聚维元创：秸秆基生物合成实现万吨级产业落地，打通碳源问题关键痛点
聚维元创CEO兼 创始人
张天元
不少业内人士对其评价颇高，并对该公司发展寄予厚望。 该公司 前端 将秸秆的三素分离并进行综合利用，实现规模化非粮碳源供给； 后端 通过生物技术，实现秸秆基产品的生物合成，一体化成本优势带来具有竞争力的产品供给。 放眼整个行业，聚维元创为生物合成产业提供了全新的非粮碳源解决方案，其自身的商业可能性极具延展空间。 2023年1月，《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》推出。可以说，该新政方向不仅肯定了该公司优化行业基础设施的产业价值，还将助推聚维元创成为理想的新一代碳源解决方案。 聚维元创于2019年年底成立，距离公司成立仅过去3年，其在山东投建的“ 年转化秸秆 1.5 万吨示范工程 ”项目已于2022年10月正式运营投产。 作为 国内首条 年转化万吨级秸秆至高价值生物产品的产线，上述产线的全线贯通标志着秸秆三素分离、纤维糖化及生物合成的技术已达到可大规模生产的临界点，对推动产业发展有着里程碑式的意义。 精准解决行业痛点，打通全链条能力并快速的产业化落地，这些都离不开创始团队的行业积累、远见卓识及落地执行力。 张天元是清华和MIT联合培养的博士，在美期间师从MIT终身教授、合成生物学奠基人之一Anthony Sinskey教授。在外界看来，张天元年轻、高学历背景，充满了可能性。但身为一名创业者， 张天元更专注眼 前和当下 。 以秸秆为起点
创业恰逢其时
截止目前，全国能够 以秸秆为原料 来生产化学品的企业依旧很少。 而早在2018年张天元创业之初，他便将秸秆利用设为目标，并在Q集团(国内最大的秸秆综合利用企业)完成了中试实验。 2023年《三年行动方案》一出，政策明确不再鼓励此前消耗陈化粮的行业发展路线。部分把粮食作为原料的生物基企业措手不及，赶紧发动力量调研市面上已有的非粮生物质利用技术。 “我们很高兴看到这个方案的发布。方案中讲到的很多关键点，与聚维元创的前续努力 高度契合 。”在接受《生物基生态》采访时，张天元坦言。 2014 年，张天元在 MIT 生物系从事博士研究。期间，他开始接触到合成生物学领域。当时他正做PHA、甲硫氨酸等生物产品。 随着美国合成生物学的兴起，彼时，其所在的科研团队已经在思考哪些是生物合成走向大规模发展的过程中亟需解决的瓶颈问题。 “如果以大量粮食去替代石化原料生产产品，我们认为这条路径是不适宜的，尤其在中国。实际上，在全世界范围内用粮食去换工业产品，也不是一个值得去鼓励的生产模式。” 然而，站在现如今的时间点回头审视，这个带有 “终局意识 ”的回答颇为出彩——毕竟以粮食为来源的生产状态终将不可持续，若一开始就做出难而正确的选择，将为远途跋涉的创业之路省去不少焦虑和麻烦。 秸秆糖成本低于淀粉糖
如何做到？
将秸秆有效转化为可利用的糖，是存在已久的行业难题。秸秆虽便宜，但是并不好处理。 “秸秆用于生物制造的挑战是，原料收储困难，成分复杂，加工环节多，二次环保处理负担重，关键工艺过不了关，导致成本过高。” 凯赛生物自2016年开始探索利用秸秆制备乳酸，创始人刘修才在一次访谈中提及对秸秆预处理及产业化利用难度的评价。 而现如今，聚维元创已通过酶解和联产的方法有效降低了秸秆基葡萄糖的生产成本， 成功实现制备秸秆糖的成本不高于淀粉糖的成本，同时发酵品质不亚于粮食原料 。 “一来我们通过对酶的重新设计和高表达的酶系构建，使目前 纤维素酶的实际使用量和成本大幅低于业内的同期水平 。我们用酶的成本相当于同类水平的20-30%。” “二来是联产，联产可以有效降低秸秆糖的实际生产成本。” 聚维元创该项目的副产物是五碳糖和木质素，这两者会被加工至原料级别，提供给相关下游厂家。 张天元表示，规模化生产后，秸秆糖成本将会大幅度低于目前的淀粉糖。
张天元指出，纤维水解需要10多种酶配合方可完成。图片摄于会议现场。 新瓶装旧酒
最快最安全
峰瑞资本创始人李丰曾表示，在美国，合成生物学的产业技术多半被运用到了生物制药技术当中，在中国，合成生物学产业技术基本都被运用到了化学和化工相关的行业。 “目前阶段，我们没有新分子的开发计划，主要着眼于对市场上已经验证的平台分子，用生物合成方法替代原有的化学合成，实现更绿色更低成本的生产。”张天元的回复格外干脆。 合成生物作为一种底层技术，其市场规模有多大，取决于它所应用产业的前景有多广。 选择那些被市场充分验证过的产品，无论是市场规模、入行门槛还是商业前景都更为确定。 一旦做出来，就能很快投入市场。 但与此同时，必须要能与传统化工的生产方式正面对抗：至少在品质上要相当，在当下或可预见的未来，具有明确的成本优势或清晰的降本路径。例如被聚维元创选中的生物基丁二酸，正是满足上述条件的产品，也是聚维元创首推的产品管线之一。 张天元告诉《生物基生态》，面对选品逻辑，他们有以下3个考量维度： “我们选品有三个导向：一是选取具有明确的、大体量的市场需求的产品，我们倾向于选择市面上已经验证过的产品，尤其是具有平台属性的产品；二来选取化学合成方法存在瓶颈问题的产品，比如其化学方法污染重、风险高，不符合产业发展政策的，或是化学法存在技术或专利壁垒，难以仿效的；第三选取适宜采用生物法进行生产、代谢合成过程碳原子利用效率高的，从原理上，采用代谢方式合成这样的分子，会具有很好的成本优势。” 当前， 聚维元创已实现聚合级丁二酸的规模量产 ，纯度99.5%以上。后续产品管线包括丁二醇、丁二胺和法尼烯。 未来三年
长坡厚雪
合成生物学是一个长坡厚雪的行业。在这个领域，从研发到产业化的周期一般至少是 三年 。 对于聚维元创来说，从研发到产业化同样经历了类似的周期，更别提前面多了秸秆预处理到糖化的环节。 丰富的行业积累、产业化经验与强有力的执行落地力，才使公司率先实现产业化成为可能。 过去几年，聚维元创以极高的资金使用效率，完成了山东万吨级秸秆转化示范项目的运营交付、苏州研发基地的研发管线推动以及对外合作。 “感谢过往投资人的鼎力支持。通过团队的努力，企业自身也有很快的发展、里程碑节点也不断顺利达成，也为我们过往的投资人创造了丰厚的资本回报。”张天元说。 截止2022年10月，聚维元创已经完成两轮preA增资和A轮融资，总金额近1.5亿元人民币。该笔资金主要用于山东万吨级秸秆转化示范项目的运营交付、苏州研发基地的研发管线推动以及对外合作。 张天元向《生物基生态》透露， 聚维元创正在进行B轮融资 ，计划于今年第三季度开启 江苏北部5万吨秸秆基生物合成规模化生产基地的建设 。“未来三年，我们的核心任务就是分两期完成25万吨秸秆基生物合成生产基地的产能扩张，研发上则进一步提升酶工程和选品管线的技术水平。”张天元说。 Amyris两年内将青蒿素价格从1200美元/千克打至200美元/千克以下的故事仍在耳畔，我们也期待聚维元创未来更多的故事。
1.专访聚维元创|从秸秆到「关键平台分子」，实现优于粮食碳源的秸秆基生物合成，1.5万吨级示范项目已顺利进入投产交付阶段，芗灵，生辉Agri Tech，2022-10-02 2.你是否跟他们一样，有过改变世界的念头？清华紫荆之声，2022-05-31 3.独家专访聚创生物｜秸秆碳源开启高值生物产品转化之路，预计年内开启A轮融资，张洁丽，生辉SynBio，2021-08-05 4.一个清华博士的可持续发展创业之道，芷兰之士，地球行走，2021-05-14 5.师生共创云沙龙第七期如约而至||本期嘉宾：聚创生物团队，清华x-lab，2021-03-29 6.从秸秆糖到微生物-聚创生物，芷兰之士，地球行走，2020-05-25 7.新生教育周系列讲座|优秀学长学姐经验分享交流会，环小研，2018-09-11 8.资本追捧的“合成生物”，新风口还是新陷阱？财经十一人，2022-10-11 9.凯赛刘博访谈实录（二）关于秸秆制乳酸，2022-04-15 10.中美生物技术之争，合成生物创业机遇几何？，峰瑞资本,2022-09-16
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