我国生物可降解塑料发展面临的挑战有哪些？

2021-06-23 13:57

声明：本文为火石创造原创文章。

01什么是生物可降解塑料？

生物可降解塑料是指在特定条件下，通过微生物作用，可以完全分解为二氧化碳、水和其他无害小分子物质的高分子材料。目前全球已有20余种不同的生物可降解塑料，按照其原材料，又可细分为生物基生物可降解塑料（包括PLA和PHA等）和石油基生物可降解塑料（包括PBAT、PCL和PBS等）。

图1：生物塑料分类

来源：European Bioplastics

02几种主流可降解塑料的对比

表1：各材料性能对比

来源：谢鸿洲等人《几种可生物降解塑料的性能与应用比较研究》

如上表所示，不同类型的塑料在性能上各有千秋，所以市面上常见的生物可降解塑料产品为满足下游不同的需求，大多采用多种材料复合的形式。例如，现在广泛使用的可降解吸管和可降解塑料袋通常是PLA和PBAT的复合品。成本是制约生物可降解塑料商业化进程的关键因素。由于原料获取难度大、价格高、生物反应时间长、设备运行成本高等因素，各类型的可降解塑料价格普遍是传统塑料价格的2～5倍，即使是产业化程度较高的PLA和PBAT，其价格也明显高于不可降解塑料。

图2：几种生物可降解塑料的性价比来源：陆海旭《生物可降解塑料的发展现状与趋势》

03全球生物可降解塑料市场概览

1．供给端2019年全球生物塑料产能合计211．5万吨，其中56％属于生物可降解塑料，预计2024年全球生物塑料产能将超过240万吨。按地区来看，亚洲已成为全球最大的生物塑料生产中心；欧洲作为该领域起步最早的地区，目前贡献了近全球1／4的产能。除淀粉基塑料之外，PLA和PBAT是目前产业化程度最高的两种生物可降解塑料，两者产能合计占全球总产能的49％。

图3： 2019年全球生物塑料产能分布（按地区，％）来源：European Bioplastics

图4： 2019年全球生物可降解塑料产能结构来源：European Bioplastics

PLA方面，目前全球年产能约30万吨，美国的NatureWorks和荷兰的科比恩两大巨头形成寡头垄断的竞争格局。前者是全球唯一PLA单线产能达到15万吨级的企业，且具备PLA完整产业链，自产乳酸（PLA原料）不对外销售。而科比恩自2019年其泰国工厂投产7．5万吨PLA生产线之后，丙交酯（两步法合成PLA的中间体）就开始自用而不对外提供。丙交酯工艺复杂、技术难度大，且NatureWorks和科比恩申请了相关的大量专利，建立起了高技术和知识产权壁垒，丙交酯的供应已成为我国PLA产业的卡脖子难题。我国企业正加速布局PLA行业，但整体规模仍较小。截至2021年2月，浙江海正现有1．5万吨的PLA合成能力，另有6万吨产能在建。金丹科技作为我国乳酸行业龙头，正在发力打通“乳酸－丙交酯”以及PLA合成产线，有望成为第一家具有PLA完整产业链的中国企业。