利用活的有机体来制造在环境中完全分解的安全材料——它们可以作为营养物质或新生长的原料——只是正在蓬勃发展的全球所谓生物经济运动的一个例子。它的目标并不局限于取代塑料，而是针对所有传统的合成产品，包括化学制品、混凝土和钢铁，这些产品的制造或使用都是有毒的，难以回收，而且碳足迹巨大。取而代之的将是由植物、树木或真菌制成的产品，这些材料在寿命结束时可以安全地返回地球或一次又一次地回收。在全球范围内，生物经济仍然很小，但在几个因素的推动下，将成功的研究转化为制造品的努力正在增长。

首先，人们普遍对塑料对环境造成的损害感到厌恶，包括人而且动物都在消化。其次是大量资金，特别是在美国和欧洲，以加速摆脱不可生物降解、有毒和产生碳排放的产品。去年9月，拜登总统签署了一项行政命令，拨款20多亿美元，启动该计划国家生物技术和生物制造计划支持研发工作，包括利用可持续的生物质和废物资源制造无毒的生物燃料、化学品和化肥，以及建造经济适用房。

国防部最近资助了一个名为BioMADE的制造创新研究所，即生物工业制造与设计生态系统，这是一个公私合作的机构，总部位于明尼苏达大学。生物工业制造利用生物系统——包括细菌、酵母和藻类等微生物——来创造新材料或现有石油基材料的替代品。正在进行的项目包括创造一种细菌，由乳制品工业的副产品制成，取代石油基丙烯作为丙烯酸的原料，用于制造乙烯基、油漆、粘合剂、尿布和其他产品，以及一种细菌，可以安全地杀死鸡体内的病原体，取代抗生素。

美国农业部也是这一领域的主要参与者。该机构最近宣布，将拨款4100万美元，为木质产品开发新市场BioPreferred程序该法案要求联邦机构和承包商优先购买含有最低生物基含量的产品，包括清洁剂、地毯、润滑剂和油漆。联邦机构目前正在使用的产品包括一种由大豆油制成的变压器冷却剂，它在21天内可降解99%，以及第七代洗衣液，它由97%的生物成分制成。虽然生物经济的概念已经出现了一段时间，但资金和兴趣的激增已经为一系列新设施和项目埋下了种子。缅因大学的先进结构和复合材料中心刚刚制造了一个完全可回收的房子;动物权利组织善待动物组织(PETA)运营着材料创新倡议中心，该中心开发不使用动物产品的可持续纺织品。橡树岭国家实验室有生物能源创新中心该公司主要研究植物燃料和生物能源供应链。

在大西洋彼岸，欧盟的关键资助项目“地平线欧洲”(Horizon Europe)已投入至少20亿美元，以加速其自身向生物经济的过渡。该计划的目标是资助创新的生物产品，使其成为一种风险较小的投资，以确保新产品和系统如所宣称的那样发挥作用，并使其迅速推向市场。

瞄准了时尚产业

管理废物流的新法规是这一转变的另一个主要驱动力。欧盟刚刚提出新规则到2030年，要求所有产品包装以经济可行的方式可回收，并可能可重复使用。非洲大陆的纺织业也在为新的可持续发展规则做准备。Ohana公共事务的高级顾问兰维格·范·伊特尔森最近告诉记者:“从欧盟的角度来看，时尚行业将在几年内受到从头到尾的监管。《女装日报》．“由于没有可持续性立法，它从基本为零发展到涵盖从生产到设计到浪费的一切。”换句话说，生产衣服的整个过程可能很快就需要以生物为基础。

纽约福特汉姆大学(Fordham University)负责任商业联盟(Responsible Business Coalition)的执行董事弗兰克·赞布里(Frank Zambrelli)表示，时尚行业正面临着巨大的压力，要求其规范行为。该行业每年在全球产生9200万吨废物，预计到2030年，其二氧化碳排放量将增加50%。鞣制皮革需要大量有毒化学物质，包括铬、甲醛和砷。一种很有前途的皮革替代品来自蘑菇。2016年，MycoWorks开始用蘑菇菌丝体生产一种类似皮革的纺织品，名为灵芝(Reishi)一项研究Found的碳足迹仅为牛皮革足迹的8%。该公司一直非常成功，现在为各大品牌生产从床单到帆布到汽车座椅等各种纺织品。总部位于加利福尼亚州埃默里维尔的MycoWorks拥有160多名员工，一个15万平方英尺的工厂刚刚破土动工。

对即将出台的限制措施的担忧，促使人们大力推广更安全的新材料。“现在有越来越多负责任的选择，”Zambrelli说。“许多替代方案已经出现了一段时间，但我们开始看到真正的投资。”

Zambrelli补充说，随着更多法规的实施，企业将不得不更加认真地在官方报告中披露其产品的环境信息。“当你让首席财务官(cfo)和总法律顾问参与报告时，突然之间，他们所做的事情就有了一个合法化的因素。”

北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)研究生物供应链的罗布·汉德菲尔德(Rob Handfield)说，除了监管压力之外，股东的压力也越来越大。他说:“越来越多的公司现在有投资者要求建立基于科学的目标。”“还有很大的客户压力。他们不仅要求企业做出承诺，还要求企业拿出实际行动。”

此外，生物产品的利润也越来越高。据估计，美国生物经济价值为1万亿美元，全球生物经济价值为4万亿美元。2020年世界可持续发展工商理事会报告到2030年，生物基产品的经济机会可能增长到7万亿美元以上。

木材获得新关注

快速发展的技术使新的方法和产品成为可能。普通的低技术含量的木材——来自树木的木材——作为建筑中钢材和混凝土的替代品正受到广泛关注。(钢铁制造业约占全球二氧化碳排放量的8%，混凝土制造业约占8%。)

马里兰大学(University of Maryland)材料创新中心(Center for Materials Innovation)开发的一种名为MettleWood的产品，是从商业种植园中去除木质素的软木材中提取出来的。在一个专有的工艺，无木质素的木材然后强化制造商声称，在高压下制造的木材比钢轻80%，强度为20%，成本约为钢的一半。制造MettleWood的InventWood公司刚刚从美国能源部获得了2000万美元的拨款，用于扩大生产规模。

缅因州大学的先进结构和复合材料中心最近展示了一个3d打印的房子，它是由该州众多锯木厂的森林副产品混合而成的:锯末、木粉(一种非常细的锯末)和一种成分尚未披露的生物树脂。整个房子的墙壁、地板和屋顶都是由木材纤维和生物树脂打印而成，并使用100%的木材绝缘材料。

“这种材料是可回收的，”该中心的首席运营工程师埃文·吉尔曼(Evan Gilman)说。“如果一百年后这个房子不能用了，你可以把材料磨碎，打印出另一个房子或其他结构或其他有用的东西。它可以在未来被重新利用。”

大块木材，也被称为交叉层压木材，作为建筑材料也越来越受欢迎。它由一块块木板叠层或钉在一起制成，在某些方面比钢和混凝土更坚固。而且，由于木材在建筑物的使用寿命内保持完整，它将吸收碳几十年甚至更长时间——有可能将建筑物从碳源转变为碳汇。

虽然研究和开发正在上升，但从实验室制造的样品到大规模生产的规模是下一个也是更大的障碍。事实上，新产品或新工艺的发现和成功营销之间的差距被风险投资家称为“死亡之谷”。BioMADE的首席技术官梅勒妮·汤姆扎克(Melanie Tomczak)说，美国“在研发阶段做得非常好，我们有一些商业规模的生产。”“但我们没有那种中间阶段，那种试产工厂。还没有那么大规模的激励措施。”

还有人担心生物基产品容易被“绿色清洗”——过度推销他们的环保诚意——或者产生意想不到的后果。例如，18年前，联邦政府大力扩大了一项鼓励生物燃料生产(主要是用玉米生产)的计划，以减少化石燃料的二氧化碳排放。现在，超过三分之一的美国玉米被用于生产生物燃料。一个最近的研究然而，研究人员发现，联邦政府鼓励种植用于乙醇的玉米，导致土地变成耕地，这导致温室气体排放到大气中，抵消了该计划的收益。

虽然使用大量木材的建筑可能比使用钢筋和混凝土的建筑更可持续，但这取决于许多因素——包括梁的完好时间——对大量木材的需求可能会导致更多的砍伐。

虽然真正的生物经济离实现还有很长的路要走，但对该领域越来越多的关注和资助正在创造势头。这场斗争的很大一部分可能仅仅是公众意识的问题。缅因大学的吉尔曼说:“我们需要更多的早期采用者来推动规模经济。”他说:“这些技术是存在的，但它们没有得到利用，因为它们还不够有效，或者人们不了解它们的潜力。我们需要动力，需要一些早期采用者的支持。这将真正推动发展。”

吉姆·罗宾斯是蒙大拿州赫勒拿的记者，也是耶鲁环境360的定期供稿人。他的新书是《鸟类的奇迹:它们告诉我们关于世界、我们自己和一个更美好的未来．