陶怡 柯彥 李俊彪 步學(xué)朋 王強 田華

國家能源集團技術(shù)經(jīng)濟研究院，北京 102211

摘要：近年來，為解決傳統(tǒng)塑料污染問題，生物可降解塑料受到廣泛關(guān)注。文章從當(dāng)前可降解塑料的國家政策背景、產(chǎn)品分類、市場供需走勢進行了較系統(tǒng)的闡述；并就產(chǎn)業(yè)化程度較高的幾種典型生物可降解塑料的產(chǎn)品性能方面進行了對比分析。 

關(guān)鍵詞：生物可降解塑料；產(chǎn)業(yè)化；市場分析

       塑料產(chǎn)品給人們生活帶來了極大的便利，但大量塑料制品使用廢棄后，由于不當(dāng)處置而帶來的環(huán)境問題，成為了當(dāng)前全球關(guān)注的熱點。目前全球每年僅一次性塑料制品就達(dá)1.2 億噸，只有10%被回收利用，另外12%被焚燒，超過70%被丟棄到土壤、空氣和海洋中。

      可生物降解塑料是指各項性能在儲存期內(nèi)滿足使用要求，而使用后可在自然環(huán)境條件下降解成對環(huán)境無害物質(zhì)的一類塑料，被認(rèn)為是解決塑料污染問題的有效途徑之一，近年來受到大家矚目。

      我國生物可降解塑料尚處于產(chǎn)業(yè)化的初期，目前市場上可降解塑料產(chǎn)品種類繁多，產(chǎn)品性能、產(chǎn)能規(guī)模也有較大差異。為促進對我國可生物降解塑料產(chǎn)業(yè)的了解和認(rèn)識，本文從產(chǎn)品分類及市場情況、典型可降解塑料性能對比等幾方面進行梳理分析，以期為相關(guān)行業(yè)從事人員提供參考。 

      一次性不可降解塑料污染問題受到全球關(guān)注，世界各國紛紛出臺相關(guān)政策予以控制。2020年以來，國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等多部委關(guān)塑料污染治理工作連續(xù)出臺了《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》、《關(guān)于扎實推進塑料污染治理工作的通知》等多個政策文件，對一次性不可降解塑料的禁止或限制提出了明確的時間表。

      要求“從2020年到2025年底，全國范圍內(nèi)逐步停止使用不可降解塑料袋，地級以上城市餐飲外賣領(lǐng)域不可降解一次性塑料餐具消耗強度下降30%，2025年全國塑料污染得到有效控制”，并要求各級地方人民政府要結(jié)合本地實際，制定具體實施辦法，實化細(xì)化政策措施。

      目前各地正著力推進“限塑新政”的落地實施，海南、河北、廣東、山東、河南、浙江、天津等大部分省份都相繼發(fā)布塑料污染治理實施方案，均將可降解塑料制品列為可推廣應(yīng)用的替代產(chǎn)品。

      在政策的強驅(qū)動下，未來可降解塑料市場需求可能出現(xiàn)較大增長，特別是快遞包裝和外賣、酒店等行業(yè)對一次性可降解塑料制品需求旺盛，可降解塑料迎來了新的發(fā)展機遇。

2.1 分類及用途 

      目前生物可降解塑料根據(jù)的原料來源可將其分為生物基和石化基兩類。生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯類聚合物(PHAs)、全淀粉基、纖維素等；石化基可降解塑料包括二元酸二元醇共聚酯系列(聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇(PBAT)、二氧化碳共聚物(PPC)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等。

      其中，生物基淀粉基降解塑料屬于第一代降解塑料，由于不能實現(xiàn)塑料完全降解，目前有逐漸被淘汰的趨勢。目前在我國市場上形成工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，并占據(jù)較大市場份額的主要為PBAT、PBS、PLA 等。 

     從各類可降解塑料用途具體來看，PBAT/PBS 類系列產(chǎn)品主要用于包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫(yī)療用品、農(nóng)用薄膜、農(nóng)藥及化肥緩釋材料等領(lǐng)城。

     PCL 用于塑形材料、玩具等的生產(chǎn)與加工領(lǐng)域及外殼縫合線、骨釘、長效藥物的控制釋放載體等醫(yī)療領(lǐng)域；PLA用于一般塑料如薄膜、飯盒等一次性用品、紡織、3D 打印、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。PPC 用于膜袋類產(chǎn)品、地膜、快遞包裝、紙塑復(fù)合產(chǎn)品應(yīng)用、注塑、吸塑、擠塑產(chǎn)品、環(huán)保膠粘劑等領(lǐng)域。

     PGA 用于油氣開采(橋塞、壓裂球等)、手術(shù)縫合線、骨釘?shù)柔t(yī)療領(lǐng)域及膜、包裝材料、一次性用品等領(lǐng)域。雖然不同材料的應(yīng)用領(lǐng)域有一定重合，但又各具特點、各有側(cè)重，實際使用過程中常常根據(jù)具體用途需求，按照不同配比共聚或共混使用。 

2.2 供需情況 

2.2.1 供應(yīng)情況 

       全球可降解塑料總體處于產(chǎn)業(yè)化初期，中國產(chǎn)能增長明顯。2019年，我國主流生物降解塑料產(chǎn)能約37萬噸左右，產(chǎn)量約26萬噸。其中PLA產(chǎn)能約為13萬噸/年。部分PLA 裝置由于技術(shù)原因或原料丙交酯缺乏，無法穩(wěn)定運行或處于關(guān)停狀態(tài)，實際有效產(chǎn)能約為4.8萬噸/年，產(chǎn)量約1.8萬噸/年。

      主要生產(chǎn)企業(yè)有浙江海正生物、安徽豐源集團等。在建PLA項目產(chǎn)能約為8萬噸/年， 遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能約為120萬噸/年；PBS/PBAT 產(chǎn)能約24萬噸/年， 由于石化基產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，基本可以實現(xiàn)滿負(fù)荷運行， 產(chǎn)量基本與產(chǎn)能一致，約為24萬噸。

      國內(nèi)較大的PBS/PBAT 生產(chǎn)企業(yè)有金發(fā)科技、新疆藍(lán)山屯河等。在建PBS/PBAT 類合計產(chǎn)能約為68.7萬噸/年，遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能約為150萬噸/年。2020年以來國內(nèi)也有煤基PGA 產(chǎn)品進入市場，受到大家較大關(guān)注。 

2.2.2 需求情況 

      近年來，隨著國內(nèi)禁限塑政策逐步落地，可降解塑料市場需求增速不斷升高。過去五年我國生物降解塑料消費量平均增速在20%左右，2019年，國內(nèi)生物降解塑料消費量由于受產(chǎn)量限制，基本于產(chǎn)量保持一致，消費量約為26萬噸。

    按此增速，預(yù)計到2024年，我國生物降解塑料需求量將超過65萬噸。考慮2019年以來國內(nèi)“限塑”政策密集出臺，并逐步落地，可降解塑料市場需求增速將進一步升高，2024年有望突破百萬噸。 

數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)

      筆者對當(dāng)前基本可以實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，并有一定市場份額的幾種典型可降解塑料的部分性能做了對比分析，詳見表1。

表1 不同可降解塑料產(chǎn)品與典型聚乙烯產(chǎn)品性能指標(biāo)對比

     總體來看各種可降解塑料各有特點，沒有經(jīng)過充分改性的上述各類材料使用范圍相對有限，實際使用過程中需充分結(jié)合材料性能、配合助劑共混用于特定領(lǐng)域。

     具體來看PCL 具有較好的的延展性、生物相容性、記憶性，易成型加工，但熔點低，耐熱性一般；PLA 具有較好的耐熱性，在常溫下性能穩(wěn)定，光澤性較好，但韌性差，氣體阻隔性一般。PBS 和PBAT 具有較好的力學(xué)性能和韌性，加工性能和熱穩(wěn)定性高，但強度低，光澤性一般。PGA 具有良好的生物相容性、氣體阻隔性、機械加工性、強度高，降解速率快，氣體阻隔性好，但是韌性較低。 

      結(jié)合目前我國關(guān)于一次性不可降解塑料的禁止、限制政策及可降解塑料的推廣政策的力度來看，我國可降解塑料需求較為旺盛。從國內(nèi)產(chǎn)能及產(chǎn)量來看，還尚不能滿足各方面需求，可降解塑料市場在短期內(nèi)將維持較高的價格，產(chǎn)業(yè)也將保持較高 的利潤水平。

      從市場上現(xiàn)有的幾種可降解塑料特點來看，短期內(nèi)形成全方位的競爭可能性不大。而隨著可降解塑料產(chǎn)品改性技術(shù)的逐漸成熟，競爭必將加劇。從長遠(yuǎn)來看可降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚有較多不確定性。

     一是政策風(fēng)險，當(dāng)前可降解塑料市場預(yù)期主要依賴宏觀政策強推，但還沒有出臺針對可降解塑料行業(yè)配套的補貼落地政策及細(xì)化監(jiān)管措施，相關(guān)政策成本的可持續(xù)性有待觀察。

     二是產(chǎn)業(yè)競爭力風(fēng)險，目前可降解塑料的成本還是遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的PP、PE，而在很多低端應(yīng)用領(lǐng)域(如農(nóng)用地膜類產(chǎn)品)消費者對于產(chǎn)品的價格敏感度高，產(chǎn)品的推廣、應(yīng)用前景還最終還要取決于產(chǎn)業(yè)降本提效的空間，未來有可能由于消費者的不認(rèn)可、技術(shù)進步慢等原因，使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展難度加大，難以為繼。

     三是效果風(fēng)險，當(dāng)前很多可降解塑料的降解性是基于工業(yè)堆肥集中處理條件下的效果測定，而實際使用后是否能達(dá)到上述降解的要求還有風(fēng)險。而在完全自然環(huán)境下的降解效果還需要驗證，這也關(guān)乎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初衷能否達(dá)成。