三大生物降解塑料未来5年市场需求预测_精品文档.pdf

1、第38卷第2期2010年2月塑料工业CH I NA PLASTICS I NDUSTRY作者简介:陈庆,男,1959年生,总经理,高级工程师,主要从事生物降解塑料研发,已发表论文20余篇,申请专利12项。yuanlai12031261com工业评述三大生物降解塑料未来5年市场需求预测陈 庆,刘 宏(成都新柯力化工科技有限公司,四川 成都610091)摘要:介绍了生物降解塑料(淀粉基塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯)的特点、应用及研究现状,并根据世界各著名公司及专家的预测分析,对其未来5年的市场需求进行了预测。关键词:降解塑料;主流技术;低碳经济;市场需求中图分类号:TQ32419 文献标识码:A

2、 文章编号:1005-5770(2010)02-0001-03MarketDemand Forecast of Three Bio2degradable Plastics in the Next Five YearsCHEN Qing,L IU Hong(Chengdu New Ke Li Chemical Technology Co.,Ltd.,Chengdu 610091,China)Abstract:This article described the features,applications and research status of bio2degradable plastics

3、(starch2based plastic,PLA,PBS).According to the prediction of the worlds leading companies and ex2perts,itmade a forecast aboutmarket demand in the next five years.Keywords:Degradable Plastics;Mainstream Technology;Low2carbon Economy;MarketDemand 目前,全球已开发了多种基于不同原料的生物降解塑料,主要品种包括淀粉基生物降解塑料、聚乳酸(PLA)、聚丁二

4、酸丁二醇酯(PBS)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)、二氧化碳(CO2)共聚物脂肪族聚碳酸酯(APC)、脂肪-芳香共聚酯等。其中,淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯是当前国内外研究和开发最多、技术相对成熟、产业化规模最大的生物降解塑料,也是进入市场最早和目前市场消费的主要品种,因此,可以认为是当前生物降解塑料发展的三大主流技术。当今,发展低碳经济已成为世界性的潮流,把低碳经济的发展作为协调、保护全球气候和促进本国经济发展的一项根本途径1。有关专家指出,若利用生物质资源通过工业生物技术过程生产的生物材料,替代我国每年使用的三大合成高分子有机碳材料,可实现数亿吨的CO2净减排

5、,另据欧洲生物塑料协会的数据,每使用1 t淀粉基塑料,可减少CO2排放018312 t2。因此,生物降解塑料作为一个新兴产业,在推行低碳经济上将发挥着重要作用。而作为生物降解塑料的三大主流技术(淀粉基生物降解塑料、PLA、PBS),无论是从产品价格、性能还是其产业化规模、市场应用等方面,在低碳经济这条道路上都将呈现广阔的市场前景。1 生物降解塑料主流技术111 淀粉基生物降解塑料淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品,具有生产成本低、投资少、使用方便、可生物降解的特点。它属于可热塑加工型塑料产品,能用普通的塑料热塑加工机器加工,在工业上可以代替聚乙烯

6、、聚丙烯、聚苯乙烯等塑料,用作包装材料、防震材料、地膜、食品容器、玩具等。在各类生物降解塑料中,淀粉基生物降解塑料已有30年的研发历史,是研发历史最久、技术最成熟、产业化规模最大、市场占有率最高、价格较低的一种生物降解塑料。112 聚乳酸生物塑料(PLA)聚乳酸(PLA)是以乳酸为原料聚合生成的高分子材料,具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和优良的生物相容性等特点,制品在使用后可完全降解,因此,聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料,是近年来开发研究最活跃、发展最快的生物降解塑料。聚乳酸的力学性能与聚丙烯相似,同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性,并提供了比聚烯烃更低

7、温度的可热合性,可以1塑 料 工 业2010年 通过通用塑料的加工方法如注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等技术加工成各种包装用材料,但由于价格较高,限制了其在市场的推广应用3-4。113 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是由丁二酸和丁二醇经缩聚而得,与其他生物降解塑料相比,PBS的力学性能十分优异,接近聚丙烯和ABS塑料;耐热性能好,热变形温度接近100,改性后使用温度可超过100,可用于制备冷热饮包装和餐盒,克服了其他生物降解塑料耐热温度低的缺点;加工性能非常好,可在现有通用塑料加工设备上进行各类成型加工,是目前降解塑料加工性能最好的,同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物,得

8、到价格低廉的制品。另外,PBS只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解,在正常储存和使用过程中性能非常稳定,其综合性能优异,性价比合理,具有良好的应用推广前景5。2 产业化现状6 目前,国内外已有不少淀粉基塑料产品生产,意大利Novamont公司生产的Mater2Bi塑料、美国Warn2er2Lambert公司生产的Novon系列产品和德国Biotec公司生产的Bioplast塑料,已成为目前国际上最受瞩目的三种淀粉基生物降解塑料。国内淀粉基生物降解塑料主要生产单位有天津丹海、武汉华丽、南京比澳格、广东上九、河北昭和、浙江华发、福建百事达、成都新柯力等公司,淀粉与聚丙烯(PP)、聚苯乙

9、烯(PS)、聚乙 烯(PE)、聚 乙 烯醇(PVA)、PCL、PLA等聚合物共混粒料已批量生产,其中几个大型企业均达到年产万吨级生产规模,总产量占到我国生物降解塑料产量的60%以上,并出口日本、韩国、马来西亚、澳大利亚、美国欧盟等国家。世界聚乳酸生产能力约2025万t/a。美国Na2tureWorks公司在美国建成14万t/a聚乳酸生物降解塑料装置,约占世界总产能的40%。帝人公司与美国NatureWorks公司合资于2009年在亚洲建立万吨级的PLA生产线。此外,巴斯夫正在新建一条6万t/a的工厂,2010年产能将达715万t。荷兰普拉克公司也准备在亚洲泰国建立万吨级的生产线。在国内,浙江海

10、正生物材料股份有限公司采用中科院长春应用化学研究所技术建成的5 000 t/a聚乳酸生产线,于2007年7月投产,是目前国内惟一实现了规模化和商业化的PLA项目。另外,在建的还有上海同杰良生物材料有限公司和江苏九鼎集团的千吨级等其他生产线。全球能够产业化并且已经市场化生产PBS的国家有美国和日本,日本昭和高分子公司和美国East2man公司建有规模分别为5 000 t/a和15 000 t/a的生产装置9。我国PBS产业化进程也在积极推进中。2007年,杭州鑫富药业公司采用中科院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心自主研发的PBS生产技术,建成3 000 t/a的PBS生产线;安徽安庆和兴化

11、工公司采用清华大学技术已建成万吨级PBS生产线,终结了我国长期以来没有规模化PBS装置的历史,这也是目前世界上最大的PBS生产装置。表1列出了世界上几个主要国家生物降解塑料的生产概况。另据报导,日本已工业化生产的生物降解塑料主要为PLA、PBS和淀粉基塑料,其消费量各占1/3。产品结构:淀粉基塑料主要用于缓冲包装材料、捆包材料、注射文具等,约占总消费量的35%;PBS主要用于农林水产和土木资材,约占30%;部分PBS和PLA主要用于包装袋、垃圾袋等包装,约占10%;PLA主要用于透明带视窗的封筒、文具及其他工业包装材料,约占25%。3 未来5年市场需求预测目前,全球石油基塑料产量为1165亿t

12、/a。在全球石油资源供给日趋紧张,以石油为原料的合成塑料所引发的环保问题日益突出的情况下,生物塑料市场2第38卷第2期陈 庆等:三大生物降解塑料未来5年市场需求预测需求量将迅速增长。另外,低碳经济的发展也给生物降解塑料带来了新的发展机遇。因此,各生产商不断扩大产能,积极开发新品,各国著名咨询公司也纷纷对生物塑料的未来作出乐观预测。德国赫尔姆特凯瑟(Helmut Kaiser)咨询公司预计,全球生物塑料市场将以年均20%30%的速度增长,规模将从2006年的2013万t增长到2015年的54万t,销售额从4亿英镑扩大到2015年的100亿英镑。美国BCC研究公司2007年发布的报告也显示,全球生

13、物塑料增速为17%,从2007年的2416万t增长到2012年的54万t7。美国弗若斯特沙利文公司(Frost&Sullivan)在2008年12月发布的报告中预计,欧洲生物塑料市场2013年的产量为3011万t,销售额为7103亿欧元。在2006年到2013年之间销售额的复合增长率为2617%,产量的增长率约为2416%8。Freedonia集团预测,美国对生物降解塑料的需求将以每年接近20%的速度增长,到2010年将达到19105万t。其中,PLA的需求量增长潜力最大,将以超过30%的年均速度增长,到2010年达到6180万t;淀粉基类生物降解塑料的需求量将以每年接近18%的速度增长,到2

14、010年将达到8116万t;聚酯类生物降解塑料的需求量将以24%的年均速度增长,到2010年将达到2万t9。在美国召开的塑料工程师学会年会上指出,全球生物塑料生产将从2007年的26124万t提高到2011年的99188万t。会上还指出,全球消费的生物塑料仍仅占全部2131亿t塑料的017%,市场应用空间与潜力较大10。2008年11月,在德国柏林举行的第三届欧洲生物塑料会议预测,近年来全球生物塑料市场发展迅速。2011年全球产能将从2006年的15万t增加到200万t。BASF发言人指出,生物塑料无论在零售还是树脂方面都已经成为一个可观的市场,这一市场将在未来几年持续增长11。美国生物技术工

15、业组织最近预测,今后几年,随着聚合技术的进步及加工手段的改进,可生物降解塑料的性能将不断提升,从而刺激美国对可生物降解塑料的市场需求不断增长。从现在起到2012年,生物降解塑料市场需求将以两位数的速度增长。该机构还预测,随着产品价格的降低、性能的改善及人们对其加工机械越来越熟悉,到2012年,聚乳酸在美国将获得更广泛的应用,特别是在包装膜、热塑性产品及食品用具等领域将有更大的增长潜力。而产品价格的降低及树脂共混料性能的提高,也让淀粉基生物降解塑料显示出较好的增长前景12。据专家预测,在今后510年内,我国国内将形成一个由淀粉基、PLA、PBS降解塑料为主的销售大市场,年产值达几百亿元。在药物控

16、制释放材料和骨固定材料及人体组织修复材料等方面,如能以其成功的制成几种药物控制释放系统和骨固定材料及微创导管材料并进入市场,年产值将至少也有几十亿元;在生态纤维制品方面,能开发并生产出优质的纤维制品,将有年产值100亿元的市场销售空间。在降解塑料日常制品方面,我国消费市场空间更大,年销售额将达上百亿元13。按照产品生命周期分析,生物塑料产品尚处于萌芽期和发展期,市场存在巨大增长潜力。其市场需求将由几大因素:国家政策、客户需求、石油涨价等决定,而这些因素和条件正在逐步形成,特别是低碳经济的兴起,更是对全球生物塑料的发展起到了显著的推动作用。同时,碳排放交易将取代石油期货交易,这也很可能促进生物塑料市场需求呈爆炸式增长14。综上,对三大生物塑料未来5年的市场需求作出预测统计(见表2)。4 结语在低碳经济时代,随着石油产品的价格上涨,人们环保意识的提高及各政策的支持与贯彻实施,淀粉基生物降解塑料、PLA、PBS等降解塑料产品因其环保性、经济性优势,必将成为新一代最具有发展前景的生物材料之一,也必将占据更多的市场份额。而包装领域仍将是生物降解塑料最大的应用市场。生物降解塑料产业将迎来发展新契机