纳米纤维素来源于廉价、丰富的生物材料，强度高、重量轻、无毒，比其他纳米材料成本低。那么，为什么这个行业没有得到更快地发展呢？事实上，新的先进材料需要很长时间才能出现。例如，塑料在被广泛接受之前已经存在了50多年。在最新的先进材料中，碳纤维是1960年左右发明的，近40年来没有超过10000吨，纳米纤维素也在类似的轨道上（如下图）。纳米纤维素目前已取得了很大进展，但无论是在技术上还是在商业上，挑战依然存在。





下面的图表描绘了投资缺口，也被称为死亡谷，因为这是创业公司经常死亡的地方。这张图表简单地讲述了纳米纤维素市场发展的故事。

关于投资差图表，有四个关键信息：

1、这张图表并不是按比例绘制的，私营企业完全商业化所需的投资比图表所描绘的要大得多。

2、这项投资的资金最终必须来自客户，而且必须来自合理的价值主张。

3、该行业正在有效地跨越这一鸿沟，更令人鼓舞的是，目前没有一家新的纳米纤维素企业死于死亡谷。

4、然而，来自客户的主要资金仍迟迟得不到开发，企业更经常从股权合作伙伴那里获得资金。

经研究，建设一个50吨/日的CNC生产工厂，所需资本投资高达1.8亿美元，这取决于工厂的建厂场地以及是否回收硫酸。除了成本问题以及相容性、干燥/再分散等典型技术挑战外，还有一些商业挑战阻碍了客户的支持。在这些挑战中，最重要的是需要在整个供应链中主张其发展价值。尽管一些商业应用已被报道，例如石油和天然气钻井液、成人尿布、涂料、复合材料、胶乳、化妆品、钢笔用凝胶墨水和跑鞋用凝胶等。然而，这些公司都还没有发展到能够产生足够收入为商业规模的投资提供资金的阶段，因此该行业在很大程度上仍处于投资缺口。

好消息是，该行业正在稳步跨越缺口，并在需要的地方找到资金。除了一两家造纸厂因造纸行业的情况而关闭外，没有一家进入纳米纤维素生产领域的公司退出。然而，业务发展的挑战仍然存在，因为大多数资金来自股权合作伙伴，而不是客户购买：


•Celluforce：除了来自Domtar和FPInnovations的初始资金外，还收到了来自Schlumberger和Fibria (现为Suzano)的股权投资。

•American Process：被Granbio收购。

•FiberLean：由Omya和Imerys合资成立。

•Melodea：是来自Klabin和Holmen的股权投资。



市场展望

对于生产微纤化纤维素（MFC）并将其用于自己的纸和纸板的工厂来说，这种材料在造纸机上添加之前不需要干燥，也不需要长距离运输，成本大大降低。事实上，2019年一项关于包装用纳米纤维素的生物基市场研究显示，2018年75%以上的纳米纤维素由工厂生产，并在现场用于自己的产品。其中大部分是未被报道的，但我们确实知道一些公司的工作，如Stora Enso、Norske Skog、 BillerudKorsnäs和国际纸业，以及 FiberLean的一些说明。在2019年的市场研究中，生物基市场估计2018年纳米纤维素的产量约为40000公吨，预计将以每年30%的速度增长（见下表）。



虽然大多数是造纸厂和纸板厂生产纳米纤维素，即微纤化纤维素（MFC），并将其用于自己的产品，但其它应用正开始快速增长并缩小差距。产量最大的是FiberLean的MFC矿物复合材料，有8800吨的MFC应用在全球三个纸和板厂以及英国的一个示范工厂。其次是Kruger，有6000吨的纳纤化纤维素（CNF）用于公司自己的纸和纸板中，以及其它用途。最大的纳米纤维素销售商很可能是拥有1100吨的Borregaard，但这仍处于示范规模。



领先的生产商正在进行合作、联合开发协议，甚至是供应协议。在欧洲和亚洲，已经建立了几十个联盟，其中一些联盟包括供应链的几个层次，从生产商到最终用户再加上中间商。在日本，纳米纤维素论坛是一个由220家公司组成的联盟，其中包括日本制纸、王子控股、丰田汽车、三菱汽车、三井化学等。在欧洲，生物产业联合企业（BBI JU）是欧盟与生物产业联盟之间的公私合作伙伴关系，2014-2020年投资37亿欧元，其中Horizon2020年投资9.75亿欧元，私人投资27亿欧元。在美国，制浆造纸技术创新联盟（APPTI）也在探索在复合材料相容性、干燥/脱水和再分散等领域开展联合研究的机会。有人建议中间商和最终用户也参与其中。这种共同努力将推进技术的发展，并帮助生产商深入了解客户的需求。



Jack Miller,
Biobased Markets

全文参见：Jack Miller, Nanocellulose: Market perspectives，TAPPI JOURNAL，2019， VOL. 18 NO. 5：313-316.



信息来源：  Linda Nano

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