# Биосинтетический бутадиен Возобновляемые маршруты получения 1,3-бутадиена — мономера C4 для синтетического каучука и АБС-пластиков — по двум конкурирующим химиям: каталитическая конверсия биоэтанола в бутадиен (BioButterfly от Axens/Michelin/IFPEN, ETB Global в Нидерландах) и газовая ферментация метана (партнёрство BioVerde Tech и Unibio, 2026 год) — обе пока на стадии демонстрационной или ранней пилотной установки, без подтверждённого китайского или индийского коммерческого производителя по состоянию на 2026 год. Source: https://bioecon.ru/technology/biosynthetic-butadiene/ Updated: 2026-08-18 ## Обзор и цепочка создания стоимости Маркеры: [EC: REACH chemical registration (EC 1907/2006) | OECD: Industrial biotechnology | Регулятор: REACH (ЕС), EPA (США)] Около 15 миллионов тонн 1,3-бутадиена производится в мире ежегодно, почти полностью из ископаемого нафтового крекинга, для снабжения синтетического каучука (для шин) и АБС-пластиков. Технология BioButterfly компаний Axens, Michelin и IFPEN конвертирует биоэтанол в бутадиен через двухреакторный каталитический процесс — этанол сначала дегидрируется до ацетальдегида, который затем реагирует с дополнительным этанолом с образованием бутадиена — и работает на промышленной демонстрационной установке на площадке Michelin уже три года, производя шины из полученного биобутадиена; Michelin и Axens объявили в июле 2026 года о переговорах по ускорению внедрения технологии. ETB Global из Нидерландов владеет запатентованным одностадийным процессом, конвертирующим биоэтанол напрямую в бутадиен, развивая предыдущее сотрудничество с Trinseo по изучению очищенного биобутадиена-1,3 для «зелёной» шинной резины. Отдельный химический маршрут появился в апреле 2026 года, когда BioVerde Tech (Хьюстон, Техас) и Unibio (Роскилле, Дания) объявили о стратегическом партнёрстве, объединяющем инженерные штаммы метанотрофов BioVerde с коммерческими газоферментационными реакторами U-Loop компании Unibio для прямой конверсии метана в бутадиен и родственные химические промежуточные продукты — начальное применение платформы, которую Unibio в остальном использует для одноклеточного белка. Ни одна китайская или индийская компания не получила подтверждения источников как выделенный коммерческий производитель биобутадиена по состоянию на 2026 год. Ключевые направления биосинтетического бутадиена: 1. **Каталитическая конверсия биоэтанола в бутадиен (Ethanol-to-Butadiene Catalysis):** двухстадийная химия дегидрирования/конденсации, конвертирующая биоэтанол в бутадиен на демонстрационном масштабе — BioButterfly от Axens/Michelin/IFPEN. 2. **Газовая ферментация метана в бутадиен (Methane Gas Fermentation to Butadiene):** инженерные штаммы метанотрофов, выращиваемые в коммерческих газоферментационных реакторах, конвертируют метан напрямую в бутадиен и другие химические промежуточные продукты — партнёрство BioVerde Tech и Unibio. 3. **Одностадийный синтез бутадиена из биоэтанола (One-Step Butadiene Synthesis):** одностадийный каталитический маршрут, конвертирующий биоэтанол напрямую в бутадиен, более простая альтернатива двухреакторному процессу BioButterfly — ETB Global. 4. **Масштабирование от демонстрации к коммерции (Bio-Butadiene Scale-Up):** переход маршрутов производства биобутадиена от установок мощностью тонны в год к объёмам, необходимым для снабжения производителей шин и пластиков — общее узкое место для всех трёх компаний. ### Отраслевая цепочка создания стоимости ``` [сырьё биоэтанол/метан] ──> [каталитическая конверсия или газовая ферментация] ──> [очистка бутадиена] │ (побочные продукты: биоводород, этилен) │ ▼ [коммерческая установка] <─── [производство шин/резины/АБС] <─────┘ ``` ### Уровни цепочки создания стоимости | Уровень | Описание | Ключевые входы/выходы | |:---|:---|:---| | **Источники сырья** | получение биоэтанола (из ферментации сахара/крахмала) или метана (природный газ, биогаз) в качестве углеродного сырья | **Вход:** поставки биоэтанола или метана.
**Выход:** готовый к переработке поток сырья. | | **Каталитическая конверсия / газовая ферментация** | биоэтанол каталитически дегидрируется и конденсируется, либо метан ферментируется инженерными метанотрофами, с образованием чернового бутадиена | **Вход:** биоэтанол/метан, катализатор или микробный штамм.
**Выход:** поток чернового бутадиена. | | **Очистка** | черновой бутадиен очищается до спецификации, требуемой для полимеризации синтетического каучука и АБС | **Вход:** черновой бутадиен.
**Выход:** 1,3-бутадиен полимерного качества. | | **Извлечение побочных продуктов** | извлечение побочных продуктов, образующихся вместе с бутадиеном, таких как биоводород и этилен | **Вход:** отходящий газ/побочный поток конверсии.
**Выход:** товарные побочные продукты. | | **Демонстрационная/пилотная эксплуатация** | эксплуатация демонстрационной или пилотной установки для проверки экономики процесса и качества продукта в значимом масштабе | **Вход:** бутадиен полимерного качества, данные эксплуатации установки.
**Выход:** проверенный процесс, готовый к масштабированию. | | **Коммерческое масштабирование** | расширение от демонстрационного масштаба до объёмов, достаточных для производителей шин, резины и пластиков | **Вход:** проверенный процесс, интерес заказчиков к офтейку.
**Выход:** коммерческие поставки биобутадиена. | Сквозные технологии сектора: - **Двухстадийный катализ дегидрирования/конденсации (Ethanol-to-Butadiene Catalysis):** химия BioButterfly, конвертирующая биоэтанол в ацетальдегид в первом реакторе, затем конденсирующая его с дополнительным этанолом в бутадиен во втором реакторе. - **Газовая ферментация инженерными метанотрофами (Methane Gas Fermentation to Butadiene):** микробные штаммы, инженерно модифицированные для конверсии метана в многоуглеродные химические промежуточные продукты, выращиваемые в коммерческих газоферментационных реакторах (конструкция U-Loop компании Unibio). - **Одностадийная каталитическая конверсия (One-Step Butadiene Synthesis):** запатентованный процесс ETB Global, сжимающий двухстадийную химию BioButterfly в один каталитический реактор. --- ## США США являются площадкой маршрута газовой ферментации метана в биобутадиен, в рамках раннего партнёрства, объявленного в 2026 году. ### BioVerde Tech, EPA - **BioVerde Tech (Хьюстон, Техас):** разрабатывает инженерные штаммы метанотрофов, конвертирующие метан в химические промежуточные продукты и богатую белком биомассу, владея несколькими выданными и поданными патентами США на биологическую конверсию метана в многоуглеродные соединения; в апреле 2026 года объявила о стратегическом партнёрстве с датской компанией Unibio, нацеленном на бутадиен как начальное химическое применение объединённой платформы. - **Регуляторная рамка EPA:** биобутадиен, произведённый из метана или биоэтанольного сырья в США, подпадает под стандартные промышленно-химические регламенты EPA и, там где задействовано сырьё, связанное с возобновляемым топливом, под рамки Renewable Fuel Standard, наряду с обычной химической проверкой TSCA. --- ## КНР Ни одна китайская компания не получила подтверждения источников как выделенный коммерческий производитель биобутадиена по состоянию на 2026 год; два ведущих запрошенных китайских кандидата (Cathay Biotech, крупный производитель химикатов синтетической биологии, и Sinopec, государственный нефтехимический гигант) не показали освещения компанийно-специфичного продукта или проекта по биобутадиену — подтверждённые новости Cathay Biotech за 2026 год посвящены не связанной с темой биофармацевтической дочерней компании, а подтверждённая деятельность Sinopec сосредоточена на объёме обычного нефтехимического этилена. ### пробел в исследованиях, политика NDRC/MIIT в нефтехимии - **Пробел в исследованиях:** китайская отчётность по промышленной биотехнологии в этот период делает акцент на ферментационных платформенных химикатах в целом (молочная кислота, 1,3-пропандиол), а не на выделенном производителе биобутадиена; традиционное производство бутадиена на основе нафты и дегидратации этанола остаётся подтверждённым внутренним маршрутом. - **Регуляторный путь:** если бы продукт на основе биобутадиена вышел на китайский рынок, регистрация промышленного химиката проходила бы через стандартные каналы нефтехимического сектора MIIT/NDRC, а не по выделенному биотехнологическому пути. --- ## ЕС Европа является площадкой как наиболее продвинутой демонстрационной установки биобутадиена, так и конкурирующего одностадийного процесса, базирующихся во Франции и Нидерландах. ### Axens, ETB Global, REACH - **Axens (Рюэй-Мальмезон, Франция):** совместно с Michelin и IFP Energies Nouvelles (IFPEN) эксплуатирует технологию BioButterfly конверсии биоэтанола в бутадиен на промышленной демонстрационной установке на площадке Michelin, работающей уже три года и уже использованной для производства шин из биобутадиена; Michelin и Axens объявили в июле 2026 года о переговорах по ускорению внедрения технологии. - **ETB Global (Нидерланды):** владеет запатентованным одностадийным процессом, конвертирующим биоэтанол напрямую в бутадиен, позиционируемым как прямая замена ископаемому сырью, развивая сотрудничество 2021 года с Trinseo по изучению очищенного биобутадиена-1,3 для «зелёной» шинной синтетической резины. - **Регуляторная рамка REACH:** биобутадиен, произведённый или размещённый на рынке ЕС, подпадает под регистрацию, оценку и авторизацию химикатов REACH — тот же режим, что регулирует его ископаемый аналог. --- ## Ведущие компании и исследовательские институты | Компания / Институт | Страна | Ключевые продукты / платформы | Технологические особенности | Статус 2026 | |:---|:---|:---|:---|:---| | **Axens** | 🇫🇷 Франция | *BioButterfly, конверсия биоэтанола в бутадиен (с Michelin, IFPEN)* | Двухреакторное дегидрирование/конденсация, 3-летняя промышленная демоустановка | commercial | | **ETB Global** | 🇳🇱 Нидерланды | *Запатентованный одностадийный процесс биобутадиена* | Одностадийная конверсия биоэтанола в бутадиен | pilot | | **Unibio** | 🇩🇰 Дания | *Газовая ферментация U-Loop (метан в бутадиен, с BioVerde)* | Конструкция коммерческого газоферментационного реактора | commercial | | **BioVerde Tech** | 🇺🇸 США | *Инженерная платформа метанотрофов* | Биологическая конверсия метана в многоуглеродные соединения, выданные патенты США | pilot | --- ## Технологический стек и инновации Стек охватывает две различные химии превращения сырья в бутадиен: каталитическую конверсию биоэтанола и биологическую газовую ферментацию метана. 1. **Двухстадийная каталитическая конверсия (Ethanol-to-Butadiene Catalysis):** - BioButterfly компаний Axens/Michelin/IFPEN дегидрирует биоэтанол до ацетальдегида в первом реакторе, затем конденсирует его с дополнительным этанолом в бутадиен во втором реакторе — процесс, проверенный за три года эксплуатации демонстрационной установки, включая производство готовых шин. 2. **Газовая ферментация инженерными метанотрофами (Methane Gas Fermentation to Butadiene):** - Инженерные штаммы Methylococcus capsulatus компании BioVerde Tech, развёрнутые в фирменных вертикальных газоферментационных реакторах U-Loop компании Unibio, спроектированы для конверсии метана и других недорогих газообразных источников сырья в бутадиен и родственные химические промежуточные продукты. 3. **Одностадийный каталитический синтез (One-Step Butadiene Synthesis):** - Запатентованный процесс ETB Global сжимает конверсию биоэтанола в бутадиен в один каталитический реактор — более простую альтернативу двухреакторной химии BioButterfly, развивая предыдущее сотрудничество с Trinseo, нацеленное на «зелёную» шинную синтетическую резину. 4. **Масштабирование от демонстрации к коммерции (Bio-Butadiene Scale-Up):** - Общей технической проблемой для всех трёх компаний остаётся переход от пилотной/демонстрационной эксплуатации мощностью тонны в год к объёмам, требуемым производителями шин и пластиков — разрыв, на который Michelin и Axens прямо указали в переговорах о развёртывании в июле 2026 года. --- ## Цепочки создания стоимости и производственные конвейеры ### Промышленный конвейер биосинтетического бутадиена (REACH / EPA) ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. Источники сырья │ ───> │ 2. Каталитическая │ │ │ │ конверсия / газовая │ │ │ │ ферментация │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. Извлечение побочных │ <─── │ 3. Очистка │ │ продуктов │ │ │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. Демонстрационная/ │ ───> │ 6. Коммерческое │ │ пилотная эксплуатация │ │ масштабирование │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### Этап 1: Источники сырья Биоэтанол (из ферментации сахара/крахмала) или метан (природный газ, биогаз) получают в качестве углеродного сырья, как в этанольном маршруте Axens/ETB Global и метановом маршруте BioVerde/Unibio. #### Этап 2: Каталитическая конверсия / газовая ферментация Биоэтанол каталитически дегидрируется и конденсируется в бутадиен (двухреакторный процесс BioButterfly, одностадийный процесс ETB Global), либо метан ферментируется инженерными метанотрофами в газоферментационном реакторе (BioVerde/Unibio). #### Этап 3: Очистка Черновой бутадиен очищается до спецификации, требуемой для полимеризации синтетического каучука и АБС — этап, проверенный на демонстрационной установке Axens/Michelin за три года эксплуатации. #### Этап 4: Извлечение побочных продуктов Отраслевые публикации по этанольному маршруту отмечали потенциальные побочные продукты, включая биоводород и этилен, которые могут добавить ценность в более широкой химической цепочке наряду с основным потоком бутадиена. #### Этап 5: Демонстрационная/пилотная эксплуатация BioButterfly компаний Axens/Michelin/IFPEN эксплуатируется на промышленном демонстрационном масштабе уже три года, уже производя готовые шины; метановый маршрут BioVerde/Unibio и одностадийный процесс ETB Global остаются на более ранней пилотной/партнёрской стадии, объявленной в 2026 году. #### Этап 6: Коммерческое масштабирование Производителям предстоит перейти от демонстрационных объёмов в тонны в год к масштабу, требуемому производителями шин и пластиков; переговоры Michelin и Axens о развёртывании в июле 2026 года нацелены именно на этот шаг, при этом надёжность поставок, сертификация и стоимость остаются открытыми вопросами для всех трёх компаний.