聚酰胺（PA）是一種日常生活中應(yīng)用非常普遍的材料，它還有個十分通俗易懂的名字——尼龍。20世紀(jì)30年代，美國杜邦公司的華萊士·卡羅瑟斯在加工煤焦油的過程中，偶然發(fā)明了聚酰胺。此后，這種集耐磨性、耐化學(xué)性、無毒且容易著色等優(yōu)點(diǎn)于一身的材料，風(fēng)靡了全世界。

　　聚酰胺誕生后的幾十年里，工業(yè)上都是以石油、天然氣為原料，通過化學(xué)法制取聚酰胺。21世紀(jì)初，隨著合成生物學(xué)的興起，借助合成生物學(xué)技術(shù)，通過生物制造生產(chǎn)生物基聚酰胺等新型生物基材料成為現(xiàn)實(shí)。

　　科創(chuàng)板上市公司凱賽生物（688065）就是全球利用生物制造規(guī)�；�生產(chǎn)新型材料的龍頭企業(yè)之一，目前公司多項生物基材料已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)�！跋鄬τ趥鹘y(tǒng)石油化工來說，生物基材料具有技術(shù)、成本和性能優(yōu)勢，它的發(fā)展將改變材料行業(yè)�！眲P賽生物董事長劉修才在接受證券時報記者采訪時表示。

　　石化材料的“綠色競品”

　　在凱賽生物展廳里，密密麻麻擺放著成百上千件樣品，小到衣服、提包、安全帽，大到建筑材料、儲氫罐、新能源汽車配件和光伏板組件邊框……這些都是凱賽生物的生物基聚酰胺在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　單從外觀上看，生物基聚酰胺產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品看不出差別。凱賽生物董事長劉修才告訴證券時報記者，相較于傳統(tǒng)石化法生產(chǎn)的聚酰胺，凱賽生物基聚酰胺是一個系列的產(chǎn)品，擁有可滿足不同應(yīng)用場合的高強(qiáng)度、高耐熱性、阻燃、吸濕、回彈性好等特點(diǎn)，在紡織服飾、工程塑料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

　　聚酰胺俗稱尼龍，是一種日常生活中應(yīng)用極為廣泛的高分子材料。包括尼龍在內(nèi)的許多傳統(tǒng)材料，主要是以石油、天然氣等石化能源提純制造基本化工原料，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)合成的。其生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量碳排放，且由于石油天然氣不可再生，產(chǎn)業(yè)也面臨資源問題。

　　21世紀(jì)初，合成生物技術(shù)的快速發(fā)展，為材料產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇。合成生物技術(shù)借助生命體高效的代謝系統(tǒng)，通過基因編輯技術(shù)改造生命體以設(shè)計合成，使得在生物體內(nèi)定向、高效組裝物質(zhì)、材料逐步成為可能。

　　成立于2000年的凱賽生物，就是一家以合成生物學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，利用生物制造技術(shù)，從事生物基新材料研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的企業(yè)。

　　用合成生物技術(shù)生產(chǎn)生物基材料，簡單來說就是以玉米等生物質(zhì)為原料，利用制備的特殊菌種進(jìn)行發(fā)酵，并經(jīng)提取、精制流程后獲得相應(yīng)的生物基材料。這其中，菌種的制備，提純的效率等都是關(guān)鍵核心技術(shù)。

　　雖然在理論上，大多數(shù)石化基材料都能夠通過生物合成實(shí)現(xiàn)，但一種材料要從實(shí)驗室走到商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，還需要邁過很多道關(guān)口。

　　凱賽生物成立之初，國內(nèi)乃至全球合成生物材料產(chǎn)業(yè)尚未起步。但劉修才卻堅定認(rèn)為，這是一個極具價值的產(chǎn)業(yè)，并全身心投入到研發(fā)工作中。

　　“中國是一個缺少石油和天然氣的國家，用傳統(tǒng)石化能源生產(chǎn)材料，在原料上有劣勢。但中國又是一個農(nóng)業(yè)大國，生物制造的原材料很豐富。從這個角度上看，我認(rèn)為合成生物材料是比較適合中國的產(chǎn)業(yè)�！眲⑿薏畔蛴浾弑硎�。

　　劉修才回憶，凱賽生物發(fā)展的20多年里，的確遇到了大量不可預(yù)測的技術(shù)障礙和市場障礙，但都被一一克服。如今，凱賽生物已經(jīng)成為全球少數(shù)掌握合成生物材料從實(shí)驗室到工業(yè)化大生產(chǎn)的完整技術(shù)體系的企業(yè)。

　　2020年8月，凱賽生物在上交所科創(chuàng)板上市，成為A股“合成生物學(xué)第一股”。上市4年來，凱賽生物多項生物基產(chǎn)品已投入商業(yè)化生產(chǎn)。目前公司生產(chǎn)銷售生物法長鏈二元酸、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等產(chǎn)品，公司年產(chǎn)4萬噸生物法癸二酸項目也已投產(chǎn)。

　　隨著相關(guān)產(chǎn)品商業(yè)化的成功，公司發(fā)展穩(wěn)步前進(jìn)。凱賽生物披露的2024年三季報顯示，今年前三季度，公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入22.15億元，同比大幅增長41.5%；實(shí)現(xiàn)扣非凈利潤3.35億元，同比增長25.5%。

　　做傳統(tǒng)化工

　　“做不了”的事

　　凱賽生物在科創(chuàng)板上市后，借助市場力量，公司一方面積極擴(kuò)充產(chǎn)能，另一方面持續(xù)加大研發(fā)力度。上市以來，公司已在多項新技術(shù)、新產(chǎn)品上取得進(jìn)展。

　　劉修才告訴記者，上市4年以來，凱賽生物在對生物法長鏈二元酸等核心產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、技術(shù)不斷改進(jìn)升級的同時，在高溫聚酰胺、連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等新的產(chǎn)品領(lǐng)域也接連取得重大突破。

　　高溫聚酰胺是特種聚酰胺的一種，它是一種可長期在高溫環(huán)境中使用的工程塑料，熔點(diǎn)可達(dá)300 左右。由于在熱、電、物理及耐化學(xué)性方面都有良好的表現(xiàn)，高溫聚酰胺是汽車、機(jī)械、電子、電氣工業(yè)中耐熱制件的理想工程塑料，應(yīng)用廣泛。

　　不過，過去該類產(chǎn)品市場主要被國外企業(yè)主導(dǎo)，由于技術(shù)和成本限制，國內(nèi)在高溫聚酰胺領(lǐng)域的產(chǎn)品和應(yīng)用都較少。劉修才告訴記者，經(jīng)過長期研發(fā)，凱賽生物已經(jīng)成功突破技術(shù)瓶頸，開發(fā)出性能更優(yōu)、成本更低的高溫生物基聚酰胺產(chǎn)品。

　　“聚酰胺是通過二元酸、二元胺等單體聚合而來，單體的分子結(jié)構(gòu)和聚合的過程是影響性能和成本的關(guān)鍵因素。我們把高溫聚酰胺的聚合過程，從以往的40小時左右縮短到了幾分鐘。這意味著我們的聚合成本大幅降低，與傳統(tǒng)工藝相比有顯著的成本優(yōu)勢�！眲⑿薏疟硎尽�

　　從“40小時到幾分鐘”的突破，核心關(guān)鍵還是在生物基原料上�！吧�物基原材料的分子結(jié)構(gòu)有別于傳統(tǒng)化學(xué)原料，在生物基原料的基礎(chǔ)上，我們才能開發(fā)新的工藝，這是使用傳統(tǒng)石化原料做不到的。”劉修才說。

　　高溫聚酰胺取得突破后，凱賽生物又將目光投向了生物基聚酰胺連續(xù)纖維復(fù)合材料。每一種材料都有其優(yōu)缺點(diǎn)，比如金屬材料強(qiáng)度高、延展性強(qiáng)，但往往不夠輕；而塑料等高分子材料具有耐腐蝕性強(qiáng)、輕量化等優(yōu)勢，但強(qiáng)度大多不如金屬。

　　人類在探索新材料的進(jìn)程中，一直致力于找到集更多性能于一身的復(fù)合材料�！霸谛袠I(yè)內(nèi)，熱塑性連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料屬于皇冠上的明珠，公司突破高溫聚酰胺后，又在連續(xù)纖維復(fù)合材料上取得成功，這不單是對中國的材料產(chǎn)業(yè)，在全球材料領(lǐng)域也是非常重要的突破�！眲⑿薏疟硎尽�

　　據(jù)了解，以往業(yè)內(nèi)使用高端樹脂等材料制作高性能復(fù)合材料時，由于材料本身的流動性低，復(fù)合材料的聚合時間大幅延長，加工成本也會大幅上升。而凱賽生物的生物基高溫聚酰胺具有更高的流動性，這是公司得以成功開發(fā)熱塑性連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基礎(chǔ)。

　　劉修才告訴記者，公司開發(fā)的熱塑性連續(xù)纖維增強(qiáng)生物基聚酰胺復(fù)合材料具有高性能、易加工、輕量化、可回收、耐磨耐腐蝕等綜合優(yōu)勢。以風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域為例，傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)葉片以玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂為主，環(huán)氧樹脂是一種熱固性材料，成型后就無法回收再利用。但凱賽生物的生物基聚酰胺是熱塑性的，不僅原料可再生，制作的風(fēng)機(jī)葉片也可回收再利用。

　　目前，凱賽生物的生物基聚酰胺與連續(xù)玻璃纖維/碳纖維制成的復(fù)合材料正在多個領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)和測試。按照規(guī)劃，公司將推廣這些材料在車輛、風(fēng)電、建筑等需要輕量化的領(lǐng)域?qū)嵤┐笠?guī)模應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“以塑代鋼、以塑代鋁、以熱塑替代熱固”。

　　探索更廣闊應(yīng)用空間

　　新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品誕生后，最終都需要走向商業(yè)應(yīng)用。劉修才坦言，作為一個科研技術(shù)人員，在凱賽生物誕生之初，他并沒有考慮太多的短期收益問題，也就沒有過多的關(guān)注商業(yè)化問題。隨著公司不斷發(fā)展，商業(yè)化變得越來越關(guān)鍵，但凱賽生物在推廣其生物基產(chǎn)品的過程中，遇到了不少難題。

　　以生物基聚酰胺為例，不論從性能、生產(chǎn)成本還是碳排放等角度來看，生物基聚酰胺都具有傳統(tǒng)化學(xué)法聚酰胺無可比擬的優(yōu)勢。但不可忽視的是，目前化學(xué)法仍然是聚酰胺行業(yè)主流生產(chǎn)方式。

　　劉修才告訴記者，這一方面是因為市場對一種新材料的接受的確需要一定時間；另外，使用生物基聚酰胺為原料生產(chǎn)材料，生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)化學(xué)法有所不同，意味著下游材料廠商需要在設(shè)備、工藝上有更多的投入，這一定程度上阻礙了生物基聚酰胺產(chǎn)品的推廣。

　　雖然短期內(nèi)生物基產(chǎn)品的推廣無法一蹴而就，但合成生物技術(shù)在新材料的開發(fā)上擁有巨大潛力，已經(jīng)成為業(yè)界共識。劉修才表示，接下來凱賽生物在保持高強(qiáng)度研發(fā)的同時，還將繼續(xù)大力推動相關(guān)產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用。

　　“我們首先會在部分典型應(yīng)用場景中進(jìn)行突破，解決行業(yè)痛點(diǎn)問題，形成示范效應(yīng)。在推廣比較扎實(shí)后，進(jìn)行更大規(guī)模的替代�！眲⑿薏沤榻B。

　　“比如我們在鋼材替代上做了很多工作，現(xiàn)在很多大貨車車廂底板，還有集裝箱應(yīng)用我們的材料后可以大幅減重；再比如窗戶等使用的鋁材，我們材料的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于鋁材，但比重卻比鋁材低30%�！眲⑿薏疟硎荆�生物基材料一旦在一些大的應(yīng)用場景中取得突破后，推廣速度將會大幅提升。

　　凱賽生物也在積極聯(lián)動產(chǎn)業(yè)上下游，通過多種合作形式，拓展產(chǎn)品應(yīng)用空間。凱賽生物此前公告，擬定增募集不超過66億元，引入招商局集團(tuán)作為公司間接股東。凱賽生物表示，此次合作的落地將為公司在生物新材料領(lǐng)域的業(yè)務(wù)開拓帶來更大機(jī)遇。公司同時透露，公司聯(lián)合招商局集團(tuán)與各地合作方洽談的復(fù)材落地方案進(jìn)入了實(shí)質(zhì)推動階段。

　　今年5月，凱賽生物與合肥市政府、招商局創(chuàng)科集團(tuán)簽訂戰(zhàn)略合作，三方將建立長期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，充分發(fā)揮各自在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)、應(yīng)用場景打造、生物制造技術(shù)創(chuàng)新方面的優(yōu)勢，構(gòu)建合成生物學(xué)研究和產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)平臺，打造合成生物材料產(chǎn)業(yè)集群。

　　劉修才告訴記者，相關(guān)事項落地后，凱賽生物相關(guān)生物基產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程，有望大大提速。

　　根據(jù)麥肯錫全球研究院發(fā)布的研究報告，預(yù)計到2025年，合成生物學(xué)與生物制造的經(jīng)濟(jì)影響將達(dá)到1000億美元。在聚酰胺復(fù)合材料方面，研究機(jī)構(gòu)Markets and Markets的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2025年全球聚酰胺復(fù)合材料市場規(guī)模將增至153億美元。

　　“世界是由材料構(gòu)成的。我一直認(rèn)為，生物制造最終還是要回到做材料上，它最大的意義就是在材料上取得突破，并實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)石化、化工材料的替代，這是一件很有意義的事情�！眲⑿薏耪f。