ayx爱游戏可降解塑料有哪些?怎样实现降解的?
栏目:行业动态 发布时间:2023-09-04

  ayx爱游戏最新发表的一份报告称,消费者对商家和生产商施压的压力,塑料袋禁令等监管规定,以及全球变暖的有关环境倡议的增多,都将推动对生物可降解塑料的需求。

  北美、欧洲和亚洲的需求在2012年时仅为26.9万吨,到2017年将增至近52.5万吨,年均增幅将近15%。

  可降解塑料,又称可环境降解塑料,是指在生产过程中加入一定量的添加剂,使其稳定性下降,后较容易在自然环境中降解的塑料。

  可降解塑料的主要应用领域有农用地膜、各类塑料包装袋、垃圾袋、商场购物袋以及一次性餐饮具等。

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  在塑料中掺入光敏剂,在日照下使塑料逐渐分解。它属于较早的一代降解塑料,其缺点是降解时间因日照和气候变化难以预测,因而无法控制降解时间。

  在微生物的作用下,可完全分解为低分子化合物的塑料。其特点是贮存运输方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,不但可以用于农用地膜、包装袋,而且广泛用于医药领域。随着现代生物技术的发展,生物降解塑料越来越受到重视,已经成为研究开发的新一代热点。

  PHA降解塑料是生物降解塑料中性能最为优良的,同时由于其成本较高,生产工艺较为复杂,还处于市场起步阶段。2010年全球的PHA的产能还不到8万吨,而其中美国的Metabolix公司有大约5万吨的产能,占据了市场上的60%以上。中国企业在PHA的生产工艺和研发上同样走得较为靠前,天津国韵生物材料有限公司拥有1万吨的PHA产能,宁波天安拥有2000吨的产能,深圳意可曼生物科技有限公司有5000吨的产能。日本的Kaneka公司,巴西的PHBIndustrial公司也是PHA行业的典型代表,这些公司都是PHA行业的推动者,虽然说PHA的应用较为局限,导致Metabolix每年的实际销售量还不超过100吨,但是随着未来下游应用的逐渐拓展,尤其是在薄膜包装、农膜、食用餐具、无纺布等行业应用的进一步成熟,PHA的市场潜力巨大。[1]

  在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于水中即能溶解掉,主要用于医药卫生用具方面(如医用手套),便于销毁和消毒处理。

  从 1869 年世界第一块塑料——赛璐珞(硝化纤维塑料)诞生至今,塑料已发展 出包含五大通用塑料在内的 140 多种商业化的塑料品种,其中常用品种约有 30 多种。同时,塑料产量的增长也十分可观,尤其是伴随着二战后石油化工工业的迅猛发展, 全球塑料产能从 1950 年的 170 万吨/年已增长至 2019 年的 3.68 亿吨/年,增长了 200 多倍,其增速远大于同时期内的全球 GDP(不变价)的增速。

  塑料诞生 150 多年来,理论上第一批塑料制品还需要至少额外 150 年才能完全 降解。在 1950~2015 这 65 年内,全球已经累计制造了约 83 亿吨的塑料,若堆在 平地上将构成一座 5680 米高的山峰,除了仍在最初使用状态的 25 亿吨之外,其余 58 亿吨已经进入废弃或循环使用:49 亿吨被填埋或遗弃,8 亿吨被焚烧,仅 1 亿吨 被回收利用后仍处于使用状态(3 亿吨被回收利用后再次遗弃),从比例来看,其实 绝大部分使用完后的塑料都被遗弃/填埋(84.5%)与焚烧(13.8%)了。若加上 2016-2019 的产量及对 2020-2021 的产量估算,至今总产量已超过 100 亿吨,其中遗弃与填埋的总量约 62 亿吨。

  从塑料垃圾处理方式的占比来看,最初的塑料垃圾完全是用后即遗弃的处置方式, 1981 年开始用焚烧法处理一部分的塑料废弃物,再到 1988 年才开始回收部分塑料 垃圾进行再利用。近年塑料垃圾的焚烧与回收利用比例不断提升,至 2015 年,上述 两种处理方式占比分别达 25.5%与 19.5%,仍有半数以上塑料垃圾被遗弃(含填埋)。

  从塑料垃圾的回收占比来看,即便是环保理念最为普及、塑料废弃物回收利用实施最久的欧盟,其 2015 年的塑料垃圾回收利用率也仅为 30.4%,同期全球回收利用率更低,约为 19.5%。同时,即便是欧盟,其塑料垃圾产生量也呈现逐年增长的态势 ——2018 年欧盟的塑料垃圾产生量环比增长率约 3.56%,同期全球塑料垃圾产量的 环比增速更高,达到 9.61%。同时虽然欧盟的塑料垃圾遗弃(含填埋)量自 2008 年 起开始下降,但其实出口至其他地区的塑料垃圾未纳入统计,全球的遗弃(含填埋) 量实际上仍然处于增长阶段。按陆地上的塑料自然降解周期看,目前被遗弃(含填埋) 的塑料垃圾几乎都处于降解过程中,其在环境中的每年的累积增量与遗弃量(含填埋) 相当,并处于逐年增长趋势,塑料废弃物污染形势日趋严峻。

  塑料废弃后,留在陆地上的部分如塑料袋/塑料农膜等会破坏土壤结构,影响植物根系生长,降低作物产量。根据研究,即便是破碎后形成的微塑料也会阻碍蚯蚓等土壤生物的生长,生产塑料时加入的有毒助剂也会释放出来,进一步危害土壤生态系统,使得土壤越来越板结、低产,威胁粮食安全。

  目前更为值得关注的是进入海洋等水体的塑料废弃物,其被认为会形成微塑料, 带来更广泛深远的影响。据多个研究表明,摄入的微塑料会对生物的消化道造成不同 程度的损伤,影响某些生物的繁殖率和体内的酶活性。更重要的是,微塑料能吸附其 他污染物,例如能致癌的多氯联苯、多溴联苯醚等以及内分泌干扰素 BPA 和各类农 药ayx爱游戏,被生物摄入后再释放到它们体内,造成更严重的后果。有研究表明,微塑料原则 上可以通过人类的胃肠系统转移到淋巴循环系统,通过胎盘被未出生的婴儿吸收,并 且可以通过肺部被人体吸收,最终造成免疫系统的反应,影响身体细胞健康。微塑料 对生态圈的全面影响尚在研究阶段,但上述阶段性的成果表明其危害或远大于人们现阶段的认知。

  由于国家禁用不可降解塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等的政策即将于次年 落地,从 2020 年开始,多家品牌连锁饮品与饮食店集中下架了一次性塑料吸管、塑 料餐勺、塑料餐叉在内的一次性塑料餐具,转而更换为纸吸管、木质餐叉餐勺。在 2021 年元旦之后,下架现象迅速扩散至所有的连锁餐饮行业。

  然而经过一段时间的使用与反馈,消费者普遍反映纸吸管在内的替换用品使用体 验与此前相比差距过大。根据多家媒体对部分品牌使用的纸吸管进行仪器测评的结果 来看,参与测试的纸吸管均在受力承载(对应耐牙咬性能)方面表现令人失望,与普 通塑料或可降解塑料吸管比差距明显;在饮料中耐浸泡性能测试环节,所有纸吸管均 发生变形、发胀,体验更差的是,在实际使用尤其是在热饮中使用时,纸吸管除了软 化弯折外,部分甚至发生了解体,完全丧失了吸管的作用。

  除了吸管物理功能的降低,纸吸管在口感与合格率方面也存在诸多问题。收集 到的消费者反馈表明大部分纸质吸管口感有纸皮味,部分品牌存在明显酸涩味。

  其他替代品如木质餐具也面临类似的问题——消费者集中质疑木质餐勺的前端 部分弧度过于扁平,根本无法有效使用,并且部分产品有较重的木材味道影响口感。用于替代一次性塑料袋的纸袋则存在安全隐患——遇到水特别是高温的水,纸袋的物 理性能将迅速降低,无法有效承载物体。某著名连锁餐饮品牌的纸质食品包装袋曾经 发生过热饮从底部掉出造成烫伤的新闻事件。

  商家在寻找新的吸管材料来替代不可降解塑料时,早期主要权衡因素是成本。通过当时价格比较可知,塑料吸管单价只要 0.065 元/根左右,纸吸管的价格在 0.09~0.14 元左右,PLA(聚乳酸)吸管达到 0.18~0.25 元/根。使用 PLA 吸管,单根成本比塑料吸管约高 0.15 元。根据奈雪的茶招股书所示,其 2018~2020Q3 的单店平均订单量约 608 单/日,按照每单 1 杯饮品的保守数据测算,再考虑 10%的损耗 率,则用 PLA 吸管替换原有塑料吸管带来的单店月成本提升约为 3000 元,纸吸管 则只提升约 1000 元,全国 34 万家茶饮店的替换成本差价约合 81.6 亿元/年。

  随着纸吸管的投入使用,消费者开始不断反馈糟糕的使用体验和对门店运营方的 负面评价,部分消费者甚至因此降低了消费频次,同时,初期纸吸管及 PLA 吸管供 应短缺带来的溢价在两者产能的快速提升后逐步平抑,且两者价差也随之降低,后期 PLA 吸管与纸吸管单根价差已缩小至数分钱,最终商家考虑到对销售量的影响和成 本差距的缩小,用 PLA 吸管替代纸吸管与一次性塑料吸管不再有此前那么大的成本阻力。

  同样的,在其余被政策禁止的一次性塑料餐具、餐盒、包装袋的替代材料上,可 降解塑料因为其性能十分接近原先的普通塑料,所以对消费者体验的影响是最小的。无论是针对弧度过小的木质餐勺还是存在安全隐患的纸质食品包装袋,选用新一代的可降解塑料来替代都是解决上述问题的最佳方案。

  随着市场在试错后确定了可降解塑料是对原来的一次性塑料制品的最佳替代方案,对可降解塑料制品的需求迅速井喷——位于江苏、浙江的几家塑料制品公司,春节期间至今,产线基本都处于满负荷生产状态,工人实行三班倒的工作制度。甚至在春节假期期间,厂内也会排满发货的卡车。下游需求的井喷对于上游的影响之一是可 降解塑料及其上游关键原材料均呈现暴涨,比较典型的是聚乳酸、PBAT 及其上游原 材料 BDO 的价格。

  PLA:是最常见的可降解塑料之一,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。PLA生产过程无污染,而且产品可以生物降解,使用后的PLA可以通过堆肥,在温度高于55°C或富氧和微生物作用下降解为二氧化碳和水,实现在自然界中的物质循环,不会对环境产生影响。

  PLA还具有可靠的生物安全性、生物可降解性、良好的力学性能和易加工性,广泛用于包装、纺织行业、农用地膜和生物医用高分子等行业。

  聚乳酸的生产在我国目前仍属起步阶段,已建并投产的生产线不多,且多数规模较小。其中,聚乳酸生产规模较大的企业为浙江海正生物材料股份有限公司,目前拥有每年1.5万吨的产能。

  PHA:PHAs类可降解塑料有聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚3-羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)以及3-羟基丁酸酯和3-羟基己酸酯的共聚物(PHBH)。

  PHAs类可降解塑料是细菌在生长条件不平衡时的产物。PHA可用于一次性用品、医疗器械手术服、包装袋和堆肥袋、医用缝线、修复装置、绷带、骨科针、防粘连膜及支架等领域。

  可降解塑料的价格是传统塑料的2~3倍,限制了其大量应用。三大因素将推动可降解塑料产品成本下行:① 引导企业使用先进技术进行生产。② 推动扩大产业规模,规模效应实现成本分摊。③推动扩大产业规模,拉升上游原材料需求,促进原材料行业规模扩大从而使原材料价格下降。

  PLA、PBAT、PHA是可降解材料未来的主要发展方向。在包装、纺织和农膜领域中,PLA和PBS消费量最大;

  相比PLA和PBAT而言,PHA的降解条件是最温和的。但由于PHA生产成本高昂,价格超过了其他大部分可降解塑料,故在可降解塑料市场中占有率仅为2%,暂时主要用于医疗器械等高附加值领域。

  随着成本的进一步降低以及高附加值应用的开发,将成为一种成本可被市场接受的多应用领域生物材料。

  成本低、使用方便、容易加工制造、质轻、物理化学性质稳定,塑料曾经被认为是人类有史以来创造出的“最成功”的材料之一。

  因为这些“优势”,又导致塑料在人类生活中的需求和产量都非常惊人,其中大多数还都是作为使用寿命极短的一次性用品。使用量巨大,而又随意丢弃,塑料垃圾因此大量产生,以致如何治理,现在已是全球性难题。

  近几年,国家出台限塑禁塑政策,从生产源头上入手强化监管,同时积极推广可降解塑料。

  1991年1月,国家经贸委发布《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录(第一批)》,为我国第一个限制塑料制品使用的政策。

  2007年12月,国务院办公厅发布《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》,标志着我国“限塑令”正式出台。

  2020年1月,国家发改委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,要求在2025年,完善塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度,对不可降解塑料逐渐禁止、限制使用。

  为保证限塑令中2020年目标如期完成,同年6月,国家发改委等9部门联合发布《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》,以推进禁塑令的顺利实施。

  2020年1月,我国“禁塑令”出台后,省级“禁塑”政策出台明显加快,据不完全统计,目前24个省份也陆续发布了当地的“禁塑令”。各省的禁塑节奏类似,均为2020年在几个主要城市试点,2022年推广全省,2025年达成全省禁塑的目标。根据中央及地方政策内容,未来2-5年内,禁塑政策即将在全国大范围铺开,可降解塑料行业有望实现高速发展。

  从下游应用来看,可降解塑料的应用范围不断扩大,包括包装、农业、纺织、现代医药、3D打印等。其中最重要的三大应用领域主要是包装、农业和现代医药。

  塑料包装凭借重量轻、耐用性好、可塑性强、价格较低等优势已成为包装产业中的生力军。根据GrandViewResearch研究显示,2017年全球塑料包装市场规模为1979.8亿美元,预计到2025年市场规模将达2696.5亿美元;2017年中国塑料包装市场规模为496.4亿美元,预计到2025年市场规模将逼近700亿美元。

  塑料包装行业大体可以分为四个梯队:第一梯队为龙头型企业,主要有永新股份、安姆科、紫江企业等。第二梯队为行业内主要竞争者,主要有通产丽星、王子新材、珠海中富等。第三梯队为行业中坚力量,主要为南方包装、普拉斯包装、宏裕包材、海顺新材等大中型企业,此梯队企业数量最多,也更有可能出现新的龙头企业。第四梯队为广大中小企业,产品偏向中低端,企业规模较小,竞争力较弱。

  地膜在各个种植领域都有比较广泛使用,应用于花卉的储藏、蔬菜、园艺、水果、粮食作物等。中国的地膜使用主要是新疆、山东、河北、甘肃等大省,随着地膜的推广以及普及,近年来各地的地膜使用量都在不断增加。

  2018年,我国农用塑料薄膜使用量达到246.5万吨,虽然同比下降2.5%,但是绝对使用量连续多年在240万吨以上。

  2019年我国农业部发布《关于加快推进农用地膜污染防治的意见》,要求到2020年建立工作机制,明确主体责任,回收体系基本建立,农膜回收率达到80%以上,全国地膜覆盖面积基本实现零增长。到2025年,农膜基本实现全回收,全国地膜残留量实现负增长,农田白色污染得到有效防控。

  传统农用塑料地膜材料主要以聚乙烯(PE)薄膜为主,但PE膜在自然环境条件下难以降解,加之缺乏有效的治理措施,废旧地膜在农田土壤中逐年增多,污染持续加剧。主要危害表现在残膜阻碍土壤水分的渗透,降低土壤通透性;残膜与根系直接接触,阻碍根系伸展,影响作物生长,引起作物减产。

  可降解膜可从源头上治理农膜污染,是今后的主导发展方向,可降解塑料在地膜领域也有望迎来突破性的进展。

  可降解塑料可应用于现代医药材料,主要表现为一次性医药耗材和医用人体修复材料。

  医用耗材,是指在临床诊断和护理、科研检测等过程中使用的医用卫生材料,其品种型号繁多,应用广泛,是医院等终端医疗机构开展日常医疗、护理工作的重要物质基础。

  医械汇发布的《中国医疗器械蓝皮书(2019版)》显示,高值医用耗材市场将保持持续增长,但受集中采购、进口替代等因素影响,增速将逐年趋缓,2018年高值医用耗材市场规模约为1046亿元。

  相比高值医用耗材,低值医用耗材因应用广泛,同时受益于我国人民生活水平的提高和医疗需求的增长,将继续保持高速增长,2018年低值医用耗材市场规模为641亿元,同比增长19.81%。

  近几年,国家医疗卫生的持续投入、居民支付能力提升以及人口老龄化趋势加剧,有力的推动了医疗耗材行业的发展。此外,随着统一城乡居民基本医疗保险体系工作的逐步推进,医疗保障体系的覆盖范围和保障水平将稳步提高,从而带动对医疗服务的需求,进一步释放医用耗材产品需求的增长潜力。预计2020年低值医用耗材市场规模突破900亿元。

  我国医用耗材行业经过多年的发展,基本形成了充分竞争市场,随着贸易全球化的深入,国外医用耗材产品全面参与国内市场竞争,市场化程度不断加深,竞争主体数量不断增加。

  相比国际市场,国内企业数量众多、单个企业规模偏小、技术水平偏弱、产品竞争趋同质化,市场集中度较低。但近年来随着我国企业自主创新意识不断提升,技术水平不断提高,以及政府对医用耗材行业的政策扶持,国内医用耗材市场逐步健康发展,涌现出一批技术领先的龙头企业。