国际能源网讯： 美国环保局（EPA）于2011年6月20日颁发第 16 次年度总统绿色化学挑战奖。该奖项认可了领先的研究人员与行业开拓者在重大化工技术方面所作的创新成就，对美国污染防治作出了重要贡献。
另外，派克研究公司作出了新的报告预测 ，绿色化学是一种市场机遇，这一市场机遇将从2011年28亿美元增长到2020年985亿美元。
1. Genomatica公司的绿色合成途径，正在开发和使从可再生原料，包括容易获取的糖类、生物质和合成气，使制取可持续的基础和中间化学品推向商业化。该公司旨在通过具有成本优势、更小碳足迹地生产生物基化学品，来改造化学工业，以直接替代大量工业化学品，这些工业化学品现从石油来生产，全球市场为1万亿美元。
Genomatica公司的第一个目标分子是1,4 -丁二醇（BDO）。BDO可用来制造氨纶、汽车塑料、跑鞋和许多其他产品，它拥有数量约28亿磅、价值30亿美元的全球市场。Genomatica公司已自2010年上半年起在中试规模内通过3000升发酵设施生产BDO，2011年转向验证规模生产。
初期的生命周期分析表明，Genomatica公司的生物BDO与乙炔法BDO相比，需用能量将减少约60％。此外，生物基BDO途径消耗二氧化碳（CO2），可减少CO2排放70％。发酵无需有机溶剂，水可循环利用。此外，生物BDO发酵过程的操作接近环境压力和温度，从而提供了一个更安全的工作环境。BDO的这些优势导致成本的降低：生产设施的投资可大大减少，生物BDO的生产费用与石油基BDO相比，可较少15%-30%。Genomatica公司预计，生物BDO可与45美元/桶的石油价格或3.50美元/百万BTU的天然气价格相竞争。
Genomatica公司集成的生物处理工程和广泛的知识产权使它快速开发可用于生产许多其他基础化学品的有机物和过程。由于化工行业使用全球化石燃料约8％，Genomatica公司的技术有潜力可每年减少数亿吨的碳排放量。
Genomatica公司已与几家大公司包括泰莱（Tate & Lyle）公司、M＆G公司（欧洲主要的化学品生产商）、废物管理公司和三菱化学公司合作，使这些技术在商业规模上实施。Genomatica公司预计生物BDO将于2012年商业化生产。他们计划随时间的推移，将在美国、欧洲和亚洲如建设生产工厂。
2. 科腾高性能聚合物（Kraton Performance Polymers）有限责任公司凭借绿色反应条件，已开发出无卤、高流通量的聚合物膜，其制取时使用溶剂极少。这些聚合物膜用于各种净化过程，包括反渗透海水淡化，水的超净化；盐分回收以及废酸回收。膜效率受到水（或其他分子）穿过膜流率的限制，增加膜的“肮脏”一侧的压力就可增加流通量，但较高的压力需要更强的膜。
科腾高性能聚合物公司开发了NEXAR聚合物膜技术，可在需要高的水或离子通量情况下应用。科腾公司NEXAR聚合物是一类嵌段共聚物，可应用于不同的领域，可提供强度（聚（叔丁基苯乙烯））、韧性和弹性（聚（乙烯-丙烯）），和水或离子的传送性（苯乙烯-磺化苯乙烯）。这些ABCBA 五元嵌段共聚物在干态和湿态工况下均可表现出良好的强度和韧性。科腾公司用于NEXAR聚合物的生产过程使用的烃类溶剂要少50％，并且完全不使用卤化共溶剂。
最大的好处是在使用过程中。NEXARTM聚合物有非常高的水通量，与目前的反渗透膜相比，水通量可高出400倍。这可望大大节能和可减少材料用量。模拟表明，中型反渗透（RO）装置可望使的膜成本节减约70%，耗能费用节减约50%。对于电渗析反渗透（EDR）应用中，NEXAR聚合物较高的机械强度使其可使用更薄的薄膜，从而可减少材料使用量达50％，并且由于膜的阻力小而可减少能耗。
更重要的是，NEXAR聚合物在电渗析膜中无需使用目前采用的PVC（聚氯乙烯）。NEXARTM膜突出的水的运送速度也大大提高了能量回收率（ERV）。对于其他的湿度调节的应用，包括高性能纺织品和服装，NEXARTM聚合物可提供环境效益，它可完全不使用卤化产品，如Nafion聚合物和PTFE（聚四氟乙烯），后者需要藉助于有危险性的卤化加工助剂来制取。科腾公司已于2010年起在美国、中国和德国推出了NEXARTM聚合物。2010年第三季度，科腾公司成功完成了NEXARTM第一次大规模生产约10吨。
3. 宣威-威廉斯（Sherwin-Williams）公司设计出绿色化学品。油基醇酸树脂涂料具有较高量的挥发性有机化合物（VOCs），成为油漆干燥时的空气污染物。以前的一些丙烯
酸基涂料含有较低的挥发性有机化合物，但不能与醇酸树脂的性能相匹配。而威廉姆斯公司开发的水性丙烯酸醇酸树脂涂料，具有低的VOC，它由可回收利用的瓶级塑料（PET）、丙烯酸树脂和大豆油制成。这类涂料结合了醇酸树脂和丙烯酸树脂的低VOC的性能优势。2010年，威廉姆斯公司已制造出这些新的涂料，足以消除VOC超过80万磅。
4. BioAmber公司正在生产可再生和低成本的琥珀酸（丁二酸），通过采用由美国能源部转让技术的大肠杆菌（E coli）生物催化剂与新的提纯过程相组合的方法，BioAmber公司的工艺与从化石燃料制取琥珀酸相比，可减少用能60%，具有更小的碳足迹，并可节减成本40%。
琥珀酸生产历来从以石油为基础原料。除了其目前在食品、药品和化妆品中应用外，琥珀酸也是一种平台化学分子，可用于制取宽范围的化学品和聚合物。
BioAmber公司开发了一种集成的技术，通过发酵生产大量商业化数量的琥珀酸，而不是从石油原料来生产。2010年年初，BioAmber已经通过葡萄糖的细菌发酵，在世界上独一无二的大规模生物基琥珀酸装置上生产出琥珀酸。
这一投资为3000万美元的装置包括集成的连续化的下游过程。BioAmber认为其可再生琥珀酸是发酵衍生的化学品对石油化学品的第一次直接替代。
BioAmber公司也在经济上进行了以下可行的实践：（1）使生物基琥珀酸转化为可再生的1,4丁二醇和其他碳四化学品；（2）生产琥珀酸酯，可用作无毒溶剂以及PVC（聚氯乙烯）和其他聚合物使用的邻苯二甲酸酯基增塑剂的替代品；以及（3）生产可生物可降解、具有可再生性能的塑料。BioAmber公司是领先的改性聚丁二酸酯（MPBS）的开发商，这种聚酯为超过50％的生物基，并有良好的耐热性（超过100 ° C）和生物降解性（符合ASTM D6400标准）。
2011年，BioAmber己计划在北美兴建2万吨/年的设施，这将相当于可封存8000余吨/年二氧化碳。BioAmber还与几家大公司，包括嘉吉、杜邦、三菱化学公司和三井物产株式会社组建合作伙伴关系。
5. 有机溶剂通常用于有机反应中作为介质，并在世界化工生产产生废料中占有很大比例。大多数有机溶剂来自石油，并且易于挥发，易燃，有毒。通常情况下，有机反应不能在水中进行，因为反应物本身是不溶性的。一些表面活性剂可用来增加有机反应物在水中的溶解度，但它们往往使反应物分散，减缓了反应。美国加州大学Lipshutz教授设计了一种新颖的第二代表面活性剂，称为TPGS-750-M。这种表面活性剂由安全、廉价的原料组成：生育酚（维生素E）、琥珀酸（中间体）和甲氧基聚乙二醇（一种常见的可降解亲水性基团，也称为MPEG - 750）。 TPGS-750-M在水中形成纳米胶束，内侧为亲脂性，外侧为亲水性。少量TPGS-750-M可在水中自发地形成直径50-100纳米胶束，作为纳米反应器。TPGS-750-M 被工程化可使其大小有利于广泛用于有机反应，如交叉耦合。反应物和催化剂溶解在胶束中，在高浓度下使在环境温度时可大大提高反应速率。而无需额外的能量。
