美国化学会在2019年9月刊中发表了一篇文章，对PHA行业的最新进展进行了综述。这篇文章对欧美市场主流的PHA供应商进行了深入了解，结合技术、法规、工业化进展等多个维度，呈现出了PHA行业发展的最新态势。以下，Enjoy！
美国化学会《化学工程新闻》9月刊封面，本文为封面文章之一
在日益严重的塑料垃圾危机中，PHA的生产商认为世界级的时机已来。
引言
在加利福尼亚红木城的硅谷清洁水厂，一套由集装箱、塑料管、钢反应器组装成的设备正在进行可降解塑料的试生产。
Mango材料公司自2015年开始运营这套中试装置，来自污水厂的原始沼气包含有甲烷、二氧化碳和硫化氢，通过反应器发酵，细菌将甲烷代谢为生物聚合物PHB（聚羟基丁酸）。
“一旦它们发酵成熟，我们就可以打开细胞，并从中获得聚合物。”Mango客户参与副总裁安妮·绍尔-吉梅内斯说，“Mango每年提取的聚合物约250KG，已在纤维和美容产品包装等应用中经过了测试。”
Mango是数十家PHA领域的供应商之一，PHA全名为聚羟基脂肪酸酯，是一类可生物降解的生物基聚合物。PHA行业的先驱Metabolix在这一领域投入了数亿美元，但最终还是失败了，Mango等公司的高管认为，Metabox当时过于超前了。
PHA的材料性能
公众对塑料垃圾，尤其是海洋中日益严重的塑料垃圾危机的认识正在迅速提高，政府正在禁止使用一次性塑料，而大型消费品公司则在呼吁解决方案，而可以从环境中完全消失的生物降解聚合物则正是世界所需要的。
PHA是一类聚合物的统称，这类聚合物包含多种分子结构，可以表现多种多样的性能，应用在不同领域。科学家在不同的细菌体内发现了150多种具有不同分子结构的PHA，根据细菌的种类和摄入的原料的不同，决定了产生PHA的不同。
生物降解性是PHA最吸引人的特性，尽管生物基聚合物聚乳酸也会分解，但只能在工业堆肥设施中分解，而PHA可以在自然环境甚至在海洋中生物降解。
人们通常将PHA的物理性能与聚烯烃（如聚乙烯和聚丙烯）进行比较，实际上，人们日常使用的许多塑料制品，如食品包装、吸管和餐具等，都属于聚烯烃。麦克阿瑟基金会在2016年发表的一份开创性的报告《新塑料经济：重新思考塑料的未来》，这里面甚至将PHA列为五大大宗塑料（PE、PP、PET、PS和PVC）的潜在替代品。
PHA的应用场景
“PHA的种类繁多，通过调节分子结构类型，PHA可以获得与其它大宗塑料相似的特性，”美国Danimer的首席技术官特朗普说。
PHA的重要区别在于短链和中链的聚合物，短链PHA（如聚羟基丁酸，PHB）仅由碳四的单体组成，中链的PHA（如聚羟基丁酸己酸共聚酯，PHBH）则由碳四和碳六两种单体组成，通常认为，碳五和碳六是短链与中链的分界线。
“聚合物的分子侧链会对性能有显著影响，短链聚合物结晶度更高，但性能较脆，中链的则更有韧性。”行业专家杨·拉文斯汀说，他曾经在帝斯曼和陶氏化学任职，是全球PHA圈内最资深的人士之一。
拉文斯汀说，PHA最适合“必须进行生物降解”的应用，例如不可避免地要在环境中使用的产品。他举例说，缓释肥包膜就是一个绝佳的应用，比如肥料的包膜通常用聚氨酯来做，但聚氨酯并不会降解，而PHA则可以完全降解进入环境中。
在另一个类似的应用中，意大利PHA供应商Bio-on最近与联合利华推出了一系列名为MyKai的防晒霜，面霜中包含由PHB制成的微粉，可以作为防紫外线成分。
意大利PHA供应商Bio-on在意大利博洛尼亚的工厂
Bio-on也在忙于开发其它PHA应用，去年底，它与意大利水果分销商Rivoira成立了一家名为Zeropack的合资企业，以将用于新鲜水果和蔬菜的PHB包装商业化。Bio-on还致力于玩具、汽车配件和家具等应用。
Danimer在2007年从宝洁收购了PHA的生物合成技术，从其位于佐治亚州班布里奇的中试工厂每月从菜籽油中获得约10吨的PHA。有趣的是，Danimer还拥有一家聚乳酸的加工厂，有50000吨每年的挤出工艺产能。
首席技术官特朗普说：“Danimer在聚合物改性配方方面的专业知识，加上其中链PHA合成技术，使其可以将PHA的应用推广的范围更大。例如，Danimer与百事可乐的油炸薯片部门合作，为其提供食品包装材料，以取代目前使用的聚丙烯薄膜，与雀巢正在合作研究PHA水瓶。
PHA的产业化进展
PHA供应商对其材料充满信心，并纷纷开始投资建厂。
Metabolix十年前就进入了这一阶段，它的失败对于整个行业而言仍然是一个警示。2010年，该公司与全球四大粮商之一的ADM建立了PHA合资企业，年产能为50000吨。
然而由于市场对这一材料接受非常缓慢，ADM在两年后关闭了该工厂，至关闭之时，该工厂甚至无法达到每年500吨的里程碑。在ADM亏损了3.39亿美元之后，Metabolix的PHA被市场淘汰，不得不在2016年以1000万美元的价格将其技术出售给韩国公司希杰，它则将业务重点转到农业技术上，并更名为Yield10。
“他们建设了太多产能，却没有市场。”拉文斯汀说，“开发新聚合物的市场是分步进行的，这也是当前PHA供应商正在采取的办法。”
自从2007年Bio-on从夏威夷大学购买了制造PHB和其它类型PHA的技术以来，它一直在开发PHA市场。“当我们开始时，市场还不准备接受PHA，”Danimer的特里森说，“但现在已经改变了，因为客户和品牌所有者的环保意识增强了。”
特里森还看到了监管驱动力，例如欧盟要求2021年找到可持续的替代品，以替代化石燃料为基础的一次性塑料制品，例如棉签棒、餐具、盘子和吸管。他谈到PHA时说：“如果PHA不是唯一的方案，也是一种极好的方案。”
“这是一场正在酝酿的完美风暴，需求正在井喷”Danimer去年展示了PHA吸管，该公司首席技术官特朗普说，“由于塑料禁令，人们不太喜欢纸吸管，PHA材质的产品引起了市场浓厚的兴趣。”
Danimer在肯塔基州的温彻斯特正在建设PHA工厂，该工厂将于今年10月投产，产能约8000吨每年，这个项目投资3600万美元，用来将藻类发酵设施改造成为PHA生产设施。
Bio-on的模式不是自建工厂，而是对外许可技术。尽管它在博洛尼亚的示范工厂正在为Bio-on自己的销售生产专用产品，但它更重要的功能是证明其PHA技术的可行性。
Bio-on已经对外做了多项PHA授权。家族企业SECI已得到授权在意大利建设年产能5000吨的工厂，俄罗斯TAIF公司取得了在鞑靼斯坦共和国建造10000吨工厂的权利，Bio-on还已将其工艺许可给法国、西班牙和墨西哥的公司。
其它一些公司也开始涉足该业务。今年年底，日本Kaneka在高砂工业所建设的5000吨PHBH将投产。掌握了Metabolix技术的韩国希杰，计划建立中试基地来进行小规模的PHA生产，该公司的目标是在2022年实现商业化生产。
Mango材料公司几乎已经在红木城工厂完成了一个示范工厂，该工厂的装置已经在连续运行，每周生产100KG以上的材料。其客户参与副总裁安妮·绍尔-吉梅内斯说，“Mango将很快完成一轮融资，之后会进一步对该材料进行商业化，投资者觉得将这项技术付诸实践的时间表很合适。”她还补充道，“对我们真正需要的是有耐心的资本，PHA这类重资产项目跟手机APP不一样，不是今天投入明天就可以收获的。”