美國著名的增長咨詢公司弗若斯特沙利文(FrostSullivan)公司于2011年11月發(fā)表研究報(bào)告認(rèn)為,隨著人們環(huán)保意識的日益加強(qiáng)以及政府限塑令和可回收法案條例的實(shí)施,全球可降解塑料的應(yīng)用前景非常廣闊,尤其是生物降解塑料,必將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的不可降解塑料,獲得更大的市場份額。
介紹
塑料是以樹脂為主要成分,適當(dāng)加入(或不加)添加劑(填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、顏料等),可在一定溫度、壓力下塑化成型,而產(chǎn)品最后能在常溫下保持形狀不變的一類高分子材料。主要的塑料樹脂種類有PE(聚乙烯),PP(聚丙烯),PS(聚苯乙烯),PVC(聚氯乙烯),PET(聚對苯二甲酸乙二酯)等等。
由于塑料材料所具有的良好的自我成型的性能和防腐蝕、防水以及輕便的特性,使得塑料的應(yīng)用非常廣泛,既可以用在普通生活物品的包裝,又可以應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,如汽車零部件、建筑材料、電子通訊等。2010年,全球塑料樹脂的需求量超過了2.2億噸,中國的塑料樹脂需求量超過了7000萬噸,占據(jù)了全球約33%的份額,成為世界上第一大塑料消費(fèi)國。
根據(jù)ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)的定義,可降解塑料是指在特定的環(huán)境條件下可以發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)的顯著變化,從而在自然中降解的塑料。根據(jù)降解方式可分為光降解塑料,生物降解塑料,光/生物降解塑料以及其他降解塑料等,其中光降解塑料是指在塑料中摻入光敏劑,在日照下逐漸分解的塑料,由于光敏劑本身具有毒性,目前已經(jīng)很少應(yīng)用。生物降解塑料在微生物的作用下,可完全分解為低分子化合物的塑料,由于其良好的性能,目前的使用日益廣泛。根據(jù)降解塑料的添加劑成分構(gòu)成,可以將降解塑料分為淀粉基降解塑料,PBS及PVOH石油基降解塑料,PLA(聚乳酸)降解塑料以及PHA(聚羥基脂肪酸酯)降解塑料。
下表為主要的生物降解塑料性能的比較:
名稱 原材料 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 淀粉基塑料 玉米,土豆或小麥以及添加劑 良好的成膜能力; 良好的氧氣阻隔特性; 與其他生物塑料相比價(jià)格較低 不夠穩(wěn)定,對水敏感; 抗拉強(qiáng)度低; 往往需要混合石油基礎(chǔ)的聚合物來加強(qiáng)性能,從而不能完全降解 PLA 淀粉或從土豆提取的糖類 市場接受度高; 商業(yè)化過程中; 良好的透明度; 良好的拉伸強(qiáng)度 耐熱性差; 機(jī)械性能不強(qiáng)限制了其應(yīng)用 PHA 葡萄糖通過細(xì)菌發(fā)酵 不需堆肥就可以完全降解; 性能出色; 應(yīng)用更為廣泛 成本較高; 目前的產(chǎn)業(yè)化不夠 PBS塑料 石油 可以加強(qiáng)淀粉基塑料的性能 依賴石油,對水敏感; 在空氣中降解從而限制其應(yīng)用范圍 PVOH塑料 石油 優(yōu)秀的成膜能力;較好的乳化和粘接性能 依賴石油,對濕度敏感
市場概況及競爭格局
隨著人們對環(huán)保包裝的日益青睞,可降解材料的需求逐漸增加。2010年全球的可降解塑料市場容量達(dá)到了53萬噸,2010年比2009年增長了23.1%。預(yù)計(jì)全球可降解塑料樹脂的需求未來五年將維持在復(fù)合增長率24.9%的水平上增長,到2015年達(dá)到161萬噸。
生物降解塑料是降解塑料的重要組成部分,2010年,它占全球降解塑料市場的約70.0%,總共消費(fèi)了37萬噸。預(yù)計(jì)未來五年生物降解塑料市場將會呈現(xiàn)25.8%的復(fù)合年均增長率,到2015年達(dá)到117萬噸。
世界一流的降解塑料生產(chǎn)商在推動著降解塑料市場的成長。美國的嘉吉公司附屬公司NatureWorks在2006年將其PLA聚乳酸塑料的產(chǎn)能增加至14萬噸,從而導(dǎo)致了市場上可降解塑料的產(chǎn)能和需求的激增,2006年降解塑料的市場增長率超過了50%。降解塑料的消費(fèi)量也受到了2009年全球經(jīng)濟(jì)衰退的影響,2009年降解塑料的增長率下降到6.4%,然而,隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇,市場逐步回升,在預(yù)測期內(nèi),降解塑料市場將穩(wěn)定增長。
目前塑料行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的降解塑料是PLA聚乳酸塑料,由于其穩(wěn)定性較好,同時在自然界中可以堆肥降解,歐美以及日本的眾多企業(yè)都加大了對PLA塑料的研發(fā)和生產(chǎn),美國的Natureworks在這個行業(yè)處于領(lǐng)先地位,擁有14萬噸的產(chǎn)能,德國的巴斯夫集團(tuán)、日本的三井株式會社以及荷蘭的普拉克集團(tuán)都有超過萬噸的PLA產(chǎn)能。中國目前浙江海正生物科技集團(tuán)和廣州金發(fā)科技公司分別擁有5000噸左右的PLA產(chǎn)能,在國內(nèi)的PLA的生產(chǎn)商中具有較強(qiáng)的實(shí)力。
淀粉基降解塑料是較早的生物降解塑料,相比PLA降解塑料而言,生產(chǎn)工藝較為簡單,全球主要的生產(chǎn)商包括意大利的Novamont公司,擁有7.5萬噸的產(chǎn)能,德國的Biotec公司、美國的Cereplast公司、日本的玉米淀粉株式會社等都是這個行業(yè)的典型代表。中國國內(nèi)的代表性公司主要有武漢華麗環(huán)?萍加邢薰尽⒅芯┛屏中虏牧嫌邢薰镜。
PHA降解塑料是生物降解塑料中性能最為優(yōu)良的,同時由于其成本較高,生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜,目前還處于市場起步階段。2010年全球的PHA的產(chǎn)能還不到8萬噸,而其中美國的Metabolix公司有大約5萬噸的產(chǎn)能,占據(jù)了市場上的60%以上。中國企業(yè)在PHA的生產(chǎn)工藝和研發(fā)上同樣走得較為靠前,天津國韻生物科技有限公司擁有1萬噸的PHA產(chǎn)能,寧波天安擁有2000噸的產(chǎn)能,深圳意可曼生物科技有限公司有5000噸的產(chǎn)能。日本的Kaneka公司,巴西的PHBIndustrial公司也是PHA行業(yè)的典型代表,這些公司都是PHA行業(yè)的推動者,雖然目前來說PHA的應(yīng)用較為局限,導(dǎo)致Metabolix每年的實(shí)際銷售量還不超過100噸,但是隨著未來下游應(yīng)用的逐漸拓展,尤其是在薄膜包裝,農(nóng)膜,食用餐具,無紡布等行業(yè)應(yīng)用的進(jìn)一步成熟,PHA的市場潛力巨大。
市場建議
毫無疑問,未來幾年,全球的可降解塑料將會呈現(xiàn)迅猛增長,降解塑料企業(yè)應(yīng)著力做好以下幾方面,從而在和傳統(tǒng)塑料的競爭中獲得優(yōu)勢,取得更高的市場份額:
1.注重下游應(yīng)用的研發(fā),開發(fā)出在薄膜包裝行業(yè),農(nóng)膜等行業(yè)具有較好性能和穩(wěn)定性的產(chǎn)品。
2.降低成本,從而縮小和傳統(tǒng)塑料的價(jià)格差距,獲得較高性價(jià)比和競爭力。
3.注重市場推廣,可以通過進(jìn)行交流會和可降解塑料博覽會向消費(fèi)者以及下游原材料采購廠商推廣可降解塑料的優(yōu)良性能和環(huán)保益處,同時,可以向政府宣傳推廣,使其加強(qiáng)對限塑令的實(shí)施力度。