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pe塑料(可降解塑料行业深度报告:千亿市场,群雄逐鹿)
塑料,可降解,万吨pe塑料(可降解塑料行业深度报告:千亿市场,群雄逐鹿)
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
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1、 可降解塑料是白色污染的最佳解决方案白色污染中 59%来自包装和农膜塑料制品,而这类用途的塑料一次性、难回 收的特点不适合塑料再生利用,唯有可降解塑料可以根本性解决白色污染问题。 生物降解塑料包括 PLA(聚乳酸)、PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)和 PHA (聚羟基烷酸酯)等,是可降解塑料重要类别,因其具有普通塑料相近的性能, 可降解性好和安全性高的优势,在欧美国家应用范围最广。在包装、纺织和农膜 领域中,PLA 和 PBS 消费量最大;在一些高附加值领域中,PHA 在医用植入材料 中使用广泛。据 PEMRG 统计,2018 年全球塑料需求量达到 3.59 亿吨,其中包装 塑料需求量达到 1.44 亿吨,可降解塑料的替代市场空间巨大。
1.1 可降解塑料 vs 再生塑料
在海洋最深处,马里亚纳海沟 11000 米的地方没有任何生命的迹象,但在这 里却发现了人类活动的产物——塑料。塑料是现代工业最重要的基础材料之一, 据 Our World in Data 统计,1950 年至 2015 年,人类共生产了 58 亿吨废弃塑料, 其中超过 98%被填埋、遗弃或焚烧,仅有不到 2%被回收利用。据 Science 杂志统 计,中国由于其全球制造业基地的全球市场角色,废弃塑料量居全球第一,占比 达 28%。这些废弃塑料不仅污染环境、危害健康,还占用宝贵的土地资源。因此, 我国已开始高度重视白色污染的治理,我们认为相关国家和省市政策的执行力度 将较大。
据 IHS 统计,2018 年全球塑料应用领域主要为包装领域,市场占比达到了 40%,而全球塑料污染也主要来源于包装领域,占比高达 59%。包装塑料不仅是 白色污染的主要来源,还具有一次性(如果循环利用,循环次数高)、难回收(使 用和遗弃渠道分散)、对性能要求不高和对杂质含量要求高的特点。
可降解塑料和再生塑料是潜在的解决白色污染问题的两种选择。可降解塑料 是指其制品的各项性能可满足使用性能要求,在保存期内性能不变,而使用后在 自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。
可降解塑料可以通过降解方式或者原料的不同进行分类。按照降解方式分类, 可降解塑料可以分为生物降解塑料、光降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑 料四大类。目前,光降解塑料、光和生物降解塑料的技术还不成熟,市场上的产 品较少,故此后提到的可降解塑料均为生物降解塑料和水降解塑料。按照原材料 划分,可降解塑料又可分为生物基可降解塑料和石油基可降解塑料。生物基可降 解塑料是以生物质为原料生产的塑料,能够减少对石油等传统能源的消耗,主要 包括 PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基烷酸酯)、PGA(聚谷氨酸)等。石油基可降解 塑料是以化石能源为原料生产的塑料,主要包括 PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT (聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)、PCL(聚己内酯)等。
可降解塑料在性能、实用性、降解性、安全性上都有其优势。在性能上,可 降解塑料可以达到或在某些特定领域超过传统塑料的性能;在实用性上,可降解 塑料有与同类传统塑料相近的应用性能和卫生性能;在降解性上,可降解塑料在 使用后,可以在自然环境下(特定微生物、温度、湿度)较快完成降解,并成为 易被环境利用的碎片或无毒气体,减少对环境的影响;在安全性上,可降解塑料 降解过程产生或残留的物质对环境无害,不会影响人类和其他生物的生存。而目 前替代传统塑料的最大阻碍,也是可降解塑料的缺点是其生产成本较同类传统塑 料或再生塑料高。因此,在包装、农膜等使用时间短、难以回收分离、对性能要 求不高、对杂质含量要求高的应用领域,可降解塑料更具替代优势。
再生塑料是指通过预处理、熔融造粒、改性等物理或化学的方法对废旧塑料 进行加工处理后重新得到的塑料原料。再生塑料最大的优点是价格比新料和可降 解塑料便宜,且可以根据不同的性能需要,只加工塑料的某方面属性,并制造出 对应的产品。在循环次数不太多的情况下,再生塑料能保持与传统塑料相似的性 能,或者可以通过再生料与新料混合的方式,维持稳定的性能。但在多次循环之 后,再生塑料的性能下降很大,或到无法使用的程度。此外,再生塑料在保证经 济性的前提下较难保持良好的卫生性能。因此,再生塑料适用于循环次数不多, 且对卫生性能要求不高的领域。
通过比较,可降解塑料因其有更稳定的性能和更低的回收成本,在包装、农 膜等使用时间短、难以回收分离的应用领域更具有替代优势;而再生塑料因为有 更低的价格和制作成本,在生活用具、建筑材料、电器等使用时间长、易于分类 回收的应用场景更具有优势,两者相得益彰。白色污染主要来源于包装领域,可 降解塑料的发挥空间更大,随着政策推动和成本降低,未来可降解塑料市场前景 广阔。
在包装领域,可降解塑料的替代正在实现。塑料的应用领域非常广泛,不 同的领域对于塑料的要求也不尽相同。汽车、家电等领域对塑料的要求是经久 耐用、容易分离,且单体塑料用量较大,故传统塑料的地位较为稳固。而塑料 袋、餐盒、地膜、快递等包装领域,由于塑料的单体用量低,容易污染,难以 高效分离,这使得可降解塑料更有机会在这些领域成为传统塑料的替代品。从 2019 年全球可降解塑料需求结构也验证了这一点,可降解塑料的需求主要集中 于包装领域,软包装和硬包装占比合计达到 53%。西欧和北美的可降解塑料发展较早,已经初具规模,应用领域集中在包装行业。2017 年,西欧可降解塑料 总消费量中,购物袋和生产用袋占最大份额(29%);2017 年,北美可降解塑料 总消费量中食品包装,餐盒和餐具占最大份额(53%)。
1.2 可降解塑料产品百花齐放,PLA、PBAT、PHA 崭露 头角
可降解塑料中 PLA、PBAT 的生产较为成熟,且总产能占比居于前列;PHA 的性能优异,随着成本下降,未来有望从医疗高端领域拓展至包装、农膜等更大 的市场。这三种可降解塑料或成为替代传统塑料的主力。
PLA:是最常见的可降解塑料之一,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。 PLA 生产过程无污染,而且产品可以生物降解,使用后的 PLA 可以通过堆肥,在 温度高于 55℃或富氧和微生物作用下降解为二氧化碳和水,实现在自然界中的物 质循环,不会对环境产生影响。目前聚乳酸的生产主要采用丙交酯开环聚合工艺 将乳酸先脱水生成低聚物,然后解聚生成丙交酯,再开环聚合制得聚乳酸。PLA 还具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力学性能和易加工性,广泛用 于包装、纺织行业、农用地膜和生物医用高分子等行业。PLA 的缺点是降解条件 相对苛刻。但由于 PLA 在生物降解塑料中具有相对较低的成本,PLA 的消费量居 于前列。
PBS:是由丁二酸和 1,4-丁二醇经缩合聚合而成,原料来源为石油或生物资源 发酵。PBS 易被自然界的多种微生物或酶最终分解为二氧化碳和水,具有良好的 生物相容性和生物可吸收性,良好的耐热性能。PBS 可以用包装薄膜、餐具、发 泡包材、日用品瓶、药品瓶、农用薄膜、农药及化肥缓释材料等领域。由于我国 丁二酸原料有限,PBS 的衍生物 PBAT 和 PBSA 顺应而生,其与 PBS 的性能基本 相似,但加工性能不及 PBS。
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