可降解塑料“制造成本”成發(fā)展瓶頸，價格最高為傳統(tǒng)塑料的4.8倍
2021-11-05
環(huán)球聚氨酯網(wǎng)訊：我國可降解塑料產(chǎn)品品類齊全，包括淀粉基塑料、PBS(包括PBAT和PBSA)、PLA、PHA和PCL。由于淀粉基塑料存在降解殘留和不可完全分子化降解等問題，在美國、亞洲等后發(fā)市場并未獲得認可，本文后續(xù)不再對其進行分析。
我國可降解塑料品成本較高，替代進程阻礙大
隨著政府對塑料污染的重視程度不斷提升，我國可降解塑料產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展，各類產(chǎn)品較為齊全。但我國可降解塑料產(chǎn)業(yè)分布較為分散，難以形成規(guī)模效應，同時由于前期政策執(zhí)行不及預期，致使產(chǎn)能利用率較低，企業(yè)投入研發(fā)的意愿較低。這導致我國可降解塑料的生產(chǎn)成本較高，對市場化替代傳統(tǒng)塑料形成較大阻礙。
從上表中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，除了淀粉基塑料外，其他可降解塑料的平均售價均為傳統(tǒng)塑料的1.67~8.4倍。在對于成本和性能敏感的領域，傳統(tǒng)塑料在體量、價格和綜合性能上仍然保持著優(yōu)勢，可降解塑料的替代難度較大。目前，我國可降解塑料主要替代的是一類政策驅動下的，對價格敏感度相對較低的傳統(tǒng)塑料領域。
PLA和PBAT成本相對較低，有望成為未來產(chǎn)業(yè)主流產(chǎn)品
PLA是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物。目前聚乳酸的生產(chǎn)主要通過對玉米、薯類、甜菜等農(nóng)作物進行深加工，得到塘渣，經(jīng)過發(fā)酵、萃取、離心、離子交換、濃縮等工藝生成交酯，然后通過開環(huán)聚合工藝將交酯脫水生成低聚合物，最后經(jīng)過干燥、沉淀等工序制得聚乳酸。
PLA在生物降解塑料中具有相對較低的成本。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年我國PLA每噸的成本為14554元/噸，相較于其他品類的可降解塑料來說，有一定的成本優(yōu)勢。從PLA的成本構成來看，原材料單耗為10301元/噸，占PLA成本總額的70.78%，未來有望通過技術進步降低原材料成本，從而推動PLA價格下行。
PBAT一般以脂肪族酸、丁二醇為原料，經(jīng)石化途徑或生物發(fā)酵等方式制造。PBAT成本較PLA更低：一方面，PBAT的上游原材料是煤和石油提煉的丁二醇和丁二酸，價格相對低廉；另一方面，我國石化行業(yè)發(fā)展多年，化學成分提純有多年的技術積累，成本相對較低。
從PBAT的成本構成來看，原材料單耗為8993元/噸，占PBAT總成本的比重為71.88%。未來可以通過先進技術的突破推動PBAT單耗成本的下降，目前有技術以PBAT為基料，以質量分數(shù)50%表面改性的碳酸鈣為填充物，可制備出具有較好吹膜性能的可降解高填充復合物，大幅降低了PBAT的單耗成本。
PLA和PBAT性能較好，成本在當前各類可降解塑料中相對較低，經(jīng)濟替代性較好，行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。PLA透明性好，具有良好的生物相容性，可用于生產(chǎn)日用塑料制品，薄膜，醫(yī)用產(chǎn)品包裝等；PBAT由較好的穩(wěn)定性和力學性能，可用于生產(chǎn)一次性日用品、包裝材料、農(nóng)用薄膜等領域。二者使用后都能被自然界中的微生物完全降解，將有望成為未來主流的可降解塑料產(chǎn)品。
PHA性能優(yōu)異，未來應用空間有望進一步拓展
PHAs類可降解塑料是多種微生物合成的細胞內(nèi)聚酯，在生物體內(nèi)主要是以碳源儲存體存在，具備類似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具備的生物可降解性、生物相容性、光學活性、壓電性、氣體相隔性等許多優(yōu)秀性能。
PHA在眾多的可降解塑料中，可降解方式是最特別的，產(chǎn)品性能表現(xiàn)也十分優(yōu)異。PHA可以在生物體內(nèi)完全降解成β-羥基丁、二氧化碳和水。但PHA目前生產(chǎn)技術尚不成熟，單耗成本過高，因而單噸售價普遍較高。2019年PHA單噸售價為4萬元/噸，為普通塑料的4.8倍，PLA的2.5倍，PBAT的2.86倍。
由于生產(chǎn)成本過高，因而PHA的應用范圍相對有限，目前僅應用于人造骨釘、藥物載體、人造血管、縫合線等醫(yī)用植入材料高附加值領域，未來隨著生產(chǎn)技術的進步，PHA的應用領域有望拓寬至農(nóng)用地膜、日常塑料等領域。
結語
總體來看，產(chǎn)品性能并不是我國可降解塑料發(fā)展的瓶頸，制造成本才是決定可降解塑料能否市場化替代傳統(tǒng)塑料的關鍵因素。在我國可降解塑料的主要品類中，PLA、PBAT憑借優(yōu)異的性能和相對較低的成本，未來有望成為市場的主流產(chǎn)品，是可降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。此外，PHA性能表現(xiàn)優(yōu)異，但目前制造成本太高，應用范圍有限，未來隨著生產(chǎn)工藝的成熟，其應用空間有望進一步拓寬。
文章來源：環(huán)球聚氨酯網(wǎng)
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