低碳环保背景下，生物基可降解塑料是替代和补充石油基塑料的最佳选择，产业发展正迎来重要机遇期。得益于应用前景广阔和政策有力驱动，我国生物基可降解塑料产业呈现快速发展态势，原料供应保障充足、部分技术取得关键进展，重点地区和化工企业加速布局、产业发展集聚化特征凸显，下游消费需求日益增加、市场空间广阔。

同时，关键核心技术突破不足、生产成本居高不下、规模化应用有待扩大等问题还亟待解决。未来，需从加快核心技术创新转化、增产能扩规模、拓展应用市场等方面发力，推动我国生物基可降解塑料产业高质量发展。

生物基可降解塑料

生物塑料是生物基塑料和生物降解塑料的统一称呼。根据权威的欧洲生物塑料协会定义方法，生物塑料可按照原料来源和产品功能性分为生物基塑料和生物降解塑料。

生物基塑料是指加工原料来自于可再生资源的塑料， 生物降解塑料是指在一定条件下可被自然界中的微生物降解的塑料。并非所有生物降解塑料均来自于可再生资源， 也可以来源于石油基。

生物基可降解塑料的原料来自于自然界的可再生碳源，在具备一定发酵降解的条件基础上可被微生物降解， 如纤维素纤维，聚乳酸（PLA），聚羟基烷酸酯（PHA）， 聚丁二酸丁二酯（PBS）等。淀粉基塑料、PLA、PHA、PBS 是当下整个生物降解塑料市场中研究最多、市场化规模最大的四个主要品种。

成本高、存短板，推广不尽如人意

近年来，在上述一系列政策的保驾护航之下，我国可降解塑料产业得到了飞速的发展。“由于中央及地方政府的高度重视，未来几年内，‘禁塑’政策将在全国大范围展开，可降解塑料的需求量有望实现高速增长。”屈一新告诉记者，目前对于需求量的预测主要有两种方法，一种是粗略估算法：到2025年，我国塑料制品产量将超过1亿吨，可降解塑料占比为25%，也就是2500万吨。另一种则是较为精确的估算法。“根据我国的国情，未来快递包装、外卖包装、购物袋和农用地膜等将是可降解塑料主要的应用市场。”屈一新介绍说，如果这些领域全部采用可降解塑料，到2025年快递包装、外卖包装、购物袋、农用地膜将分别需求220万吨、100万吨、100万吨和60万吨，合计480万吨，如按照60%的替代率计算，约288万吨。由此可以预测，到2025年国内可降解塑料需求量约400万吨，约占2025年全国塑料产量的0.4%。

市场的需求是一片巨大的蓝海，但是就目前来看，可降解塑料的替代情况并不尽如人意。季君晖谈到，2021年全国可降解塑料消费仅为11万～12万吨，远远没有形成业界期望的市场规模。究其原因，季君晖指出，2020年以来化工原材料市场价格的巨大波动造成可降解制品价格偏高，再加上疫情原因，最终影响了可降解塑料的市场推广。此外，由于配套监管及其他一些实际问题，“限塑令”离真正全面落实还存在一定距离。“目前可降解塑料的实际替代情况和政策要求及业界的预期之间存在巨大落差。”季君晖表示。

“目前国内可降解塑料的替代情况不容乐观，很多可降解塑料制品都销往国外。”屈一新认为，尽管中央和地方政府近年来不断推出“禁塑”政策，但这些政策在操作性和执行力度方面均存在问题，从而导致了现在的局面。

另外还有可降解塑料的经济性问题。“可降解塑料的完全成本一直降不下来。”屈一新谈到，“传统塑料吸管的采购成本每根在五六分钱，纸吸管在七八分钱，而PLA吸管，每根要一毛二到一毛三，是传统塑料吸管价格的两倍。同时PLA吸管还存在保质期短、性能下降和报废率高的问题。”

“可降解塑料制品价格偏高，严重阻碍了可降解塑料制品的大规模推广。如果可降解塑料制品价格和普通塑料制品持平或略高，可降解塑料的环保功能可以推动降解塑料的大规模应用。”季君晖谈到。

屈一新认为，可降解塑料行业产业链覆盖面非常广，如果原料的价格始终维持高位，可降解塑料的生产成本就降不下来，会形成长期产销价格倒挂的现象。

还有专家指出，可降解塑料在一段时间之后会出现性能的劣化。由于损耗很大，可以应用的途径就非常狭窄，进一步制约了行业发展。另外，可降解塑料不等于无条件降解塑料，随意丢弃依然会造成污染。记者了解到，一些在陆地上可以利用微生物酶促反应降解的塑料制品，往往在海洋环境中就会降解失效。“目前可降解塑料只有极少部分可以在纯海水中分解，此方面还一直在研究中。”屈一新谈到。

屈一新还向记者指出，可降解塑料很多是由大豆和玉米等植物制成的，在农作物生长过程中，需要进行农药喷洒，有害成分很容易包含在最终产品中，因此，不排除有存在污染的风险。此外，一些可降解塑料在填埋场分解时会产生甲烷，而甲烷造成的温室效应通常为二氧化碳的20~25倍。

中国石油和化学工业联合会党委常委、副秘书长庞广廉也表示，目前有些企业是通过添加淀粉、光氧化剂等方式使原本不易降解的塑料能在较短时间内崩成小块，但这些看不见的“塑料微珠”散落在环境中危害更大。

另外，一窝蜂地发展可降解塑料还可能导致高能耗，不利于实现我国“双碳”目标。然而，目前PBAT项目规划产能已超过了1000万吨，带动其上游BDO的价格上涨和项目热建。“要从全生命周期来考虑包括PBAT在内的可降解塑料项目对环境的影响。如果相应的基础设施没有跟上，在相关产品定义、标准尚不清楚的情况下，盲目去推开，就会造成很多行业乱象。”庞广廉指出。

庞广廉还告诉记者，发达国家缺乏推广生物可降解塑料热情。尤其欧盟在2021年7月3日禁止使用生物可降解塑料，认为可降解塑料回收体系不健全，在自然环境中，其与传统塑料一样会污染环境，该法案虽未强制执行，但可看出其对生物可降解塑料的消极态度。

庞广廉认为，除了成本和性能外，可降解塑料发展还有几大制约：可降解塑料的降解需要回收后堆肥降解，但我国可降解塑料回收体系并未建立完备，可降解塑料与传统塑料混在一起，并未发挥出可降解塑料的作用；中国的堆肥厂仅有100个左右，而且以堆餐厨垃圾为主，并没有专门对可降解塑料的堆肥厂，而可降解塑料如果在没有堆肥的情况下，大多需要数年的时间才能够降解；可降解塑料降解的中间产物是小分子化合物，有可能会造成环境污染，需进一步进行研究；可降解塑料的减排效果并不比传统塑料回收再生好。

除了材料本身的问题外，可降解塑料还存在一些产业发展上的短板。季君晖谈到，目前可降解塑料行业的研发和产业化不能协同发展。科研院所搞研发、企业做产业。由于两者利益的不一致，“两张皮”无法紧密结合。而在布局上，季君晖认为，由于各地政府看到发展机遇，纷纷希求在本地建设可降解塑料产业链，因此可降解塑料产业的合理布局不可能通过市场自发形成。在形成合理布局方面，需要国家有关部门能够组织协调。

我国生物基可降解塑料产业发展现状

01 | 原料供应保障充足，部分生产技术取得进展

生物基可降解塑料的原料供给结构主要以玉米、秸秆为主，大豆、淀粉等为辅（见图2）。我国粮食自给率在九成以上，据国家统计局数据显示，2021年我国粮食总产量达到13657亿斤，连续7年稳定在1.3万亿斤以上。其中工业用粮占比约20%，是我国粮食的第三大用途。以玉米产量为例，2015—2020年我国玉米产量稳定在2.55亿~2.65亿吨之间，约25%用于工业消费，奠定了坚实的原料基础。总体来看，生物基可降解塑料的原材料供给较为稳定。

生物基可降解塑料的制备方法主要有天然材料直接加工、微生物直接合成、微生物发酵结合化学合成，以及多种材料共混加工等。我国开展相关生产技术研究起步较晚，但目前也取得了一批具有自主知识产权的技术。从专利申请来看，科研机构和相关企业主要围绕增韧剂、增塑剂、相容剂等重要辅料和闪蒸罐、物料通道等反应装置进行生产技术专利布局，自主创新能力不断提升（见图3）。此外，中粮科技开发出“两级浓缩-两步缩聚-全程控温”的连续反应PLA生产新工艺，微构工场通过重新编辑了嗜盐细菌基因成功开发了“下一代工业生物技术”。

02 | 化工企业加速布局，集聚发展态势凸显

随着“双碳”时代的到来，重点化工企业纷纷加速布局生物基可降解塑料，加大技术攻关力度、突破生产工艺瓶颈，PLA、PHA等产能有较大幅度提升，产业化进程不断推进。武汉华丽、虹彩科技、苏州汉丰、山东必可成等企业实现规模化生产淀粉基生物降解塑料，并不断改进产品性能；海正生物、金丹科技、中粮生化、普立思生物、联泓新科、万华化学等积极新建、扩建PLA项目；中粮科技、蓝晶微生物、北京微构工场、天津国韵生物科技等不断优化PHA生产工艺和推进产业化应用。与此同时，一些重点地区将生物基材料作为重点发展的绿色产业，加强集聚区或基地建设，如辽宁营口高新区生物降解材料及制品创新型产业集群，获批科技部2021年度创新型产业集群试点，力争打造成为千亿级产业集群；安徽蚌埠建成生物基新材料产业基地，贯通上游原材料乳酸和下游生物基纤维和塑料制品生产线，不断推动产业链协同发展。

03 | 消费需求日益增加，市场增长空间广阔

我国2008年出台的“限塑令”取得了显著成效，但随着快递、外卖等新兴行业的爆发式扩张，一次性塑料制品用量激增。国家发改委、生态环保部于2020年发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，明确提出分步骤、分领域禁限使用不可降解塑料袋等，推广、应用可降解购物袋、包装膜等替代产品。《“十四五”生物经济发展规划》中指出，重点在日用制品、农业地膜、包装材料、纺织材料等领域应用示范生物可降解材料制品，积极开拓生物材料制品市场。政策驱动下，生物基可降解塑料将替代传统塑料成为市场需求的主力军，尤其在农用地膜、一次性包装材料等特定应用场景中优势显著，应用前景十分广阔，未来将成为一个百亿级别的细分市场。然而，目前我国生物基可降解塑料严重依赖进口，对外依存度较高。据海关总署统计，2010—2021年我国PLA进口量远超同期出口量，且呈快速增长态势，从2661吨增长至25295吨，年均复合增速高达20.6%（见图4）。由此可见，我国生物基可降解塑料市场规模仍有很大的增长空间。

我国生物基可降解塑料产业发展面临的问题

01 | 关键核心技术突破不足

由于科研成果转化困难、生产企业总体创新能力不足，叠加材料生产技术壁垒较高，我国生物基可降解塑料工业化生产仍面临诸多技术瓶颈，技术水平与国外存在一定差距。例如，PLA的工业制备方法为丙交酯开环聚合法，中间体丙交酯的合成和纯化反应是生产工艺中的技术难点；PHA微生物合成过程中的分离提取工艺都存在工艺复杂、条件苛刻、技术要求高等问题。此外，提升淀粉基材料的相容性和共混性，以制备淀粉基复合降解塑料也是技术难点和热点。尚未攻破的技术难题进一步制约了生物基可降解塑料性能的优化提升，使其综合性能逊色于石油基材料。

02 | 生产成本居高不下

淀粉基材料产业化程度较高，其价格与石油基可降解材料基本持平；PLA由乳酸合成，受农作物价格和乳酸工业生产成本影响，综合成本要高于石油基可降解塑料；PHA完全是由微生物合成的高分子聚合物，分离提取难度高，工业生产成本偏高。总体来看，生物基可降解塑料的完全成本依然较高，未来一段时间仍是制约其市场化应用的重要原因，迫切需要通过技术攻关和规模化生产来有效降低成本。

03 | 规模化应用有待扩大

目前，淀粉基材料、PLA已初步实现规模化应用，PHA的产能、应用量也在不断增加，但低产量、高成本问题严重制约生物基可降解塑料应用市场规模的进一步扩大。一方面，虽然安徽丰源、吉林中粮生物、金发科技、武汉华丽环保等一批生产企业发展较好。但我国生物基可降解塑料年产量远达不到市场消费需求，仍严重依靠进口，“供不应求”问题较为突出。另一方面，由于使用成本偏高，消费者接受度低，生物基可降解塑料的市场渗透率较低，应用市场总体规模仍然较小。

三方面建议

01 | 加快核心技术攻关，畅通成果转化渠道

一是依托重点研发计划，集中力量攻克丙交酯合成纯化、PHA分离提取等一批核心技术，通过改性、复合材料制备等途径，不断提升和优化生物基可降解塑料综合性能。二是加强创新资源整合，充分发挥企业创新主体作用，鼓励以联合项目攻关、专家客座、技术入股等方式加大校企合作力度，有效推动科研成果走向生产线、形成产能，加快产业化进程。三是加大先进生物基可降解塑料生产制造技术的引进力度，注重技术的系统化集成、再创新和知识产权保护，推动技术转化落地。

02 | 加快推进产能提升，培育特色产业集群

一是对淀粉基材料、PLA等已经实现规模化生产的材料，通过优化工艺、应用先进生产装置、增设生产线等方式加速现有产能扩张，进一步降低生产成本；同时，加大改性材料、复合材料的开发和生产，如热塑改性淀粉基塑料、淀粉/聚合物复合塑料、改性PLA等，推动工业化技术的不断成熟。二是对PHA等产业化程度不高的材料，通过采用生物废弃物作原料、提升产品转化率等手段降低生产成本，进而推动新增产能建设、扩大生产规模。三是加快布局重点产业项目，培育生物基可降解塑料特色产业集群，推动产业高端化、绿色化发展，形成示范引领效应。

03 | 加快市场应用推广，提升产业整体水平

一是依托我国“双碳”、“禁塑”政策的发布和行业相关标准的实施，不断推进下游应用领域强制性标准和政策要求的制定，提升生物基可降解塑料的替代空间，提速产品推广应用。二是提升生物基可降解塑料产业化水平，通过优化材料性能、增加产品多样性来拓展应用场景，以规模化生产摊销成本不断降低使用成本，激发下游市场需求潜力。三是不断提升塑料产品国际竞争力，加强海外市场开拓，推动产品“走出去”，实现市场驱动产业发展的正向反馈。

文章来源： 中国石油和化工，塑库网，中国化工信息周刊