环保降解材料塑料替代(腾讯红杉碧桂园等追逐降解材料降解塑料将替代聚烯烃多少需求？)

Posted 2023-06-02

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环保降解材料塑料替代(腾讯红杉碧桂园等追逐降解材料降解塑料将替代聚烯烃多少需求？)

受“双碳”及禁限塑政策的带动，生物基可降解环保材料再度站上风口。腾讯、碧桂园、红杉等明星资本近来纷纷进场，安徽丰原集团、会通股份、海正生物等争相上马大型项目；厦门长塑、特步等企业先后发布加工应用新技术······

● 与禁塑令相关的一些报道或者团标中，聚乙烯和聚丙烯被禁止。在日用快消品的市场消费中，聚乙烯和聚丙烯将逐渐退出消失吗？农用薄膜、包装薄膜、外卖餐盒、奶茶杯、一次性塑料杯碗、牙刷将令多少聚烯烃需求消失？可以升级转化吗？

在外卖包装、塑料餐具和快递塑料包装领域，聚烯烃消费将减少多少？2025年，这个消费量或将消失超过200万吨。

性能对比

可降解塑料替代PE和PP前提是其在性能上与PE和PP类似。从机械性能上看，PBAT和PBS在拉伸屈服强度和断裂伸长率上与PP和PE接近，PLA的拉伸屈服强度高于PP和PE，但其断裂伸长率非常低，脆而硬，常与PBAT或PBS共混改性来改善其脆性；同时，由于PBAT弯曲模量非常低，实际应用中会与PLA共混来提高刚性和挺度。单纯从力学指标上看，PBAT、PBS和PLA经过共混可以基本覆盖PP和PE在大多数行业中的应用。

从加工性能上看，PBS和PBAT的加工可以使用加工PE和PP的设备，可通过注塑、吹塑或挤出的方式成形。PLA熔体强度低，吹膜加工性差，但与韧性好的PBAT共混时，其可在提高吹膜加工性的同时又不损害其可生物降解性。

综合机械性能和加工性能，PBAT、PBS和PLA通过共混可以基本覆盖PP和PE在大多数领域中的应用。但由于可降解塑料的水氧阻隔性较差，且食品有保质期的要求，所以一次性食品包装一般不会使用可降解塑料；并且家电、汽车和硬质管材中的塑料材料，因其本身强度高、体积大，容易与其他废弃物分离并进一步回收，并且有耐用性要求，所以更适合PP和HDPE等材质。

成本对比

PBAT和PBS的技术门槛低于PLA，所用设备较为简单，可用PBT装置进行改造，其产能扩张速度最快。PBAT是以1,4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA）和对苯二甲酸（PTA）为原料，通过直接酯化或酯交换法而制得。PBS是由丁二酸（SA）与1,4-丁二醇缩聚而成，工艺流程与PBAT类似。部分装置中PBAT和PBS可以转产，本文成本计算以PBAT为例。

从东华天业的环评文件的物料平衡表中可得出，生产一吨PBAT分别需要PTA、AA和BDO0.379、0.361和0.565吨，若这三种原料都以外采为来源，其两年间均价分别为4,000、7,800和13,500元/吨。加上人工、固定资产折旧和三费，则PBAT的不含税成本为13,013元/吨。

将固定资产折旧、三费的成本合计为运行成本后，我们模拟了5年内PBAT的成本。可以看出，PBAT的成本长期比PE和PP的价格高约4,000元/吨。其中，原料BDO和AA的成本在过去5年平均占PBAT生产成本的77％。所以，BDO和AA的未来价格走势将是影响PBAT替代PE和PP的份额的重要因素。

目前PLA工业化生产的项目以开环聚合法（两步法）居多，先将乳酸单体经脱水环化合成丙交酯，之后将重结晶的丙交酯聚合反应得到PLA。相对于PBAT，PLA的技术成熟度较低，这也是可降解塑料产能布局中PLA占比较少的原因。

据公开资料显示，生产1吨的聚乳酸需要2.5吨的玉米。基于环评报告我们可以计算出，加上人工、固定资产折旧和三费，聚乳酸的加工成本约为13,066元/吨。目前PLA在建和拟建产能约为199万吨，即便全部投产，对玉米的消耗量仅增加498万吨，而2020年我国玉米产量为2.61亿吨，PLA的原料占比不到2％，所以PLA的投产基本上不受原料供应的限制。2013至2021年，我国玉米价格波动在1,700-2,900之间，若以此价格区间计算，PLA的成本较为稳定，在10,300~13,300元/吨之间波动。

PE和PP生产工艺较为成熟，人工、固定资产折旧和三费（水、电和天然气）成本相对于PBAT和PLA低很多。若所有原料都按照外采价格计算，总成本也仅分别为7,510和8,252元/吨，相比于PBAT和PLA成本低60~70％。

若以工艺占比最高的油制PE和PP为例，即便油价在5年内高点（85美金/桶）时，油制PE和PP成本也仅为8,576元/吨。假设未来油价达到100美金/桶，成本也仅过万。所以长期来看，若技术上无突破，PBAT和PLA在成本上至少高于PE和PP成本2,000~5,000元/吨。若无政策的加持，可降解塑料由于性价比的问题很难有动力替代PE和PP的份额。

降解材料规模

在发改委的禁塑令和2021年初PBAT的高利润刺激下，截止至2021年7月，中国PBAT、PBS和PLA涉及产能已经达到1,240万吨，目前已投产57.6万吨，在建产能474万吨，拟建产能709万吨。其中在建和拟建产能中，PBAT/PBS因技术门槛相对较低，共有984万吨；PLA有199万吨。

虽然目前因PBAT利润大幅下滑，部分项目有推迟投产的迹象，预计2023和2025年我国可降解塑料产能将达到442和569万吨。

● 政策驱动下，可降解塑料有望克服成本问题在部分领域替代PE和PP。2020年至今，中央层面推出一系列政策和法规加强塑料污染治理力度，其中国家发改委和联合生态环境部于2020年1月发布的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》是关于塑料污染治理的核心，该意见重点针对不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、宾馆和酒店一次性塑料用品、快递塑料包装4个领域提出禁止、限制使用的要求和时间推进节点。除了上述四个领域之外，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中提到了鼓励研究开发、生产、销售、使用在环境中可降解且无害的农用薄膜。2021年7月，发改委印发的《“十四五”循环经济发展规划》中也将推广可降解塑料列入。

从上述一系列政策和法规中可以看出，中央对塑料污染治理方面指向性和系统性非常明显。可降解塑料在部分领域逐渐替代PE和PP将得到政策的加持。

部分省市在发改委的政策上逐步加码，对于可降解塑料的产能和应用领域做出规划。如北京市着手研发生物可降级垃圾袋、开展全生物降解地膜试验示范；云南省、浙江省、北京市和上海市等地将发改委的要求提前1~2年执行；广东省对省内可降解塑料的产能做出布局；海南省颁布了我国第一部针对禁塑的专项升级地方法规，具体明确了不可降解塑料的材料，并在2021率先全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料袋、塑料餐具。

从各省市的态度可以看出，虽然可降解塑料存在成本高的问题，但在政策的推动下，其有动能在农用地膜、外卖包装及塑料餐具、快递塑料包装和一次性塑料袋等流域替代PE和PP的份额。

来源 | 聚烯烃人