行业现状

去年7月，国务院正式印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》（下称“计划”），对三年国家大气污染防治的工作进行了部署。根据计划的要求，到2020年全国要实现“二氧化硫、氮氧化物排放总量分别比2015年下降15%以上；PM2.5未达标地级及以上城市浓度比2015年下降18%以上，地级及以上城市空气质量优良天数比率达到80%，重度及以上污染天数比率比2015年下降25%以上”的目标。

在此高标准严要求的大背景下，一方面如钢铁、石化、焦化、建材等产废单位面临着巨大的排放压力，如果废气的排放不达标或者触及生态保护红线，则有被处罚、停产甚至被淘汰的可能。而另一方面，对于环保治废企业而言其技术工艺达标、设备的改进提升以及能源利用效率的提升也变得尤为重要。

而我们此次要介绍的一种工业尾气利用方案，就是通过细胞工厂技术将含H₂、CO、CO₂的工业尾气转化为饲用单细胞蛋白、微生物油脂等高附加值产品，用来作为能源及粮食的对标替代物。

企业介绍

上海吉态来生物技术有限公司（简称：吉态来生物，GTL）公司董事长胡鹏博士曾任美国麻省理工学院（MIT）博士后研究员，在任职MIT期间，胡博士所在的实验室发现了一种能将H₂、CO、CO₂转化为乙醇的微生物。因为这个发现，胡博士后续投入了大量的时间和精力到该菌种工业化应用的研究中，最终创造性地开发了微生物细胞工厂技术。2016年3月，这一技术突破发表在了《美国科学院期刊》上，并被科学杂志与自然杂志重点报道，被英国卫报誉为解决石油替代技术的重大突破。

2015年，胡鹏博士在上海创立了吉态来生物。该细胞工厂技术专利的全球独家技术授权也于2016年授予了吉态来生物。目前该技术已经完成了多个应用场景的全套技术开发，吉态来也已实现了一系列重要的商业化和合作进展：

2017年，吉态来与东华工程科技有限公司形成战略合作，在煤化工与工业尾气资源化领域开展技术联合开发与市场推广。

截止2017年，吉态来共实现股权融资数千万元。

吉态来生物已经在湖北一中试基地建成一套主反应器为100升规模的合成气制油中试系统，并实现了连续运行与油品产出。

2017年，吉态来还与清华大学签署战略合作协议，双方将在原料气体的广谱性、发酵工艺优化以及油品深加工开发等方面，展开深入合作。

吉态来生物总部设立在上海，目前共有员工11人。

技术产品概述

细胞工厂技术

吉态来生物通过合成生物学与代谢工程学的基因编辑技术，分离并优化一种高效的乙酸菌将气体（H₂、CO和CO₂）转化为乙酸，并创造性地将酵母菌的原料从糖类改变为乙酸，极大的提高了这两类微生物的转化效率，并实现了两级菌种发酵的全流程打通。乙酸经过酵母菌的再次发酵，可以产生饲用单细胞蛋白以及微生物油脂等高附加值产品。

主要交付物

吉态来生物拥有独立核心菌种产能（催化剂），可以直接向业主交付。

此外需要特别说明的是，对于工艺包及工程的部分吉态来不进行负责，但是会向业主提供经过验证的发酵模块接口（下方“合作模式”部分会具体说明），该关键接口的提供将保证工程部分的易操作性和可实现性。

发酵产物及下游产品

经过预处理工艺以后，工业尾气中的有效成分（H₂、CO和CO₂）将会进入细胞工厂进行厌氧-好氧两次发酵，最终形成直接的发酵产物单细胞蛋白以及单细胞油脂。

单细胞蛋白可通过后处理技术调整其中的蛋白含量，进而作为粮食产品的蛋白原料，用于生产饲料、蛋白粉、食品蛋白等。而单细胞油脂中的主要成分为碳链长度在16-18的中长链不饱和脂肪酸，是油脂化工、生物燃料及其他化学品的重要原料。

生产方法及合作模式

生产方法

吉态来的完整生产工艺由：微生物细胞工厂、发酵环境模块、原料气体预处理模块和产物后处理四个模块组成。

模块A——微生物细胞工厂

该模块即为吉态来特有的发酵菌种，该菌种与模块C中的直接原料进入模块B进行发酵反应。核心菌种构成了严密的、受细胞自身调控的酶系统构成的“微生物细胞工厂”，具有高效性、专一性、温和性等特点，具有极高的生物转化效率、资源利用率和经济效益。

模块B——发酵环境模块

该模块是为发酵微生物匹配的发酵环境。吉态来的“微生物细胞工厂”具有比较突出的环境适应性，可在常温条件下（吉态来气体发酵细胞工厂可适应的压力范围涵盖高中低压，可根据工程和项目需求灵活设定）将模块C预处理后的H₂、CO、CO₂气体经过厌氧-好氧两步发酵过程得到粗产物。

模块C——原料气预处理模块

该模块是将含H₂、CO的工业尾气进行净化预处理，为模块B提供直接原料。该模块要求气体相对洁净，因此煤化工行业的弛放气、焦炉煤气，以及钢铁行业的高炉煤气、转炉煤气等均可作为此模块中的气体原料。

模块D——产物后处理模块

该模块将B模块的发酵粗产品（单细胞蛋白以及单细胞油脂）按照目标产品的要求进行离心提浓、干燥、分离等工艺处理，最终得到饲料蛋白和油脂等高附加值目标产品。（以蛋白产品为例，该模块可产出粗蛋白含量65%的鱼粉替代物，售价高达11000元/t）

归纳而言，模块C和模块A分别提供发酵气体原料及发酵菌种，在模块B进行气体发酵，最终经模块D对发酵产物进行后处理，形成目标产物。

合作模式

基于以上的完整生产流程，吉态来主要寻求两种合作模式：一种是针对产气单位的项目合作方式，另一种是针对工程承包商的战略合作方式。

项目合作方式

产气单位与吉态来直接进行项目合作，共同投资建立合资公司或新项目，作为项目运营实施的主体，收益分配无论是按照菌种的销售情况还是根据收益按投资比例分配，吉态来均可根据业主方的需求进行调整。

战略合作方式

对于第二种合作方式，吉态来为业主提供核心菌种以及上述模块B的三个接口。工程承包商则为整个工艺流程负责，进行工程实施和设备集成。通过紧密合作，双方为客户提供完整的工程和技术支持服务，最终项目收益可通过工程款或业主项目运营产生的效益进行分成来实现。

经济性分析

工业尾气制油

吉态来的细胞工厂生物制油工艺的成本包括：直接原料成本、微生物菌种成本、能耗成本以及人工辅料投入等几个方面。按照一吨产物进行计算，生物柴油的生产成本情况见下表：

其中，利用吉态来技术将工业尾气转换而成的生物柴油完全可以替代现有石油基柴油和生物柴油。可选取棕榈油及原油作为对标物，以其价格对比吉态来生物制油技术生物柴油成本。

*注：

1.原油体积换算按1桶=0.136吨计算；

2. 2018年7月棕榈油现货价格取5106元人民币/吨（http://quote.eastmoney.com/qihuo/P1807.html）；

3.2018年7月布伦特原油价格取575美元/吨（http://youjia.chemcp.com/YuanYouJiaGe.asp）。

根据计算，使用吉态来技术生产生物油产品的成本能比对标物棕榈油及原油价格（以布伦特油为例）分别低44.8%和26.1%。而如果以此技术进行规模化生产，能耗及固定投入将更大程度地得到分摊，那么其经济性效益也将更为显著，在能源应用领域的巨大前景可期。

工业尾气制饲用蛋白

以H₂、CO含量较低的甲醇装置尾气的资源化利用为例。将甲醇装置尾气（主要含H₂、CO）与部分脱碳装置尾气（主要含CO₂）相混合，经过气体发酵得到高附加值的饲用单细胞蛋白。

*注：

1.原油体积换算按1桶=0.136吨计算；

2. 2018年7月棕榈油现货价格取5106元人民币/吨（http://quote.eastmoney.com/qihuo/P1807.html）；

3.2018年7月布伦特原油价格取575美元/吨（http://youjia.chemcp.com/YuanYouJiaGe.asp）。

根据计算，使用吉态来技术生产生物油产品的成本能比对标物棕榈油及原油价格（以布伦特油为例）分别低44.8%和26.1%。而如果以此技术进行规模化生产，能耗及固定投入将更大程度地得到分摊，那么其经济性效益也将更为显著，在能源应用领域的巨大前景可期。

工业尾气制饲用蛋白

以H₂、CO含量较低的甲醇装置尾气的资源化利用为例。将甲醇装置尾气（主要含H₂、CO）与部分脱碳装置尾气（主要含CO₂）相混合，经过气体发酵得到高附加值的饲用单细胞蛋白。

通过估算，吉态来生物产品（微生物菌种）的潜在市场规模为4000亿美元/年（菌种）和77800亿美元/年（单细胞油脂或单细胞蛋白）。

联系人：

环保部对外合作中心环保技术国际交流合作部

周女士 010-82268524

zhou.qiyue@mepfeco.org.cn

陈先生 010-82268503

chen.xiaolong@mepfeco.org.cn