bioecon Раздел для участников
Технология · Биоэнергетика и климат / CDR и управление углеродом

Биологическая утилизация углерода (bio-CCU: газовая ферментация, CO2-в-белок, э-топлива)

Превращение уловленного CO2 в топлива, белки, полимеры и метанол через микробную газовую ферментацию, инженерные микроорганизмы и водоросли — цепочка утилизации углерода от промышленных выбросов до циркулярных углеродных продуктов.

Риск: средний Альтернативные белкиУдаление углерода US · CN · EU проверено 2026-06-22 · 33 Источники

1 · Что даёт

Биологический захват и утилизация углерода (bio-CCU) превращает уловленный диоксид углерода — из промышленных точечных источников, биогенных выбросов или атмосферы — в топлива, химикаты, белки и материалы с помощью микробной газовой ферментации, инженерных микробов или микроводорослей. Это переосмысляет отходящий газ как сырьё, замещая ископаемый углерод и создавая выручку, которая помогает финансировать сокращение выбросов. Только платформа газовой ферментации LanzaTech сообщила о выручке 55,8 млн долларов в 2025 году, поли гидроксиалканоат AirCarbon от Newlight сертифицирован как углеродно-отрицательный, а одноклеточный белок Proton от Deep Branch достигает около 70% содержания белка при углеродном следе примерно на 90% ниже альтернативных белков. На каталитическом фланге возобновляемый метанол Vulcanol от Carbon Recycling International связывает около 1,4 т CO2 на тонну метанола, а планируемый завод э-топлива в Исландии нацелен на 70 000 т/год авиатоплива. Политика теперь формирует спрос: налоговый кредит US 45Q платит до 85 долларов за тонну за уловленный и утилизированный CO2, Рамки сертификации удаления углерода ЕС (CRCF) действуют, а китайский каталог зелёных финансов включает CCUS как позицию 1.5.1.

Ключевые направления биологического захвата и утилизации углерода:

  1. Газовая ферментация в топлива и химикаты (LanzaTech): аутотрофные микробы сбраживают CO/CO2-синтез-газ в этанол и далее в SAF и судовое топливо; пилот LanzaTech по переработке твёрдых бытовых отходов в этанол в Кудзи (Япония) работает на примерно 400 т/год в масштабе одной десятой коммерческого с гарантированной эффективностью.
  2. Микробный CO2-в-полимеры (Newlight AirCarbon): вдохновлённый океанскими микробами процесс фиксирует CO2 и метан в полигидроксиалканоат — углеродно-отрицательный, морски-биоразлагаемый полимер, уже применяемый в трубочках, столовых приборах и очках.
  3. CO2-в-белок и питание (Deep Branch, Cemvita): газовая ферментация превращает CO2 и водород в одноклеточный белок (Proton, около 70% белка) и возобновляемые масла (FermOil от Cemvita, продемонстрировано на 75 000 л).
  4. Утилизация CO2 в э-топлива и метанол (CRI, e-керосин Cemvita): каталитическое и биокаталитическое гидрирование CO2 зелёным водородом даёт возобновляемый метанол (Vulcanol) и далее э-SAF, причём CRI изучает объект на 70 000 т/год совместно с Honeywell UOP.

Секторальная цепочка создания стоимости#

[Источник CO2: промышленный / биогенный / атмосферный] ──> [Захват и подготовка] ──> [Биоконверсия: ферментация / инженерные микробы / микроводоросли]
                                                                                          │
                                                                              (выделение и очистка продукта)
                                                                                          │
                                                                                          ▼
[Конечное использование: топлива · белок · полимеры · метанол] <─── [Циркулярные углеродные продукты]

Уровни цепочки создания стоимости#

УровеньОписаниеКлючевые входы/выходы
Источник CO2 (Emissions)Точечные промышленные выбросы (сталь, цемент, нефтепереработка), биогенные источники и прямой захват воздуха.Вход: дымовой газ, биогаз, воздух.
Выход: сырой CO2-содержащий газ.
Захват и подготовка (Capture)Химическая абсорбция, адсорбция или мембранное разделение, затем сжатие и очистка.Вход: сырой газ, энергия, растворитель.
Выход: концентрированный CO2.
Биоконверсия (Conversion)Микробная газовая ферментация, ферментация инженерными микробами или микроводорослевая фиксация в целевые молекулы.Вход: CO2, водород, питательные вещества.
Выход: этанол, PHA, белок, метанол.
Выделение продукта (Recovery)Дистилляция, сбор клеток, обезвоживание и очистка биологически образованного продукта.Вход: ферментационная культура.
Выход: черновой продуктовый поток.
Формулирование (Formulation)Смешивание, компаундирование и сертификация (ISCC PLUS, пищевые/кормовые допуски) в товарные марки.Вход: черновой продукт.
Выход: сертифицированные топлива, корм, смолы.
Конечное использование и учёт (Markets)Продажа на рынки топлива, корма, полимеров и химикатов с углеродным учётом по 45Q, CRCF или ISCC.Вход: сертифицированный продукт.
Выход: выручка, углеродные кредиты.

Сквозные технологии сектора:

  • Интеграция зелёного водорода: маршруты CO2-плюс-водород (белок Deep Branch, метанол CRI) привязывают экономику bio-CCU к стоимости возобновляемого водорода и масштабированию электролизёров.
  • Синтетическая биология и конструирование штаммов: Cemvita и Newlight перепроектируют микробный углеродный поток, направляя CO2 к целевым продуктам (масла, PHA, предшественники керосина) при более высоких титрах.
  • Углеродный учёт и сертификация: ISCC PLUS, EU CRCF и кредит US 45Q превращают тонны утилизированного CO2 в банковскую стоимость — ключевой элемент проектного финансирования.

2 · Что заменяет 6

D1Ферментационное оборудование (стальные и одноразовые биореакторы, твердофазные реакторы) и оборудование downstream (центрифуги, фильтрация, распылительная сушка и сушка в кипящем слое, приготовление препаративных форм) для местного производства ферментов, микробных продуктов и ферментационных ингредиентов вместо заводов химического синтеза и импорта
Заменяет: Пути химического синтеза и импорт продуктов из статей серий FI-, FD-, I- и A- (ферменты, органические кислоты, витамины, микробные пестициды …
EAC
D1Рекуперированный фосфор (струвит и другие фосфаты, извлечённые из потоков биологической очистки сточных вод и метантенков) вместо удобрений из фосфоритов, содержащих кадмий
Заменяет: Доля ДАФ/МАФ/суперфосфата из добываемых фосфоритов; химическое удаление фосфора солями железа и алюминия на очистных сооружениях (что …
AGROCHEM
D1Молочные и яичные белки прецизионной ферментации (сывороточный белок, казеин, овальбумин) и белок грибной биомассы (микопротеин) вместо части животного белка, требующего антибиотиков и больших площадей
Заменяет: Часть традиционного молочного и мясного белка — а с ней антибиотики, противопаразитарные средства, удобрения и пестициды кормовой цепочки; …
NOVEL
D3Витамины, получаемые ферментацией (B2, B12, пути для C), вместо многостадийного химического синтеза
Заменяет: Химический синтез витаминов — процесс Райхштейна для витамина C (шесть химических стадий + одна ферментация), химические пути для B2 …
FOOD
D3Лимонная кислота ферментацией Aspergillus niger вместо извлечения из цитрусовых
Заменяет: Лимонная кислота, извлекаемая из лимонов, лаймов и других цитрусовых (через цитрат кальция, Италия и Калифорния до 1930 г.)
FOOD
D1Подсластители ферментационного и растительного происхождения вместо аспартама, сахарина и сукралозы
Заменяет: Искусственные интенсивные подсластители — аспартам (группа 2B МАИР с 2023 г.), сахарин, сукралоза, ацесульфам калия в напитках и молочной …
FOOD

3 · Как внедрить 6 шагов

  1. 1
    Подача синтез-газа, богатого CO2
    Промышленные выбросы (сталь, нефтепереработка) или газифицированные твёрдые бытовые отходы поставляют CO/CO2-содержащий синтез-газ; завод LanzaTech в Кудзи газифицирует ТБО для подачи своего пилота этанола примерно на 400 т/год в масштабе одной десятой коммерческого.
  2. 2
    Газовая ферментацияФерментация и культивирование
    Аутотрофные ацетогены в биореакторе сбраживают синтез-газ в этанол, причём массопередача газ-жидкость и толерантность штаммов к примесям задают продуктивность реактора; это основная биология, общая для LanzaTech и Deep Branch.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    Spiber Япония
    ✓ ISO 9001 промышленный масштаб
    “By harnessing the power of precision fermentation, Spiber engineers proteins at the molecular level, resulting in versatile materials that can be tailored to specific needs.”
    PANGOO® Focus On Animal Natural Health! Китай
    ✓ ISO 9001 50,000.00 MT /
    “Technology and quality: A structured R&D and production process from strain selection to field application; emphasis on reliable probiotic production with ISO 9001 quality …”
    FORNATURES Южная Корея
    промышленный масштаб
    “The company specializes in biological carbon capture using microalgae-based bioreactors.”
    Beijing Shougang LanzaTech Китай
    20 tons per day промышленный масштаб
    “Beijing Shougang LanzaTech is a Chinese biomanufacturing company specializing in carbon capture, utilization, and storage (CCUS) by converting industrial waste gas into ethanol and …”
    CHITOSE Япония
    промышленный масштаб
    “AI x BIOMANUFACTURING”
    Changjin Bio 昌进生物 (Shanghai) Китай
    “With expertise in both biomass fermentation and precision fermentation, Changing Bio produces tasteful and versatile non-GMO mycoproteins, as well as a series of dairy proteins, …”
  3. 3
    Выделение бульонаОчистка и downstream
    Клетки и отработанная среда отделяются от богатого этанолом бульона центрифугированием и фильтрацией; клеточная масса возвращается или валоризируется, а пиво поступает на дистилляцию.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    PANGOO® Focus On Animal Natural Health! Китай
    ✓ ISO 9001 50,000.00 MT /
    “Technology and quality: A structured R&D and production process from strain selection to field application; emphasis on reliable probiotic production with ISO 9001 quality …”
    Emirates Biotech ОАЭ
    160,000 tons per annum промышленный масштаб
    “A neat PLA (PolyLactic Acid) resin with high viscosity and moderate crystallization rate, allowing for higher”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) Южная Корея
    промышленный масштаб
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    Zytex Индия
    промышленный масштаб
    “Research culture and capabilities: high-throughput screening, enzyme and protein identification and characterization, fermentation upscaling, and downstream processing.”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    Alfa Laval Швеция
    ✓ ISO 9001
    “Here we compare the three most common options: centrifugation, filtration and coalescence.”
  4. 4
    Очистка этанолаОчистка и downstream
    Дистилляция и обезвоживание молекулярными ситами поднимают бульон до топливного этанола из рециклированного углерода — товарного промежуточного продукта, на котором строится выручка LanzaTech в 55,8 млн долларов в 2025 году.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    PANGOO® Focus On Animal Natural Health! Китай
    ✓ ISO 9001 50,000.00 MT /
    “Technology and quality: A structured R&D and production process from strain selection to field application; emphasis on reliable probiotic production with ISO 9001 quality …”
    Emirates Biotech ОАЭ
    160,000 tons per annum промышленный масштаб
    “A neat PLA (PolyLactic Acid) resin with high viscosity and moderate crystallization rate, allowing for higher”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) Южная Корея
    промышленный масштаб
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    Zytex Индия
    промышленный масштаб
    “Research culture and capabilities: high-throughput screening, enzyme and protein identification and characterization, fermentation upscaling, and downstream processing.”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    Alfa Laval Швеция
    ✓ ISO 9001
    “Here we compare the three most common options: centrifugation, filtration and coalescence.”
  5. 5
    Дериватизация в SAF
    Этанол конвертируется в авиатопливо (через спирт-в-керосин) или судовое топливо, маршрутом через LanzaJet, в котором доля LanzaTech к декабрю 2025 года достигла 53%.
  6. 6
    Сертификация и офтейкРегистрация и сертификация
    Готовое топливо сертифицируется по ISCC PLUS и EU CRCF, а утилизация CO2 документируется для кредита US 45Q, обеспечивая авиационный и морской офтейк, замыкающий цикл утилизации углерода.
    Регистрация в РФ / ЕАЭС: EAC — Аккредитованные органы ЕАЭС / Росаккредитация

4 · Кто поставит

Подобранные поставщики (подобраны автоматически)

LanzaTechСШАПроизводительработает
OPAL FuelsСШАУслуги / консалтингработает
BigadanДанияПроизводительработает
FORNATURESЮжная КореяПроизводительработает
GevoСШАПроизводительработает
Beijing Shougang LanzaTechКитайУслуги / консалтингработает
UnibioДанияПроизводительработает
XBEE Enzyme Fuel TechnologyКанадаПроизводительработает
String BioИндияНаука / R&Dработает
Solar FoodsФинляндияНаука / R&Dработает
Woodland Biofuels Inc.КанадаПроизводительработает
Asia BiogasИндонезияУслуги / консалтингработает

Ведущие компании и институты (из обзора)

Компания / институтСтранаКлючевые продукты / платформыТехнологические особенностиСтатус 2026
LanzaTech🇺🇸 СШАЭтанол из рециклированного углерода, газовая ферментацияLNZA; LanzaJet 53%; ~400 т/год пилот в ЯпонииGrowth
Newlight Technologies🇺🇸 СШАБиополимер AirCarbon PHAУглеродно-отрицательный, морски-биоразлагаемый; процесс океанских микробовCommercial
Cemvita Factory🇺🇸 СШАВозобновляемое масло FermOil, e-керосинДемонстрация 75 000 л; утилизация CO2 инженерными микробамиPilot
Deep Branch🇬🇧 ВеликобританияОдноклеточный белок ProtonГазовая ферментация; ~70% белка, ~90% ниже углеродPilot
CRI🇮🇸 ИсландияВозобновляемый метанол VulcanolCO2-в-метанол (~1,4 т CO2/т); изучение э-SAF 70 кт/годCommercial
Sinopec🇨🇳 КитайCCUS, микроводорослевая утилизация CO2CCUS точечных источников; R&D штаммов микроводорослейCommercial

5 · Правила и путь на рынок

Путь в РФ / ЕАЭС: EAC · Аккредитованные органы ЕАЭС / Росаккредитация
декларация регистрируется в течение 3 рабочих дней (испытания отдельно); сертификация — дольше
Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта. (2026-10-06)
США

США лидируют в коммерциализации bio-CCU через газовую ферментацию LanzaTech и углеродно-отрицательные полимеры Newlight, причём налоговый кредит 45Q (расширенный по Закону о снижении инфляции примерно до 85 долларов за тонну утилизированного CO2) закрепляет экономику проектов.

Gas fermentation, carbon-negative polymers, e-kerosene#

  • LanzaTech Global (LNZA): её платформа газовой ферментации превращает промышленные выбросы и газифицированные отходы в этанол из рециклированного углерода; выручка в 2025 году достигла 55,8 млн долларов, пилот в Кудзи (Япония) производит около 400 т/год в масштабе одной десятой коммерческого, а доля LanzaTech в LanzaJet к декабрю 2025 года выросла до 53%.
  • Newlight Technologies: полигидроксиалканоат AirCarbon, производимый метанокисляющими океанскими микробами из парниковых газов, — углеродно-отрицательный, морски-биоразлагаемый полимер, поставляемый в трубочках, столовых приборах, очках и заменителях кожи, с запатентованными инженерными штаммами, повышающими углеродный поток к PHA.
  • Cemvita Factory: инженерные микробы превращают сырой глицерин и CO2 в возобновляемое масло FermOil, продемонстрированное в промышленном масштабе 75 000 л (масштабирование в 2 500 раз) на Bio Base Europe, а также в биокаталитический e-керосин для авиации в рамках режима 45Q.
Евросоюз

Европа объединяет стартапы bio-CCU с самым строгим в мире углеродным регулированием: Рамки сертификации удаления углерода, Система торговли выбросами и Механизм корректировки углеродного регулирования границ, которые вместе создают спрос на верифицированный утилизированный углерод.

Single-cell protein, renewable methanol, certification pull#

  • Deep Branch (Великобритания/Нидерланды): её белок Proton производится газовой ферментацией промышленного CO2 с водородом в ингредиент с содержанием белка около 70% — примерно вдвое больше сои — при углеродном следе около на 90% ниже, для аквакультуры и корма скоту, при поддержке программы EU H2020.
  • Carbon Recycling International (Исландия): её процесс Emissions-to-Liquids производит возобновляемый метанол Vulcanol (сертифицирован ISCC PLUS, около 1,4 т CO2 на тонну метанола) и изучает завод э-SAF мощностью 300 МВт и до 70 000 т/год совместно с Honeywell UOP и IdunnH2.
  • Регуляторное давление: EU CRCF определяет сертифицированное удаление и утилизацию углерода, а CBAM ценит встроенный углерод на границе, давая продуктам bio-CCU измеримую премию в химии, топливах и кормах.
Китай

Углеродный менеджмент Китая опирается на энергетические мейджоры, реализующие CCUS в промышленном масштабе наряду с исследованиями микроводорослевой утилизации CO2, а CCUS теперь входит в национальный каталог зелёных финансов как банковская категория.

CCUS scale, microalgal bio-conversion, green-finance inclusion#

  • Sinopec (600028): интегрированный энергетический мейджор ведёт CCUS точечных источников в нефтепереработке, нефтехимии и повышении нефтеотдачи, а также возглавляет исследования микроводорослевой утилизации CO2 — сравнивая штаммы водорослей и условия культивирования для превращения уловленного CO2 в высокоценные биопродукты.
  • CCUS как категория зелёных финансов: каталог зелёных финансов Китая теперь содержит захват, утилизацию и хранение CO2 как позицию 1.5.1, охватывая всю цепочку захват–транспорт–утилизация–хранение для энергетики, стали, цемента, химии и нефтедобычи.
  • Институциональное развитие: Sinopec помогла учредить Международную организацию по инновационному сотрудничеству в CCUS, позиционируя bio-CCU и CCUS как скоординированный национальный приоритет в рамках целей двойного углерода.

6 · Финансирование: тендеры и гранты

ГрантВнедрение циркулярных системных решений через живые лаборатории в городах и регионах (тема Circular Cities and …
European Commission · Евросоюз
8 апр. 2027 г.
183 дн.
ГрантИнновации и масштабирование углеродного земледелия
European Commission · Евросоюз
23 сент. 2027 г.
351 дн.
ГрантОткрытая тема: Circular Cities and Regions Initiative для укрепления городского производства в поддержку Clean …
European Commission · Евросоюз
8 апр. 2027 г.
183 дн.
ГрантЦиркулярные инновационные передовые материалы: переход от разработки к рынку (RIA) (партнёрства Innovative …
European Commission · Евросоюз
2 февр. 2027 г.
118 дн.
ГрантЗамена опасных веществ в биоцидных продуктах
European Commission · Евросоюз
22 сент. 2027 г.
350 дн.

7 · Технологический стек

Технологический стек bio-CCU опирается на четыре столпа: биология газовой ферментации, микробный синтез полимеров, производство одноклеточного белка и гидрирование CO2 в метанол и э-топлива — вместе превращающие точечный углерод в товарные продукты.

  1. Биология газовой ферментации:
    • Аутотрофные ацетогены (LanzaTech) и водородокисляющие микробы (Deep Branch) фиксируют CO/CO2 в этанол и белок; выручка LanzaTech в 55,8 млн долларов в 2025 году показывает, что маршрут достиг коммерческого тоннажа из отходящих газов.
    • Толерантность штаммов к примесям синтез-газа (смолы, сера) и массопередача газ-жидкость задают потолок продуктивности реактора и гибкости по сырью.
  2. Микробный синтез полимеров:
    • AirCarbon от Newlight использует метанокисляющие океанские микробы, направляя CO2 и метан в гранулы полигидроксиалканоата — полимер, углеродно-отрицательный и морски биоразлагаемый.
    • Запатентованные инженерные штаммы настраивают углеродный поток на PHA, повышая титр и снижая затраты энергии на сбор клеток и экстракцию полимера.
  3. Производство одноклеточного белка:
    • Proton от Deep Branch сбраживает CO2 с водородом и кислородом в одноклеточный белок содержания около 70%, заменяя сою и рыбную муку в аквакорме при углеродном следе примерно на 90% ниже.
    • Узкое место — масштабирование газовой ферментации и кормовой допуск по безопасности, а не биология, поэтому решающее значение имеют партнёры и офтейк.
  4. Гидрирование CO2 в метанол и э-топлива:
    • Процесс Emissions-to-Liquids от CRI каталитически гидрирует CO2 в метанол Vulcanol (около 1,4 т CO2 на тонну), который процесс eFining от Honeywell UOP может апгрейдить в э-SAF.
    • Экономика зависит от дешёвого зелёного водорода и мощности электролизёров, привязывая bio-CCU к более широкому развёртыванию power-to-liquids.

Источники 33

  1. Lanzatech — 2026-01-07T00:00:00.000Z
  2. Lanzatech — 2026-03-31T00:00:00.000Z
  3. Lanzatech — 2026-06-04T00:00:00.000Z
  4. Lanzatech — 2026-03-31T00:00:00.000Z
  5. Lanzatech — 2026-05-14T00:00:00.000Z
  6. Cemvita — 2026-05-28T00:00:00.000Z
  7. Cemvita — 2026-06-08T00:00:00.000Z
  8. Cemvita — 2025-05-22T00:00:00.000Z
  9. Cemvita — 2026-06-03T00:00:00.000Z
  10. Cemvita — 2026-06-05T00:00:00.000Z
  11. Newlight — 2025-06-06T00:00:00.000Z
  12. Newlight — 2024-05-16T00:00:00.000Z
  13. Newlight — 2024-04-11T00:00:00.000Z
  14. Newlight — 2024-12-12T00:00:00.000Z
  15. Newlight — 2026-06-01T00:00:00.000Z
  16. Deep branch — 2024-06-12T00:00:00.000Z
  17. Deep branch — 2025-12-06T00:00:00.000Z
  18. Deep branch — 2026-06-19T00:00:00.000Z
  19. Deep branch — 2026-06-20T00:00:00.000Z
  20. Deep branch — 2026-06-17T00:00:00.000Z
  21. Cri — 2025-05-09T00:00:00.000Z
  22. Cri — 2025-09-01T00:00:00.000Z
  23. Cri — 2025-12-31T00:00:00.000Z
  24. Cri — 2026-03-19T00:00:00.000Z
  25. Cri — 2026-06-02T00:00:00.000Z
  26. Sinopec — 2026-06-22
  27. Sinopec — 2026-06-22
  28. Sinopec — 2026-06-22
  29. Sinopec — 2026-06-22
  30. Sinopec — 2026-06-22
  31. Sinopec — 2026-06-22
  32. Sinopec — 2026-06-22
  33. Sinopec — 2026-06-22