Биологические растворители: Зеленая революция и промышленное будущее в эпоху углеродно-нейтрального баланса

На только что завершившейся конференции CPHI Japan, явление привлекло внимание мировой химической промышленности: взрывной рост спроса на растворители биологического происхождения (Биологические растворители) от японских клиентов. От фармацевтических вспомогательных веществ до промышленных чистящих средств, от составов красок до химикатов для электроники, Растворители на биологической основе становятся зеленым паспортом в цепочке поставок японских компаний.. Это явление не случайно - в контексте ускорения глобальной углеродной нейтральности, растворители на биологической основе, как революционная альтернатива растворителям на нефтяной основе, переходят от лаборатории к крупносерийному производству, и от экологических концепций к коммерческой конкурентоспособности. Это изменение не только изменит цепочку создания стоимости в химической промышленности., но также способствовать историческому скачку модели человеческого промышленного производства к низкоуглеродной экономике переработки отходов..

Первый, индустрия растворителей находится под давлением углеродно-нейтральной ситуации
Традиционный рынок растворителей уже давно зависит от продуктов на основе нефти., а мировое годовое потребление нефтехимических растворителей превышает 30 млн тонн, вклад в 120 миллионов тонн выбросов углекислого газа в эквиваленте диоксида углерода. Широкое использование летучих органических соединений. (ЛОС) представлен ацетоном, толуол, и ксилол в фармацевтике, покрытия, печать, и других областях сделало промышленность растворителей третьим по величине источником выбросов парниковых газов в промышленном секторе.. Данные Министерства окружающей среды Японии показывают, что выбросы ЛОС в Японии достигнут 850,000 тонн в 2022 один, при этом на сегмент использования растворителей приходится более 40%.

Эти экологические издержки становятся все более тяжелыми в эпоху углеродно-нейтрального подхода.. Как того требует Парижское соглашение, Япония привержена достижению углеродной нейтральности путем 2050, и фармацевтические компании обязаны сократить выбросы углекислого газа в своих цепочках поставок на 46% к 2030. Когда появится механизм ЕС по корректировке углеродной границы (КБАМ) вводит химические вещества в сферу налогообложения, затраты на выбросы углерода, связанные с традиционными растворителями, будут напрямую съедать корпоративную прибыль.. Расчеты Mitsubishi Chemical показывают, что при сохранении существующей системы растворителей, ее фармацевтические полупродукты экспортируются в Европу в 2030 столкнется с дополнительным 12% тариф.

Второй, технологический прорыв в области растворителей биологического происхождения и экологическая ценность
Инновация растворителей на биологической основе, по сути, представляет собой реконструкцию углеродного цикла.. Путем перехода от ископаемого сырья к биомассе (например, растительные остатки, отходы лесного хозяйства, микроводоросли, и т.п.), такие растворители могут достичь 50-90% сокращение выбросов углекислого газа в течение их жизненного цикла. В растворителе γ-валеролактона на основе целлюлозы, разработанном японской компанией Toray, в качестве сырья используется рисовая шелуха., сокращая выбросы углекислого газа за счет 78% по сравнению с продуктами на основе нефти и обеспечивает лучшую эффективность очистки металла.. В CPHI, Компания Sumitomo Chemical продемонстрировала растворитель лимонен, извлеченный из кожуры цитрусовых., который не только полностью биоразлагаем, но также имеет 30% более высокая растворяющая способность, чем у традиционных растворителей.

Этот технологический прорыв создает тройную экологическую ценность:

Эффект секвестрации углерода: Фотосинтез во время роста растений фиксирует атмосферный CO₂., который перерабатывается в сырье для растворителей на биоперерабатывающем заводе, создание естественного механизма поглощения углерода. Расчеты группы Тейджин показывают, что каждая тонна гликоля биологического происхождения может изолировать 2.1 тонн CO₂.

Закрытие контура контроля загрязнения: Высокая биоразлагаемость растворителей биологического происхождения. (обычно более 90% разложение внутри 28 дни) решает проблему загрязнения ЛОС в корне. Компания Daikin Industries разработала фторированные биорастворители, которые снижают затраты на очистку сточных вод на 60% в приложениях для очистки полупроводников.

Переработка ресурсов: Проект по производству этиллактата на основе жома, основанный Mitsui & Ко. в сотрудничестве с Toyota Tsusho можем переоборудовать 200,000 тонн сельскохозяйственных отходов в сырье для высококачественных растворителей каждый год, создавая круговую экономическую ценность 120 миллион долларов США. доллары.

В третьих, новаторская практика японского рынка и глобальное вдохновение
Японские компании занимаются поиском растворителей на биологической основе, из его построения «политики - технологии - «рыночный» инновационный треугольник: План содействия использованию биомассы Министерства окружающей среды, чтобы предоставить 30% р & Д субсидии, Министерство экономики, Инвестиции в Фонд зеленых инноваций торговли и промышленности 20 миллиардов иен на поддержку технологии замены растворителей, а система сертификации JIS будет включена в промышленные стандарты биологического контента.. Эта систематическая модель продвижения породила несколько историй успеха.:

Фармацевтика: Eisai Pharmaceuticals полностью внедрила растворители на основе сосновой смолы в производство противоопухолевых препаратов., сокращение выбросов углекислого газа в процессе производства за счет 54% одновременно улучшая чистоту лекарственного средства за счет уменьшения остатков растворителя.

Электроника: Процесс упаковки полупроводников Sony перешел на растворители на основе касторового масла, который не только соответствует ограничениям Европейского Союза REACH на вещества SVHC, но также повышает выход пластин за счет 1.2 процентные пункты.

Инновации в покрытиях: Компания Kansai Paint разработала растворители из целлюлозных нановолокон, чтобы сократить время высыхания покрытий на водной основе за счет 40%, и добился соблюдения японских стандартов выбросов ЛОС для архитектурных покрытий на три года раньше запланированного срока..

Эти практики демонстрируют сдвиг в бизнес-логике использования растворителей биологического происхождения.: от «экологических издержек» к «конкурентным барьерам». Fuji Economics прогнозирует, что к 2030, Объем японского рынка растворителей на биологической основе превысит 80 триллион иен, Скорость проникновения в промышленные растворители от 8% в 2022 к 35%.

Четвертый, стратегические возможности в реконструкции глобальной отраслевой цепочки
Распространение растворителей биологического происхождения запускает промышленные изменения на трех уровнях.:

Сырьевая революция: Бразилия перейдет 20% своих мощностей по производству этанола из сахарного тростника на производство растворителей, а малайзийская цепочка глубокой переработки побочных продуктов пальмового масла породила новый рынок стоимостью в триллион долларов..

Инновации в процессах: Компания Novozymes разработала ферментно-катализируемую технологию, позволяющую повысить эффективность преобразования биорастворителей в пять раз., и BASF в партнерстве с Linde построил завод по производству растворителей для гидрогенизации CO2, который обеспечивает нулевое использование ископаемого сырья..

Новые стандарты: Система сертификации Министерства сельского хозяйства США BioPreferred требует государственных закупок растворителей с содержанием биологического происхождения не менее 34%, а китайский стандарт «двойного углерода» включает углеродный след растворителей в индекс оценки экологически чистого продукта..

Для китайских компаний, это изменение является одновременно вызовом и возможностью. Текущие мировые мощности по производству растворителей на биологической основе составляют около 2.8 млн тонн / год, На долю Китая пришлось менее 15%, но технологический разрыв быстро сокращается. Технология биопрепарата эпихлоргидрина от Zhejiang Xinyong Bio-Chemical Company зарегистрирована патентом японской компании JNC., а растворитель на основе эфира пропиленгликоля биологического происхождения от Jiangsu Yida Chemical Company успешно вошел в цепочку поставок Toyota.. Эти прорывы доказывают, что в промышленных перестановках, вызванных углеродной нейтральностью,, тот, кто сможет возглавить прорыв в ключевой технологии биопроизводства, сможет захватить командные высоты цепочки создания стоимости..

В. Инновационный путь, ориентированный на будущее
По-настоящему раскрыть потенциал растворителей биологического происхождения., необходимо построить четыре основные системы поддержки:

Сеть диверсификации сырья: создать иерархическую систему утилизации отходов сельского и лесного хозяйства, энергетические культуры и побочные продукты промышленного производства, и развивать специализированные сырьевые культуры, адаптированные к различным климатическим зонам..

Платформа экологически чистых процессов: разработать технологии низкоуглеродного производства, такие как биоферментация, каталитическая конверсия, сверхкритическая экстракция, и т.п., и способствовать снижению энергопотребления при производстве растворителей, чтобы 1/3 традиционного процесса.

Инновационная экология приложений: создать межотраслевую базу данных о характеристиках растворителей и разработать специализированные рецептуры растворителей для новых энергетических батарей., биомедицина и другие развивающиеся области.

Механизм реализации углеродной ценности: улучшить систему сертификации углеродного следа растворителей биологического происхождения, и продвигать торговлю углеродными кредитами и инновации в инструментах «зеленого» финансирования..

SUNCHEM находится в авангарде производства растворителей биологического происхождения R.&Д и производство, и мы уже произвели несколько растворителей полностью на биологической основе., в том числе этилацетат, и мы надеемся производить больше растворителей на биологической основе в будущем.. На выставочной площадке CPHI Japan., слова японского покупателя заставили задуматься: «Мы выбираем не только растворители, но право на выживание в течение следующих тридцати лет». Когда углеродная нейтральность превращается из политической цели в рыночное правило, растворители на биологической основе больше не являются просто технологической альтернативой, но стратегическая необходимость для предприятий в построении зеленой конкурентоспособности. Это промышленное изменение, которая началась с сырьевой революции, в конечном итоге будет способствовать гармоничному сосуществованию человеческого промышленного производства и экосистемы Земли. - где каждая капля растворителя несет в себе цикл жизни, и каждая инновация создает новую парадигму устойчивого развития..