Entrevista com Yang Yihu em "Ecologia de Base Biológica" | Guanghua Weiye: Expansão Horizontal e Aprofundamento Vertical para Construir uma Cadeia Industrial Verde de Ciclo Fechado para o Ácido Polilático

Em 2006, com o advento da tecnologia de código aberto, a tecnologia de impressão 3D (manufatura aditiva) começou a ganhar impulso na Europa e nos Estados Unidos. Naquela época, porém, a impressão 3D ainda era um campo de pesquisa muito específico no meu país e estava apenas começando a ser aplicada em setores industriais, como a fabricação de aeronaves.

Nesse mesmo ano, a Guanghua Weiye, fundada em 2002 e inicialmente especializada em pesquisa e desenvolvimento de produtos como ésteres de ácido lático, ácido polilático (PLA) e policaprolactona (PCL), decidiu expandir para os mercados de aplicação a jusante após cinco anos de desenvolvimento.

Após uma pesquisa de mercado minuciosa, a Guanghua Weiye decidiu fazer dos materiais para impressão 3D uma de suas principais linhas de desenvolvimento. Em 2007, liderou o lançamento global de consumíveis comerciais para impressão 3D em ácido polilático e estabeleceu a marca "eSUN".

Ao longo dos últimos quinze anos, a eSUN se tornou uma marca líder global em consumíveis para impressão 3D, com produtos vendidos em mais de 100 países. Simultaneamente, a Guanghua Weiye também expandiu ativamente para outras áreas de aplicação, alcançando um rápido crescimento em seu segmento de materiais biodegradáveis, o que ajudou a empresa a formar um modelo de desenvolvimento de dupla vertente: "impressão 3D + materiais biodegradáveis ​​ecologicamente corretos".

Por um lado, a Guanghua Weiye está expandindo horizontalmente suas áreas de aplicação de produtos e, por outro, aprofundando continuamente sua integração vertical, comprometida em criar uma cadeia industrial verde de ciclo fechado para o ácido polilático.

Em 2006, a Guanghua Weiye iniciou suas pesquisas sobre a reciclagem e a reutilização de alto valor agregado do ácido polilático (PLA). Em 2013, a empresa construiu uma linha de produção com direitos de propriedade intelectual independentes em Xiaogan, província de Hubei, para a produção de 5.000 toneladas de lactídeo reciclado quimicamente por ano, formando inicialmente um sistema tecnológico verde de ciclo fechado, desde a síntese e modificação do material até a aplicação, digestão de subprodutos e reciclagem e reutilização química do polímero.

Em dezembro de 2023, a Guanghua Weiye concluiu a aquisição de 51,265% do capital social da Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (doravante denominada "Hengtian Changjiang"), marcando mais um importante marco para a Guanghua Weiye em termos de desenvolvimento de cenários de aplicação horizontal e extensão da cadeia industrial vertical.

Agora, a Hengtian Changjiang, que se dedica principalmente à pesquisa, desenvolvimento e produção de fibras e produtos de ácido polilático, mudou oficialmente seu nome para Yisheng New Materials (Suzhou) Co., Ltd. (doravante denominada "Yisheng New Materials"). Com essa aquisição, a Guanghua Weiye consolidou sua atuação em quatro grandes áreas de aplicação: biomédica, impressão 3D, fibras ecológicas e produtos biodegradáveis, além de abrir uma cadeia industrial verde e integrada de ácido polilático reciclado quimicamente e fiação direta de fibras de ácido polilático.

"Na extremidade inicial da cadeia industrial, construímos uma unidade de produção de síntese de lactídeo com capacidade de 5.000 toneladas/ano em Xiaogan, Hubei. Além de utilizarmos ácido lático como matéria-prima, também podemos usar ácido polilático reciclado para produzir lactídeo. Na extremidade final da cadeia industrial, a tecnologia da Yisheng New Materials utiliza lactídeo como matéria-prima para produzir fibra de ácido polilático. Dessa forma, estabelecemos uma conexão entre as extremidades inicial e final da cadeia industrial e alcançamos vantagens complementares em nível tecnológico."Yang Yihu declarou isso à Bio-based Ecology ao discutir esse investimento no exterior.

Breve introdução de Yang Yihu:

Presidente do Conselho de Administração da Shenzhen Guanghua Weiye Co., Ltd., Vice-Presidente do Comitê de Materiais Degradáveis ​​da Associação Chinesa da Indústria de Plásticos, Presidente da Aliança Tecnológica da Indústria de Bioplásticos de Baixo Carbono, Membro do Comitê Técnico Nacional para Padronização de Materiais de Base Biológica e Produtos Degradáveis ​​e Membro do Comitê Técnico Nacional para Padronização de Métodos de Inspeção para Produtos Chave sob Supervisão de Qualidade. Nomeado Pioneiro da Ciência na China pela Forbes em 2013, Talento Líder em Empreendedorismo Científico e Tecnológico na Província de Hubei em 2014, uma das 10 Figuras Mais Influentes na Indústria de Impressão 3D da China em 2015, selecionado para o Programa de Promoção de Talentos Inovadores do Ministério da Ciência e Tecnologia em 2016, selecionado para a terceira turma do Programa Nacional "Dez Mil Talentos" para Líderes Empreendedores em 2017 e um dos 10 Principais Líderes Empresariais na Indústria de Novos Materiais em 2018. Ele liderou a elaboração da norma internacional de impressão 3D ISO 5425:2023, "Especificações para uso de filamento à base de poli(ácido lático) em aplicações de manufatura aditiva", e participou da elaboração de normas nacionais como "Policaprolactona", "Ácido Polilático" e "Consumíveis para Impressão 3D de PLA". Ele liderou e realizou inúmeros projetos de desenvolvimento científico e tecnológico financiados pela Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma, pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, pela Província de Guangdong e pelo Município de Shenzhen. Ele solicitou mais de 100 patentes de invenção nacionais e internacionais, das quais mais de 60 já foram concedidas.

1. Profundamente enraizada no campo da impressão 3D, construindo uma marca de renome mundial.

A última década testemunhou um crescimento explosivo no mercado global de impressão 3D. De acordo com o Relatório Wohlers de 2023, o mercado global de impressão 3D atingiu US$ 18 bilhões em 2022, com uma taxa de crescimento anual composta de 18,3%, quase oito vezes o valor de US$ 2,288 bilhões em 2012.

Desde 2007, a Guanghua Weiye dedica-se à pesquisa e desenvolvimento de materiais para impressão 3D. Pode-se dizer que a Guanghua Weiye testemunhou a transformação do mercado de impressão 3D, de "centenas de milhões" para "dezenas de bilhões" de dólares americanos, e soube aproveitar as oportunidades de desenvolvimento, tornando a eSUN uma marca reconhecida no setor global de consumíveis para impressão 3D.

A decisão de criar sua própria marca, a eSUN, logo no início do desenvolvimento de materiais para impressão 3D, foi um passo crucial dado por Guanghua Weiye.

“Quando começamos a trabalhar com impressão 3D em 2007, ainda era um mercado de nicho. Naquela época, tínhamos duas opções: uma era produzir para fabricantes de impressoras 3D (OEM) e a outra era promover nossa própria marca. Optamos por uma abordagem dupla: produzir para fabricantes de impressoras 3D (OEM) e, ao mesmo tempo, criar e promover a marca eSUN”, explicou Yang Yihu.

Na visão dele, o sucesso da marca eSUN é inseparável de dois aspectos de esforço: primeiro, a inovação contínua, fornecendo constantemente ao mercado novos produtos que atendam às necessidades do consumidor, ao mesmo tempo que aprimoram a qualidade, tornando-se assim memorável para os consumidores, o que é a base para a construção de uma marca. Segundo, Guanghua Weiye também atribui grande importância à projeção da imagem da marca eSUN por meio do marketing, aumentando o reconhecimento da marca com ampla participação em feiras profissionais e atividades de marketing de renome mundial.

Atualmente, a eSUN possui mais de 50 agentes autorizados globalmente, com uma rede de marketing que abrange mais de 100 países. Em 2019, a eSUN começou a construir sua própria plataforma de comércio eletrônico transfronteiriço, e suas lojas virtuais operadas diretamente agora abrangem mais de 15 países na América do Norte, Europa e Ásia. O rápido crescimento das plataformas de comércio eletrônico transfronteiriço está contribuindo para a expansão da influência da marca eSUN.

“Na verdade, com o desenvolvimento do mercado de consumíveis para impressão 3D no meu país, muitos concorrentes que querem entrar rapidamente no setor não se preocupam com a construção da marca. Todos usam a mesma marca ‘Made in China’, o que significa que, pelo menos superficialmente, seus produtos são homogêneos. A homogeneidade leva a guerras de preços. Ao construir a marca eSUN, evitamos a concorrência homogênea e as guerras de preços internas, conquistamos maior poder de negociação e lucros razoáveis, o que nos permitiu investir continuamente em P&D, aprimorar a qualidade, inovar em produtos e formar um ciclo virtuoso”, acrescentou Yang Yihu.

Esse ciclo virtuoso tem proporcionado à eSUN uma fonte contínua de motivação para o seu crescimento. Atualmente, o portfólio de produtos da eSUN abrange duas categorias principais: filamentos para impressoras 3D FDM e resinas fotossensíveis para impressoras 3D de fotopolímero SLA/DLP/LCD, com mais de 90 subprodutos. Além disso, a empresa está desenvolvendo ativamente materiais em pó poliméricos, como ácido polilático e policaprolactona, para impressoras 3D de pó.

Ao falar sobre o futuro da impressão 3D, Yang Yihu demonstra grande confiança. Ele acredita que, após anos de desenvolvimento, a impressão 3D entrou em um período de rápido crescimento, mudando gradualmente seu foco da fabricação de protótipos para a fabricação de peças finais, de aplicações para o consumidor para aplicações industriais, da produção em pequenos lotes para a produção em massa e de materiais individuais para soluções integradas. Novos modelos de negócios estão surgindo em resposta a essa tendência. Atualmente, seja substituindo métodos de produção ineficientes em indústrias tradicionais pela impressão 3D, seja desenvolvendo novos modelos de negócios por meio da impressão 3D+, as perspectivas são amplas.

Olhando para o futuro, em 2024, com base nas tendências de desenvolvimento e na dinâmica da indústria de impressão 3D, a eSUN continuará a defender a filosofia de negócios de "posicionamento diferenciado e inovação aberta", concentrando-se em novos materiais, novas tecnologias e novas aplicações para desenvolver novos produtos diversificados e alcançar o desenvolvimento de uma marca de alta qualidade.

Especificamente, a eSUN otimizará de forma abrangente o desempenho de impressão de alta velocidade de seus materiais, evoluindo de materiais de uso geral para materiais de engenharia e funcionais, fornecendo aos usuários da indústria produtos de alta qualidade e custo-benefício com baixa pegada de carbono. Simultaneamente, explorará novas tecnologias e processos, aproveitando seus pontos fortes em P&D e aplicação de materiais de ácido polilático (PLA) para desenvolver materiais de impressão em pó SLS, concretizando a industrialização da impressão em pó de PLA e fornecendo à indústria uma alternativa mais ecológica e sustentável. Além disso, a eSUN expandirá ativamente para diversas áreas de aplicação, como manufatura inteligente, odontologia, eletrônica automotiva, paisagismo, implantes médicos e medicina de reabilitação, utilizando a inovação em materiais para liderar e impulsionar o desenvolvimento mais eficiente e sustentável da indústria de impressão 3D.

Consumíveis para impressão 3D da eSUN

2. Expandir as aplicações a jusante e explorar novas áreas de crescimento para biomateriais.

Segundo a European Plastics, em 2021, a capacidade de produção global de materiais biodegradáveis ​​foi de 1,553 milhão de toneladas, enquanto a produção global de produtos plásticos foi de 390 milhões de toneladas.

Essa enorme lacuna representa uma vasta perspectiva de mercado.

Em um contexto de forte pressão global por proibições e restrições ao plástico, o ácido polilático (PLA), um dos materiais biodegradáveis ​​mais promissores, tem vivenciado um ciclo de expansão da capacidade produtiva global nos últimos anos. Desde 2020, empresas internacionais como TotalEnergies Corbion e Natureworks, bem como empresas nacionais como Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Science & Technology e Wanhua Chemical, têm investido em novas capacidades de produção para aproveitar essa oportunidade de desenvolvimento.

Yang Yihu acredita que, embora a expansão da capacidade de produção de matéria-prima esteja a todo vapor, a absorção da nova oferta pelo setor de aplicação pode não ser suficiente.

“Nossa avaliação é que a capacidade de produção de matéria-prima, o ácido polilático (PLA), está aumentando relativamente rápido, mas se as aplicações a jusante não decolarem, o mercado a jusante poderá ter dificuldades para absorver um aumento tão grande na produção de matéria-prima”, disse Yang Yihu. “Na verdade, começamos a prestar atenção ao desenvolvimento de cenários de aplicação a jusante para o PLA e à reciclagem química de materiais residuais já em 2006, esperando complementar os pontos fracos no desenvolvimento geral do setor a partir desses dois aspectos. Assim, além da impressão 3D, expandimos sucessivamente para os campos da biomedicina, fibras ecológicas e produtos biodegradáveis, formando quatro grandes linhas de aplicação.”

“Nos últimos anos, com a proibição e restrição global de plásticos e o amadurecimento crescente dos biomateriais, especialmente a tecnologia de materiais de ácido polilático (PLA), a capacidade de mercado para materiais biodegradáveis ​​e ecologicamente corretos expandiu-se gradualmente. Também investimos mais esforços na expansão das aplicações nessa área. Atualmente, nossos produtos biodegradáveis ​​descartáveis ​​e produtos de ecofibra tornaram-se o segundo maior motor de crescimento, depois dos consumíveis para impressão 3D, e nossos produtos de lactato produzidos por meio de reciclagem química também apresentaram rápido crescimento. Grandes empresas nacionais de fotorresistentes estão utilizando nossos produtos de lactato de grau eletrônico. O volume atual ainda não é grande, mas as perspectivas de aplicação são promissoras”, explicou Yang Yihu.

De acordo com o relatório provisório de 2023 da Guanghua Weiye, o segmento de materiais biodegradáveis ​​ecologicamente corretos da empresa (incluindo produtos biomédicos, ecofibras e biodegradáveis) alcançou um forte crescimento de receita durante o período analisado, com um aumento de 161,53% em relação ao ano anterior.

"Nosso modelo tecnológico inovador de coprodução com configuração em X nos permite alcançar diversidade nas fontes de matéria-prima e nos produtos finais, enriquecendo as funções da linha de produção, melhorando efetivamente a eficiência do sistema produtivo e reduzindo o consumo de energia e os custos. Podemos produzir lactídeo a partir de duas matérias-primas, ácido lático ou ácido polilático reciclado, e então polimerizá-lo para produzir diversos biomateriais. Tomando como exemplo o ácido polilático reciclado, o lactídeo obtido com alta pureza pode ser utilizado na próxima etapa de polimerização para produzir ácido polilático, policaprolactona ou polióis, enquanto os subprodutos com baixa pureza podem reagir com etanol para produzir ésteres de lactato quimicamente puros, ou o lactídeo de alta pureza pode ser usado diretamente como matéria-prima para produzir ésteres de lactato de alta pureza."Yang Yihu acrescentou.

Fibra descontínua de ácido polilático, filamento, tecido não tecido

3. A aquisição da Hengtian Changjiang impulsiona a produção de fibras ecológicas.

As fibras de ácido polilático (PLA) têm uma longa história de aplicação na indústria têxtil. Já em 1989, a Kanebo do Japão colaborou com a Shimadzu para desenvolver a fibra de PLA pura fiada Lactron™ e sua variedade mista Corn Fiber™ (daí o nome "fibra de milho"), que foi exibida nos Jogos de Inverno de Nagano em 1998.

Posteriormente, a "fibra de milho" pareceu se tornar uma tendência popular. No entanto, devido à sua baixa hidrofilicidade, alta fragilidade e textura áspera e dura, a fibra de ácido polilático inicial não conseguiu expandir sua escala de aplicação e, em vez disso, foi usada como uma variedade de fibra de nicho no setor têxtil.

Nos últimos anos, em meio às proibições e restrições globais ao plástico, a tendência "verde" também chegou à indústria têxtil. Grandes empresas e marcas começaram a se concentrar em matérias-primas e a conquistar o mercado de proteção ambiental, e a fibra de ácido polilático voltou a atrair a atenção do setor têxtil.

Yang Yihu lembrou que a Guanghua Weiye começou a explorar as fibras de ácido polilático (PLA) e suas aplicações em 2006. No entanto, devido à longa cadeia produtiva, era difícil integrar toda a cadeia focando apenas na matéria-prima, o que impedia a obtenção de uma capacidade de produção em larga escala. Desde 2020, a Guanghua Weiye observou que o mercado de aplicações de fibras de PLA está se tornando cada vez mais ativo com o apoio de políticas públicas e, portanto, retomou seus esforços nessa direção.

"Em 2021, assinamos um acordo de cooperação estratégica com a Hengtian Changjiang para fortalecer a parceria em áreas como modificação de matéria-prima, processamento de fibras, expansão de aplicações e reciclagem de fibras. Após três anos de cooperação, estabelecemos uma base sólida para a colaboração com a Hengtian Changjiang e alcançamos bons resultados. Em 2023, nossas vendas no mercado de ecofibras cresceram rapidamente e, por meio da cooperação entre as duas partes, a Hengtian Changjiang também obteve lucro. Coincidentemente, o Grupo Hengtian Fiber estava prestes a se desfazer de sua participação acionária na Hengtian Changjiang, então assumimos essa parte do capital. Agora, a Hengtian Changjiang tornou-se membro da Guanghua Weiye sob a nova identidade de Yisheng New Materials."

Segundo relatos, no primeiro semestre de 2018, a Yisheng New Materials liderou a construção da primeira linha de produção mundial com capacidade anual de 10.000 toneladas de ácido polilático sintetizado a partir de lactídeo e fibra de ácido polilático extrudada por fusão. Sua tecnologia patenteada de "poliácido polilático extrudado por fusão" reduz os custos de consumo de energia em 30% sem a necessidade de corte, podendo gerar uma economia de 2.100 yuans por tonelada nos custos totais.

"Na extremidade inicial da cadeia industrial, construímos uma unidade de produção de síntese de lactídeo com capacidade de 5.000 toneladas/ano em Xiaogan, Hubei. Além de utilizarmos ácido lático como matéria-prima, também podemos usar ácido polilático reciclado para produzir lactídeo. Na extremidade final da cadeia industrial, a tecnologia da Yisheng New Materials utiliza lactídeo como matéria-prima para produzir fibra de ácido polilático. Dessa forma, estabelecemos uma conexão entre as extremidades inicial e final da cadeia industrial e alcançamos vantagens complementares em nível tecnológico."

"Com essa aquisição, preenchemos a lacuna de capacidade no campo das fibras de ácido polilático, completamos o planejamento de quatro grandes aplicações: biomédica, impressão 3D, ecofibras e produtos biodegradáveis, e estabelecemos uma cadeia industrial verde de ciclo fechado, desde o ácido polilático reciclado quimicamente até a produção de fibras de ácido polilático por fiação por fusão", disse Yang Yihu ao falar sobre a aquisição.

Diagrama do ciclo da fibra PLA

4. Desenvolver a reciclagem química para criar uma cadeia industrial verde de ciclo fechado.

Em 2006, enquanto o mercado estava focado na biodegradabilidade do ácido polilático e divulgando suas vantagens no campo de produtos descartáveis, Guanghua Weiye mergulhou na pesquisa de reciclagem química de materiais de ácido polilático.

Será que a reciclagem química do ácido polilático (PLA), um material biodegradável, faz sentido?

Yang Yihu disse:"Degradação, em certa medida, também significa um tipo de resíduo."

Em 2012, após seis anos de avanços tecnológicos, Guanghua Weiye submeteu oficialmente um pedido de patente para "um método de preparação de lactídeo refinado a partir de ácido polilático reciclado", que foi concedido com sucesso em 2014. Essa tecnologia pioneira mundial permite obter lactídeo de alta pureza a partir de ácido polilático reciclado, e os subprodutos podem ser utilizados para produzir diversos ésteres de ácido lático, solucionando o problema global da reciclagem e reutilização de materiais biodegradáveis ​​de base biológica e criando uma cadeia industrial de ciclo fechado para formar uma economia "verde circular".

Entretanto, o descarte inadequado de plásticos biodegradáveis ​​ao final de sua vida útil tem sido cada vez mais reconhecido pela indústria nos últimos anos. De acordo com o "Relatório de Pesquisa sobre Avaliação de Impacto Ambiental e Apoio a Políticas sobre Plásticos Biodegradáveis", divulgado em conjunto pela Universidade Tsinghua e pela Sinopec, 96,77% dos plásticos biodegradáveis ​​no meu país acabam incinerados e em aterros sanitários, 3,1% vazam para o meio ambiente e apenas 0,007% chegam a instalações de tratamento biológico e são completamente degradados.

As diretrizes da Comissão Europeia sobre plásticos de uso único, publicadas em 2021, propuseram a proibição do uso de plásticos degradáveis ​​por oxidação, plásticos biodegradáveis ​​e plásticos compostáveis ​​em produtos plásticos de uso único; a Diretiva PPW, publicada em 2022, exige que todas as embalagens sejam recicláveis ​​ou reutilizáveis ​​até 2030; e as propostas de regulamentação para veículos em fim de vida útil (VFV), publicadas em 2023, propuseram o aumento do uso de materiais reciclados em carros novos, especificando que os carros novos devem conter pelo menos 25% de plásticos reciclados.

Essas políticas significam que a UE está defendendo os conceitos de redução do plástico, reciclagem e reutilização. No entanto, a implementação dessas políticas também limitará a expansão da capacidade de produção das empresas de plástico biodegradável, o que levanta a questão: ainda existe um futuro para os plásticos biodegradáveis?

Yang Yihu acredita que, no contexto da neutralidade de carbono, a fonte de ácido polilático (PLA) de base biológica é significativa e valiosa. Portanto, devemos aproveitar melhor as vantagens do PLA em termos de sequestro de carbono e proteção ambiental. Por um lado, devemos desenvolver e promover produtos de PLA duráveis, como artigos de papelaria resistentes e copos de cerâmica de alto brilho com aparência semelhante à cerâmica; por outro lado, devemos enfatizar a reciclagem e a reutilização após o uso.

"Do ponto de vista técnico, a reciclagem química do ácido polilático (PLA) apresenta vantagens em relação a outros plásticos, como o PET e o TPU. Isso ocorre porque o PLA possui apenas um monômero, o lactídeo, que pode ser reciclado e purificado para a obtenção de lactídeo de alta pureza. Do ponto de vista econômico, a reciclagem do PLA pode substituir algumas matérias-primas de amido e açúcar, o que pode aliviar, em certa medida, o problema da competição entre a matéria-prima PLA e os recursos humanos para a produção de alimentos no futuro."

“Do ponto de vista da reciclagem, podemos seguir três caminhos com base na qualidade dos resíduos: Resíduos de alta qualidade, como resíduos industriais, podem ser reciclados fisicamente por regranulação, como flocos de garrafas, que podem até ser usados ​​como matéria-prima para fibras após a regranulação, ou modificados com aditivos para usos menos exigentes. Para resíduos que já se degradaram em certa medida durante o uso e descarte, resultando em uma diminuição significativa do peso molecular, a reciclagem química pode ser usada para quebrá-los em monômeros, que podem então ser repolimerizados para produzir ácido polilático (PLA) ou reagidos com etanol para produzir ésteres de ácido lático. Para resíduos de qualidade muito baixa, onde nem a reciclagem física nem a química são economicamente viáveis, a reciclagem biológica por meio da compostagem industrial pode degradá-los em dióxido de carbono e água, permitindo que participem novamente da fotossíntese. A combinação orgânica da reciclagem física e química pode ser uma fonte muito importante de matéria-prima para a futura produção de PLA”, propôs Yang Yihu.

Hoje, a linha de produção de reciclagem química de lactídeo da Guanghua Weiye, com capacidade para 5.000 toneladas por ano, foi industrializada e validada. Yang Yihu revelou que a empresa também planeja expandir sua capacidade de reciclagem química de ácido polilático no exterior futuramente.