困在成本里的可降解塑料,从供不应求到烂大街,千亿赛道未来在哪里?

材料文献解读 2022-08-18

可降解塑料pla塑料

4037 字丨阅读本文需 10 分钟

自6月1日起,《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》与《生物降解饮用吸管》两个新规正式实施。对此,业界认为,随着我国随着政策持续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。

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?

1、可回收、可降解,低碳环保顺大势

可降解塑料根据原料来源可分为生物基和石油基两类。生物基可降解塑料的原料一般来自于生物质,主要包括聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯类聚合物(PHAs)、全淀粉基材料、纤维素等;而石油基可降解塑料,原料一般来自化石资源,包括二元酸二元醇共聚酯系列,如聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT),以及二氧化碳共聚物(PPC)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等。其中PLA、PBAT和PBS是目前市面上主流的可降解塑料。

“PLA是目前前景最好的生物基可降解塑料。”北京化工大学化学工程学院教授、中国化工学会理事屈一新告诉记者,通常说的PLA产品实际上是聚L-乳酸,具有与聚丙烯相似的力学性能,具有良好的性质,在很多地方可以完全代替PS(聚苯乙烯)和PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。PLA与淀粉、PBAT共聚或共混出来的产品,可以再通过注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等常规的塑料加工方法加工成各种包装材料、纤维和非织造物等,广泛应用于工业、农业、医疗等领域。

此外,PBS是发展最早的石油基可降解塑料,其综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平。而PBAT则已经实现低成本大规模生产,是目前我国产量最大的可降解塑料。PBAT及其复合材料能被生物几乎完全降解,具有很高的断裂延伸性和很强的韧性,被应用在生物医药、食品包装等不同领域。

可降解塑料除了可以降解以外,还具有环境友好、可回收利用等特点。屈一新向记者介绍,与由石油制成的类似聚合物相比,基于玉米制造的聚合物在能源消耗方面可以降低65%。此外,生物可降解塑料还可用作堆肥,产生的沼气可作为可再生能源使用。

中国科学院理化技术研究所研究员、工程和生态塑料国家工程研究中心主任季君晖则强调,可降解塑料也是可以被回收的。“可降解塑料制品既可以短期回收进行物理回收利用,也可以进行化学回收。只不过可降解塑料制品一般应用于回收比较困难的制品中,所以大家都忽略了这一点。”他谈到。

在政策层面,我国早在1999年就出台了《国家经贸委发布(99)第6号令》,规定2000年底前全面禁止生产和使用一次性发泡塑料餐饮具。2020年1月国内又出台了在四个领域禁止、限制使用一次性塑料袋、塑料餐具、塑料包装等的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》。2020年7月,国家发改委等九部委联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》,该《通知》更是被称为史上最严“限塑令”。《通知》明确提出,自2021年1月1日起,将禁用不可降解塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等,同时在具体领域也推出了《农用薄膜管理办法》等细分行业的对应办法。

一系列塑料污染治理政策的推出,大大促进了我国可降解塑料产业的发展,无论对可降解塑料的生产还是可降解塑料制品的应用,都产生了巨大推动作用。目前我国很多城市的商场超市都开始使用可降解塑料制品。

而今年6月1日发布的两项生物可降解塑料推荐性国家标准,更是对规范可降解塑料市场具有明显促进作用。季君晖指出,《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》明确了生物降解塑料标准,取消了欧盟也已经明文禁塑的光降解聚烯烃、热氧降解聚烯烃等,有利于可降解塑料制品的打假。

“两项国家级标准的制定和落实的确能为可降解塑料行业发展提供一定的动力,但从目前的效果看动力还不够强劲。”屈一新表示,可降解塑料行业需紧抓相关政策和标准的落实,开发出快速鉴定可降解塑料和非可降解塑料的手段和方法,协调不同机构,增强查处力度,奖罚分明;同时,出台相关的政策,支持和鼓励个人或团体研发出新型的可降解塑料原料,开发出可大幅降低可降解塑料制造成本的工艺过程,制造出能满足不同客户、不同应用场景、不同使用地区要求的可降解塑料产品。

2、可降解塑料赛道千亿市场可期

白色污染已经成为当今社会一个棘手问题,近年国家也陆续颁发了相关禁塑政策,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。

在禁塑政策的推动下,可降解塑料成为最佳替代品。顾名思义,可降解塑料可以降解成对环境无害物质的塑料,。

目前市面上化石来源塑料占有率高达75%,而生物降解塑料仅占1%,渗透率仍有很大的提升空间。国海证券预测,到2025年,国内可降解塑料的市场总需求可达到415.23万吨,是2018年需求量的9.23倍,以单价2万元/吨计算市场空间为830亿元。

在这个冉冉升起的千亿优质新兴赛道,有超30家公司有在建或拟建的可降解塑料项目,规划的新增产能超过1000万吨,布局企业有万华化学、恒力石化(600346.SH)、金发科技、金丹科技、瑞丰高材、彤程新材(603650.SH)、道恩股份(002838.SZ)等。

沿着可降解塑料不同的原材料路线,国内企业各家优势也多有不同。

在PLA新型生物基材料领域,国内生产规模较大的是安徽丰原生物、河南龙都天仁、江苏允友成生物、浙江海正、中粮科技等。

而在PBAT石油基生物降解膜路线上,生产规模较大的为蓝山屯河、金发科技和珠海万通等。

3、可降解塑料的商业化普及正被困在成本里。

2021年,传统PE/PP塑料的整体价格在7000-8500元/吨之间,PET价格在5000-6000元/吨,而可降解塑料中PBAT的价格在2万元/吨左右,PLA价格更高,达到2.8万元/吨。

传递到终端,如果商家采用可降解塑料,成本直接倍量提升。

以23-24cm长度的吸管为例,传统PP的报价是0.05元/根,纸吸管是0.1元/根,PLA是0.2元/根。PLA的价格是纸吸管的两倍,是PP的4倍。“禁塑令”实施后,商家自然会优先选用更便宜的纸吸管,可降解塑料市场难以彻底打开。

成本高,体现在各个环节。

人工层面,单吨PBAT产能需要16-20名劳动者,而PE(聚乙烯塑料)只需4人;设备成本层面,单吨PBAT对应投资额约4000元/吨,而单吨PE的投资额大约只有1400元/吨;能耗层面,根据瑞丰高材的环评数据,单吨PBAT对应水、电、燃气成本共计712元/吨,而PE对应的成本不足600元/吨。

最大的成本项是原材料。

以目前产能规划最猛的PBAT为例,原料成本占比超70%,其中最主要的是PTA、AA、BDO,PBAT对这三种原材料的价格弹性系数约为0.4。

2021年,BDO价格飙升,年初时价格在1.26万元/吨左右,到年末已涨至3.1万元/吨,涨幅高达近150%,给处于降成本阶段的PBAT当头一棒。部分企业已经出现利润倒挂的情况,最高时每吨亏损约2000元,自然没有开工的动力。

有媒体报道,近期国家相关部委及行业协会组织BDO与PBAT企业开了一次协调会,各方达成统一意见,BDO企业同意向PBAT企业让利。

政策的干预势必会缓解相关企业的成本压力,但价格最终还是市场供需所决定的。

上文提到国内已经规划了700万吨PBAT产能,按照1吨PBAT消耗0.43吨BDO计算,仅这些新增产能就需要300万吨BDO,作为对比,目前国内BDO总产能只有234万吨/年。尽管2021年启动了近600万吨/年的扩产规划,但BDO扩产周期在2年左右,这些产能最早也要到2023年才能大规模释放。

更值得注意的一点是,国内全部采用电石乙炔法生产 BDO,在“能耗双控”的政策背景下,电石企业限产已经成为常态,未来产量能不能跟上还要打一个大大的问号。

综合各方面因素来看,以PBAT为代表的可降解塑料的降成本进程道阻且长,而成本降不下来会直接抑制远期需求,因此期望在短时间内放量基本是不现实的。

可降解塑料终究是一个同质化程度极高的产业,所有的竞争都将围绕成本这一主题展开,未来行业会在“竞争-降本降价-需求增长-再竞争-再降本降价”的循环往复中不断迭代,直到生产成本逼近理论成本,或者降到市场需求对成本脱敏的程度。

经过一轮轮的洗牌,大部分厂商将被淘汰,直到行业形成寡头垄断的格局。需要提前说明的一点是,价格竞争将会随着整个行业产能的起量而愈发残酷。

单条10万吨PLA产线的投资强度至少要15亿,PLA成本里仅折旧就达到1500元/吨左右,随着价格的不断下滑,这部分刚性成本的压力将会不断被放大。

按照之前2000元/吨的亏损额,10万吨的产线亏损2个亿,如果后期产能提高到50万吨,那么亏损就会达到10个亿。这对于业内大多数公司来说都是不可承受之重,成本控制能力差的企业最后只能交出市场。

4、疯狂内卷,从供不应求到烂大街只需要一年

可降解塑料的主要品种包括PLA(聚乳酸)、PBAT(聚(对苯二甲酸-co-己二酸丁二醇酯)、PHA(聚羟基脂肪酸酯)等几种,目前市面上的可降解塑料主要是前两种。下表展示了这三种材料的价格、毛利率和产能情况。

2020年1月,生态环保部发布史上最强“禁塑令”,并从2020年末开始执行。受此影响,在2021年初,可降解塑料确实出现了供不应求的情况.叠加原材料价格上涨,可降解塑料着实火了一把。可降解塑料的明星PHA,由于还叠加了合成生物学的概念,而广受投资机构青睐。各家上市公司见此盛况,纷纷跑步入场,规划了大量的新产能,并布局了数量庞大的中间体产能。据不完全统计,到2025年,可降解塑料的总产能将达到800万吨,是实际需求的3-4倍。

贪婪,最终会让这个行业恐惧。

另外,PLA、PBAT和PHA对上下游都没有议价权,且原材料成本占比很高。PLA的原料是玉米、PBAT的原料是石油和煤、PHA的原料是葡萄糖,原材料的成本占到了其总成本的一半以上,PBAT原材料成本甚至高达90%。对可降解塑料而言,再多的努力也无法弥补天赋的不足。制造费用、人工成本这些成本可以通过产业优化来降低,但原材料的成本则是“真实伤害”,无法通过自身的努力来降低。

可降解塑料为纯粹的成本敏感型行业。在满足基础性能的条件下,下游客户只关心其价格。举个例子,奶茶店的吸管是可降解塑料做的,但它只是一根吸管,用户不会在意吸管的材质和品牌,采用高端材料也不能提升奶茶的品质,可降解塑料对下游也没有议价权。

疯狂的扩产,叠加卑微的行业地位,透支了可降解塑料的利润。虽然可降解塑料是2021年的热点,但其实际盈利能力远远达不到化工行业的平均水平。下表展示了2021年和2022年Q1可降解塑料行业上市公司的毛利率情况,可降解塑料,只能赔本赚吆喝,有情怀但没有钞票。

5、国内外合成生物领域的投融资热潮仍将延续

2021年,国外合成生物学独角兽Zymergen(ZY.US)和Ginkgo Bioworks(DNA.US)相继登陆资本市场,也带动了国内外合成生物领域一二级投融资市场热度。2022年,合成生物学的热潮也从国外传递到了国内。元气资本整理了近期国内合成生物领域投融资事件,目前还是集中在天使轮和A轮的早期融资,化工和医药是合成生物技术应用最广泛的领域。

在元气资本2022年6月30日的文章中曾提及,在ESG需求的驱动以及双碳政策的扶持下,合成生物企业的市场空间和发展前景非常可观,但规模化生产和商业化落地一直是合成生物的盈利难题。

Zymergen和Ginkgo作为合成生物“平台”,前期科研投入高昂,而仅来源于研发外包服务(CRO)的收入是有限并且难以持续的。若自身无持续的造血能力,即使能够持续从资本市场获得融资,一时的热度过后估值也往往会回落到冰点。

来源:塑视点,中国石油和化工,金融界

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