人工智能、數(shù)字孿生和流程仿真引入生產(chǎn)體系，推動(dòng)工廠從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。同時(shí)積極探索多元化低成本原料路線：一是充分利用安琪酵母生產(chǎn)中的副產(chǎn)物作為低成本碳源；二是開發(fā)非糧生物質(zhì)、有機(jī)廢棄物、木質(zhì)纖維素等替代原料，不與人爭(zhēng)糧。

另外，規(guī)模化生產(chǎn)將攤薄固定成本。“微琪生物PHA生產(chǎn)線分兩期建設(shè)。一期1萬(wàn)噸達(dá)產(chǎn)達(dá)效后，預(yù)計(jì)每年可實(shí)現(xiàn)銷售額3億元-4億元。隨著產(chǎn)能逐步釋放和規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)，固定成本攤銷將持續(xù)降低。”鄭念說(shuō)。