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  • 生物降解塑料

    发布于 2019-11-14 09:37:28
          一、生物降解塑料概述

          生物降解塑料是指在自然界下通过微生物(如细菌、霉菌和藻类等)的生命活动就能引起降解的塑料,其作用机理一般分为生物物理作用与生物化学作用。生物物理作用指随着附着在材料表面微生物的不断增殖,高分子材料发生水解、电离、质子化等物理分解过程,生成分子结构不变的低聚物碎片或单体;生物化学作用指在微生物分泌的酶等物质侵蚀下,聚合物逐步断裂并氧化分解,或被微生物吸收作为呼吸作用原料,代谢成CO₂和H₂O的过程。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。

        (一)生物降解塑料产业链分析

          生物降解塑料的上游包括天然物质如淀粉、纤维素等,也包含石油化工产品如 PTA(对苯二甲酸)、1,4-丁二醇、己二酸等。下游广泛应用于塑料包装、医疗、农业、汽车、电子行业、日用品等领域。

    生物降解塑料

          (二)生物降解塑料未来发展
           全球塑料白色污染严重,可降解塑料是未来发展趋势 。全球每年塑料产量超过3.5 亿吨,产生超过 1 亿吨白色垃圾。由于塑料制品的原料―高分子树脂具有极强稳定性,在自然环境状态下需上百年才能降解,不仅占用大量土地资源,也会对水体、空气造成污染。可降解塑料历经淀粉改性塑料、光热降解塑料、生物降解塑料三个发展阶段,其中淀粉改性塑料和光热降解塑料不能将塑料完全降解,只能将高分子塑料裂解为微小的塑料片段,生物降解塑料是可以完全降解的材料。
    根据原材料来源不同可分为生物基生物降解塑料(包括聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等)和石油基生物降解塑料(包括二元酸二元醇聚酯(PBAT/PBS)、聚己内酯(PCL)等)。其中石油基生物降解塑料具有更优异的热稳定性、力学强度和成膜性,而 PBAT(聚己二酸、对苯二甲酸/丁二醇酯共聚物)原材料为 PTA、BDO 和己二酸,国内原材料资源优势突出,未来发展潜力巨大。
    二、市场分析
          我国是全球唯一可以生产所有生物降解塑料产品的国家,近年来产能扩张迅速。2018年我国生物降解塑料行业规模约54.4亿元,同比增长 21.1%。2018 年产量达65万吨,同比增长 10.2%,其中完全生物降解塑料产量约9.5万吨,破坏性生物降解塑料产量约55.5万吨。2012-2018 年我国生物降解塑料的需求量从22万吨增长至45万吨,年均复合增长12.7%。未来随着国内对于环保重视程度提高、相关法律法规出台颁布,生物降解塑料的发展前景值得期待。到2019年,生物降解塑料产业市值以13.01%的年增长率增长至34.77亿美元。
     (一)包装行业替代潜力巨大
          我国是塑料包装生产大国,市场规模超过 2000亿元,塑料包装在包装产业总产值中的比例已超过 40%,塑料编织袋、复合软包装、塑料薄膜的年产量均列世界第一位。2006-2018年中国的快递业务量从10亿件增长至500亿件。根据国家邮政局报告显示,2018年全国快递业共消耗快递运单 507.1亿件、编织袋约为53亿条、塑料袋约为245亿个、封套57亿个、包装箱约为143亿个、胶带约为430亿米。按每个塑料编织袋100g、每个包装塑料袋10g测算,每年产生塑料垃圾约80万吨。国家和企业出台了一系列的电子商务绿色包装相关办法,新《快递封装用品》标准中明确指出倡导使用生物降解材料。
    生物降解塑料
    生物降解塑料
    (二)受外卖行业迅速发展影响,一次性餐具使用量增速明显
          我国外卖订单量近两年呈现井喷式增长,2018 年我国互联网餐饮外卖市场订单量达到109.6亿单,同比增长 96.8%。与此同时也带来了一次性餐具使用量的急速增加。一份外卖的塑料包装材料包括塑料袋、塑料碗、塑料汤勺和塑料汤杯,目前基本都使用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等石油基高分子塑料。根据测算,单个塑料碗和塑料饭盒的重量基本在40g-60g,环保组织“ 自然大学”调研发现,每份外卖平均 消耗 3.27个餐盒,大约产生160g塑料,按照2018年的年110亿外卖订单量计算,共消耗 一次性餐具塑料约176万吨,考虑到外卖订单数量的强劲增长,未来外卖产生的一次性塑料餐具数量将十分巨大。
    (三)传统 PE(聚乙烯)农膜污染严重,农用薄膜行业替代空间广阔

          地膜是农业生产的重要物质资料之一,地膜覆盖可以显著提高土壤温度、防止土壤水分蒸发、提高肥效、保持土壤疏松、防治杂草、提高冠层下的光照均匀程度等,有效改善农作物生长发育的“小气候”,使光、热、水和养分资源得到充分利用,促进种子萌发和作物生长,其覆盖作物种类从经济作物至棉花、玉米、小麦等大田作物。目前我国适宜地膜覆盖的耕地面积在9亿亩以上,地膜覆盖面积只有3 亿亩,按每亩地地膜使用量5公斤估算,目前在地膜需求量在150万吨以上,若适宜耕地地膜全覆盖则对应年需求450万吨以上 。传统农用塑料地膜材料主要以聚乙烯(PE)薄膜为主,但 PE 膜在自然环境条件下难以降解,加之缺乏有效的治理措施,废旧地膜在农田土壤中逐年增多,污染持续加剧。主要危害表现在残膜阻碍土壤水分的渗透,降低土壤通透性;残膜与根系直接接触,阻碍根系伸展,影响作物生长,引起作物减产。

    生物降解塑料

          生物降解地膜主要优点是地膜失去增温保墒等作用后,在微生物堆肥作用下经过不超过180天即可分解为H₂O和CO₂等物质,从而可以防止残膜对农田土壤的污染。2015 年以来,农业部启动了“全国生物降解地膜评价试验”专项,在全国 13 个省区市的 30 多个试验点,进行了 8 种农作物的生物降解地膜评价试验。3 年的试验结果显示,我国生物降解材料和生物降解地膜研发都取得了很大进展,已从过去的跟跑世界先进水平进入到与之并行的阶段。尤其是PBAT (热塑性生物降解塑料)由于具有更优异的热稳定性、力学强度和成膜性,是传统PE 地膜潜在的替代者,具有极大的应用前景和市场,有望为彻底解决农田地膜残留污染问题提供一个新的突破口。

          三、中国生物降解塑料相关政策法规

          近年来我国不断出台政策对包括生物降解塑料在内的可降解产品进一步规范,一方面严厉打击不法商贩,另一方面加强对生产可降解塑料制品企业的政策支持和财税支持。

    时间

    法规名称

    相关内容

    2017.4

    《“十三五”材料领域科技创新专项规划》

    全生物降解材料入围

    2017.11

    《关于协同推进快递业绿色包装工作的指导意见》

    提出“到2020年,可降解的绿色包装材料应用比例将提高到50%”

    2017.11

    《家用薄膜行业规范条件(2017年本)》

    鼓励研发生产使用生物降解地膜

    2018.2

    《快递封装用品》

    2018年9月1日,要求快递包装袋宜采用生物降解塑料,减少白色污染,并相应增加了生物分解性能要求

    2019.4

    《产业结构调整指导目录(2019版)》

    鼓励生物可降解塑料及其系列产品开发、生产与应用

    2019.6

    《中华人民共和国固体废物污染环境防治法(修订草案)》

    国家鼓励科研、生产单位研究、生产易回收利用、易处置或者在环境中可降解的薄膜覆盖物和商品包装物,禁止生产、销售不易降解的薄膜覆盖物和商品包装物

           四、主要上市公司业绩(第三季度)

    公司名称

    2019.9营业收入(万元)

    同比增长

    金发科技

    2037613.07

    9.85%

    同恩股份

    102735.35

    11.34%

    普利特

    93744.48

    1.98%

    同益股份

    52772.84

    46.58%

    国立科技

    87211.20

    233.94%