Рынок белой биотехнологии — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по продукту (биотопливо, биохимикаты, биополимеры), по применению (биоэнергетика, пищевые и кормовые добавки, фармацевтические ингредиенты, средства личной гигиены и бытовые товары, другие), по региону и конкуренции, 2019–2029 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок белой биотехнологии оценивался в 200,48 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 8,77% до 2029 года. Белая биотехнология, также известная как промышленная биотехнология или биотехнология, революционизирует различные отрасли промышленности, используя биологические процессы для разработки устойчивых продуктов, процессов и источников энергии. В отличие от традиционной биотехнологии, ориентированной на здравоохранение и фармацевтику, белая биотехнология нацелена на промышленные приложения, предлагая экологически чистые альтернативы традиционным химическим процессам. Этот растущий рынок готов к значительному росту, обусловленному растущей экологической осведомленностью, нормативной поддержкой и технологическими достижениями.

Область применения белой биотехнологии охватывает различные секторы, включая сельское хозяйство, продукты питания и напитки, биотопливо, химикаты, текстиль и управление отходами. В сельском хозяйстве биопестициды и биостимуляторы, полученные из природных источников, повышают урожайность сельскохозяйственных культур, одновременно снижая воздействие на окружающую среду. В производстве продуктов питания ферменты и микробные культуры повышают эффективность переработки и качество продукции. Биотопливо, полученное из возобновляемых источников биомассы, предлагает устойчивые альтернативы ископаемому топливу, способствуя достижению целей энергетической безопасности и сокращения выбросов углерода.

Ключевым фактором рынка белой биотехнологии является его акцент на устойчивости. Использование возобновляемого сырья, такого как сельскохозяйственные отходы и водоросли, сводит к минимуму зависимость от ограниченных ресурсов и сокращает выбросы парниковых газов. Биотехнологические процессы, как правило, работают в мягких условиях, потребляя меньше энергии и производя меньше токсичных побочных продуктов по сравнению с традиционными химическими методами. Этот экологически чистый подход находит отклик у потребителей, предприятий и правительств, стремящихся достичь целей устойчивого развития и смягчить воздействие на окружающую среду.

Достижения в области генной инженерии, технологий ферментации и оптимизации метаболических путей ускоряют разработку и коммерциализацию биотехнологических решений. Высокопроизводительные методы скрининга и вычислительное моделирование позволяют быстро проектировать и оптимизировать ферменты и микроорганизмы для конкретных промышленных применений. Интегрированные биоперерабатывающие заводы, оснащенные самым современным биотехнологическим оборудованием, облегчают преобразование биомассы в продукты с добавленной стоимостью, такие как биотопливо, биохимикаты и биополимеры.

Глобальный рынок белой биотехнологии переживает устойчивый рост, подпитываемый растущими инвестициями со стороны правительств, венчурных капиталистов и крупных корпораций. Правительства по всему миру стимулируют исследования и разработки в области биотехнологий с помощью грантов, налоговых льгот и нормативной поддержки. Венчурные компании и частные инвесторы финансируют стартапы и инновационные биотехнологические компании, сосредоточенные на разработке масштабируемых биопроизводственных платформ и устойчивых технологий.

Несмотря на свои обещания, сектор белой биотехнологии сталкивается с такими проблемами, как масштабируемость, конкурентоспособность затрат и сложность регулирования. Масштабирование биотехнологических процессов от лабораторных до промышленных масштабов требует значительных инвестиций в инфраструктуру и оптимизацию процессов. Достижение паритета затрат с традиционными химическими процессами остается препятствием, хотя продолжающиеся технологические достижения и экономия за счет масштаба снижают издержки производства.

Возможности для инноваций и расширения рынка в белой биотехнологии изобилуют. Сотрудничество между заинтересованными сторонами отрасли, академическими кругами и научно-исследовательскими институтами имеет решающее значение для преодоления технических барьеров, продвижения биотехнологической инженерии и коммерциализации новых биопродуктов. Поскольку глобальный спрос на устойчивые решения усиливается, рынок белой биотехнологии готов сыграть ключевую роль в формировании более зеленого и устойчивого будущего для отраслей по всему миру.

Ключевые драйверы рынка

Рост в пищевой промышленности

Белая биотехнология производит революцию в переработке пищевых продуктов за счет использования ферментов, микробных культур и ингредиентов на биологической основе. Ферменты, полученные из природных источников, повышают эффективность процессов производства пищевых продуктов за счет ускорения таких реакций, как гидролиз крахмала, модификация белка и расщепление липидов. Эти биокатализаторы позволяют производителям сокращать время обработки, оптимизировать использование ресурсов и достигать более высоких выходов без ущерба для качества продукции.

Биотехнологические инновации способствуют повышению качества продукции в пищевой промышленности. Например, микробные культуры используются при ферментации молочных продуктов для производства йогурта, сыра и пробиотических напитков с желаемыми вкусами, текстурой и питательными профилями. Биологические ингредиенты, такие как натуральные красители, ароматизаторы и консерванты, полученные в результате биотехнологических процессов, удовлетворяют предпочтения потребителей в отношении продуктов с чистой этикеткой, обеспечивая при этом безопасность и устойчивость.

Акцент на устойчивости является важным фактором внедрения белой биотехнологии в пищевом секторе. Биотехнологические процессы используют возобновляемое сырье, такое как сельскохозяйственные отходы и микробную биомассу, для производства биологических ингредиентов и добавок. Эти устойчивые альтернативы снижают зависимость от ограниченных ресурсов, минимизируют образование отходов и снижают углеродный след по сравнению с традиционными химическими ингредиентами и процессами.

Белая биотехнология играет ключевую роль в усилиях по биофортификации, направленных на повышение пищевой ценности продуктов питания. С помощью генной инженерии и метаболической инженерии исследователи разрабатывают культуры, обогащенные необходимыми витаминами, минералами и антиоксидантами, для решения глобальных проблем недоедания. Функциональные продукты, обогащенные биоактивными соединениями, пробиотиками и пребиотиками, предлагают пользу для здоровья помимо основного питания, удовлетворяя растущий спрос на продукты, ориентированные на здоровье.

Рост мировой пищевой промышленности стимулирует расширение рынка белой биотехнологии. Поскольку производители продуктов питания ищут устойчивые решения для удовлетворения потребительского спроса на более здоровые, безопасные и экологически ответственные продукты, инвестиции в биотехнологические исследования и разработки увеличиваются. Правительства и регулирующие органы поддерживают эти инициативы посредством программ финансирования, стимулов для инноваций и политик, поощряющих устойчивые методы ведения сельского хозяйства.

В 2024 году CFTRI успешно вывела на рынок технологии для производства кексов и хлеба длительного хранения с использованием натуральных ингредиентов, которые действуют как антимикробные и антиоксидантные консерванты. Эти достижения были переданы двум известным компаниям на мировом рынке. Кексы, также известные как кексы, обычно имеют высокое содержание воды и короткий срок хранения, но с этой технологией теперь их можно хранить в течение 8-10 дней без необходимости использования традиционных консервантов. Аналогично, хлеб, который обычно хранится 2-3 дня, выигрывает от натуральных консервантов, таких как противомикробные препараты, антиоксиданты, хелатирующие агенты, пропионат кальция или сорбиновая кислота. Эти ингредиенты помогают сохранить цвет, вкус и содержание питательных веществ в продуктах в течение длительного периода.

Сдвиг в сторону натуральных консервантов набирает обороты из-за их нетоксичной природы и минимальных побочных эффектов. Эта тенденция отражает растущее предпочтение более здоровым методам сохранения продуктов. Долговечные кексы и хлеб CFTRI, использующие натуральные консерванты, эффективно предотвращают порчу и гарантируют, что хлеб сохранит желаемый объем, мягкую текстуру и останется свободным от плесени. Следовательно, кексы остаются микробиологически безопасными до трех недель, в то время как хлеб остается без плесени в течение пяти дней.

Рост в фармацевтической промышленности

Растущее внимание фармацевтического сектора к устойчивости, эффективности и экономической эффективности стимулирует внедрение биотехнологических процессов и биопродуктов по всей цепочке создания стоимости. Биотехнология предлагает фармацевтическим компаниям возможности для улучшения методов производства, снижения воздействия на окружающую среду и повышения качества и безопасности лекарств.

Биотехнологические инновации произвели революцию в методах биообработки, используемых при разработке и производстве лекарств. Ферменты и микроорганизмы используются для производства сложных фармацевтических соединений с помощью устойчивых и эффективных процессов. Такой подход не только снижает зависимость от традиционного химического синтеза, но и повышает выход, чистоту и последовательность фармацевтических продуктов.

Использование биокомпонентов и АФИ, полученных из возобновляемых источников, набирает популярность в фармацевтических рецептурах. Биологическое сырье, такое как растительные сахара и биомасса, используется для производства основных фармацевтических компонентов, включая антибиотики, вакцины и биопрепараты. Этот сдвиг в сторону биокомпонентов поддерживает цель отрасли по снижению зависимости от ископаемого топлива и минимизации углеродного следа.

Растущее нормативное давление и потребительский спрос на устойчивые продукты вынуждают фармацевтические компании внедрять биотехнологии. Правительства по всему миру внедряют строгие экологические нормы и цели устойчивого развития, побуждая производителей фармацевтической продукции искать более экологичные альтернативы в своих производственных процессах. Биотехнологические решения предлагают неотъемлемые преимущества, такие как более низкое потребление энергии, сокращение образования отходов и улучшенные профили безопасности, что соответствует нормативным требованиям и целям устойчивого развития.

Биотехнологические достижения в области ферментации, ферментативного катализа и биопереработки позволяют производить фармацевтические препараты в больших масштабах с минимальными затратами. Повышение эффективности в процессах вверх и вниз по течению приводит к снижению производственных затрат и повышению прибыли для фармацевтических компаний. Более того, масштабируемость биотехнологических платформ способствует быстрой разработке и коммерциализации новых лекарств, ускоряя время выхода на рынок и повышая конкурентоспособность в фармацевтической промышленности.

Сотрудничество между биотехнологическими фирмами, фармацевтическими производителями и академическими учреждениями стимулирует инновации в белой биотехнологии. Совместные исследовательские усилия сосредоточены на разработке новых биокатализаторов, оптимизации методов производства и изучении новых приложений для биооснованных продуктов в доставке и формулировании лекарств. Эти партнерства способствуют обмену знаниями, смягчают технологические риски и способствуют расширению рынка биооснованных фармацевтических препаратов во всем мире.

Конвергенция биотехнологий и фармацевтики готова сформировать будущее открытия, производства и персонализированной медицины лекарств. Новые технологии, такие как синтетическая биология и редактирование генома, обещают продвигать биооснованные решения и расширять репертуар биофармацевтических продуктов. Продолжение инвестиций в НИОКР, развитие инфраструктуры и нормативную поддержку будет иметь решающее значение для полной реализации потенциала белой биотехнологии для решения проблем здравоохранения и устойчивого удовлетворения мировых фармацевтических потребностей.

Основные рыночные проблемы

Производительность и постоянство биопродуктов

Биопродукты, полученные из возобновляемой биомассы, такой как растения, водоросли и микробы, обладают значительными преимуществами по сравнению с аналогами, полученными из нефти. Они часто биоразлагаемы, производят меньше выбросов парниковых газов в процессе производства и могут быть адаптированы для удовлетворения конкретных потребностей рынка. Однако обеспечение постоянной производительности и качества остается важнейшей проблемой на мировом рынке белой биотехнологии.

Биологическое разнообразие сырья, используемого при производстве биопродуктов, вносит изменчивость в состав и качество. Такие факторы, как климат, почвенные условия и генетические вариации, могут влиять на характеристики биомассы, влияя на производительность продукта. Биотехнологические процессы, используемые для преобразования биомассы в ценные продукты, могут быть сложными и чувствительными к условиям окружающей среды. Изменения в ферментации, ферментативных реакциях и последующей обработке могут влиять на постоянство продукта. Ожидания конечного пользователя в отношении биопродуктов часто отражают ожидания обычных альтернатив с точки зрения производительности, экономической эффективности и надежности. Удовлетворение этих требований требует строгого контроля качества и оптимизации производственных процессов.

Использование сложных аналитических методов, таких как спектроскопия, хроматография и молекулярная биология, позволяет осуществлять мониторинг параметров процесса и свойств продукта в реальном времени. Этот проактивный подход помогает смягчить изменчивость и обеспечивает постоянство от партии к партии. Постоянные достижения в области генной инженерии и оптимизации метаболических путей позволяют разрабатывать надежные микроорганизмы и ферменты, предназначенные для эффективного преобразования биомассы. Тонкая настройка этих биологических систем повышает выход и качество продукта. Внедрение строгих протоколов контроля качества и соблюдение международных стандартов (таких как ASTM, ISO) гарантирует, что биопродукты соответствуют нормативным требованиям и ожиданиям клиентов в различных областях применения.

Глобальный рынок белой биотехнологии продолжает расширяться, чему способствуют рост экологической осведомленности, нормативная поддержка устойчивых методов и смещение предпочтений потребителей в сторону экологически чистых продуктов. Инновации в технологиях биообработки в сочетании со стратегическим партнерством в академических кругах, промышленности и государственном секторе готовы преодолеть текущие проблемы и открыть новые возможности.

Основные тенденции рынка

Биоремедиация и управление отходами

Биоремедиация подразумевает использование микроорганизмов или растений для разложения загрязняющих веществ и примесей в почве, воде и воздухе. Этот естественный подход использует метаболические возможности живых организмов для детоксикации опасных веществ, преобразуя их в менее вредные соединения или полностью удаляя их из окружающей среды. В отличие от традиционных методов рекультивации, которые часто включают дорогостоящие и инвазивные процедуры, биоремедиация предлагает экономически эффективную и экологически чистую альтернативу.

Применение биоремедиации охватывает различные сценарии загрязнения, включая разливы нефти, промышленные свалки и сельскохозяйственные стоки. Микроорганизмы, такие как бактерии, грибки и водоросли, играют решающую роль в разрушении загрязняющих веществ, таких как углеводороды, тяжелые металлы, пестициды и растворители. Достижения в области биотехнологии позволили генетической модификации этих микроорганизмов повысить их эффективность и расширить область их применения в сложных условиях окружающей среды.

Параллельно с этим белая биотехнология революционизирует методы управления отходами, преобразуя органические отходы в ценные продукты с помощью биологических процессов. Органические отходы, такие как сельскохозяйственные отходы, пищевые отходы и осадок сточных вод, могут служить сырьем для производства биотоплива, биопластика, биохимикатов и биогаза. Эти биопродукты предлагают возобновляемые альтернативы эквивалентам, полученным из ископаемого топлива, сокращая выбросы парниковых газов и внося вклад в принципы экономики замкнутого цикла.

Биотехнологические инновации в управлении отходами включают анаэробное сбраживание, ферментацию и ферментативную обработку, которые расщепляют сложные органические вещества на более простые соединения. Эта трансформация не только смягчает проблемы утилизации отходов, но и создает вторичные экономические выгоды за счет производства биоэнергии и биопродуктов с коммерческой ценностью.

Несколько факторов стимулируют принятие решений по биоремедиации и управлению отходами на мировом рынке белой биотехнологии. Нормативное давление, направленное на снижение загрязнения окружающей среды и продвижение устойчивых методов, заставляет отрасли искать более чистые и эффективные технологии рекультивации и переработки отходов. Правительства по всему миру внедряют политику, стимулирующую использование биотехнологических решений, тем самым стимулируя рост рынка и инновации.

Кроме того, повышение осведомленности общественности и инициативы в области корпоративной устойчивости стимулируют спрос на экологически ответственные методы во всех отраслях. Потребители и предприятия в равной степени отдают приоритет продуктам и технологиям, которые минимизируют воздействие на окружающую среду и способствуют сохранению ресурсов.

Лидером в области сохранения окружающей среды и минимизации отходов является HERA, известная многопрофильная фирма со штаб-квартирой в Италии. HERA стремится повысить чистоту в городах с помощью интеллектуальных систем управления отходами, используя передовые технологии для точной идентификации и сортировки входящих отходов для потенциального повторного использования и восстановления.

Для достижения этой цели HERA внедрила стратегию по съемке видео входящих отходов и автоматизации процесса идентификации отходов с использованием искусственного интеллекта (ИИ). Чтобы ускорить и оптимизировать разработку этого инновационного решения, HERA заключила стратегическое партнерство с IBM. Вместе они сотрудничают в целях разработки системы на базе искусственного интеллекта, которая эффективно классифицирует и управляет отходами, тем самым продвигая устойчивые методы управления отходами и минимизируя воздействие на окружающую среду.

Сегментарные аналитические данные

Аналитические данные о продукте

В зависимости от продукта биотопливо стало самым быстрорастущим сегментом на мировом рынке белой биотехнологии в 2023 году. Одним из основных факторов роста биотоплива является его экологическая устойчивость. В отличие от ископаемого топлива, которое способствует загрязнению воздуха и изменению климата, биотопливо получают из возобновляемых источников биомассы, таких как сельскохозяйственные отходы, водоросли и специальные энергетические культуры. Производство и сжигание биотоплива обычно приводит к снижению чистых выбросов парниковых газов, что делает его ключевым компонентом стратегий по смягчению последствий изменения климата и достижению целей углеродной нейтральности.

Биотопливо способствует энергетической безопасности, снижая зависимость от импортируемого ископаемого топлива и нестабильных мировых рынков нефти. Страны инвестируют во внутреннее производство биотоплива для повышения энергетической независимости, стабилизации цен на топливо и смягчения геополитических рисков, связанных с перебоями в поставках нефти. Диверсифицируя источники энергии, биотопливо укрепляет национальные энергетические портфели и повышает устойчивость перед лицом колебаний цен на нефть и геополитической напряженности.

Достижения в области биотехнологических процессов значительно повысили эффективность и масштабируемость производства биотоплива. Технологии биоконверсии, такие как ферментативный гидролиз и микробная ферментация, преобразуют биомассу в биотопливо, такое как биоэтанол, биодизель и биореактивное топливо. Генная инженерия и метаболическая инженерия позволяют исследователям оптимизировать микробные штаммы и ферментативные пути для более высокой урожайности, улучшенной устойчивости к условиям окружающей среды и повышенной эффективности производства.

Аналитика применения

Основываясь на применении, фармацевтические ингредиенты стали доминирующим сегментом на мировом рынке белой биотехнологии в прогнозируемый период. Фармацевтические ингредиенты на основе биотехнологий обладают явными преимуществами по сравнению с традиционными химическими аналогами, что способствует их широкому внедрению и доминированию на рынке. Одним из ключевых преимуществ является устойчивость. Ингредиенты на основе биотехнологий получают из возобновляемых источников биомассы, таких как растения, водоросли и микробные организмы, что снижает зависимость от ограниченных ископаемых ресурсов и минимизирует воздействие на окружающую среду. Это соответствует глобальным целям в области устойчивости и нормативным инициативам, направленным на сокращение выбросов углекислого газа и продвижение экологически чистых производственных методов в фармацевтической промышленности.

Технологические инновации в области биопереработки произвели революцию в производстве фармацевтических ингредиентов. Ферменты, микроорганизмы и биокатализаторы используются в биоперерабатывающих заводах для преобразования биомассы в высокоценные фармацевтические соединения с помощью устойчивых и эффективных процессов. Биотехнологические платформы обеспечивают точный контроль над химическими реакциями, повышая выход, чистоту и последовательность ингредиентов на основе биотехнологий по сравнению с традиционными методами синтеза. Эта масштабируемость и надежность поддерживают крупномасштабное производство АФИ (активных фармацевтических ингредиентов) и биофармацевтических препаратов, удовлетворяя глобальный спрос на инновационные лекарства.

Строгие нормативные стандарты и потребительский спрос на безопасные, устойчивые продукты побуждают фармацевтических производителей внедрять ингредиенты на основе биотехнологий. Регулирующие органы по всему миру все чаще продвигают использование решений на основе биотехнологий с помощью стимулов, субсидий и благоприятных процессов одобрения. Биологические фармацевтические ингредиенты часто демонстрируют благоприятные профили безопасности, биоразлагаемость и более низкую токсичность по сравнению с их химическими аналогами, что облегчает соблюдение нормативных требований и принятие рынком.

Региональные данные

В зависимости от региона Северная Америка стала доминирующим регионом на мировом рынке белой биотехнологии в 2023 году. Северная Америка может похвастаться всемирно известными университетами и научно-исследовательскими институтами, которые способствуют инновациям в области биотехнологии. Эти институты служат центрами для новаторских инициатив в области исследований и разработок (НИОКР), стимулируя открытие и коммерциализацию новых биопродуктов и процессов. Регион привлекает значительные инвестиции в биотехнологические стартапы, обеспечивая критически важное финансирование для ранних стадий предприятий по разработке и масштабированию инновационных технологий. Венчурные компании в сочетании с государственными грантами и стимулами поддерживают предпринимательские начинания в области белой биотехнологии.

Северная Америка извлекает выгоду из четко определенной нормативно-правовой базы, которая способствует разработке и коммерциализации биопродуктов. Такие агентства, как Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Министерство здравоохранения Канады, предоставляют четкие руководящие принципы и поддерживают инициативы, направленные на продвижение устойчивых практик и снижение воздействия на окружающую среду. Правительства Северной Америки реализуют политику и стимулы, которые стимулируют внедрение биотехнологий. К ним относятся налоговые льготы на исследовательскую деятельность, гранты на проекты в области возобновляемых источников энергии и преференции по закупкам для устойчивых продуктов, что способствует созданию благоприятной среды для роста рынка.

Последние разработки

• В феврале 2024 года компания Covestro впервые инициировала внедрение нового процесса производства анилина, важнейшего химического вещества, исключительно из растительной биомассы, а не из нефти. На своем предприятии в Леверкузене производитель пластмасс начал работу специализированной пилотной установки для этой цели. Первоначально будут производиться значительные объемы биоанилина, чтобы способствовать дальнейшему развитию технологии для возможного масштабирования до промышленных уровней. Анилин является неотъемлемой частью различных приложений в пластмассовой промышленности, включая производство МДИ, который необходим для изоляционных пен, тем самым повышая энергоэффективность в зданиях и сокращая выбросы CO2. Covestro рассматривает эту инициативу как катализатор для продвижения экономики замкнутого цикла, тесно связанную с общими целями компании в области устойчивого развития.

Ключевые игроки рынка

• Novozymes A/S   
• KanekaCorporation
• AngelYeastCo., Ltd.
• KoninklijkeDSM NV
• AkzoNobel NV
• BASF SE
• Henkel AG& Co.KGaA
• MitsubishiCorporation
• DuPont deNemours, Inc.
• Amyris,Inc.