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DT年度最佳推文:生物制造是彻底解决碳中和的唯一途径 ——访上海凯赛生物技术股份有限公司董事长刘修才

  原标题:DT年度最佳推文:生物制造是彻底解决碳中和的唯一途径 ——访上海凯赛生物技术股份有限公司董事长刘修才

  2020年,上海凯赛生物技术股份有限公司(以下简称“凯赛生物”)在科创板上市,被业界视为合成生物领域的独角兽公司,并且这只独角兽仍然在飞速成长。

  在最新的一份财富排行榜里,刘修才榜上有名。不过,我猜他对这些都不会太过在意。刘修才的精神气质更符合他的另外一重身份——科学家。

  1982年,刘修才毕业于中国科技大学近代化学系;1984 年获得中国科学院土壤化学硕士学位;1989 年获得威斯康辛大学生物化学博士学位;此后的两年间,分别在耶鲁大学与哥伦比亚大学从事博士后研究。

  1994年,刘修才回国。1997年,他创办了凯赛生物。那一年,他40岁。

  今天凯赛生物得到的认可,可以说是市场和投资人对刘修才团队20多年坚守的莫大肯定。

  生物合成技术的应用充满无限可能,其中不乏高附加值的药品、化妆品等领域,刘修才却选择了利用生物法制造聚酰胺。从经济收益的角度看,这样的研究方向无疑不是最优解。刘修才的选择,或许可以用他自己的一句话来解释,“我觉得这个社会不缺一个会赚钱的人。一个人的生命是有限的,还是要把它用在自己认同的、有意义的事情上,而不是只有赚钱。”

  归国20余载,坚持做合成生物。创业路上的艰辛,恐怕只有刘修才自己才最清楚。他在做一件艰难而正确的事,并且坚定地把正确的事做到底。面对赞叹,他低调地说了一句,“专注不是因为伟大,而是我只会做这个。”

  如今,凯赛生物掌握合成生物学、细胞工程、生物化工、高分子材料与工程等生物制造核心科技,技术在全球范围内处于领先地位。

  新疆乌苏的生产基地聚酰胺项目调试渐趋正常,山西太原生产基地的生物法癸二酸募投项目正在施工,年产50万吨生物戊二胺和90万吨生物基聚酰胺项目也已开工建设。凯赛的生物法长链二元酸产品占据全球主导地位,全球占有率超过80%。产能 5万吨/年的生物基戊二胺生产线万吨/年的生物基聚酰胺(尼龙)生产线也将于今年中期开始量产。

  相比于刘修才想要达到的目标,凯赛生物目前的成绩,算是刚刚开始。他给这家公司设定的长期愿景,是能够解决人类的环境和资源问题。

  刘修才是一个思考力很强的人。他从自己过往的经验里,抽象出一些思考和打法,然后把这些思考和打法继续用于自己的实践,并且再通过在实践中获得的反馈进行修正。

  凯赛生物目前商业化产品主要聚焦聚酰胺产业链,探索生物基聚酰胺更多更大的应用场景,尤其是在热塑性的纤维增强复合材料领域里的应用。是凯赛生物当下的重中之重。

  凯赛生物开发的热塑性耐高温生物基聚酰胺,解决了传统工艺制备高温尼龙出料难、易分解黄变等技术难题,具有低成本、高竞争力的明显优势;且其产品具有耐热性优异、强度高、耐化学性好、尺寸稳定性佳、易加工成型等特点,阻燃性更好、热稳定性优于尼龙 66,被广泛应用于电子电器接插件、汽车发动机周边等相关应用。

  刘修才的办公室里,摆放着最新研发的耐高温生物基聚酰胺碳纤维增强材料。强度可以媲美钢材,但比钢材轻很多,这款新型材料一问世就得到了飞机、汽车制造厂商的青睐,很多合作都在洽谈中。

  “生物基聚酰胺的量产证明生物制造可以规模化生产,能够做出有市场竞争力的产品。我们一直在绕开传统行业的进入门槛,使生物材料拥抱大型应用市场。”

  对于具有雄心的企业家来说,生物材料是一个令人激动的产业,耐高温生物基聚酰胺、可降解生物材料都会大力发展。可回收的生物基热塑性纤维增强复合材料可以取代不能回收的热固性材料,如环氧树脂、聚氨酯等,这在车辆和风电等需要轻量化应用领域非常重要;生物纺织材料,有机会替代中国7千万吨的化学纤维;生物可降解材料在包装材料的市场,目前中国的禁塑令加速了这个产业的发展。在海水里降解、在服装和农膜上,应用的突破都将会给生物可降解材料带来更大的应用场景。

  生物基高分子材料未来将最大限度地替代钢材、水泥、石油基塑料等不可再生材料,前提是解决技术与成本问题。

  如果替代碳排量最大的钢材,哪怕只有1%的份额,以粮食为原料的生物制造方案将不可行,必须解决原材料的问题。非粮作物作为生物制造原料的难点就是实现高转化率,每一个环节都是很难逾越的障碍。经济效益差就难以真正替代石油基化学品。“这个事情要走通,不走通的话,生物制造的未来在哪里?如果产品的性价比不高,就没有商业意义和价值。”

  凯赛生物目前正在研发生物废弃物的综合利用。刘修才透露,以生物废弃物为原料生产乳酸的项目研究和产业化示范已经列为公司的战略项目,正在紧锣密鼓推进,成本有望比粮食原料更具竞争力。

  各级政府、高校和研究机构都关注合成生物学的高通量研究系统的建设。凯赛生物在做一个全产业链研发系统,即针对合成生物学的产业化研究瓶颈,建设从基因编辑到产业应用的全产业链高通量研究设施,其中包括微生物菌种基因编辑、生物转化、生物体系分离纯化、生物材料聚合与改性、生物质的综合利用、生物材料在纺织、电子电器、汽车领域应用、生物基热塑性纤维增强复合材料、生物可降解材料等方面的研究平台。

  过去的20多年,凯赛生物投入了大量的资金。“真正研究一个项目是需要沉下心来,没有20年时间,根本无法完成真正的产业化。

  生物制造是跨专业的系统工程,要解决的问题都是未知的。刘修才期望通过这些平台设施的建设和使用,能够对生物制造一些卡脖子技术有所突破。

  在双碳背景下,凯赛生物无疑在一个大的赛道里。赛道的长期逻辑决定了各界对凯赛生物的关注。选择在哪里落地,变得至关重要。

  凯赛现有生产基地主要集中在金乡、乌苏,并正在太原建设第三个生产基地。仔细观察不难发现,山西在凯赛生物近年的发展战略中扮演了重要的角色。

  政策、资源、资本,包括人才梯队的建设,凯赛生物的快速壮大得益于山西省委、省政府各级领导对合成生物产业布局的重视。而山西省作为资源型地区经济转型发展的综合改革示范区,需要这样的破茧成蝶。山西合成生物材料产业园的建设正是双方合力、破壁发力的一个缩影。

  “山西合成生物材料产业园在按计划推进,进展到目前很顺利。这要感谢山西省委省政府和综改区对项目的重视和投入。”

  凯赛生物目前把山西合成生物材料产业园当作非常重要的产业化基地,园区的基础设施完善并且具有竞争力,园区正在申请的自由贸易区和综合保税区有利于原料和产品的进出口业务,园区搭建的产业链集群有利于上下游企业的紧密合作。园区助力建设了合成生物材料省重点实验室和山西大学合成生物学学院,为产业的发展集聚高端人才。

  “在合成生物材料产业化技术、发展理念和措施等方面,山西太原至少领先十年,远超很多经济发达地区。”

  合成生物学在生物制造行业的落地,规避不了的是产业化成本。山西合成生物材料产业园兼顾产业发展的制造成本和研究机构建设,将会为产业发展做出示范。

  合成生物学手段将会大幅度促进生物制造的产业化进程。“在突破生物废弃物综合利用技术以后,很多生物制造产品的产业化成本都有可能较大幅度降低。虽然可以做的项目很多,但是企业的资源总是有限的。”

  做任何业务需要找到自己的定位,要有清晰的战略,有所为有所不为。刘修才对此的判断很清晰,凯赛生物向来重视将企业有限的资源用来做合适的项目上。“我们选择项目的一贯原则是:产品具有与企业发展相匹配的市场规模;在可预测的时间内,有望开发出可以在成本上竞争石油化工方法竞争的产业化工艺;企业在选择项目上具有比同行业优势。也就是说,在技术开发成功以后,对于石油化工方法要有绝对成本优势,而对于生物制造同行,要有相对竞争优势;项目要符合公司发展的战略,与现在的产品以及未来的发展产业构造相符合。”

  成功的商业模式一定是尊重产业规律,最终成败取决于市场的选择。只有做到了这一点,才能有护城河。凯赛生物,拥有了自己的护城河。

  生物基替代化石基产品,并转向低碳经济是全球解决经济增长及环境问题的长期战略。

  “我个人认为,生物制造是彻底解决碳中和的唯一途径。因为,只要动用石油、天然气、煤炭这些化石原料,就不可能有碳中和,而人类的文明生活已经无法离开用碳元素制造的材料。如果实施碳税政策,生物制造就会大幅度提高它的相对竞争能力。作为一个人类社会的整体,把治理CO2排放的代价用碳税的方式回收也是合理有效的措施。”

  当生物制造形成一个大的产业的时候,原料的来源要依靠生物质,尤其是利用秸秆、生活垃圾、养殖业排泄物以及非耕地种植的非粮作物。欧洲的公司很多年前就开发了可以长到4米高的致密植物,像韭菜一样割了再长。非耕地可以用作生物制造的原料车间,成本完全可以竞争石油原料。

  对于多元素和复杂结构的产品,生物转化由于在常温常压下、一个细胞内完成多步反应,往往比化工方法更具优势,随着合成生物学的发展,这个优势将更加明显。由于原料是光合作用产生的碳水化合物,如果产物不含氧,生物转化的重量收率会比较低。另一方面,生物转化体系复杂,提取纯化手段有待大幅度改善,这类研究的投入与产业发展严重不匹配。

  因此,生物制造大规模替代石油化工需要解决一系列与成本有关的问题。而通过技术进步,开发廉价的生物质来源、高效的生物转化和提取工艺技术以及优良的生物材料,是生物法竞争的必要条件。已经发生的案例证明,这些技术都是可以实现的。

  采访中,他会谦逊地笑着,然后轻描淡写地说出一些和我们通常认知冲突的话。但是事后,却会越想越觉得有道理。比如他说,没有成本控制就没有技术。生产成本是多个因素构成的。如果合成生物学的技术团队不能从产品制造全过程理解这一点,就很难落地。空讲概念是没有用的。

  再比如,他说真正的实验室技术到产业化应该更容易,效率更高。因为按照工艺特点设计的专业设备,不应该比实验室的通用设备效果差。这不同于很多科研人员描述的实验室到产业化的那段黎明前的黑暗。

  我们在记录一个人的时候,尤其是像刘修才这样成功的科技企业家,会很容易想到很多已经成为陈词滥调的褒义词。比如,他对市场趋势的前瞻,他对行业本质的洞察,他的长期主义。但是具体而言,我们在赞美什么?我认真思考了一下,刘修才的过人之处,是他用水滴石穿的战略定力,证明了合成生物技术具有真正的商业价值。

  水滴石穿不只是代表坚持,也代表了一种战略定力。水滴石穿代表着坚持一个方向,而不是到处去滴。

  生物材料虽然前景可期,但目前为止叫好不叫座,全世界的生物材料企业几乎无一盈利,而凯赛生物是个例外。

  凯赛生物面临的是与成熟的化工行业竞争,必须要有产业化能力。成本上做到非常便宜。否则科学家发表再多文章,依然不能解决问题。

  真正的技术创新没有模糊地带,会就是会,不会就是不会。材料研究是需要潜心钻研的领域,一定要深入长期的积累。一个企业投入大量的资金、人力,才有机会成功。不能指望一个突然的想法会创造奇迹。

  对传统行业性的挑战,涉及到更复杂的博弈。除了技术壁垒,还有无形的行业壁垒。生物基化学品必须要产生规模优势,否则对传统行业没有任何影响。所以生物制造行业需要有人去证明,而这是很有挑战的。