在“双碳”目标引领与全球限塑浪潮推动下，生物制造成为“十五五”时期重点培育的赛道。聚羟基脂肪酸酯（PHA）作为全生物基、可完全自然降解的绿色材料，正凭借独特优势破解塑料污染难题。安琪酵母、川宁生物等上市公司发挥产业资源优势，与北京微构工场生物技术有限公司协同推进，推动PHA从实验室走向规模化应用，迈入产业化关键攻坚阶段。
技术突破
北京顺义产业园，在一个个不锈钢发酵罐里，来自盐湖的细菌正通过不断进食养料，在体内累积某种重要物质，而这种物质就是制造PHA的原料。
PHA被视为可以替代传统塑料的材料。传统塑料是石油化工产物，而PHA的诞生则来自生物制造，其原料来自微生物的“脂肪”——一种天然储存碳源与能量的物质。这使得PHA能在土壤、海水中被微生物完全降解，其降解单体甚至天然存在于人体之中，具备生物相容性，并且绿色环保。
但PHA的提取需要经过发酵、提取纯化、干燥造粒、应用测试等步骤，传统发酵使用的菌株娇贵，需要高温高压灭菌防止杂菌污染，耗水耗能，成本高昂。2008年，清华大学合成与系统生物学中心主任陈国强率团队从新疆艾丁湖筛选出嗜盐菌，改写了工程化流程。这种细菌天生适应高盐碱环境，而绝大多数杂菌在这种条件下无法生存。这意味着，发酵过程可以省去繁琐严苛的灭菌环节，在开放条件下进行。随后，陈国强团队打造了拥有自主专利的大规模工业化PHA生产菌种，实现了“菌株-工艺-装备”全流程自主创新。
基于这一技术的成果转化，微构工场自2021年成立起开始推动PHA的规模化生产。该公司董事长徐绚明告诉中国证券报记者，依托下一代工业生物技术的创新，PHA的生产成本已较当初下降超过40%。“在菌种端，我们对核心嗜盐菌底盘的改造已持续20余年，累计迭代超过40代，仅近5年就完成26代迭代，每一代进化都带来产量和转化率的提升。”
借助合成生物学技术，微构工场把多种PHA单体像乐高积木一样自由拼装，目前开发出74种PHA材料，以适应高韧性、高阻隔、高强度、小粒径或高透明等不同场景需求。微构工场的展厅陈列着用不同PHA材料制成的化妆品包装盒、纸杯涂层、吸管、刀叉、服装、医用材料，揭示出这类材料广泛的应用场景。
徐绚明介绍，截至2025年底，全球PHA总产能约为4.52万吨，其中我国产能为1.48万吨。2025年，微构工场与安琪酵母合资的湖北微琪生物科技有限公司年产3万吨PHA项目一期1万吨产线正式投产，成为我国首条万吨级PHA生产线。
从实验室到万吨厂
技术突破只是前提，产业链合作切实推动了PHA材料进入产业化快车道。安琪酵母、川宁生物、金光集团APP、巴斯夫、蒙牛乳业等公司已参与PHA的生产与应用探索。
2022年，安琪酵母与微构工场签署合作协议，合资组建微琪生物，在湖北宜昌启动建设PHA可降解材料绿色智能制造项目，总投资10.5亿元。
“合成生物技术是安琪酵母战略转型的关键方向。PHA生产与安琪酵母的发酵技术工艺原理上高度相通，是我们切入合成生物赛道的天然入口。”安琪酵母副总经理郑念说。凭借数十年的规模化发酵经验和全球化产业资源，安琪酵母与微构工场达成“技术+产业”的深度合作。
在PHA下游应用拓展上，双方将战略重心聚焦于技术门槛高、具备绿色溢价的细分领域。2026年1月，安琪酵母、微构工场、都佰城集团、金光集团APP、恒鑫生活联合宣布，围绕PHA生物材料，形成“技术研发—规模制造—高端应用”的纸基阻隔涂层全产业链协同合作机制。
郑念介绍，欧盟包装和包装废弃物法规将从2026年8月开始分阶段实施，所有包装物从2030年起必须可回收，全球包装行业面临绿色变革。5家产业链合作伙伴基于PHA水性阻隔涂层的应用场景，共同开发并推动产品落地，由微构工场提供特定PHA原料，都佰城集团完成乳化改性，金光集团APP生产高性能食品卡纸并完成涂层应用，恒鑫生活基于纸塑成型核心技术制造PHA制品，该制品也会应用于安琪酵母的产品包装中。
川宁生物则瞄准了不同附加值的PHA系列产品。2024年1月，川宁生物与微构工场合作成立伊犁微宁生物技术有限公司。川宁生物总经理邓旭衡向记者介绍，微宁生物主要专注于低成本大宗PHA材料、医疗级PHA材料、三羟基丁酸（3HB）食品级材料三类产品的生产。
“我们已于2024年利用川宁生物产线启动PHA生产，面向全球客户形成不低于每年2000吨的PHA供应能力。”邓旭衡表示，新疆地区生物质原料充足、价格稳定，发酵所需的煤炭及电力成本优势显著，为PHA生产成本大幅下降提供现实路径。“2025年，我们的生产基地全年实现收入7826万元，较2024年有了明显改善。2026年，一期产能将逐步推向满产，营业收入和利润有望继续改善。”
探索商业化路径
材料的应用加工性不强与性价比偏低是PHA实现产业应用的“拦路虎”。徐绚明表示，PHA材料仍面临多方面挑战：一是材料应用加工瓶颈，作为新型生物基材料，PHA在现有加工体系中的适配性偏弱；二是成本和原料瓶颈，传统PHA生产依赖精制糖基原料，碳源成本占比40%以上；三是应用生态瓶颈，PHA下游应用场景开发不足，产业链协同有待加强。
徐绚明介绍，公司正通过引入AI技术来提升生产效率。“制造生物合成材料的一大挑战在于生产环节的过程控制。就像自然界中你很难让每一片叶子都长得一模一样，PHA的生产过程也天然存在波动性，要实现标准化，就必须借助精准控制手段。”
为了将PHA生产过程控制得像化工生产一样精细，微构工场引入AI技术与光谱及质谱分析设备，将发酵过程中的关键参数检测从以天为单位缩短至以秒为单位，利用光谱设备读取溶液中的分子量分布、单体比例，以达到更好的控制水平，并通过算法优化不断缩小误差。
徐绚明介绍，微琪生物通过与西门子合作，将工业人工智能、数字孪生和流程仿真引入生产体系，推动工厂从经验驱动转向数据驱动。同时积极探索多元化低成本原料路线：一是充分利用安琪酵母生产中的副产物作为低成本碳源；二是开发非粮生物质、有机废弃物、木质纤维素等替代原料，不与人争粮。
另外，规模化生产将摊薄固定成本。“微琪生物PHA生产线分两期建设。一期1万吨达产达效后，预计每年可实现销售额3亿元-4亿元。随着产能逐步释放和规模效应显现，固定成本摊销将持续降低。”郑念说。
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