麦肯锡全球研究所的研究发现，当今全球经济中多达 60% 的物质投入要么是生物材料（木材或饲养动物），要么原则上是可以使用生物手段生产或替代的非生物材料（水泥或塑料）。
在接下来的10~20 年中，在材料、化学品和能源生产中利用生物学的进步可能会使全球市场增长2000亿~3000亿美元。随着生物创新正在满足下游需求，化学和材料领域的新一轮生物材料变革正在展开。
从传统的木制房屋到羊毛服装，生物材料长期以来一直是我们日常生活的一部分。近二十年生物技术的进步为我们带来了基于糖衍生的第一代生物燃料和高性能的工业酶。近几年，我们也看到了使用基因工程微生物代替石化产品制成的尼龙、生物皮革和细菌水泥的出现。
计算机、自动化和人工智能 (AI) 领域的加速创新推动了生物科学的进步，从而引发了被称为「生物革命」的新一轮创新浪潮。麦肯锡全球研究所的研究发现，当今全球经济中多达 60% 的物质投入要么是生物材料（木材或饲养动物），要么是原则上可以使用生物手段生产或替代的非生物材料（水泥或塑料）。在接下来的 10 到 20 年中，在材料、化学品和能源生产中利用生物学的进步可能会使全球市场增长 2000 亿到 3000 亿美元。
那么是什么将推动这种巨额的增长？从过去历史中看，生物基材料大规模应用的原因在于其拥有独特性能，或者具有成本优势。不过原有的成本优势很难与高度发达的大规模现代技术相比。但是，由于企业对可持续性发展的承诺不断加快，以及生物材料帮助企业实现其目标的能力亦在增强，形势正在发生变化。随着生物创新正在满足下游需求，化学和材料领域的新一轮生物材料变革正在展开。
第一轮生物材料的浪潮在石油时代之前跨越了数千年。来自植物或动物的生物基材料成为与社会发展联系最紧密的部分之一，并且今天仍然以木材、纸张、皮革、纺织品和许多其他用于粘合剂、肥皂、颜料和其他物质的衍生物的形式高度渗透到我们的社会发展之中。
第二轮生物材料的浪潮是由上世纪 80 年代包括 DNA 重组技术在内的多项生物技术催化。这些发展催生了现代的酶工程行业，也催生了从洗衣粉到动物饲料等产品的巨大进步。
当生物技术的进步、化石基化学原料（石油、天然气）的高价和 2000 年代中期互联网时代的蓬勃发展相交织时，第二轮生物材料的浪潮达到了顶峰，推动了以商业生物燃料和生物材料为重点的清洁技术发展以及生物技术投资的热潮。然而，化石基化学原料的高位价格很快恢复正常水平，而生物材料方面的价格上涨以及玉米和糖等可再生原料的高波动性进一步削弱了任何生物材料潜在的成本优势。随着随后水力压裂开采技术和电动汽车的兴起，化石基化学原料价格的持续上涨似乎越来越不现实。
石化生产路线的成本优势吸引力迅速下降，所以生物材料领域的许多公司开始转向生物基生产独特的化学物质。尽管第二次浪潮以一些令人失望的结果告终，但它在给生物材料在「技术-经济」发展上重要教训的同时，也展示了生物技术的巨大潜力。
现在，生物材料领域继续上演第三轮变革，在 DNA 测序、基因编辑、人工智能和其他最终有利于生物材料发展的技术方面都在取得快速进展。然而，这一次真正不同的是，可持续性的需求正在改变化学品和材料竞争的基础。
人们从第二轮生物材料浪潮中得出的一个结论是，「绿色溢价」（绿色技术收取更高价格的能力）并不可靠：即使它们存在，其市场份额也远低于预期。然而，最近来自三个不同群体—消费者、监管机构和投资者的推动导致企业采取了重大行动，这表明可能确实存在一个可持续化学品和材料的可观且正在快速增长的市场。
首先，消费者对「绿色产品」的需求正在上升。麦肯锡最近对十个国家进行的一项调查发现，消费者认为可持续性越来越重要，来自于不同国家的绝大多数消费者表示愿意为可持续包装支付更多费用—例如，中国（86% 的消费者是愿意为可持续包装支付“很多”或“更多”）、美国（68%）和巴西（66%）。
与此同时，监管机构正在通过政府法律和国际协议等举措推动可持续发展。两个关键的监管目标是减少二氧化碳排放和不可生物降解塑料的环境泄漏。两者都可以通过生物材料来解决。
最后，随着环境、社会和治理（ESG）基金管理的资产越来越多，投资者对企业也施加了更大的压力，比如要求企业通过脱碳来降低转型风险，并确保他们能够抓住经济其他部分脱碳所产生的增长机遇。
在这三个群体以及企业自身的推动下，许多公司正在承诺减少其对环境的影响。例如，大多数顶级汽车制造商和领先的快消品制造商已经承诺大幅减少温室气体（GHG）排放。这些目标及其对采购决策和制造方式的影响，正在改变具有可持续性价值主张的产品市场的游戏规则。
碳中和对化工行业的影响深远。据NPCPI统计，中国石化和基础化工行业碳排放量排在所有行业中领先，约占全国碳排放总量18%左右，其中“工艺排碳”占比6%左右，“工程排碳”占比12%左右，受3060碳中和目标影响很大。从行业演变看，我们认为未来40年化工行业在碳中和背景下预计经历3个阶段：
据美国《生物质技术路线%的石油燃料；据欧盟《工业生物技术远景规划》规划，2030年生物基原料将替代6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品。我国规划未来现代生物制造产业产值超1万亿元，生物基产品在全部化学品产量中的比重达到25%。据OECD预测，未来十年至少有20%（约8000亿美元）的石化产品的石化产品可由生物基产品替代，而目前替代率不到5%，存在巨大的市场缺口。
生物基材料的出现给涂料行业带来了新的发展方向。与传统的石油基材料相比，生物基材料主要来源于植物，减少了二氧化碳的排放以及对石油的依赖，同时它的生产过程更加绿色，符合人们对于环保和可持续发展的追求。
1）PPG与帝斯曼合作推出了Sigma Air Pure可降解生物基内墙涂料，此产品是基于帝斯曼的Decovery生物基技术配制而成。
2）多乐士推出了森呼吸天然植本漆，并获得了美国农业部Biobased生物基认证。
3）立邦推出了原生植萃漆，基于巴斯夫“生物质平衡方案“，将原生植萃漆生产过程中所使用的石油资源100%替换为棕榈、来自北欧森林的植物性可再生资源，并且保持涂料性能不变，获得了TÜV南德意志集团（TÜV SÜD）中国第一张可再生资源认证证书，同时具备立邦独有的空气卫士技术，并且达到了I级抗菌，有效抗菌率达99.9%等多重功效。
4）巴德士推出了植本水漆，基于与杜邦（DuPont）等化工巨头合作的生物基技术，原料萃取于玉米，木薯，大豆等食用农作物，取代乳液中部分石油及煤炭化工衍生物，设计研发而成的高科技内墙水漆产品，具有四大核心科技：生物基技术+分解甲醛+抗菌科技+炫彩技术。目前已通过了中国环境标志产品认证、法国VOC检测A+认证及美国UL认证。
5）晨阳水漆发布了植物儿童水漆，基于帝斯曼Decovery® SP-8407 生物基树脂技术，双方突破了植物基原料技术与晨阳水漆净味、抗污等多项核心技术的兼容问题，并通过了美国农业部生物基认证，同时获得了法国室内空气环境检测A+级认证。
以上简单列举了目前市场上比较火爆的几款生物基内墙涂料，可以看出，各涂料厂家能够研发出生物基涂料，离不开各乳液供应商生物基技术的大力支持，基本上可以说是供应商生物基乳液技术与涂料生产技术的叠加；而对于防水材料来说，引进生物基技术，也只能是从原材料供应商的技术支持入手。
市场上广泛应用的防水材料大概分为三种：沥青基防水卷材，高分子基防水卷材和防水涂料。
从三种材料的配方构成来看，沥青基卷材引入生物基技术，需要有生物基沥青和生物基沥青改性剂供应商的支持；
高分子基防水卷材引入生物基技术也是需要树脂供应商的生物基产品；而防水涂料和建筑涂料类似，基本上都是乳液和液体树脂供应商技术的生物基化，同时对于生物基原材料的性能要求也和建筑涂料不同，更加注重相关原材料的耐久性和防水性能。
常规的改性沥青基防水卷材通常采用SBS聚合物对沥青进行改性，以提高耐高低温以及耐老化性能。聚合技术的最新进展表明，目前已经能够合成由苯乙烯和大豆豆油提取物组成的弹性体嵌段共聚物，其中SBS聚合物中的“B”块被从大豆油中提取的聚合甘油三酯所取代。
这些新品种的生物聚合物相对于以丁二烯为基础的苯乙烯嵌段共聚物具有较好的弹性性能。
而生物基沥青目前也有成熟的产品上市。所谓生物沥青是一种由非石油类可再生资源制成的沥青替代品。这些替代品来源包括糖、糖浆和大米、玉米和马铃薯淀粉、天然树木和树胶树脂、天然胶乳橡胶和植物油、木质素、纤维素、棕榈油废料、椰子废料、菜籽油废物等等。目前生物基沥青已经在道路上得到了大量的应用。
国内目前还未报道有市场化的生物基防水材料，而国外相关的产品已经上市并经过了市场的检验。
Derbipure是一种由植物油和树脂制造而成的无沥青防水卷材，表面涂有白色丙烯酸反光涂层，其设计寿命和质量标准与传统改性沥青防水卷材相同。
Derbipure防水卷材的特点是，它具有与改性沥青防水卷材相同的性能，但含有一种可再生的沥青替代品，而这种沥青替代品是从废弃木材工业中提取的树脂和植物油为原材料开发出来的。
除此之外，在膜表面上的白色丙烯酸面漆具有很高的太阳反射指数（100），这在炎热的夏天可以大幅度降低屋顶的表面温度。此技术是该公司的专利技术，在不远的将来，该公司将会开发更多的生物基产品来替代石油沥青。
索普瑞玛的MAMMOUTH® NEO Base是一种热塑性聚氨酯（TPU）底部自粘卷材，用于多层复合防水系统。
MAMMOUTH® NEO Base产品由专利配方技术的生物基热塑性聚氨酯（TPU）复合高粘接性的自粘胶层组成，同时由玻璃纤维网格布进行增强。
顶部表面有聚烯烃燃烧薄膜，从而使焊接性能最优化；底部覆盖有聚烯烃隔离膜，施工时撕掉即可。
MAMMOUTH® NEO Cap一种热塑性聚氨酯（TPU）面层自粘卷材，用于多层复合防水系统。
MAMMOUTH® NEO Cap产品由专利配方技术的生物基热塑性聚氨酯（TPU）组成，同时由坚韧且尺寸稳定的无纺布进行增强，顶部覆盖黑色的矿物骨料，底部覆盖有聚烯烃燃烧薄膜，从而使焊接性能最优化。
一种高性能、双组分、生物基、聚氨酯屋面涂料，可用于各种项目，包括屋面维修、新建设施防水以及屋顶花园阻根系统。具有70%的生物基成分，目前已经已获得美国农业部的生物优先认证。
Roof Maxx是一项创新性技术，为屋顶瓦的维护提供了一个价格合理的解决方案。通过喷涂施工的方法，使屋面瓦增加获得数年的使用寿命，可恢复屋面瓦的柔韧性和防水性能，同时可以使冰雹破坏减少约24%，而且不会增加火灾风险或火焰蔓延。
这是一个安全的纯天然食品级产品，对人体、动物，财产和环境是100%安全的。
除了以上所列防水材料和厂家之外，也有大量的国内外研究机构以及原材料供应商在研究生物基技术以及生物基技术在防水材料中的应用，相信不久的将来，生物基技术以及相应的产品一定会像石油化工产品一样，遍地开花。
