一个月前写的文章《尼龙6、尼龙66和尼龙56都是什么鬼?》科普了化学合成的尼龙和凯赛生物发酵法合成的尼龙是什么,但没有展开说它的前景。生物法的尼龙(聚酰胺)并不是尼龙的另一种生产工艺,并非瞄准现有尼龙的市场以成本优势去替代。
生物材料有什么应用场景?
看三个案例:
一则西门子官网上的广告,西门子智能工厂系统的客户凯赛生物,将玉米发酵做成尼龙,尼龙作为纺织纤维制成足球服。
汽车最外层的清漆中所用的固化剂的原料为六甲基二异氰酸酯(HDI)。以玉米发酵法制的戊二胺,可以用于合成五甲基二异氰酸酯(PDI),替代化学合成的HDI。
奥迪对上游供应商提出更多使用生物基材料的要求,巴斯夫提供的N7300固化剂就需要寻找生物法的戊二胺,生产出PDI对传统的HDI固化剂进行替代。而目前全球能够产业化提供生物发酵法戊二胺的仅有凯赛生物。
苹果公司有更激进的目标,要在2030年做到零碳排放,那么就要涉及到使用生物基材料。苹果的每个产品都要出具一份环境报告:
在2018年12月发布iphoneXS时首次提到玻璃支撑框架使用了生物基材料。为了满足苹果的生物材料要求,法国供应商Arkema提供了生物基的聚酰胺部件。全球做到产业化生物基聚酰胺的仅有凯赛生物。
生物材料的征途是星辰大海
材料做产品,首先要满足性能指标要求,在这个基础上,上面几个案例对于生物基材料提到了成本吗?都没有,而是都指向同一个诉求——环保。确切的说,是要减少使用化石资源,使用可再生材料。
看看苹果的产品环境报告里的表述:
看看巴斯夫的表述:
减少使用化石资源,使用可再生材料。是不是一个似曾相识的故事?那就是四十年前提出,今天已经在全球范围内根植人心,可再生能源的故事。
石油、煤炭等化石能源的使用,一是产生大量碳排放,二是资源不可持续,环保和可持续发展的危机意识催生了光伏、风力、地热、生物质能源等可再生能源产业的快速发展。
全球石油、煤炭的一多半用途是能源,而还有一少半用途就是材料。一模一样的道理,出于环保和可持续发展的需求,材料领域也有减少对化石资源依赖的需求。
对标可再生能源的话,可再生的生物材料的征途可算是星辰大海。可再生能源走过四十年,大幅降低了成本,虽然今天大部分场景下依然比化石能源贵,但仍不影响其快速发展和大家的信心。生物材料当然也有义务不断降低成本,但新生阶段并不是主要矛盾。新生阶段最重要的是做出产品,性能经住考验,找到应用场景。
可再生、可循环、可降解的分别?
先说说环境友好,分两个层次,一是中短期的,产品不要对人类健康有戕害;二是中长期的,产品不要增加碳排放,因为CO2虽然不是有毒气体,但长期累积浓度高了造成温室效应。
化石原料提供碳的来源,聚合成碳链高分子,就构成了今天的各种塑料、纤维材料这个大产业。在没有足够的非化石材料科技出现前,依赖化石原料,只能提倡尽量少使用、不使用塑料,当然这和发展是相悖的,就像减少对石油的依赖提倡大家都不要开车了。
然后就是尽量把塑料制品不要一次性使用,而是循环多利用几次。矿泉水瓶底都有个三角形的循环标志,三角形内有个数字,指的是可以回炉另造几次。这就是可循环塑料,Recycled materials。跟可再生材料Renewable materials是两码事。
可降解材料又是另一回事,它跟可不可再生完全是两个维度。可再生Renewable指的是源头是可再生的来源,可降解是指材料寿命的终局能否分解成CO2。
追求可降解,前面也写文章分析了《高材生妄议禁塑令,可降解难言归正途》,是一条风险之路。
可降解要解决的是上面说的环保两个层次中的第一个层次,就是希望塑料颗粒不要危害人体健康,无关第二个层次。
即便第一个层次,也不能很好解决。因为塑料降解所需要的理想条件在自然界不容易满足,塑料仅是肉眼可见的碎裂,而没有降解到单个CO2的话,那么跟没降解没有分别,依然对人和动物都构成威胁。其次,可降解塑料往往非常脆弱,为了满足使用时的性能指标,加入了不可降解的例如PE聚乙烯作为骨架来增强。这样的材料埋到土里,虽然看起来碎裂,但填料降解,骨架并不能降解。心安理得地填埋这样的材料,反而增加了风险。
塑料彻底回归对人无害的CO2,最好的方式就是收集起来焚烧,还能释放化学能发电。很多人认为这构成碳排放,不环保。这就要说到可降解也无关环保第二层次。我们中学都学过CO2可以微溶于水,生成碳酸。也就是说其实海洋是个巨大的CO2容器,可以吸收一部分CO2。土壤也有类似的功能,也能容纳一部分CO2。但是,是容器都有容量,有装满的极限。在全球的碳平衡中,海洋和土壤一直是处于这种平衡中,吸纳多少,就要释放多少。
下图就是全球的碳循环,数字的单位是十亿吨/年。填埋的可降解塑料即便分解为CO2,也是要排放到大气中的。跟焚烧没有区别。所以说可降解塑料并不解决碳排放的问题。
生物基的可再生材料才是正途。植物生长靠光合作用抓取大气中的CO2为原料,将植物用适当的菌种发酵做成材料,材料的寿命终点焚烧处理成CO2回归大气。循环下来并不增加碳排放。
凯赛生物之前并不是没人做可再生的生物材料。凯赛生物的开创性在于做出生物法的聚酰胺PA,而PA在常见的塑料、工程塑料里面是强度最高的材料。
下图是各种材料的拉伸强度:
生物材料不能仅因为可再生这个卖点就得到优待,在性能上与传统化石基材料相比也不能掉链子。而生物法的聚酰胺PA的出现,正是里程碑式的产品。高强度、轻量化、可再生,真正让生物材料摆脱废柴的形象。
聚酰胺56的服装用途如何定位?
凯赛生物的多种生物基聚酰胺可以开发各种工程塑料用途,其中聚酰胺56除了工业用途外,还有服装用途,这个市场又有其特色。
聚酰胺56纤维注册商品名为泰纶。
棉线、蚕丝的吸湿性好,但排汗性差(蒸发慢),亲肤质感好,但耐磨性差。
涤纶坚韧,但触感差,吸湿性差。
尼龙6和66更坚韧,吸湿性差,染色性差。
泰纶兼具了各家的优点,有尼龙66的坚韧,有棉花蚕丝的吸湿性和亲肤质感,有涤纶的排汗性;并且泰纶易染色,低温染色节约能耗,染色鲜艳,清晰度高;除此之外,泰纶纤维阻燃,虽然可以点燃,但空气中的氧浓度不足以支持其燃烧,会自行熄灭。集各种优点于一身的泰纶纤维又如何定位和定价呢?
各类化纤的单价与天然纤维单价对比:
除了性能指标外,天然纤维制成的服装定价时有一定的消费光环。
那么泰纶是哪个阵营的?
天然的原料——以玉米为原料,生物的生产方式——以细菌发酵为转化方式,得到的纤维,有如羊毛的触感,是天然纤维还是化纤?老眼光一定要定价对标化纤吗?不该对标天然纤维吗?
看看有没人承认生物尼龙的消费光环效应:
生物基尼龙用到了lululemon的面料中。lululemon,一个做奢侈品紧身裤的,位于笔者的知识盲区内,看了一眼价格赶紧关上了网页……
lululemon的运动服装用主要用莱卡和尼龙两种原料,要耐磨,要吸湿排汗,要亲肤质感,更重要的,这种价格的厂家还有消费者,不强调自己的环境意识那怎么好出门跟人打招呼。
自然是要强调一下自己对碳排放的态度的:
sourcing more sustainable raw materials and fibers, including recycled and renewable content polyester and nylon.
可见生物基的尼龙不是划在化纤阵营的。
凯赛生物该对标谁?
此处的对标不仅指的是估值方法,更重要的是凯赛生物要拓展自己的事业该对标谁的战略。
可再生的生物材料要对标的前景是可再生能源,想象空间有多大毋须多言。但是不能仅停留在想象,因为这次不一样,以往我们总是习惯于打破国外垄断技术的故事,我们是追赶者,有前人趟出的路。但这次的生物基聚酰胺是我们在最前沿实现的科研和工程化突破。那么这次就需要自己走出一条路。
有没有可以效仿的模式?最近十五年内最好的参考案例就是特斯拉。创立初始的特斯拉不要说靠经济性去渗透汽油车的市场,那是完全不可能的,连稳定生产、保证可靠性、按时交付这些基本要求都做不到。但四面楚歌的马斯克也找到了合适的营销方式,就是突出环保跑车的卖点,推介给好莱坞的名流,利用头部流量的带动效应自上而下的打开市场。
这个新行业的引领者也得到了资本市场的耐心支持,2010年上市至今特斯拉根本就没有PE倍数,因为预计2020E才是第一个完整的盈利年度,而此时都已经有了4000亿美元的市值。
凯赛生物做出的生物基聚酰胺此时想通过成本优势去替换现有聚酰胺市场的话,并非不可能,但难度不小。新材料产业虽然振奋人心,但整个老材料产业就是固守阵地的对手。做过实业的都知道,在根深蒂固的传统制造业中替换一样东西有多难。
对于可再生生物材料,最好的战略是不断发声、扩大影响、突出环境友好和可持续发展的亮点,由高端的最终需求端倒逼材料需求的生发。凯赛生物已经开始实践这条战略了,开拓一些灯塔客户,类似前面提到的苹果、奥迪、lululemon等。虽然它们不会是凯赛生物的直接客户,但会催生产业链中出现对可再生材料的需求。同时这些品牌的做法会起到示范扩散作用,逐渐打开对生物材料的市场需求。
估值的事情不多说了。特斯拉今年市值超过所有传统汽车巨头,Model3每月国内销量碾压一众弯道超车的品牌,确实让人羡慕嫉妒恨。但不能只感叹今天这个结果,特斯拉十几年没有自身造血的能力,成长到今天,跟资本市场的支持是分不开的。
凯赛生物作为我国在生物材料这一细分领域全球领先的科技前沿企业,十几年后能否吊打传统材料巨头,也是离不开资本市场的耐心陪伴的。
当前社会的家长们让小孩学医,因为医生挣钱多、越老越吃香;让小孩当老师,因为老师收入稳定、有寒暑假。这些都没错,不过还是有个初心,当医生是为了治病救人,当老师是为了教书育人。金融从业者利用信息差、预期差赚钱,无可厚非。不过金融也有个初心,资金的搬运工,实现资源最优配置,服务实体经济发展。赚钱的边际效用递减,十几年后退休时能跟儿孙吹牛B的可能就是爷当年扶持出哪些伟大企业。
来源:ChemLaymen 化外之地ChemLaymen
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