我国原创生物基合成纤维——PLA/PHBV共混纤维制成的衣服。陈鹏供图

玉米、木薯淀粉等原料制成的聚乳酸纤维，既阻燃还能全生物降解；以虾、蟹壳为原料制备的壳聚糖纤维，天然具有抗菌抑菌、止血促愈的功能……在石化原料愈发紧张的当下，源于自然馈赠的生物基纤维备受纺织业热捧。

近日，中国纺织工业联合会正式发布《纺织行业“十四五”发展纲要》，提出推进生物基纤维和原料关键技术研发及其终端产品应用，明确了“十四五”期间拟推进的生物基化学纤维重点工程。

不过，记者调查发现，生物基纤维的优点、亮点在国内并未得到很好释放，相关产品仍“叫好不叫座”。而这一贴上“绿色”标签的纺织业“网红”，部分品种在生产过程中甚至还存在污染现象。

利好政策下，生物基纤维如何才能真正成为“爆款”？

政策再吹“春风”

“规模优势和全产业链闭环的创新生态，使得我国纤维材料创新正从‘跟跑’进入‘跟跑、并跑、领跑’并存阶段。”不久前，中国纺织工业联合会会长孙瑞哲在先进纤维新材料科技创新高质量发展论坛上如是说。

数据显示，2020年，我国纺织纤维加工总量达5800万吨，占世界比重的50%以上，化纤产量占世界比重超过70%。

让中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员陈鹏感到担忧的是，如此高产量的化纤，有90%以上依赖于化石资源，而我国石油和天然气进口依存度已分别达73%和43%，这将导致化纤业难以持续发展。

“我国传统化纤碳排放高，造成化纤及纺织业减碳压力极大。可以说，传统化纤重复扩张的老路既缺乏可持续基础，也与绿色发展潮流相悖。”陈鹏告诉《中国科学报》，发展生物基纤维不仅有利于减轻整个化纤行业对化石资源的依赖、缓解碳排放压力，还将进一步提升我国纺织业在国际市场上的竞争力与话语权。

“因具有源于可再生资源、部分使用后能自然降解等优点，生物基化学纤维原料多来自植物和微生物有机体，如糖类、蛋白质、纤维素及酸、醇等有机物。”中国科学院过程工程研究所研究员王岚告诉《中国科学报》。

早在“十二五”期间，中国化学纤维工业协会就公布了《中国生物质纤维及生化原料科技与产业发展（30年）路线图》。陈鹏认为，此次发布《纲要》更是为生物基纤维的发展释放出十分明确的信号。

“一是纺织行业必须坚定走绿色、可持续发展道路，而生物基纤维作为绿色纺织的核心关键原材料之一，其发展具有不可替代的作用。二是发展生物基纤维要兼顾生物基原料和终端产品应用，包括生物基单体和原料的高效制备、生物基纤维及其纺织产品的功能化和差别化等。三是从过去的探索、鼓励、培育、支持等，转变为具体可量化的指标（年均增长10%以上），从蓄势待发进入大踏步前进的崭新阶段。”陈鹏表示。

产品“叫好不叫座”

目前，国内市场应用较成熟的生物基纤维可分为纤维素再生纤维、海洋生物基纤维、生物基合成纤维、蛋白改性纤维等类别。

“其中，以竹浆纤维为代表的粘胶类纤维素再生纤维是我国特色品种，壳聚糖纤维、海藻纤维已进入产业化阶段。聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸和聚酰胺56是生物基合成纤维中发展较快的品种，预计将会有巨大的市场前景。”陈鹏对记者介绍说。

他指出，以生物质呋喃二甲酸为单体的呋喃基聚酯纤维具有高耐热、易染色等优异性质，也将成为生物基合成纤维中极具发展前景的新品种。

在孙瑞哲看来，与世界一流强国相比，我国纤维新材料发展仍有差距，关键共性技术供给不足，标准与知识产权布局相对滞后，不少高精尖领域仍是瓶颈与短板。

我国生物基纤维的发展也存在类似问题。“目前，我国生物基纤维产业在整个化纤行业中仍占比不高，尚未达到全面工业化和商品化的阶段。”王岚表示。

“受石油危机影响，发达国家早在上世纪六七十年代就开始重视利用生物技术获取基础原材料，绿色生态观念深入人心。而我国直到本世纪初仍以扩大产能、满足‘温饱’基本需求、承接发达国家传统产业转移为重心，从原料到市场都是以化石资源为原料的常规化纤品种，这是造成我国与国际先进水平仍有差距的主要原因。”陈鹏强调。

在他看来，目前，我国生物基纤维的发展首先受制于原材料规模小、成本高、品质低。借鉴化纤、纺织产业已有的成功经验，任何一个新品种的发展都离不开原材料、纺丝、纺织应用的协同并进。

“以聚乳酸纤维为例，其关键原材料为高光学纯度的丙交酯，过去主要依赖于进口。近几年，因国际产能有限、国内需求激增，国产高品质丙交酯一直处于紧缺状态，严重阻碍了聚乳酸这一代表性生物基合成纤维的良性发展。”陈鹏说。

他还指出，与常规化纤相比，各类生物基纤维均面临不同程度的应用开发不足。“纺织产业尚未建立起与生物基纤维相匹配的专用技术链（纺纱、染整、定型等），简单套用过去形成的常规技术，不仅未能释放出生物基纤维的优点、亮点，反而大大削弱了产品的性价比，造成生物基纤维及其纺织产品‘叫好不叫座’的不利局面。”

对此，以聚乳酸纤维为例，王岚建议实行聚乳酸全产业链优化工程，着力实施乳酸、丙交酯、聚乳酸和下游制品上下游一体化工程，降低设备投资成本和下游制品生产成本，全面提高产业整体竞争水平。

仍需多管齐下

作为有望缓解资源危机和环境污染的新材料，生物基纤维的发展不仅要实现原料替代，还要实现过程替代和产品替代。但记者发现，目前我国部分再生纤维素纤维生产过程仍存在不清洁的问题。

对此，王岚表示，开发面向过程的清洁生产工艺是解决这一问题较为可行的方式。“以新资源再生纤维素纤维（如麻纤维、竹纤维、秸秆纤维）为例，可以利用生物炼制技术条件温和、环境友好、产品多样等优点，解决部分再生纤维素纤维生产过程的污染问题，并在原料利用率最大化的前提下，开发多组分高价值产品。”

陈鹏还指出，应逐步淘汰如纤维素再生纤维等品种生产过程中使用的有毒、污染溶剂，代之以新一代绿色、环保溶剂。

“生物基纤维特别是生物基合成纤维，从聚合级单体制备、聚合物产品开发再到纤维级片材、纤维面料开发，整个生产流程长、关键技术环节较多，需要核心技术、工艺、装备、产品等方面协同发展，才能将相关产业做大做强。”王岚表示。

她建议以生物基纤维及其原料重大工程专项为产业突破口，把“三个替代”和“三个结合”作为当前发展生物基纤维的重要任务，开发替代石油资源的非粮生物质原料，突破生物基纤维绿色加工新工艺、装备集成化技术、实现产业化生产；拓宽生物基纤维应用领域，促进产业链跨越与可持续发展，显著提高经济与社会效益。

王岚表示，一方面国家应积极制定生物基纤维产业发展的相关政策和规定，推进基础研究和产业发展；另一方面还应充分调动国内高校和科研院所，加强生物基纤维的基础和应用研究，支持相关产业关键技术人才培养，引导企业与高校、科研院所进行产学研合作，加大原创技术开发，开展知识产权竞争。

“还应积极引导资本的介入，组织相关机构大力推动生物基纤维的生产和应用，鼓励大型国有企业介入生物基纤维的开发和转化，加强产业链的合理布局，以快速推动我国生物基纤维产业的发展，抢占产业制高点。”王岚补充道。