以包含淀粉、脂肪、纖維素等成分的農(nóng)產(chǎn)品為原料，用工業(yè)生物技術(shù)制造的燃料、化學(xué)品、藥品等，用過(guò)后可完全降解，變成水和二氧化碳重回自然界。

170多年前，塑料界鼻祖“賽璐珞”剛在歐洲出現(xiàn)時(shí)，曾價(jià)比黃金，是歐洲貴婦們爭(zhēng)相獲取的裝飾用材料。但隨著其家族的擴(kuò)大和演替，塑料成了地球上最大的污染源之一。

日前，北京冬奧會(huì)組委會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)奧組委）宣布，為全面落實(shí)“綠色、共享、開(kāi)放、廉潔”的奧運(yùn)會(huì)舉辦理念，秉持“可持續(xù)·向未來(lái)”的愿景，致力于體現(xiàn)賽會(huì)環(huán)境正影響，北京冬奧會(huì)將使用生物可降解餐具。

2020年11月，奧組委與安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)豐原集團(tuán)）簽約，后者成為北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)生物可降解餐具官方供應(yīng)商。雙方簽約后，豐原集團(tuán)將提供生物可降解餐具和相關(guān)支持服務(wù)，助力冬奧盛會(huì)在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域有更多作為、更大貢獻(xiàn)。

北京冬奧會(huì)推廣生物可降解餐具，折射出哪些綠色理念？背后有哪些支撐的生物科技？科技日?qǐng)?bào)記者為此采訪了相關(guān)專(zhuān)家。

每年數(shù)千萬(wàn)噸塑料垃圾進(jìn)入海洋

目前全球塑料年產(chǎn)量約為4億噸，化纖年產(chǎn)量約為1億噸。在我國(guó)，塑料和化纖年消耗量超過(guò)1億噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球僅有10%的塑料被回收，每年有數(shù)千萬(wàn)噸塑料垃圾進(jìn)入海洋，海洋生物正面臨巨大威脅。

“這是一場(chǎng)全球性危機(jī)，我們正在破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)?！甭?lián)合國(guó)海洋問(wèn)題主管麗莎·斯文森曾憂(yōu)心忡忡地說(shuō)。

美國(guó)工業(yè)生態(tài)學(xué)家羅蘭·蓋耶博士近期在國(guó)際期刊《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表論文稱(chēng)，人類(lèi)迄今為止生產(chǎn)的所有塑料數(shù)量達(dá)83億噸，其中63億噸已成為塑料垃圾;每年約有1000萬(wàn)噸塑料在海洋中消失，對(duì)于海鳥(niǎo)、海龜、海豚、海豹等體型較大的海洋生物來(lái)說(shuō)，誤食塑料、被塑料制品纏繞住等多種情況，是它們面對(duì)的最大威脅。每年大約有3000萬(wàn)噸塑料垃圾流入海洋。在海洋環(huán)境下，塑料垃圾降解周期需450年以上。有數(shù)據(jù)顯示，到2050年，海洋中廢塑料的總重量將超過(guò)魚(yú)類(lèi)的重量。

一次性塑料用品在造成白色污染的同時(shí)，也已經(jīng)進(jìn)入到食物鏈的循環(huán)中。“微塑料等正潛移默化地破壞整個(gè)生態(tài)平衡，最終受害的，將是我們?nèi)祟?lèi)自身?！鼻迦A大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳國(guó)強(qiáng)告訴科技日?qǐng)?bào)記者，人類(lèi)不斷使用煤炭、石油、天然氣等化石能源，這些能源會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，形成溫室效應(yīng)，加劇全球變暖，冰川融化。人類(lèi)要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須逐步減少化石能源的使用，尋求環(huán)境友好的新能源、新材料。

因此在“后石油時(shí)代”，主要呈現(xiàn)兩大發(fā)展趨勢(shì)：一是新能源逐步替代汽柴油，太陽(yáng)能、核能、氫能逐步替代化石能源，向清潔、高效、可持續(xù)的能源方向發(fā)展;二是使用生物質(zhì)可再生資源，利用生物制造技術(shù)生產(chǎn)的聚羥基脂肪酸酯（PHA）、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物（PBAT）、聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等生物材料，逐步替代石油化工材料，實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

生物基可降解材料性?xún)r(jià)比高

在安徽蚌埠，年產(chǎn)5000噸L-乳酸/D-乳酸、年產(chǎn)3000噸聚L-乳酸/聚D-乳酸產(chǎn)業(yè)化示范線，已在豐原集團(tuán)建成并試車(chē)投產(chǎn)。

“這是中國(guó)第一條從葡萄糖發(fā)酵開(kāi)始的‘乳酸—丙交酯—聚乳酸全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線，它的投產(chǎn)，標(biāo)志著中國(guó)聚乳酸生物新材料產(chǎn)業(yè)化的成功和一個(gè)重大生物環(huán)保材料平臺(tái)的誕生?！必S原集團(tuán)副總經(jīng)理陳禮平說(shuō)，目前，一期年產(chǎn)15萬(wàn)噸乳酸項(xiàng)目、一期年產(chǎn)10萬(wàn)噸聚乳酸項(xiàng)目也已于2020年8月正式投產(chǎn)，為啟動(dòng)百萬(wàn)噸級(jí)聚乳酸大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)提供了技術(shù)和工藝保障。

2020年9月26日，年產(chǎn)50萬(wàn)噸乳酸和年產(chǎn)30萬(wàn)噸聚乳酸項(xiàng)目也已開(kāi)工建設(shè)，標(biāo)志著這家龍頭企業(yè)百萬(wàn)噸級(jí)聚乳酸產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正式啟動(dòng)。

工業(yè)生物技術(shù)主要是以可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)產(chǎn)品如淀粉、脂肪酸、纖維素等為原料，來(lái)大量制造燃料、化學(xué)品、藥品等。其中上述的PHA、PLA、PBAT和PBS，是生物可降解材料領(lǐng)域增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，是國(guó)際上生物可降解材料中產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣、性?xún)r(jià)比最高、最貼近石油基聚酯的可生物降解材料。

最關(guān)鍵的是，通過(guò)量產(chǎn)化，生物可降解材料的成本可逐漸下降，價(jià)格接近消費(fèi)者與產(chǎn)業(yè)鏈、消費(fèi)鏈各環(huán)節(jié)所能接受的水平。

以PHA為例，3年前，陳國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)無(wú)滅菌開(kāi)放連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)品低成本量產(chǎn)能力。以生物質(zhì)為原料、通過(guò)微生物發(fā)酵過(guò)程生產(chǎn)出的可降解生物塑料產(chǎn)品，可替代石油基塑料解決白色污染問(wèn)題。

“經(jīng)過(guò)微生物參與，可降解的生物塑料和纖維等廢棄物，將真正變成水和二氧化碳，通過(guò)光合作用又重新回到自然界中。”陳禮平說(shuō)。

由于生物可降解材料具有可靠的生物安全性、生物可降解性、環(huán)境友好性、良好的力學(xué)性能，以及易于加工成型等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)用高分子、紡織行業(yè)、農(nóng)用地膜和包裝等行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。近年來(lái)，我國(guó)生物基材料正以每年20%～30%的速度增長(zhǎng)，并逐步走向工業(yè)規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化階段。

“目前，PLA已可完全實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，早期主要用玉米來(lái)發(fā)酵，為減少糧食消耗，未來(lái)，只要含有淀粉的物質(zhì)都可以作為原料，比如農(nóng)林廢棄物秸稈等，可實(shí)現(xiàn)變廢為寶?！标惗Y平說(shuō)，目前我國(guó)擁有超過(guò)年產(chǎn)10億噸以上的各類(lèi)農(nóng)作物秸稈，原料來(lái)源充足，價(jià)格低廉，可減少對(duì)石油附屬物的依賴(lài)，對(duì)綠色發(fā)展具有重要意義。

北京冬奧會(huì)的可降解餐具只是個(gè)開(kāi)始

陳國(guó)強(qiáng)介紹，早在12年前，他的團(tuán)隊(duì)就為2008年北京奧運(yùn)會(huì)提供技術(shù)和原料支撐，實(shí)現(xiàn)了餐盒的“綠色化”。此次，奧組委秉持“可持續(xù)·向未來(lái)”的愿景，再次將這個(gè)“小問(wèn)題”納入“大行動(dòng)”，可見(jiàn)綠色發(fā)展理念在我國(guó)正持續(xù)深入到方方面面。

“環(huán)境問(wèn)題在全社會(huì)長(zhǎng)期受關(guān)注，我覺(jué)得付諸行動(dòng)的時(shí)機(jī)到了。借北京冬奧會(huì)之機(jī)，再推可降解餐盒和其他環(huán)保耗材，有利于在全世界范圍內(nèi)促進(jìn)人們觀念和行為的轉(zhuǎn)變，是對(duì)環(huán)境的極大貢獻(xiàn)?！标悋?guó)強(qiáng)說(shuō)。

“我們已和奧組委對(duì)接，確認(rèn)將提供垃圾袋、手提袋，一次性刀、叉、勺、餐盒，以及注塑類(lèi)托盤(pán)、筷子、吸管等，無(wú)所不包?！标惗Y平說(shuō)，這些產(chǎn)品的樣式、尺寸均已確定，目前已提供部分樣品供奧組委試用，明年初將提供所有產(chǎn)品。此外，其他涉及頒獎(jiǎng)的一系列產(chǎn)品合作事宜也在對(duì)接中。

據(jù)悉，經(jīng)過(guò)20多年潛心研發(fā)，目前豐原集團(tuán)在三碳酸、四碳酸、四碳醇發(fā)酵技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)重大突破，現(xiàn)已全面掌握乳酸菌種選育、發(fā)酵控制、分離純化、聚合反應(yīng)以及環(huán)保纖維、環(huán)保塑料、環(huán)保木板材制備等聚乳酸下游應(yīng)用開(kāi)發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)。

“為探索聚乳酸生產(chǎn)核心技術(shù)，我們依托發(fā)酵技術(shù)國(guó)家工程研究中心，聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校、科研院所共同組建了安徽省聚乳酸新材料制造業(yè)創(chuàng)新中心、生物基可降解材料安徽省技術(shù)創(chuàng)新中心、安徽省生物基聚合材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地，做實(shí)了技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。”陳禮平說(shuō)。

陳禮平透露，為打造一個(gè)“無(wú)塑”冬奧會(huì)，他們和奧組委達(dá)成了合作協(xié)議。奧組委對(duì)北京冬奧會(huì)供應(yīng)商和贊助商要求非常嚴(yán)格，他們將全力投入，對(duì)生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證，認(rèn)真做好產(chǎn)品檢測(cè)。目前各項(xiàng)工作正有序推進(jìn)。