バイオベース材料・化学品業界には、いくつかの技術開発企業がある。一握りの企業は、原油安や不安定な原料コストなど、過去10年間の厳しい市場環境の変化を乗り越え、過去の失敗から学び、(しばしばニッチな)市場機会を見出した。一方、最近参入してきた企業は、こうした過去のパイオニア企業の追い風に乗り、また、産業の脱炭素化・脱化石化につながる可能性を秘めたバイオベース・ソリューションへの新たな関心の波にも乗っている。過去と同様、これらの開発者、特に新興企業の多くは、そのプロセスを経済的に競争力のあるものにするための補助金や税額控除といった政策的インセンティブが不足しているため、規模の拡大に苦戦を強いられるだろう。また、特定の用途の仕様に適合しなかったり、材料と製品の適合性を見極められなかったりと、性能面で的外れな材料を製造する企業も出てくるだろう。しかし、歩留まりを向上させ、コストを下げ、性能向上を実現するソリューションを提供したり、採用を促進すると思われるその他の外的要因(懸念材料を回避/代替する必要性など)を利用したりする、有望な開発企業がいくつか現れている。
ここでラックスは、バイオベース産業におけるアーリーステージの新興企業(2020年以降に設立)のうち、注目すべき企業5社を挙げている。
#1位 オゾンバイオ(設立:2021年 - 国:カナダ - 対象製品:アジピン酸)
オゾンバイオは、リグノセルロース系バイオマスからアジピン酸を製造する生体触媒ルートを開発している。従来のアジピン酸生産は、CO2よりもはるかに強力な温室効果ガスであり汚染物質である亜酸化窒素の放出につながる。このガスは大気圏の上層に到達し、そこでオゾンと結合して破壊する。オゾンバイオ社は、自社製品が世界初の排出ガスを出さないアジピン酸であると主張している。
同社はまず、リグニンを低加熱熱分解で前処理し、リグニンの重質分をバイオ炭に変換する。次に、リグニンの軽質分を、同社の生体触媒を含むリアクターに投入する。オゾンバイオ社は、同社の生体触媒を「ゾンビ細胞」と呼んでいる。これは、生きてはいないが反応を行う酵素を安定させる細胞である。細胞は中間的な状態にあるため、有毒な原料に対する感受性は生きている細胞よりも低い。アジピン酸の他のバイオベースルートとは異なり、同社のルートは糖も発酵もベースにしておらず、このプロセスは容易に重合可能な高純度(99%以上)グレードのアジピン酸をもたらす。同社は最近、50リットルのリアクターを完成させ、潜在的な顧客に送るためにキログラムの原料を生産している。同社は、自社のアジピン酸を使用して製造したナイロンをテストし、化石由来のアジピン酸から得られる市販の他のナイロンと同じ性能(例えば、同じ分子量と融解温度)であると主張している。
#2位 ロークリル・テクノロジーズ(設立:2021年 - 国:米国 - 製品:アクリル酸)
ロクリルは、バイオベース、低炭素のアクリル酸およびアクリル酸エステルのプラットフォームを開発しており、これは塗料のドロップイン代替品であり、紙おむつや個人衛生製品用の高吸水性ポリマーである。アクリル酸市場の上流における変動と、持続可能な製品に対する下流の需要が、バイオベースアクリル酸への関心を引き続き高めている。乳酸からアクリル酸への直接変換は、水酸基の位置関係から難しい。しかし、Låkril社は、自社の触媒により、このプロセスを経済的にするのに十分な収率が得られると主張している。
Låkril社のコア技術は、α-ヒドロキシ酸を効果的に脱水する触媒である。その触媒は、広く合成されている素材であるフォージャサイト型ゼオライトに多官能性ジアミンを含浸させたものである。同社の技術はミネソタ大学での先行研究に基づくもので、共同設立者らは2021年に商業事業体として独立させた。同チームは、自社の触媒が競合するソリューション(カーギルが商業化に取り組んでいるプロクター・アンド・ギャンブル社のプロセスを含む)と比較してどうなのか、優れたベンチマークを行っている。同社はまだ開発の初期段階にあるが、プロセスの規模を拡大し、検証を進めているため、注視する価値がある。
#3位 レメント(設立:2020年 - 国:オランダ - 商品:芳香剤)
レメント社は、フルフラールから3-メチルフタル酸無水物(MPA)を製造する熱化学プロセスを開発した。MPAは、アルキド塗料、接着剤、断熱フォームに使用される芳香族である、化石由来の無水フタル酸の代替品である。MPAは、低粘度、展延性の向上、熱安定性の向上、長寿命化(塗料として使用した場合、表面に残留する)、硬度の向上などの性能特性が改善されている。同社は再生可能な原料を使用し、低温(100℃を超えない)・高圧で製造するため、CO2排出量も削減できる。
MPAを製造する熱化学プロセスでは、フルフラールと化石由来の無水マレイン酸の脱カルボニル反応から得られる2-メチルフランを使用する。この反応は、低温・高圧下でのディールス・アルダー反応を利用した2段階プロセスで行われる。同社は、欧州の委託製造業者を選定し、製品サンプルの製造を開始した。これは、顧客を確保し、材料の性能を検証するための重要な第一歩であり、2024年にはメートル・トン規模でMPAを製造する予定である。同社は、Worlée-Chemie社およびBaril Coatings社と工業用コーティングのデモンストレーションを行い、最近ではAkzoNobel社との提携を発表し、コーティングにおけるMPAの使用をテストしている。
#4位 マテリアル (設立:2020年 - 国:米国 - 製品:非イソシアネートポリウレタン)
マテリアル社は、従来のイソシアネート由来ポリウレ タン(PU)に代わる、性能特性を調整可能な新し い非イソシアネート・ポリウレタン(NIPU)を製造して います。従来は、アミンやアミン塩を有毒なホスゲンと反応させてイソシアネートを生成していたが、健康への悪影響が懸念されることから、イソシアネートを含まないPUへの関心が高まっていた。マテリアル社のプロセスでは、まず不飽和脂肪酸をエポキシ化する。エポキシド環を開いてポリオールを形成するのではなく、エポキシド基がCO2と反応して環状カーボネートを形成し、これがアミン(イソシアネートではない)と反応してヒドロキシポリウレタンを形成する。同社は亜麻仁油を原料としている。
Materealの溶液のように、環状カーボネートとアミンを用いたNIPU合成が人気を博している。しかし、このような合成法は、従来のPUと比較して性能特性が変化する、反応が不安定であるなどの技術的課題があるため、商業化は困難と考えられてきた。しかし、マテリアル社は、配合を調整できることを示し、NIPUを使用したコーティング剤、接着剤、発泡体のサンプルを作成した。2020年、Fashion for GoodはMaterealをアクセラレーター・プログラムに選び、2021年にはVenture For ClimateTechが運営する新しいアクセラレーター・プログラムに参加する11社の新興企業の1社に選ばれた。同社は現在、コロラド州に生産施設の建設を検討しており、2024年半ばまでに3,000トン/年の生産能力で操業を開始する予定である。
#5位 ケルピ(設立:2020年 - 国:英国 - 製品:バリア・コーティング)
ケルピーは海藻由来のバイオベース素材を紙用コーティング剤として開発している。そのコーティング剤は、適度な酸素、グリース、鉱物油のバリア性と耐酸性を提供しながら、高い水と水蒸気のバリア性能を発揮する。同社の製剤は、過フッ素・ポリフッ素アルキル物質(PFAS)を含まず、紙包装のリサイクル性やコンポスト性を保証している。ここ数年、海藻をベースとした素材をプラスチック包装の代替品やコーティング剤に使用することへの関心が高まっている。これらの素材はガスバリア性に優れ、油脂や鉱物油に対するバリア性も高いため、PFAS製剤に代わるバイオベース製剤として人気を博している。しかし、海藻ベースの素材は、水や水蒸気に対するバリア性が低い傾向があり、長い保存期間を必要としない用途にのみ適している。 海藻ベースの代替品を開発する多くの企業とは対照的に、Kelpiはパルプ・紙製品向けの水・水蒸気バリアソリューションを提供し、12ヶ月の保存可能期間を確保することができる。
Kelpi社は、外部のバイオリファイナリーから海藻由来の炭水化物を調達し、最終材料の特性を調整するために植物油で機能化する。コーティング用の配合物は、紙や厚紙に押し出しやラミネートで塗布することができる。Kelpiはまた、3D成型製品用のスプレーやディップコーティングなど、さまざまな塗布ルートも開発している。
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