2025年全球白色生物技术市场规模为4326.2亿美元,预计从2026年的4588.6亿美元增长到2034年的7350亿美元,在2026年至2034年的预测期内,复合年增长率为6.07%。
日益增长的环境问题和监管压力正促使各行业采用可持续和环保的生产工艺。白色生物技术提供生物基替代方案,可减少对化石燃料的依赖并最大限度地减少对环境的影响。
白色生物技术,又称工业生物技术,是将生物技术的科学原理应用于生产可生物降解和生物基产品,并利用酶和微生物等生物催化剂。多种重要的生物活性化合物、次生代谢产物、色素、有机化合物(如柠檬酸、乙酸、甘油和丙酮)以及抗生素(如青霉素、链霉素和丝裂霉素)均常用于白色生物技术生产。此外,代谢产物、可生物降解塑料、生物防治剂、生物基燃料、可持续能源和废物处理剂也可通过白色生物技术生产。白色生物技术在生物能源、纺织、建筑、化工、食品饮料和制药等众多领域有着广泛的应用。
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近年来,由于终端用户对白色生物技术的应用及其诸多优势(包括环保、制造成本低、废物产生少以及原材料利用率高)的认识不断提高,对白色生物技术的需求日益增长。同时,由于汽车和消费品等高端行业为实现可持续发展目标而面临的压力不断加大,生物燃料的需求也在上升。消费者对绿色化学品的需求日益增长,尤其是在北美和欧洲等发达经济体,这迫使制造商采用白色生物技术而非传统的化学生产方法。此外,近年来,由于聚合物开发技术(特别是生物质聚合物)的进步,生物化学品市场也迎来了丰厚的机遇。制造商之所以青睐生物化学品,是因为它们在个人护理产品、食品、涂料和纺织等行业有着广泛的商业应用。这些因素正在显著加速全球白色生物技术市场的发展。
由于人口增长、耕地稀缺、土地小规模耕作以及土壤肥力下降等因素,生物作物的生产现状可能很快就会丧失。此外,过度使用和不当施用化肥导致耕地肥力下降,最终造成土壤肥力枯竭。由于产量存在不确定性,生物作物的价格也因化肥使用过量而波动,预计这将阻碍市场扩张。印度土壤科学研究所发布的一份关于粮食需求不断增长的报告指出,在集约化种植制度下,作物产量及其对化肥的响应速度正在逐年下降。目前大多数养分的利用效率仍然相对较低。例如,研究发现土壤对磷的利用效率仅为15-20%,对硫为8-12%,对氮为30-50%。因此,土地肥力下降限制了生物作物的生产,这可能会在预测期内减缓市场增长。
2017年全球对生物基和可生物降解塑料的需求量为96万吨,同比增长19%。尽管生物塑料行业仍处于发展初期,但它已成为多个商业市场和应用领域的中流砥柱。由于消费者对环保材料的偏好、塑料加工商和复合材料生产商对生物塑料使用量的增加,以及拓展生物塑料优势的新产品的推出,预计几乎所有地区的市场对生物塑料的需求都将显著增长。
生物基通用树脂,例如聚乙烯和聚丙烯,有望进入商业市场,其发展动力主要来自不断增长的需求。这些生物塑料能够直接替代现有应用,并且人们越来越关注生物基含量而非生物降解性,这可能是其快速普及的原因。为了响应市场需求,英国生物技术公司Toraphene于2020年推出了首款石墨烯增强生物塑料。
联合国预测,世界人口将从2019年的77亿增至2050年的97亿,增幅超过25%。人口增长增加了人类和牲畜的粮食需求。此外,由于城市扩张侵占农业用地,土地利用也面临压力。这些全球趋势表明,生物技术提高农业产量的机会。例如,基因编辑可以培育出能够耐受更恶劣环境条件的小麦或玉米品种,或者在保持相同营养价值的前提下,在更小的空间内获得比其他作物品种更高的产量。此外,生物农药的研发有望保护作物免受环境或有害化学物质的侵害。
根据类型,市场可分为生物燃料、生物材料、生物化学品和工业酶。生物化学品是市场贡献最大的部分,预计在预测期内将以16.77%的复合年增长率增长。生物化学品又细分为家用肥皂和洗涤剂、个人护理产品、纸浆和纸张以及纺织品。日益严格的法规、对环境问题的关注以及消费者对更可持续产品的需求推动了市场增长。因此,包括家用清洁产品在内的清洁产品制造商多年来一直在通过减少包装、提高生物基成分的比例以及降低产品使用建议温度来减少碳足迹。为了满足消费者对可持续产品的持续需求,全球家用肥皂和洗涤剂市场的领先企业也在将生物化学品纳入其产品系列。例如,在智利,联合利华生产的一款洗洁精就使用了来自赢创的鼠李糖脂。
由于生物燃料能够降低碳排放、获得碳信用额度、减少对化石燃料的依赖,并且使用天然可再生原料,近年来备受关注。除了这些优势外,印度和巴西等农业经济体也受益于生物燃料市场,因为这些国家拥有大片可用于原料生产的土地。为了促进生物燃料的推广和使用,超过23个国家的政府发布了相关指令、发展计划、政策和法规。美国、巴西、法国和中国是生物柴油消费量最大的国家,其次是德国、英国、意大利、西班牙、波兰、泰国和印度尼西亚。
根据应用领域,市场可分为化学品、制药、食品饮料和饲料四大板块。其中,化学品板块是市场贡献最大的板块,预计在预测期内将以14.24%的复合年增长率增长。多年来,化学品生产商一直依赖复杂且往往有害的工艺来生产各种产品,包括维生素、尼龙、塑料、天然气、石油和工艺化学品。然而,近年来,白色生物技术已在工业领域得到广泛应用。随着原油价格上涨和消费者对环保产品需求的日益增长,白色生物技术对化学工业的重要性日益凸显。除了原油价格上涨和消费者对绿色产品的偏好之外,推动白色生物技术在化学工业中发展的因素还包括技术进步的加速以及生产过程中二氧化碳排放成本的不断上升。由于消费者对绿色化学品的需求日益增长,尤其是在北美和欧洲,消费者愿意为各种可再生产品支付更高的价格或绿色溢价,因此,化学品制造商将采用白色生物技术工艺来替代传统的化学品制造工艺。为了扩大化学品市场,化学品生产商正转向生物化学品领域。
白色生物技术,例如生物材料由于生物医药公司的商业利益和研究经费的投入,生物材料在制药行业的应用正在不断扩展。骨科、心脏病学、伤口护理以及制药行业的其他领域都已应用了生物材料。除了生物材料之外,工业酶也在推动制药领域白色生物技术的发展。促进伤口愈合、清除致病微生物和诊断疾病是生物材料在制药行业的重要用途。预计人口增长、消费者需求以及人们对疾病及其影响的认识不断提高,将进一步推动制药行业对这些产品的需求。该过程中使用的酶还可以用于生产手性化合物和其他难以合成的中间体,例如活性药物成分。预计未来八年,制药行业的扩张,尤其是在欧洲,将进一步推动市场增长。
亚太地区是最大的收入贡献者,预计在预测期内将以17.95%的复合年增长率增长。过去十年,中国的生物技术行业发展迅速,生物制剂如今,医疗技术已占据其产出的大部分。生物技术改良食品原料的市场供应加速了这一增长。企业正以此方式投资本土企业。此外,产品污染导致的效力不稳定和产品质量不达标,阻碍了中国生物制药和医药市场的扩张。即使在政府干预和更严格的质量控制法规出台后,由于监管体系的模糊性、审批流程缓慢以及其他行政程序,该行业仍需进一步加强,才能确保含有转基因成分的高质量药品得以销售。中国不断增长的人口及其带来的粮食需求,为转基因作物创造了巨大的市场机遇。
预计北美在预测期内将以13.21%的复合年增长率增长。生物制药的最大市场是美国,约占全球市场的三分之一。据美国商务部称,美国是全球生物制药研发的领导者。根据美国能源信息署(EIA)的数据,2020年1月美国乙醇产量将达到52亿升,因此自2006年以来,美国政府一直在资助对“尖端方法”的进一步研究。2017年,POET-DSM Advanced Biofuels LLC宣布扩建位于爱荷华州埃米茨堡的现场酶生产(OSM)设施。美国农业部在2020年5月报告称,将提供1亿美元的拨款,以提高高乙醇混合燃料的可及性和销售量。预计对生物燃料日益增长的投资将为全球白色生物技术市场的参与者带来丰厚的增长机遇。
中东是一个重要的市场。由于政府投入增加和生物化学产品创新,预计在预测期内,对白色生物技术的需求将持续增长。生物化学产业的发展动力主要来自生物材料在心脏病学、整形外科、骨科和神经病学等领域的应用。此外,由于人口增长、消费者在加工食品上的支出以及消费者对天然防腐剂优于化学防腐剂的认识不断提高,中东地区的肉类消费量非常高,这促使更多新型产品涌入市场。生物燃料的使用有助于减少碳排放和大气污染,也吸引了更多企业与该行业开展合作。
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Senior Research Associate
Dhanashri Bhapakar is a Senior Research Associate with 3+ years of experience in the Biotechnology sector. She focuses on tracking innovation trends, R&D breakthroughs, and market opportunities within biopharmaceuticals and life sciences. Dhanashri’s deep industry knowledge enables her to provide precise, data-backed insights that help companies innovate and compete effectively in global biotech markets.
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