王小威 臺州黃巖澤鈺新材料科技有限公司
物
一、何為全生物降解材料和生物基材料?
全生物降解材料是指在自然界中的微生物(細菌、真菌等)作用下通過生物代謝過程而發生降解的高分子材料,最終產物為二氧化碳、水和其他對環境無害的小分子物質。按其來源可分為天然化合物、微生物合成型和人工合成型。天然化合物主要包括淀粉、纖維素和甲殼素等,微生物合成型主要是聚羥基脂肪酸酯(PHA),而人工合成型生物降解塑料由于其相對低廉的價格以及較為容易實現及控制的生產過程,成為當前的主要發展方向及工業化生產方向,主要產品聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚己內酯(PCL)等。
生物基材料目前應用最廣的是淀粉基材料。淀粉基生物降解材料一般是改性淀粉與生物降解聚酯(PLA/PBAT/PBS/PHA/PPC等)的共混物,它能夠完全生物降解,可堆肥,對環境無污染,廢棄物適合堆肥、填埋等處理方式。以淀粉為基礎的生物基材料一般是改性淀粉與聚烯烴(如PP/PE/PS等)的混合物,它的環保意義在于能夠減少石化資源的使用,減少二氧化碳排放,廢棄物適合焚燒處理。這兩種材料都可以代替傳統石油基塑料,廣泛用于塑料包裝材料、一次性餐飲具、食品容器等。
二、全生物降解材料和生物基材料主要應用前景
全生物降解材料在國內外已經得到大規模的應用,歐美部分國家出臺了禁塑法律進一步推動了該行業的發展,國內海南近期也出臺了禁塑法令,國內禁塑也提上日程。
隨著全生物降解材料的規模應用,聚烯烴加淀粉這類生物基材料還有市場嗎?個人認為還是有的,應該還有很大的市場。聚烯烴加淀粉這類生物基材料環保意義在于能夠減少石化資源的使用,減少二氧化碳排放,廢棄物適合焚燒處理。當前我國在強制推行垃圾分類,同時在各大中小城市建設了大量的垃圾焚燒發電廠,在此條件基礎上,聚烯烴加淀粉這類材料將會有很大的應用空間,最后的處理方式如果是焚燒,降解不降解將顯得不重要,聚烯烴加淀粉這類材料將更有優勢,畢竟其價格只是全生物降解材料一半左右,市場接受度大大增加。聚烯烴加淀粉這類材料在上世紀八九十年代歐美就開始研發推廣,到現在為止還沒有大規模應用,其核心問題在于材料本身性能不夠,隨著含量淀粉的提高,材料的力學性能喪失太快,失去使用功能,只有通過減少淀粉添加量或提高膜的厚度來達到性能。目前市面上淀粉添加量一般在15%左右,袋子的承重性能已經下降很多,目前市面上主要應用在垃圾袋、快遞袋行業,高性能的淀粉基材料市場需求很大。
前景
三、全生物降解材料和生物基材料的市場前景
全生物降解材料和生物基材料將形成并駕齊驅的發展態勢。全生物降解材料PLA、PBAT、PBS、PHA等上游原材產能全球總和50萬噸左右,上游建設周期長、投資大、掌握核心技術的廠家少等因素約束產能的快速放大,產能的釋放將可能需要10-15年的時間。中國在強制推行垃圾分類及現行的垃圾處理方式為生物基材料大規模應該打開了窗口。垃圾分類第一步干濕分離,裝干東西的一般可以采用生物基材料,最后的處理方式焚燒;裝濕東西的一般采用全生物降解材料,主要是廚余垃圾,最后處理方式是堆肥。那市場的需求量有多大了?快遞袋國內一年用量在200萬噸左右、垃圾袋150萬噸、背心袋400萬噸、各種服裝袋水果袋等在300萬噸左右,單單國內一年一次性膜材消耗最少在1000萬噸以上,其將逐步被環保材料替代,全生物降解材料和生物基材料的缺口是巨大的,行業發展空間也是巨大的。
格局研判四、全生物降解材料和生物基材料產業格局研判
全生物降解材料及生物基材料主要生產國家為中國、美國、德國,拿PBAT來說,中國的產能已經占到全球的產能的一半以上,只要合理布局,以及國內巨大的單體消費市場,這個產品市場可以預期在未來將由中國人主導。國內這個產業將集中在珠三角和長三角,珠三角主要以出口為主,主要覆蓋國外市場;長三角地區將進一步覆蓋國內市場,電商以及傳統的商超、分銷渠道控制在江浙企業手中,臺州將會在這個行業扮演重要的角色,畢竟臺州現在塑料消耗量在1000萬噸左右,有很大一部分是日用品。