顆粒在線訊：在巴斯夫，創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展密不可分。世界各地的研究人員正在研究創(chuàng)新的解決方案，以開發(fā)替代原材料來源并開發(fā)氣候友好型生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品。巴斯夫歐洲公司執(zhí)行董事會成員兼首席技術(shù)官馬嵐麗博士（Melanie Maas-Brunner）與科學(xué)家在巴斯夫研究新聞發(fā)布會上介紹了當(dāng)前研究項目和各種價值鏈步驟的創(chuàng)新實例。該活動的重點是微生物有助于提高可持續(xù)性的技術(shù)。

巴斯夫歐洲公司執(zhí)行董事會成員兼首席技術(shù)官馬嵐麗博士（Melanie Maas-Brunner）

巴斯夫獨特的研發(fā)平臺是開發(fā)可持續(xù)化學(xué)品解決方案的基礎(chǔ)?！敖陙恚覀円呀?jīng)系統(tǒng)地調(diào)整了這個平臺以滿足客戶的需求，” 馬嵐麗博士說。巴斯夫在全球擁有約10，000名員工從事研發(fā)工作。2021年，公司投資約22億歐元用于開發(fā)可持續(xù)產(chǎn)品和新技術(shù)領(lǐng)域?！皵U(kuò)展我們的能力對我們來說是一項持續(xù)的任務(wù)，”馬嵐麗博士說。示例包括產(chǎn)生一氧化 碳2-無氫，使生產(chǎn)過程電氣化，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以及開發(fā)新的原材料來源和更有效地使用數(shù)字工具。

研發(fā)投資正在獲得回報，巴斯夫在過去五年中投放市場的產(chǎn)品銷售額超過110億歐元就是明證。在化工行業(yè)，巴斯夫在專利數(shù)量和質(zhì)量方面處于領(lǐng)先地位。馬嵐麗博士說：“我特別高興的是，2021年，我們45%的專利申請與創(chuàng)新有關(guān)，特別關(guān)注可持續(xù)性，而且這一趨勢正在增長。從長遠(yuǎn)來看，該公司還希望增加對可持續(xù)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的產(chǎn)品的銷售額和收益。

“許多能夠?qū)崿F(xiàn)氣候中和社會的技術(shù)尚未發(fā)明，”馬斯-布魯納說。因此，必須通過對技術(shù)持開放態(tài)度和納入替代技術(shù)概念來克服未來的挑戰(zhàn)?！耙龅竭@一點，我們需要與工業(yè)、科學(xué)、政治和社會的所有參與者結(jié)盟。公司和立法者之間的聯(lián)盟尤為重要，因為我們需要良好的框架條件來支持我們的行動，“馬嵐麗博士說。

白色生物技術(shù)變得越來越重要

憑借其廣泛的技術(shù)能力，巴斯夫有能力為氣候中和化學(xué)開發(fā)創(chuàng)新解決方案。白色生物技術(shù)正成為巴斯夫越來越重要的一部分。“這些是大自然的工具，人們已經(jīng)使用了很長時間，并不斷改進(jìn)它們，“巴斯夫白色生物技術(shù)研究副總裁Doreen Schach tschabel博士說。微生物，如細(xì)菌或真菌，參與這些生物過程，包括發(fā)酵和生物催化。他們使用不同的有機(jī)材料將它們轉(zhuǎn)化為完全不同的最終產(chǎn)品。這些可以是葡萄酒，面包或奶酪，也可以是化學(xué)工業(yè)的物質(zhì)?！鞍咨锛夹g(shù)已成為我們的關(guān)鍵技術(shù)之一，使我們能夠以高效，資源節(jié)約，最重要的是靈活的方式使用各種原料進(jìn)行生產(chǎn)，”Schachtschabel說。

巴斯夫采用白色生物技術(shù)方法生產(chǎn)的化學(xué)品和產(chǎn)品種類繁多：生物聚合物、人類和動物營養(yǎng)的基本成分（如維生素和酶）、作物保護(hù)產(chǎn)品、香精香料以及用于洗滌劑和化妝品成分的酶。在巴斯夫六個業(yè)務(wù)領(lǐng)域——化學(xué)品、材料、工業(yè)解決方案、營養(yǎng)與護(hù)理和農(nóng)業(yè)解決方案——中的五個部門，巴斯夫已經(jīng)生產(chǎn)了3000多種與生物技術(shù)相關(guān)或可生物降解的產(chǎn)品。2021 年，這些為銷售額貢獻(xiàn)了超過 35 億歐元，而且這一趨勢還在上升。

為了開發(fā)新的工藝和產(chǎn)品，巴斯夫研究人員與眾多外部學(xué)術(shù)和工業(yè)合作伙伴合作。盡管分子的性質(zhì)不同，但技術(shù)基礎(chǔ)和方法通常非常相似。

首先，確定可以培養(yǎng)的合適微生物。在下一步中，如有必要，改變基因組，從而改變新陳代謝，使細(xì)菌或真菌產(chǎn)生更多的某種物質(zhì)或產(chǎn)生具有新特性的全新分子。

然后開始實際的生物過程：微生物在最佳條件下產(chǎn)生所需體積的目標(biāo)分子。營養(yǎng)物質(zhì)和構(gòu)建塊可以是可再生的原材料，如糖，也可以是廢物流、回收產(chǎn)品和化學(xué)合成的分子。

數(shù)字化對于新工藝和產(chǎn)品的開發(fā)至關(guān)重要。這不僅僅是為了更高效和更有效地工作。Schachtschabel說：“如果沒有計算生物學(xué)，特別是生物信息學(xué)，我們將無法做我們今天正在做的事情”。

殺蟲劑英斯卡利斯的發(fā)展?展示了經(jīng)典化學(xué)和生物技術(shù)如何理想地相互補(bǔ)充。生產(chǎn)這種殺蟲劑的第一步是發(fā)酵。然后將中間產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為基于經(jīng)典化學(xué)的后續(xù)生產(chǎn)過程的作物保護(hù)成品?！霸谶@里，我們匯集了兩全其美：通過將發(fā)酵與選擇性化學(xué)合成相結(jié)合，混合工藝使我們能夠經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)高效且可持續(xù)的產(chǎn)品，”Schachtschabel說。

未來，巴斯夫?qū)⒗^續(xù)依靠靈活、廣泛的原材料和技術(shù)基礎(chǔ)。Schachtschabel說：“我們認(rèn)識到，生物技術(shù)、工程和經(jīng)典化學(xué)，當(dāng)它們以最佳方式集成時，可以實現(xiàn)非常高效以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)的過程。這將有助于巴斯夫?qū)崿F(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)“。

氣態(tài)碳作為替代原料來源

除了通?；诳稍偕牧系慕?jīng)典發(fā)酵外，巴斯夫和美國公司LanzaTech正在合作研究細(xì)菌使用氣態(tài)碳源（如一氧化碳和二氧化碳）作為原材料的特殊工藝。碳可能來自鋼鐵廠、煉油廠和化工廠的廢氣，也可能來自氣化的生活垃圾?！拔覀兿Ｍ诰驓怏w發(fā)酵的潛力，為化學(xué)價值鏈制造化學(xué)品，”巴斯夫替代發(fā)酵平臺總監(jiān)Michael Helmut Ko pf教授說。LanzaTech在中國的生產(chǎn)設(shè)施已經(jīng)在使用這項技術(shù)生產(chǎn)乙醇，比利時的另一家工廠將很快投入運(yùn)營。兩家公司現(xiàn)在希望使用氣體發(fā)酵工藝生產(chǎn)高級醇和其他中間體。

“我們的細(xì)菌經(jīng)過專門設(shè)計，可以將廢碳轉(zhuǎn)化為各種所需的中間體，”LanzaTech創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官Sean Simpson博士解釋說。反過來，巴斯夫?qū)⑵湓诨瘜W(xué)和工藝技術(shù)以及工藝強(qiáng)化方面的專業(yè)知識貢獻(xiàn)到這一開發(fā)項目中。巴斯夫還在設(shè)計從發(fā)酵系統(tǒng)中分離和純化產(chǎn)品的工藝，以便將其送入價值鏈。

全世界有足夠多的替代碳源可用于氣體發(fā)酵。“但這需要改變思維方式，以實現(xiàn)具有跨部門特征的項目，例如，將化學(xué)工業(yè)與鋼鐵廠或廢物管理公司聯(lián)系起來，”辛普森說。這種替代原材料來源的更大可用性將意味著對原始化石原料生產(chǎn)化學(xué)品的需求減少。

“用于殘余材料的氣化技術(shù)，氣體發(fā)酵 - 以及用于產(chǎn)品合成的可持續(xù)氫氣和可再生能源 - 以及產(chǎn)品輸出的高效凈化過程可以在未來為提高我們價值鏈的可持續(xù)性做出重要貢獻(xiàn)，”Kopf在評論該技術(shù)的潛力時說。

詳細(xì)了解生物降解性

在巴斯夫，細(xì)菌和真菌不僅在可持續(xù)產(chǎn)品的生產(chǎn)中發(fā)揮作用。巴斯夫生物聚合物研究副總裁 Andreas Küncel 教授表示：“對我們來說，可持續(xù)發(fā)展還意味著確切地了解環(huán)境中的微生物在使用后如何以及為何會生物降解我們的產(chǎn)品。生物降解性意味著微生物將復(fù)雜的有機(jī)分子代謝成能量、水、二氧化碳和生物質(zhì)。

要使用這種自然方法并開發(fā)完全可生物降解的產(chǎn)品，需要對化學(xué)和生物過程有基本的了解。因此，巴斯夫在過去10年中大幅擴(kuò)大了與生物降解性相關(guān)的研發(fā)活動?！斑@個令人難以置信的復(fù)雜主題只能作為一個跨學(xué)科團(tuán)隊來掌握，”Künkel說。他強(qiáng)調(diào)了與客戶、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)部和外部合作的重要性，巴斯夫與他們一起在實驗室和現(xiàn)場進(jìn)行了廣泛的實驗。Künkel解釋說：“我們非常詳細(xì)地研究了我們應(yīng)該如何設(shè)計材料，以使我們的產(chǎn)品在土壤和技術(shù)系統(tǒng)（如堆肥和污水處理設(shè)施）中生物降解”。

這方面的一個例子是生物降解地膜。它經(jīng)認(rèn)證可在土壤中生物降解，可幫助農(nóng)民實現(xiàn)更高的產(chǎn)量。收獲后，薄膜可以簡單地犁地，并被土壤中的微生物分解。巴斯夫研究人員與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家合作，研究薄膜在實驗室和野外土壤中如何以及為何生物降解。為此，他們開發(fā)了新的分析方法，可以證明薄膜中的碳在生物上轉(zhuǎn)化為二氧化碳和生物質(zhì)。

可生物降解材料的另一個重要應(yīng)用是洗衣粉、洗碗機(jī)洗滌劑和化妝品的成分，這些成分在其生命周期結(jié)束時最終進(jìn)入廢水處理廠。在這里，準(zhǔn)確了解材料的結(jié)構(gòu)如何影響其生物降解性也至關(guān)重要。

為了擴(kuò)大新的認(rèn)證可生物降解產(chǎn)品組合，數(shù)字工具是研究工作的重要組成部分。憑借對生物降解性的廣泛數(shù)據(jù)收集，巴斯夫可以開發(fā)計算機(jī)模型，在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段預(yù)測分子和材料的特性和生物降解性，從而相應(yīng)地調(diào)整其結(jié)構(gòu)。Künkel說：“巴斯夫是預(yù)測性生物降解性數(shù)字建模的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者。在與客戶合作為特定應(yīng)用開發(fā)量身定制的可生物降解產(chǎn)品時，這很有幫助。

來源：慧正資訊