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丁二酸上下游产业链及市场分析

魏雁 ,  刘人滔 ,  李航 ,  何玫莹 ,  杨杰

现代化工 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4) : 6 -11.

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现代化工 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4) : 6-11. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2026.04.002
专论与评述

丁二酸上下游产业链及市场分析

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Analysis of the upstream and downstream industrial chain and market of succinic acid

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摘要

丁二酸作为重要的有机化工原料和中间体,在多个领域有着广泛应用。从丁二酸上下游产业链,详细阐述了上游涵盖顺酐、葡萄糖等原材料的供应,中游国内外主流生产工艺、技术特征以及各生产企业的现有产能与规划产能情况,并深入剖析下游在生物可降解塑料、医药、食品、农药等领域的应用场景及需求特征。同时,对全球及中国丁二酸市场规模及价格走势进行分析,进而对其未来市场发展趋势做出预测。

Abstract

As an important organic chemical raw material and intermediate,succinic acid has extensive applications in multiple fields.The upstream and downstream industrial chains of succinic acid are reviewed,elaborating in detail on the supply of raw materials such as maleic anhydride and glucose in the upstream,mainstream production processes and technological features both domestically and internationally in the midstream,as well as the existing and planned production capacities of various production enterprises.The application scenarios and demand characteristics of downstream industries in biodegradable plastics,pharmaceuticals,food,pesticides,and other fields have also been deeply analyzed.At the same time,the scale and price trends of the global and Chinese succinic acid markets were summarized,and the future market development trends were predicted.

Graphical abstract

关键词

丁二酸 / 生物可降解塑料 / 市场规模 / 生产工艺 / 上下游产业链

Key words

succinic acid / biodegradable plastics / market scale / production process / upstream and downstream industrial chains

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魏雁,刘人滔,李航,何玫莹,杨杰. 丁二酸上下游产业链及市场分析[J]. , 2026, 46(4): 6-11 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2026.04.002

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丁二酸(Succinic Acid),又名琥珀酸,是一种重要的有机酸,化学式为C4H6O4。作为四碳二羧酸家族的成员,丁二酸是三羧酸循环的中间体,在生物体内能量代谢过程中发挥着关键作用[1]。在工业领域,它是合成多种有机物的重要原料和中间体,不仅可用于生产丁二酸酐、γ-丁内酯、1,4-丁二醇、四氢呋喃和N-甲基-2-吡咯烷酮等基础化工产品[2-3],还是生产聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯的主要原料,除此以外,还在生物降解塑料、医药、食品、涂料等多个行业有所应用[4]。
由于国内丁二酸产能有限,因此早期以聚氨酯、PBT树脂、四氢呋喃等为代表的化工生产原材料丁二酸依赖进口;但随着全球对环保和可持续发展的关注度不断提高,以及国内“禁塑令”的颁布,丁二酸作为生产生物可降解塑料的重要原料,市场需求呈现快速增长态势。2021年,国外丁二酸总生产能力超过51.5万t/a,国内丁二酸总生产能力约11.9万t/a,产量约7.5万t/a,进口量每年约4万t,消费量约11.5万t[5]。2024年我国丁二酸产能已提高至19万t/a,且拟建丁二酸产能远超现有产能。在这种丁二酸产业高速发展背景下,系统剖析其上下游产业链结构,深入探究行业发展趋势,是当下重要的研究课题,通过揭示产业发展的内在规律,促进可持续发展,有利于提升我国丁二酸产业在全球产业链中的竞争力。

1 丁二酸上下游产业链分析

丁二酸的制备方法较多,但基本可以归为两大类:化学合成法和生物发酵法。其中,化学合成法又包括顺酐加氢法、电化学法和(双)羰基化法等[6]。不同制法所对应的上游原料不同,包括:顺酐、葡萄糖、二氧化碳、丙烯酸、乙炔等;合成的丁二酸则被广泛应用于生产可降解塑料系列产品、风味改良剂/营养强化剂、化工产品、农业添加剂和医药原料等领域(图1)。

1.1 上游产业链

1.1.1 原材料供应

(1)顺酐
顺酐,全称为顺丁烯二酸酐,与醋酐、苯酐并称世界三大酸酐,是顺酐加氢法和顺酐电化学还原法制丁二酸的重要原料,生产工艺以苯氧化法、正丁烷氧化法为主,当前正丁烷氧化法因资源、成本、环保优势已取代苯氧化法,2024年我国正丁烷氧化法产能占比达到92.33%,使得顺酐也成为了一种价格较低且容易获取的基础化工原料[7]。
我国作为最大的顺酐生产国和消费国,2024年产能为354.6万t/a,同比增长94.19%[8];2025年,预期新增产能在233万t/a以上,届时,正丁烷氧化法的总有效产能将会突破500万t/a。
(2)葡萄糖和二氧化碳
葡萄糖则是生物发酵法生产丁二酸的关键原料,来源广泛,主要从玉米、小麦等农作物中提取。二氧化碳也可作为反应原料参与代谢转化,还可被有效固定,每生产1 t丁二酸可消耗二氧化碳0.373 t[9],这一特性使丁二酸生产摆脱了对传统石化原料的依赖,并从源头减少了化石资源消耗。
(3)丙烯酸
丙烯酸是丙烯酸单羰基化合成丁二酸的重要原料,制备方法有:氯乙醇法、氰乙醇法、高压Reppe法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯直接氧化法。在上世纪70年代以前上述6种方法并存,自70年代初日本触媒公司和美国UCC公司采用丙烯氧化生产装置以来,该法已占有主导地位[10]。截至2022年底,我国丙烯酸产能已达到390万t/a,同比增长约14.04%;2024年,产能进一步增长至440万t/a。
(4)乙炔
乙炔是乙炔双羰基化合成丁二酸的重要原料,根据制备方法主要分为电石制乙炔和天然气制乙炔。在产能方面,我国是世界上第一大乙炔生产国,电石乙炔约占国内总产量的90%以上,是现今主要的乙炔生产方法。近年来,由于天然气法与传统电石法相比具有生产成本低、环保性能好的优点,天然气法在全球乙炔生产中的份额逐年上升;除此之外,具有反应条件温和、选择性高、产品纯度高等优点的催化法制乙炔也在近年来备受关注,被认为是未来乙炔生产的发展方向。

1.1.2 原材料价格波动对丁二酸生产的影响

顺酐、丙烯酸等石化产品价格受原油价格、市场供需及开工率等因素影响显著。以顺酐为例,2020年受疫情和限塑令等因素影响,价格呈“V型”走势,最低4 300元/t,后因供应紧张飙升至11 500元/t;2021年随能源价格上涨和装置检修,创下16 000~17 000元/t新高;2022年因需求走低和产能增加,均价回落至9 058元/t;2023—2024年产能过剩加剧,价格跌至6 520元/t,目前仅约6 000元/t。由此可见,顺酐波动的市场价格,会使得以其为原料的丁二酸生产成本极不稳定。
葡萄糖作为生物发酵法所需原料,由玉米、秸秆和木材等生物质废弃物衍生得到,因此主要受农产品种植面积、气候条件、农产品市场需求等因素影响。总体而言,相较于石油基路线,以葡萄糖为原料的生物发酵法原料易得且价格极低,波动较小。
乙炔成本取决于电石或天然气价格。电石乙炔工艺中每生产1 t乙炔需消耗约1.92 t电石[11]和超过10 000 kWh电,电石价格2021年曾达8 000元/t,2023年后稳定在约3 000元/t,目前约2 750元/t。天然气乙炔工艺每生产1 t乙炔消耗4 000~5 000 Nm3天然气和2 000多kWh电,虽然耗电比电石乙炔大幅降低,天然气成本仍约占总生产成本的60%~70%,因此气价低于2.5元/Nm3时才具有成本优势。

1.2 中游产业链

1.2.1 丁二酸生产工艺

目前,丁二酸的工业化生产工艺主要有顺酐加氢法、电化学法和生物发酵法[12]。
顺酐加氢法以顺酐为原料,在催化剂作用下于水相或有机相中加氢生成丁二酸/酐,是当前最常用的工业方法。该方法反应条件温和、产品纯度高、易于放大,但需使用贵金属催化剂,导致成本较高,且催化剂回收与再生复杂。
电化学法则将顺酐水解为顺丁烯二酸后电解还原为丁二酸,可分为直接电还原和间接电还原(如以Ti3+/Ti4+为媒介)。电化学法具有反应条件温和、设备简单等优点,但存在电耗高(2 300 kWh/t丁二酸)、副反应多、产品分离困难等问题,且不利于大规模放大,单线产能为1 000~3 000 t/a,生产规模小。
生物发酵法则是利用在厌氧细菌或兼性厌氧细菌等微生物(如大肠杆菌、产琥珀酸放线杆菌等)以糖类或二氧化碳为碳源,通过发酵代谢生产丁二酸[1],具有原料可再生、环境友好等优势,但存在发酵周期长、菌体耐受性差[13]、分离纯化成本高(占总成本60%~80%)等问题,现仍处于从实验室规模向大规模产业化过渡阶段。
丁二酸工业化工艺路线对比详见表1。
(双)羰基化法是近年来有望大规模产业化生产丁二酸的重要方法,包括丙烯酸单羰基化和乙炔双羰基化制备丁二酸等[14-15],丙烯酸单羰基化制备丁二酸可以理解为是乙炔单羰基化的后续反应[16-17]。羰基化反应通常是在金属(Ni,Co,Pd)有机配合物或者无机盐的催化下进行CO的插入。虽然贵金属催化剂因自身的稀缺性和高市场价值使得以其为核心的工业化应用在初期资本投入阶段面临一定的成本压力,但该反应绝对的“原子经济性”、反应的高选择性和对环境的友好性,使得其在丁二酸绿色合成工艺开发进程中备受关注,有望成为突破现有生产模式成本瓶颈,实现工业化规模经济的关键技术路径。

1.2.2 主要生产企业及产能分布

在海外市场中,曾经/现有规模化生产丁二酸的企业主要包括美国BioAmber、中国台湾李长荣化学LCY Biosciences、Myriant(2018年8月更名为GC Innovation America)[18];荷兰帝斯曼(DSM)、科碧恩-普拉克(Corbion-Purac);法国罗盖特(Roquette);德国巴斯夫(BASF);日本三菱化学(Mitsubishi Chemical)、日本触媒(Nippon Shokubai)、川崎化成(Kawasaki Kasei);泰国国家石油公司(PTT)等。
2012—2015年间,Revedia、Myriant、Succinity和BioAmber四家企业相继建成生物基丁二酸商业化生产工厂。其中,BioAmber和Reverdia实现了酵母发酵工艺产业化;Myriant与Succinity则采用细菌发酵,并着重开发下游沉淀工艺。然而,这些企业普遍面临发展挑战:BioAmber公司于2018年宣告破产,被李长荣化学(LCY Biosciences)收购了其萨尼亚工厂,Myriant和Succinity工厂停止运营,市场唯一存续的Reverdia也于2019年解散[19-20]。这些工厂运营2~3年后退出市场的根本原因,首先是工厂产能规模有限,难以形成规模经济效应;其次,实际运营成本远超预期,是预测值的近10倍;此外,对市场需求规模及产品销售价格的过高预估,导致供需失衡与定价策略失误,也是不可忽略的重要原因。
表2为海外丁二酸主要生产企业及产能情况。可以看出,海外丁二酸产能呈现出区域集中化特征,主要分布于北美与欧洲地区,且生产工艺以生物发酵法为主。但由于资本投入大、成本高,目前该工艺装置多数运营困难,部分处于停产状态。这一现象表明,尽管生物发酵法高度契合可持续发展理念,但当前市场环境下,仍未形成显著的成本竞争力,更因丁二酸产能的大幅释放而面临严峻挑战。
国内,丁二酸生产企业也呈现出区域集中化特征,集中在山东、安徽等地[21]。山东飞扬化工采用电化学法和顺酐催化加氢法,总产能为1万t/a;山东兰典生物则专注于生物发酵法,产能6万t/a,为目前国内最大。
表3详细统计了目前国内丁二酸主要生产企业、产能/规划产能及生产工艺情况。从表中可以看出,我国丁二酸行业在产能布局上呈现鲜明特点:生物发酵法与顺酐加氢法已成为主导技术路线,其中顺酐加氢法多配套顺酐及PBS装置,而电化学法因规模较小(多低于1万t/a),在新建及扩建项目中应用受限。尽管生物发酵法名义产能较大,但因菌种性能、发酵效率、纯化技术及市场波动等因素,实际产能利用率偏低,部分企业存在产能闲置现象。此外,除恒力石化建设的10万t/a顺酐法项目稳步推进外,多数规划出现建设周期滞后甚至停滞的情况,产能规划兑现率较低。但随着我国技术创新能力的提升与产能规模的持续扩大,有望进一步强化我国在全球产业链中的市场竞争力,从而推动产能规划逐步兑现。

1.3 下游产业链

2024年中国丁二酸下游消费结构中,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为重要的生物可降解聚合物,占比高达70.8%,是丁二酸最重要的下游应用;而食品、医药、农药及其他方面的应用共计占比仅29.2%。
PBS由丁二酸和1,4-丁二醇通过缩聚反应制得,良好的生物降解性、热稳定性、机械性能和加工性能,使得其在包装、农业、医疗等领域具有广泛的应用前景[22-23]。在包装中,PBS可用于食品袋、快递袋和餐具,减轻白色污染;在农业中,PBS地膜可自然降解,避免土壤破坏;在医疗中,用于可吸收缝合线和药物载体,生物相容性良好,能减少感染风险。由于每生产1 t PBS需要消耗0.62 t丁二酸和0.68 t 1,4-丁二醇,因此,其需求量的大幅增长也将直接带动丁二酸的消费。
在食品工业中,丁二酸用作酸味剂、防腐剂和抗氧化剂,可改善风味、抑制微生物并延缓油脂氧化,延长食品保质期。医药领域中,丁二酸可用于合成抗生素、维生素C、心血管药物及抗痉挛药物等,其本身也具有抗痉挛、祛痰和利尿等药理活性。农药方面,丁二酸可作为植物生长激素,增强作物抗逆性,提高产量10%~20%;也可作为中间体或助剂,用于生产高效低毒农药,提升药效与利用率。此外,丁二酸还用于化工和精细化学品领域,可生产1,4-丁二醇、γ-丁内酯和四氢呋喃,进而用于医药、聚氨酯和橡胶工业;也可通过酯化、酰胺化等反应制得环保增塑剂、螯合剂和表面活性剂等产品。

2 丁二酸市场分析

2.1 全球市场规模

一直以来,全球丁二酸市场规模呈现稳步增长的态势。据QYResearch调研团队最新“2025—2031全球及中国丁二酸行业研究及‘十五五’规划分析报告”显示,2024年全球丁二酸市场规模大约1.23亿美元,2025年市场规模预计为1.32亿美元,预计2031年将达到2.08亿美元,2025—2031期间年复合增长率(CAGR)为7.9%。丁二酸全球市场规模增长的主要驱动力仍来自全球范围内,尤其是欧美和亚太地区,对生物降解塑料(PBS/PBSA)的强劲政策支持和终端消费需求。北美和欧洲作为传统成熟市场,消费占比合计超过50%,其需求主要来自于严格的“禁塑”法规和完善的生物基材料产业链。东南亚、拉美等新兴市场由于环保政策起步和工业化进程的加速,正成为需求增长最快的区域。从供应端看,全球产能仍集中在几家大型化工企业,但亚太地区特别是中国的产能正在迅速释放,改变全球供应格局。

2.2 中国市场规模

中国是全球最大的丁二酸生产和消费国,市场规模增长迅速,生产市场占据31%的份额;消费市场占比更高达38%。国内市场规模的增长,也主要来源于可降解塑料产业的发展,国内的政策支持力度推动了丁二酸在PBS等生物降解塑料生产中的应用需求大幅增加;另外,也来源于国内企业在丁二酸生产技术方面的不断创新,产能逐步扩大,产品质量不断提高,生产成本降低,市场竞争力增强。
展望未来,中国丁二酸市场规模有望继续保持高速增长。随着国内“双碳”目标的推进和环保政策的日益严格,可降解塑料行业将迎来更大的发展机遇。国内可降解塑料潜在市场规模超过300万t(以快递包装、一次性塑料餐具、塑料购物袋和农用地膜的生物可降解塑料的渗透率达到30%进行估计),其中用于生产PBS的丁二酸需求量将达到180多万t,而丁二酸目前实际产能只有十几万t/a,市场空间巨大。

2.3 市场价格走势

丁二酸价格受原材料、生产成本及供需等多因素影响,近年呈现波动。2020年均价达12 000~15 000元/t;2021至2022年随经济复苏与政策推动涨至18 000~20 000元/t;2023年由于新增产能的部分释放等原因回调至15 000~17 000元/t。2024年6月,非生物法价格11 500~13 000元/t,生物法13 500~16 000元/t,全年整体价格平稳。但12月后价格持续下行,平均下降1 500~2 500元/t。2025年4月恒力石化新建顺酐法装置投产后丁二酸报价大幅降至7 000元/t,但其他企业受成本与技术限制未同步调价,非生物法仍稳定在11 500元/t左右,生物法维持在13 500~15 000元/t,显示出显著的价格分化格局。
长期来看,随着工艺优化与产能扩大,成本有望进一步降低,价格或趋稳略降。但若原料价格剧烈波动或供需关系突变,丁二酸市场价格仍可能出现较大幅度波动。

3 结语与展望

在国家环保政策与可降解材料产业发展的推动下,丁二酸需求量不断增加,也同步加快了丁二酸生产技术的更新及其行业的快速发展。从上游原材料的供应、中游不同生产工艺、下游应用领域及市场现状对丁二酸行业展开了系统全面的介绍。
总的来讲,原料价格的稳定性对丁二酸生产企业的成本控制至关重要。生产工艺方面,生物发酵法凭借环保优势、顺酐加氢法凭借规模化优势(具有一体化能力的综合性炼化企业的较优选择)成为当前发展主流,(双)羰基化法则由于“原子经济性”、反应的高选择性和对环境的友好性被视为突破当前成本瓶颈的关键路径;丁二酸的主要生产企业也在全球范围内形成了不同的竞争格局;下游在生物降解塑料、医药、食品、农药等多个领域的应用,推动了丁二酸市场需求的持续增长。从市场规模来看,全球及中国丁二酸市场均呈现稳步上升态势,未来随着生物可降解塑料等行业的蓬勃发展,市场规模有望进一步扩大。企业应加大研发投入,优化生产与经营策略,把握市场机遇,以在激烈的市场竞争中占据有利地位。

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