最严限塑令下,生物可降解塑料产业持续升温
根据2020年1月16日国家发展改革委和生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》和2020年7月10日国家发展改革委等九部门联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》的要求,2021年初开始禁止使用一次性塑料吸管和塑料餐具,到2025年底全国范围内禁止生产、销售、使用一次性塑料制品。欧盟理事会于2019年5月21日通过的《反一次性塑料使用》规定已于不久前的2021年7月3日起正式实行,包括塑料餐具、餐盘、吸管等数种塑料产品将无法再在法国、希腊和拉脱维亚等多个国家使用。假设2025年可降解塑料替代率30%,可降解塑料的需求量将达到332万吨,在可降解塑料均价2万元/吨的情况下,市场空间将在2025年达到660多亿元人民币。我国可降解塑料产业还处于发展初期,截至2020年我国可降解塑料主要品种PLA、PBAT的总产能约为8万吨、22万吨,供应明显短缺,远不能满足市场需求。随着政策不断加码和产能持续投放,可降解塑料业务会形成良性循环,尽早布局产业和扩大产能有助于企业抓住可降解塑料需求爆发的市场机遇。
01
PBAT/PBS
PBAT是以1,4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸或对苯二甲酸二醇酯为原料,通过直接酯化或酯交换法而制得。PBS是由丁二酸与1,4-丁二醇缩聚而成,工艺流程与PBAT类似。PBAT和PBS的聚合单体原料大多来自石化产品,具有较强的成本优势。同时,它们的聚合工艺成熟,可与现有的技术装备相兼容,未来产能扩张速度最快。目前我国 PBAT产能居于全球领先地位,约40万吨/年,基本是满负荷运行。近一年来,众多传统石化企业如恒力石化、道恩股份、万华化学、金发科技、新疆蓝山屯河等将目光投向PBAT/PBS项目,在建和远期规划 PBAT 类合计产能约为 400万吨/年。
2021年9月22日,辽宁恒力石化股份有限公司在恒力(大连长兴岛)产业园举行了隆重的年产45万吨生物可降解新材料项目开工仪式。该项目总投资18亿元,采用自主研发的工艺技术及配方,依托产业园原料及配套优势,主要建设15万吨/年PBS类生物降解塑料与30万吨/年PBAT生物降解塑料两大项目,项目计划于2022年建成投产。
道恩股份2021年6月5日公告,生物可降解塑料(PBAT)新建项目(一期)总投资4.14亿元,将建设6万吨/年全生物降解塑料PBAT切片。此前公司已对可降解塑料业务进行前期准备和技术储备,公司拥有酯化合成技术研发平台,酯化技术已较为成熟,相关酯化反应采用了公司多年研发的工艺包、催化剂体系,具备独有的低成本优势。
山东瑞丰高分子材料有限公司2021年3月16日晚间公告,拟投资不超过3.2亿元,在现有厂区内建设年产6万吨PBAT生物降解塑料项目。该项目预计于2021年6月30日前竣工投产,全部达产达效后预计可实现年营业收入12亿元、利税2.5亿元。瑞丰高材表示,PBAT生物可降解塑料为瑞丰高材下属研究中心自主研发及通过技术合作取得,目前已经顺利通过中试,产品性能达到国际先进水平。
2021年3月10日,山西阳煤化工集团发布消息,平定化工将建设6万吨/年PBAT及1万吨/年PBAT改性生产线。根据下游应用需求,生产多品种PBAT改性塑料及终端塑料制品,满足我省及全国的可降解塑料使用需求。目前,项目已开展工程设计,进行周密部署、倒排工期,将力争在2022年3月竣工投产。
一般观点认为 PBAT产业的技术壁垒相对较低,自颁布限塑令以来各省多个厂家纷纷上马新产能,未来市场竞争会十分激烈,产业配套和成本控制将成为企业核心竞争力。值得注意的是,近期国内1,4-丁二醇市场价格迎来持续快速上涨。截至2021年8月6日,1,4-丁二醇最新报价达29500元/吨,较前一日上涨1.72%,最新价格已逼近今年2月高点。未来随着产能持续扩张,保证1,4-丁二醇、丁二酸、己二酸等单体原料的稳定市场供应十分关键。
02
聚乳酸PLA
PLA的合成主要采用开环聚合法,先将乳酸单体经脱水环化合成乙交酯,之后将重结晶的乙交酯聚合反应得到分子质量较高的PLA。截至目前,PLA合成工艺流程已初步打通,开发出较成熟的成套生产设备。PLA产业发展的主要难点在于高纯度、高质量丙交酯中间原料提纯难度大,大多依赖进口。同时,采用玉米为底物经发酵生成乳酸原料的价格相对较高,存在与民争粮的问题。
金丹科技是一家以研发、生产、销售乳酸及其系列产品为主业的高新技术企业,公司主要产品包括各种级别的乳酸和乳酸钙、乳酸钠及乳酸酯类等。目前,公司乳酸产能可达到10.5万吨,乳酸盐及酯产能达到2.3万吨,乳酸在国内的产能占比达40%以上。2020年度业绩网上金丹科技董事、董事会秘书、副总经理崔耀军表示,目前国内外多家公司进入可降解材料行业,公司已规划10万吨聚乳酸项目。
安徽丰原集团20多年一直深耕于生物化工领域,在聚乳酸(PLA)生产技术和下游应用方面取得重大突破。2019年11月8日,全球首条5000吨/年乳酸、3000吨/年聚乳酸全产业链示范性投产运行。2020年,10月22日,安徽丰原副总经理陈礼平接受媒体采访时表示,公司计划到2025年实现聚乳酸生产规模达1500万吨/年;2030年实现聚乳酸生产规模3500万吨/年(包括聚乳酸2500万吨、纤维素及纳米纤维素1000万吨),逐步替代传统石油基塑料和化纤,消灭白色污染。
2021年8月25日,山东省临沂市罗庄区人民政府与久泰集团生物基新材料项目签约仪式在新材料公司举行。久泰集团生物基新材料项目拟选址在临沂市罗庄经济开发区,总占地面积约510亩,总投资50亿元。拟建设20万t/a聚乳酸生产装置及配套设施、20万t/a丁二酸生产装置,建成投产后可实现年产值67.7亿元,利税21.8亿元。
目前PLA的生产成本仍然偏高,平均每吨成本在1.2万元左右,是传统聚乙烯塑料的两到三倍以上。除了国家相应政策的扶持之外,需要进一步压缩原料和聚合成本。此外,PLA的强度低、韧性差,限制了其高端市场及工业领域的应用。对PLA材料进行改性,开发更多具有优良性能的生物可降解材料。
03
聚乙醇酸PGA
PGA由重复的二碳单元组成,是热塑性脂肪族聚酯中生物降解速度最快的聚合物。由于具有优异的气体阻隔性、较高的力学强度、优良的生物兼容性和生物可降解性,同时还具有一定的可加工性能,PGA广泛应用于医疗器械、石油开采、瓶材、膜材等领域。草酸二甲酯(DMO)是煤制乙二醇工艺路线中最重要的中间产品,DMO既可以加氢制乙二醇,也可以加氢制乙醇酸甲酯。通过更换DMO的加氢催化剂,可以从生产乙二醇转为生产乙醇酸甲酯和乙醇酸,进而生产PGA。PGA对比与目前市场主流推广的PBAT、PLA等可降解塑料而言,其价格相对比较高昂,市场供应量较小。
2021年3月15日,内蒙久泰公司举行PGA环保降解材料科研试验车间开工仪式。PGA科研试验项目是依托久泰自主研发的聚乙醇酸技术,利用现有项目丰富的中间产物乙醇酸,建设世界首条由煤经乙醇酸制备聚乙醇酸树脂生产线。未来将力争实现百万吨级PGA树脂产能。久泰多年来持续推进乙二醇、聚乙醇酸以及芳烃和聚酯新材料等产品的研发,并与道恩集团等沟通与交流。
2020年12月21日,中国石化长城能源化工(贵州)有限公司50万吨/年PGA项目环境影响评价第一次公示。拟建设的50万吨/年聚乙醇酸项目,其中一期建成聚乙醇酸规模20万吨/年,二期建成聚乙醇酸规模30万吨/年。项目建设内容含煤气化装置、气体深冷分离装置、偶联及加氢装置、聚乙醇酸装置,配套建设热电联产装置和空分装置。
内蒙古浦景聚合材料科技有限公司年产一万吨PGA项目,总投资5.5亿元,占地97.67亩。利用神华集团的煤制合成气作为原料,延长产业链条,最终生产出可降解塑料PGA。该项目是煤化工产业链延伸的一个重大突破,实现了我国在可降解塑料PGA领域的零突破,对于煤化工下游产业和补链产业是一个重大引领。
供稿:崔志勇
编辑:徐娅 李晓萌 张彤