2005年成立于新西兰、目前总部在美国的LanzaTech，称自己为“创新的碳捕获和转化（CCT）”公司，其将专有的微生物技术与合成生物学结合，将废碳转化为可持续燃料、织物、包装等工业用品，并已与联合利华、普利司通、ZARA等知名品牌开展相关合作。

图说：脉动“智慧碳”概念瓶

来源：脉动官网

在继此前碳捕捉生产丙酮和异丙醇之后，此次LanzaTech 与达能开展合作并对外公布了其最新技术，该技术将富碳气源中的一氧化碳和二氧化碳通过微生物直接转化为生产PET瓶所需的关键原料，从而减少石油的使用和碳排放对环境的影响。2020年全球瓶级PET市场需求约为2,876万吨，同时，2014-2020年我国瓶级PET总需求量从583万吨增长至2020年的951万吨，持续保持较高增速，采用这种生物合成PET生产的包装，即“智慧碳”包装，或将为饮料行业探索突破性的环保包装解决方案，从而助力中国“双碳”目标的实现。

01生物合成一步法生产单乙二醇

此次 LanzaTech 与达能合作，在 “碳捕捉一步法生产单乙二醇” 上取得了技术突破：其成功改造获得了一种工程菌，能够直接从气体（可来自于钢铁厂、化工厂废气或气化的废弃生物质）当中进行碳固定，并以其为碳源生产得到单乙二醇（MEG）。

图说：工程菌碳捕捉生产单乙二醇

来源：sojitz

单乙二醇（MEG），即乙二醇，单乙二醇是其作为单体区别于其他乙二醇聚合物（二乙二醇、三乙二醇等）的称谓。单乙二醇（MEG）是一种极其重要的工业原料，是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）剂的关键组成部分，主要用作生产合成树脂、表面活性剂及炸药，也用作防冻剂。PET主要用作纤维，少量用于薄膜和工程塑料。PET的另一个用途就是吹塑制品，用于包装的聚酯拉伸瓶，可用来盛装调味品、食用油、饮料、化妆品，是PET增长最快的领域。

目前，绝大多数单乙二醇来源于石油化工，传统的工业生产路线为：在催化剂下，原料乙烯与氧气反应生成中间体环氧乙烷，环氧乙烷经水合反应生产乙二醇，再经真空精馏，可得纯品乙二醇。在传统的生产方法下，MEG的生产将不可避免地产生大量温室气体，对环境带来不可逆转的影响。

图说：传统生物基乙二醇的生产工艺路线

来源：cen.acs.org

随着气候问题的日益严峻，人们把目光投向了生物基乙二醇，使用生物基乙二醇对石油基乙二醇进行替代。传统生物基乙二醇所采用的生产工艺，为两步法。其首先是将糖原料（也可以是其他生物质，如秸秆等）发酵成为乙醇，之后再以乙醇为基础进行化学反应，从乙醇经由乙烯到乙二醇。

而此次，LanzaTech 和达能的研究人员则利用合成生物技术在一步法合成乙二醇上取得了新进展，该技术使用专有的工程细菌通过发酵将碳排放直接转化为MEG，绕过了对乙醇中间体的需求。MEG 的直接生产在实验室规模得到了证实，并且 MEG 的存在得到了两个外部实验室的证实。根据 LanzaTech 方面的介绍，实现这个过程，主要可以分为两个关键步骤。

首先，LanzaTech使用生物合成方法和人工智能工具发现了多种直接从碳排放中制造 MEG 的新途径。在此之后，通过以新颖的方式组合和原型化从不同来源鉴定的各种酶组，LanzaTech 成功对产乙醇细菌进行了工程化改造，使其能够将碳固定，并引导到单乙二醇（MEG）生产中去。

02Lanzatech国内市场动向

图说：LanzaTech碳捕获和生物转化过程

来源：LanzaTech

LanzaTech 广泛的客户和合作伙伴网络已投入约 8 亿美元用于开发使用 LanzaTech 技术的新设施，其中包括两个商业运营工厂和七个在建工厂。这些新设施预计将在未来带来显着的新产能。迄今为止，LanzaTech 的工厂已经生产了超过 3000 万加仑（接近 1.14 亿升）的乙醇，相当于抵消了大气中 15万吨的二氧化碳。

Lanzatech 与中国企业也已达成多项合作：

2010年，LanzaTech与宝钢集团签署首个新能源合作伙伴协议，将其“利用钢厂尾气生产燃料乙醇”的技术商业化。

2011 年，LanzaTech 香港与中国首钢集团组成了合资企业北京首钢朗泽新能源科技有限公司。

2011年，LanzaTech和中国最大的煤炭生产企业之一兖矿集团开展合作，使用生物发酵工艺和兖矿集团煤炭气化装置生成的合成气来生产燃料和化学制品。

2018 年，LanzaTech 与首钢集团京唐钢铁厂合作，在中国河北省曹妃甸建立了世界上第一座商业废气乙醇工厂，生产合成乙醇（年产能 4.6 万吨）及蛋白饲料（年产能 5000 吨）。至 2019 年，该工厂首年运营便生产了超过 3 万吨乙醇，这相当于从大气中保留了超过 120,000 公吨的二氧化碳。

2021年4月，LanzaTech 获得了中石化产业资本的投资，以促进废碳直接生产化学品。

2021年4月，由 LanzaTech 与 India Glycols和联合利华合作制造的新型奥妙洗衣胶囊进入中国市场，该种洗衣胶囊用由工业回收碳制成的表面活性剂代替取材于化石燃料的传统配方。

2022年6月，LanzaTech宣布将与达能旗下品牌脉动长期合作，投资一种全新包装材料生产技术，并发布了首个基于“碳捕捉”技术的“智慧碳”概念瓶。

03未来发展

LanzaTech最近开展的生物合成一步法生产单乙二醇概念验证工作首次表明，细菌可以直接从气体中产生 MEG。通过直接生产 MEG，新技术避免了将乙醇转化为乙烯、然后是环氧乙烷、再转化为 MEG 所需的多个加工步骤，简化了 MEG 供应链。

LanzaTech 首席执行官 Jennifer Holmgren 表示：“我们在可持续 PET 的生产方面取得了突破，这在减少该过程对环境的整体影响方面具有巨大潜力。这是一项可能产生重大影响的技术突破，可应用于包括包装和纺织在内的多个领域！”

LanzaTech亚太区执行总监徐力介绍，传统的PET在生产过程中通常使用石油化工相关的原料，而石油的使用则是碳排放的主要来源之一。在“碳捕捉”技术的支持下，PET的生产过程就不再需要消耗石油原料，同时还可以降低大气中的碳含量。此外，通过碳捕捉技术制成的PET瓶仍旧是标准的PET材质，可以在使用后回收。因此，碳捕捉技术能够很好地解决食品和包装行业的碳排放问题，是未来实现循环经济和碳减排的有效手段。

图说：LanzaTech 部分合作伙伴

来源：LanzaTech

此外，在美国能源部的支持下，LanzaTech 和合作伙伴 InEnTec、Waste Management 和 Lululemon 现在正在推进这项技术，以应用和扩大将不可回收塑料废物和服装升级为 MEG 的技术。

美国加州规定2022年起PET瓶中再生塑料含量15%，欧盟明确到2025年PET容器中再生塑料比例不少于25%，2030年不少于30%。政策驱动下，生物合成一步法生产MEG有望在可再生PET生产中大放异彩。未来，LanzaTech 及其合作伙伴将继续通过生物合成方法将碳锁定在新产品中，今天的钢铁厂排放物将会是明天的跑鞋、瑜伽裤或容器，通过回收碳来实现循环经济。

资料来源：包装材料颠覆者：如何将捕获的碳一步转化为塑料原料 (qq.com)