在碳中和碳达峰的发展背景下，相关政策持续在限制塑料用品上发力，并鼓励推动可降解材料发展。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布公告称，《GB/T41010-2021生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》《GB/T41008-2021生物降解饮用吸管》两个国家推荐性标准于2022年6月1日实施。

我国是全球最大的塑料生产国与消费国，塑料消费量占全球的比重达15%。据数据，我国每年塑料的表观消费量在8000万吨左右，塑料制品的表观消费量在6000万吨左右。

随着政策力度加大以及可降解塑料应用的不断扩大，一旦实现大规模替代将为可降解塑料提供巨大的市场空间。预计到2025年，预计我国可降解塑料需求量可到238万吨，市场规模可达477亿元，到2030年，预计我国可降解塑料需求量可到428万吨，市场规模可达855亿元。

Grand View Research公布的数据显示，2019年，我国塑料包装市场规模541亿美元，预计到2025年，我国塑料包装市场规模将达到698亿美元，按照可降解塑料替换率为30%计算，预计2025年，我国可降解塑料市场规模约为209亿美元。

目前，国内可降解塑料市场缺口较大，可降解塑料有效产能合计仅约为25万吨。在需求持续释放下，国内可降解塑料市场或将迎来巨大的投资机遇。

今年以来，蓝晶微生物和微构工场两家本土公司均在PHA技术研发和商业落地上取得了突破性进展。而相比PHA，同为生物降解塑料材料PLA早已实现量产，被用作日常生活塑料制品的替代。

在“限塑令”政策已经实行多年的背景下，目前国内外生物可降解塑料产业发展情况如何？PLA、PHA等生物可降解材料各自又具有怎样的优势？

01

减少白“白色污染”，大力推动“限塑”、“禁塑”

为了减少“白色污染”，中国早在2008年就开始实施限塑令，并推出了一系列减少塑料垃圾污染的环境保护政策和行动。具体举措包括：

在城市生活中进行垃圾收集和分类处置，集中处理塑料垃圾；完善塑料制品的回收处理技术，通过技术手段的提升来提高塑料制品的循环使用率；研发可代替一次性塑料制品，减少其对环境的伤害等；通过“河长制”防止垃圾围河；禁止进口包括塑料在内的多种“洋垃圾”等。

2015年1月1日，吉林省正式施行“禁塑令”，成为中国施行“限塑令”6年后首个全面“禁塑”的省份。

2018年4月，《中共中央国务院关于支持海南全面深化改革开放的指导意见》发布，第一次以中央文件的形式要求海南省禁止生产、使用一次性不可降解塑料制品。

2019年2月，中共海南省委办公厅、海南省人民政府办公厅联合印发了《海南省全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品实施方案》，标志着海南省禁塑工作的全面启动。

2019年，世界自然基金会（WWF）联手十四家行业协会和民间组织，成立了“中国净塑行动网络”，共同致力于实现到2030年，中国向海洋的塑料垃圾零排放，中国的塑料垃圾总量减少50%的愿景。纵观全球，现在没有任何一个国家对塑料垃圾的治理力度像中国这么大。

2020年1月，国家发改委与生态环境部联合印发《关于进一步加强塑料污染治理的意见》（以下简称“意见”），明确了我国禁塑政策的整体部署，在空间与时间上做出相对明确的规划。

2020年7月，九部门联合发布《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》，要求各省市自治州在8月底前制定具体的实施方案。

截止2021年1月，内地31省份均已发布塑料污染治理相关实施方案或行动计划，部分省份已经走在前列。

按照广东省发改委2020年8月21日发布的《关于进一步加强塑料污染治理的实施意见》方案：

到2022年，广东省可降解塑料原材料生产能力达到20万吨以上，基本能够满足省内可降解塑料制品生产需求。到2025年，可降解塑料原材料生产能力提高到50万吨以上，打造5-10个可降解塑料原材料和制品产业示范基地。

根据安徽省蚌埠市编制的《蚌埠市生物基材料产业发展规划(2019年—2025年)》：

到2025年，蚌埠市生物基材料产业主营业务收入将超过2500亿元，其中主要是：聚乳酸（PLA）产业链超过1700亿元，聚丁二酸丁二醇酯产业链超过170亿元，呋喃聚酯（PEF）产业链超过100亿元，塑木复合材料产业链达到50亿元，PA56产业链达到150亿元。

到2030年，生物基材料产业主营业务收入超过1万亿元，着力将蚌埠市打造成为安徽省生物基材料新兴产业重大基地、全国领先的生物基材料之都、全球最大的聚乳酸产业集群。

到2035年，依托海外丙交酯原料基地，实现聚乳酸（PLA）生产规模1000万吨，带动产业主营业务收入达到1万亿元。

同时，中国生物降解塑料市场受禁塑政策驱动，在未来五年内将实现快速增长。目前市场格局分散，从原材料研发到产品制造都蕴含商机。

据弗若斯特沙利文咨询统计，在原材料端，2021年中国生物降解塑料材料的消耗量为27.6万吨，到2026年，预计将增长至95.5万吨，5年间复合增长率为28.2%；在制造端，截止2020年12月31日，据统计全国约有1200家生物降解塑料制造商。由于中游制造商对于区域政策及物流成本敏感，获得地区政策扶持的企业可以迅速扩大市场规模，形成规模经济并提高利润，整个市场预计会继续保持区域性分散。

02

可降解塑料市场常年供不应求

PLA已突破技术壁垒、摆脱原材料进口依赖

目前市场上可降解塑料可按照生产原料分为石油基和生物基两大类型。其中石油基可降解塑料以化石能源为原料，主要包括PBAT（聚己二酸-对苯二甲酸丁二脂）、PCL（聚己内酯）等。而生物基可降解塑料以玉米、秸秆等生物基材为原料，主要包括 PLA（聚乳酸）、PHA（聚羟基脂肪酸酯）等。

生物可降解材料性能各异，其中PLA和PBAT 工艺相对成熟，是当前传统塑料市场的主要替代品。自2021年初“禁塑令”开始实行，直辖市和省会城市的饮品店纷纷推出纸质吸管或PLA可降解吸管来替代传统塑料吸管。纸质吸管放入饮品中，不需多时便会软化，消费者使用体验不佳，但胜在成本低廉。而PLA具有与PP（聚丙烯）相似的强度和耐久度，PLA可降解吸管在使用体验上也与聚丙烯吸管相似。

据浙江海正生物招股书中数据，2021年国内PLA的市场价格在2.5-2.9万元/吨，而传统塑料PE、PS、PP的市场价格在0.8-1.4万元/吨。PLA相比传统塑料的材料成本高2-3倍，目前仍有明显差距，严格的禁塑政策仍然是下游塑料制品行业选用PLA替代不可降解塑料的主要驱动力。

在工业生产中，PLA目前仍然采用化工合成方法，主要包括直接聚合法和丙交酯开环聚合法。目前主要采用的是后者，因此PLA产量与丙交酯原料的供给高度相关。

在2021年之前，国内企业生产PLA所使用的丙交酯长期依赖进口，成本较高。但在2019-2020年，全球范围内的丙交酯持续性断供对国内PLA产能造成负面影响，也迫使国内PLA厂家通过与高校或科研机构合作，开始自行研发生产丙交酯工艺，通过突破技术壁垒来解决进口替代的问题。

目前在全球范围内，已经完全掌握PLA全流程工艺的公司共有四家，分别为美国Nature Works、荷兰TCP（Total-Corbion PLA）、以及国内的丰原生物和海正生物，国内这两家企业已经逐步摆脱对进口丙交酯的依赖。另外金丹科技（300829.SZ）与中粮生物部分掌握了PLA生产工艺。

据前瞻产业研究院统计，2021年全球PLA产能为50万吨，其中美国Nature Works是全球生产规模最大的公司，产能约15万吨/年，荷兰TCP与我国丰原生物均为10万吨/年，海正生物为3.5万吨/年。

在丙交酯摆脱进口、实现自供之后，国内PLA产能将迅速赶超国外。美国Nature Work和荷兰TCP目前在建产能7.5万吨和10万吨，预计2024年投产。而国内PLA龙头丰原生物一家的在建产能就已达到70万吨，预计未来3-5年内投产，国内整体在建产能已达到252万吨。

03

PHA在性能和环保上拥有多重优势，成功量产后前景广阔

PLA采用化工合成法，具有良好的生物安全性、力学性能和易加工性，成本在生物降解塑料中较低，适用于大规模的日常塑料制品，如购物袋、餐盒、吸管等；但它的生物降解条件要求苛刻，耗时长并且无法自行降解。

而PHA的出现恰好弥补了这一缺陷。

PHA是一种存在于细菌等微生物细胞中的天然聚酯，是一种高分子生物材料。PHA既是细菌在生长条件不平衡时的产物，也是微生物体内的碳源和能量的储存物质。PHA具有抗凝血性、疏水性和光学异构性，在体内与细胞有良好的生物组织相容性，因此在医学领域具有广泛应用。由PHA制成的手术缝合线、可吸收手术膜等医疗器械已在美国获FDA批准上市。

在生产工艺上，PHA采用生物合成法，利用微生物的自身代谢来合成产物，由多种蛋白和酶参与微生物发酵，生产过程中的碳排放量非常低。在降解要求上，PHA无需经过堆肥就可以在自然环境中降解，降解时间可控，最终降解产物为二氧化碳和水，对细胞无毒性，降解过程省力且具有循环利用价值。

区别于拥有单一结构的PLA，PHA通过改变菌种或发酵工艺可拥有多种结构，可以满足下游多元化消费场景需求。目前已发现的PHA单体的种类已经超过了150种，构成了一个庞大的高分子家族，此次微琪生物的基地将是世界上能够生产PHA类型最多的产线，率先量产的产线将生产PHA、PHB和P34HB等混合出的数十种材料。

PHA材料的性能如此优异，但如何提升产量一直是困扰科研人员的难题。

据European Bioplastics统计，2020年PHA全球产能仅为3.6万吨，在可生物降解塑料产业结构中仅占3%。在2021年4月1日对蓝晶微生物的访谈中，蓝晶曾预测未来20年内PHA的需求量将达到1000万吨，涉及4亿美元市场规模。

在《财经涂鸦》2021年4月6日对光速中国投资人高健凯的访谈中曾提及，作为代替石化合成塑料的可降解材料PHA，因生产成本极高，一直未能得到规模应用。PLA相比传统塑料的材料成本高2-3倍，PHA更是比PLA的成本还要再高2倍。原料成本、设备运行成本以及产物纯化成本是压在PHA制造上的“三座大山”。

在实验室中无论多么高精尖的技术突破，最终商业落地还是要聚焦到两个问题：能否克服工业制造中的种种问题、实现大规模量产？以及成本是否足够低到客户愿意买单？

蓝晶微生物和微构工场两家本土公司均在PHA技术研发和商业落地上取得了突破性进展。

微构工场成立于2021年，其创始人陈国强教授是清华大学合成生物与生物材料学系主任，已经在PHA研究领域深耕了30余年。2022年1月，微构工场获得由国家混改基金领投，国中创投-国家中小企业发展基金，以及红杉中国等老股东跟投的2.5亿元A轮融资。

蓝晶微生物成立于2016年，截止2022年1月，蓝晶微生物先后完成了总额近15亿元人民币的多轮融资。两家企业均在菌种涉及和发酵工艺环节积累了多年的经验，并于今年开始实现PHA大规模量产。

工业大规模量产会出现很多实验室中无法预测的难题。

在实验室中，发酵菌种可以执行严格的高温、密闭并且无菌的操作环境。但是在工业量产中，完全无菌的环境是难以达到的，一旦放大生产，对压力、温度等各种精细的调控，会使得难度系数成倍数增加。

对于传统底盘细菌而言，一旦外界菌种进入污染整个体系，会导致PHA转化效率下降，甚至不得不重新倒灌生产。两家公司均在菌种设计和发酵工艺上拥有自己的技术壁垒。

面对这一问题，微构工场和蓝晶微生物选择的解题思路（菌种）略有不同。微构工场使用嗜盐菌作为低成本的混合基质，可以适应高盐工业环境、并且即使工业流程中混入其他细菌，也可以保证转化效率；而蓝晶微生物选取油田土壤中的耐油细菌，该细菌同样对生长环境和发酵要求不高，能稳定合成产出高性能的PHA材料。

PHA材料是一个成本领导型市场，规模化生产问题一旦得到解决，PHA将拥有广阔的应用前景。

本文来源：元气资本，粉体技术网，韦伯产业咨询