可降解塑料市场迎来井喷,PLA可生物降解材料为什么越来越受欢迎?

橡塑人家 2023-02-24
2648 字丨阅读本文需 6 分钟

可降解可循环中心观察,随着消费者环保意识的增强,对于可持续产品的需求不断增长,以美国为首的北美市场积极推动可持续发展解决方案,北美生物降解塑料市场步入快速发展通道。波士顿咨询的一项调查表明,74%的消费者愿意为可持续包装支付更多费用。

目前,北美市场主流可生物降解塑料包括PLA、淀粉基材料、PHA等,PLA占到消费量的60%。

统计显示,2020年美国PLA产量14万吨,出口10.54万吨,进口6300吨,表观消费4.09万吨。

PLA可生物降解材料为什么越来越受欢迎?

聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。

PLA优点

1.原材料来源充足

生产聚乳酸的原料为玉米等可再生性资源,而无需采用石油、木材等珍贵的自然资源,因而对日渐枯竭的石油资源将起到很的保护作用。

2.优越的物理性能

聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、农林环保、3D打印、医学领域、汽车工艺领域也在不断拓展。从应用形态上来看,聚乳酸主要是薄膜、片材、纤维和丝材,市场前景十分看好。

3.食品及人体安全性

聚乳酸也具有优良的生物相容性,其降解物—L-乳酸能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等

4.良好的硬度、光泽度及热塑性

聚乳酸(PLA)薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

5.具有全生物可堆肥降解性

聚乳酸(PLA)使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料,生产能耗及碳足迹相对较低。

PLA缺点

1、聚乳酸中含有大量的酯键,和大部分的其他塑料共混性差。

2、产物分子量分布宽,本身是线性聚合物,脆性大,抗冲击性差。

3、热变形温度低(一般不耐热除非改性后用热模结晶)。

4、必需在工业堆肥条件下才会在3-6个月降解,自然环境下降解慢,周期长,较难以控制。

5、价格较传统塑料高。

值得注意的是,聚乳酸的优缺点在使用时是相对的,如用于包装材料领域,透气性高就成了需要克服的缺点,用在纺织领域,硬脆的特点也会成为需要解决的问题。在机械性能上,聚乳酸的拉伸强度和模量与PET相当,高于PS和PP,在使用中,基本是对标替代PET和PP的一些应用。

“禁塑令”出台,可降解塑料市场迎来井喷

我国可降解塑料市场早在2012年就已经起步,但由于早期市场需求低迷,原料成本过高、产能有限,行业整体发展缓慢,进入市场较早的一些企业甚至因订单长期不足而被迫转型。直到2020年1月,《关于进一步加强塑料污染治理的意见》(以下简称“禁塑令”)出台,要求有序禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用,积极推广替代产品,正式从“限塑”转为“禁塑”。

受此影响,作为传统塑料替代产品的可降解塑料市场大幅度增长,订单暴增,我们预计“十四五”期间,可降解塑料市场将以11.3%的年复合增速,到2025年实现500亿元以上的收入规模。

与此同时,可降解塑料产品价格近一年来攀升,例如禁塑令前PLA价格为2万元/吨,现在一些地方的市场价已高达5万元/吨。这直接提升了行业整体盈利水平,例如金发科技、亿帆医药等龙头企业2019、2020年的毛利率均接近40%,相比2018年大幅提升。

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。

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。

文章来源: TK生物基材料,金色财经,中国化工信息周刊

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