我國生物可降解塑料市場現狀

陶怡 柯彥 李俊彪 步學朋 王強 田華(國家能源集團技術經濟研究院，北京 102211)

0 引言

塑料產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，由于不當處置而帶來的環境問題，成為了當前全球關注的熱點。目前全球每年僅一次性塑料制品就達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[1]。可生物降解塑料是指各項性能在儲存期內滿足使用要求，而使用后可在自然環境條件下降解成對環境無害物質的一類塑料[2]，被認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業化的初期，目前市場上可降解塑料產品種類繁多，產品性能、產能規模也有較大差異。為促進對我國可生物降解塑料產業的了解和認識，本文從產品分類及市場情況、典型可降解塑料性能對比等幾方面進行梳理分析，以期為相關行業從事人員提供參考。

1 產業發展政策背景

一次性不可降解塑料污染問題受到全球關注，世界各國紛紛出臺相關政策予以控制。2020年以來，國家發改委、生態環境部等多部委關塑料污染治理工作連續出臺了《關于進一步加強塑料污染治理的意見》、《關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，全國范圍內逐步停止使用不可降解塑料袋，地級以上城市餐飲外賣領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合本地實際，制定具體實施辦法，實化細化政策措施。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用的替代產品。在政策的強驅動下，未來可降解塑料市場需求可能出現較大增長，特別是快遞包裝和外賣、酒店等行業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展機遇。

2 可降解塑料分類及市場情況

2.1 分類及用途

目前生物可降解塑料根據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化規模生產，并占據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 類系列產品主要用于包裝、餐具、化妝品瓶及藥品瓶、一次性醫療用品、農用薄膜、農藥及化肥緩釋材料等領城。PCL用于塑形材料、玩具等的生產與加工領域及外殼縫合線、骨釘、長效藥物的控制釋放載體等醫療領域；PLA用于一般塑料如薄膜、飯盒等一次性用品、紡織、3D打印、生物醫療等領域。PPC用于膜袋類產品、地膜、快遞包裝、紙塑復合產品應用、注塑、吸塑、擠塑產品、環保膠粘劑等領域。PGA用于油氣開采(橋塞、壓裂球等)、手術縫合線、骨釘等醫療領域及膜、包裝材料、一次性用品等領域[3]。雖然不同材料的應用領域有一定重合，但又各具特點、各有側重，實際使用過程中常常根據具體用途需求，按照不同配比共聚或共混使用。

2.2 供需情況

2.2.1 供應情況

全球可降解塑料總體處于產業化初期，中國產能增長明顯。2019年，我國主流生物降解塑料產能約37萬噸左右，產量約26萬噸。其中PLA產能約為13萬噸/年。部分PLA裝置由于技術原因或原料丙交酯缺乏，無法穩定運行或處于關停狀態，實際有效產能約為4.8萬噸/年，產量約1.8萬噸/年。主要生產企業有浙江海正生物、安徽豐源集團等。在建PLA項目產能約為8萬噸/年，遠期規劃產能約為120萬噸/年；PBS/PBAT產能約24萬噸/年，由于石化基產品生產技術較為成熟，基本可以實現滿負荷運行，產量基本與產能一致，約為24萬噸。國內較大的PBS/PBAT 生產企業有金發科技、新疆藍山屯河等。在建PBS/PBAT類合計產能約為68.7萬噸/年，遠期規劃產能約為150萬噸/年。2020年以來國內也有煤基PGA產品進入市場，受到大家較大關注[4]。

2.2.2 需求情況

近年來，隨著國內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，國內生物降解塑料消費量由于受產量限制，基本于產量保持一致，消費量約為26萬噸。按此增速，預計到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“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[4]。

3 典型可降解塑料性能對比

筆者對當前基本可以實現工業化規模生產，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[5-6]。

表1 不同可降解塑料產品與典型聚乙烯產品性能指標對比

總體來看各種可降解塑料各有特點，沒有經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合材料性能、配合助劑共混用于特定領域。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[7]；PLA具有較好的耐熱性，在常溫下性能穩定，光澤性較好，但韌性差，氣體阻隔性一般[8-9]；PBS和PBAT具有較好的力學性能和韌性，加工性能和熱穩定性高，但強度低，光澤性一般[10-11]。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[12]。

4 結語

結合目前我國關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。從國內產能及產量來看，還尚不能滿足各方面需求，可降解塑料市場在短期內將維持較高的價格，產業也將保持較高的利潤水平。從市場上現有的幾種可降解塑料特點來看，短期內形成全方位的競爭可能性不大。而隨著可降解塑料產品改性技術的逐漸成熟，競爭必將加劇。從長遠來看可降解塑料產業發展尚有較多不確定性。一是政策風險，當前可降解塑料市場預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配套的補貼落地政策及細化監管措施，相關政策成本的可持續性有待觀察。二是產業競爭力風險，目前可降解塑料的成本還是遠高于傳統的PP、PE，而在很多低端應用領域(如農用地膜類產品)消費者對于產品的價格敏感度高，產品的推廣、應用前景還最終還要取決于產業降本提效的空間，未來有可能由于消費者的不認可、技術進步慢等原因，使得產業發展難度加大，難以為繼。三是效果風險，當前很多可降解塑料的降解性是基于工業堆肥集中處理條件下的效果測定，而實際使用后是否能達到上述降解的要求還有風險。而在完全自然環境下的降解效果還需要驗證，這也關乎產業發展的初衷能否達成。