供不应求！生物基BDO优势突出，前景广阔
下游需求旺盛，可降解材料赛道方兴未艾。1,4-丁二醇 ( BDO) 是一种重要的有机和精细化工原料。BDO有主要三条产业链，分别是四氢呋喃（THF）、γ-丁内脂（GBL）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）。
2021年BDO消费量共计168万吨，其中生产四氢呋喃占总消费量的55%，用于生产聚过亚四基醚二醇（PTMEG）、医药中间体或直接用作溶剂；γ-丁内脂约占总消费量的13%, 可与乙炔进一步反应产出2-吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮；而用于家电业、彩电行业的PBT树脂约占BDO消费量的20％。
BDO市场稳步增长。随着限塑令的颁布，国内外市场对可降解塑料需求逐步提高，BDO作为可降解塑料PBS和PBAT的重要原材料，产量稳步上升。
期间，规模级别BDO产能相继建设及投产，推动中国BDO产能进入快速增长阶段，由2016年的170.5万吨增长至215.9万吨。2019年是国内产能增度最大的一年，累计扩能22.4万吨，主要产能新增聚集在新疆（16.4万吨/年）和陕西（6万吨/年）。
BDO价格的暴涨、叠加下游前景的良好预期，导致了这两年BDO产能的爆发，规划产能近2800万吨。据BDO研究院数据，BDO现有产能217.5万吨，已开工、2022-2023年内能建成的有416.3万吨，已公示立项、但还未正式开始建设的2153.5万吨（其中290万吨已举行开工仪式），现有及在建拟建产能总计高达2786.8万吨。
BDO生产工艺多样。BDO生产主要分为四种主流工艺：炔醛法、顺酐法、丁二烯法及烯丙醇 。其中炔醛法又称雷佩法（Reppe），以乙炔和甲醛为原料生成丁炔二醇，加入氢后生成BDO。由于其安全系数高，投资成本低，式目前全球BDO最主要的生产方法。
顺酐法包括正丁烷/顺酐酯化加氢法和正丁烷/顺酐直接加氢法。正丁烷/顺酐酯化加氢工艺通过正丁烷空气氧化制得顺酐，再与甲醇反应后加氢氢解制得 BDO。此工艺反应条件温和、流程简短、设备及材质要求底且耗能低。
正丁烷/顺酐直接加氢工艺是将正丁烷制顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来的生产方法。该工艺对顺酐纯度要求低，工序少且转化率高。丁二烯法分为三步，首先是丁二烯与醋酸和氧气反应生成 1，4-二乙酰氧基丁烯，然后催化加氢生成 1，4-二烯乙酰氧基丁烷，最后水解制得 BDO。
烯丙醇法又称环氧丙烷法，该工艺首先将环氧丙烷异构化制成烯丙醇，随后生成 4-羟基丁醛溶液，最后在镍系催化剂条件下加氢生成 BDO。
生物基BDO优势突出，发展前景广阔。生物基BDO即生物基1,4-丁二醇，是由淀粉水解产生的糖类制成，主要依托于源自生物质或糖底物的生物基琥珀酸（丁二酸）。以生物基1,4-丁二醇为原料制成的可降解塑料PBAT、PBS等产品是符合国际生物质含量标准的真正意义的生物质可降解塑料，可应用于氨纶、可降解塑料、聚氨酯、鞋材、新能源电池等众多领域。
在双碳背景下，生物基材料发展是必然趋势。相较于传统石油基BDO，生物基BDO使用可再生原材料减少生产过程中60%的温室气体排放，绿色环保，同时产能也大幅提高，有望逐步代替石油基BDO。
生物基BDO生产工艺。生物基BDO生产工艺可分为一步法与两步法。一步法就是直接发酵法，通过发酵由糖类物质与水、无机盐和微生物混合而成的微生物得到BDO。生产所用原料多为来自从玉米等植物中提取的淀粉、从秸秆提取的木质素的葡萄糖。国外大部分公司采用此方法。
美国生物基化学公司Genomatica研发出了两步法，利用微生物发酵将葡萄糖转换为生物基丁二酸，在利用于生产出的丁二酸生产丁二醇。国内山东兰典也也采用此方法生产生物基BDO。
生物基BDO现有产能少，供不应求。由于生产技术壁垒高，全球范围内生产此产品的企业较少，主要包括意大利Novamont、美国Genomatica、德国巴斯夫、DSM、三菱化学等。生物基BDO目前全球只有6.5万吨/年产能，主要为Novamont和巴斯夫的各3万吨/年，皆采用Genonatica公司研发的技术。由于生物基BDO用于自用的生物基PBAT而不对外出售，出现供不应求的现象。
生物塑料方面发展前景广。生物基BDO市场应用主要集中在聚四亚甲基醚乙二醇（PTMEG）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚氨酯/热塑性聚氨酯（PU/TPU），占比分别为37%、23%和11%。在生物塑料方面应用仅占比3%，仍有大量发展空间，但目前生物基 BDO 成本较高，价格竞争力较弱。但生物生产BDO技术已在欧美等国家收到广泛关注，生产费用有望和已工业化的产业竞争。
顺应国家政策，生物基BDO成为新风口。随着国家发布《“十四五”生物经济发展规划》后，生物基材料代替传统工艺成为热点风口。元利化学集团于今年5月宣布其旗下成功研发并在2021年正式投入生产的新产品生物基1,4-丁二醇（Bio-BDO）正式批量出口欧盟市场。
金发科技也在2021年报中披露公司计划进军生物基BDO，建设年产一万吨的生物基BDO项目，预计2023年底建成投产，为拓展PBAT国外市场奠定基础。与此同时，山东兰典生物科技股份有限公司采用两步法工艺，预计明年达到2万吨/年的产出。
来源：华安证券
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