生物基可降解塑料主要包含淀粉基塑料、PLA、PHA和蛋白質塑料等。其中淀粉基塑料的產業(yè)化程度較高,但存在不能完全降解的問題,耐熱性、硬度和透明性等指標較PLA和PHA低
從全球生物降解塑料來看,淀粉基塑料、聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)等生物基可降解塑料的產能占比分別為38%、25%和2%,總占比高達65%;聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯(PBAT)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等石油基可降解塑料的產能占比分別為24%和8%(見圖1)。生物基可降解塑料能夠實現(xiàn)“種植固碳-發(fā)酵排碳-生產排碳-分解排碳”閉環(huán)碳路徑,與石油基塑料相比,具有碳減排和可再生優(yōu)勢。隨著全球化石能源不斷消耗,生物基可降解塑料的需求將保持快速增長態(tài)勢,所占比例也將繼續(xù)增長。
然而我國生物基可降解塑料產業(yè)發(fā)展面臨著有如下3大問題:
問題01 | 關鍵核心技術突破不足
由于科研成果轉化困難、生產企業(yè)總體創(chuàng)新能力不足,疊加材料生產技術壁壘較高,我國生物基可降解塑料工業(yè)化生產仍面臨諸多技術瓶頸,技術水平與國外存在一定差距。例如,PLA的工業(yè)制備方法為丙交酯開環(huán)聚合法,中間體丙交酯的合成和純化反應是生產工藝中的技術難點,PHA微生物合成過程中的分離提取工藝都存在工藝復雜、條件苛刻、技術要求高等問題。此外,提升淀粉基材料的相容性和共混性,以制備淀粉基復合降解塑料也是技術難點和熱點。尚未攻破的技術難題進一步制約了生物基可降解塑料性能的優(yōu)化提升,使其綜合性能遜色于石油基材料。
問題02 | 生產成本居高不下
淀粉基材料產業(yè)化程度較高,其價格與石油基可降解材料基本持平,PLA由乳酸合成,受農作物價格和乳酸工業(yè)生產成本影響,綜合成本要高于石油基可降解塑料,PHA完全是由微生物合成的高分子聚合物,分離提取難度高,工業(yè)生產成本偏高。總體來看,生物基可降解塑料的完全成本依然較高,未來一段時間仍是制約其市場化應用的重要原因,迫切需要通過技術攻關和規(guī)模化生產來有效降低成本。
問題03 | 規(guī)?;瘧糜写龜U大
目前,淀粉基材料、PLA已初步實現(xiàn)規(guī)?;瘧?,PHA的產能、應用量也在不斷增加,但低產量、高成本問題嚴重制約生物基可降解塑料應用市場規(guī)模的進一步擴大。據(jù)了解目前我國生物基可降解塑料年產量遠達不到市場消費需求,仍嚴重依靠進口,“供不應求”問題較為突出。另一方面,由于使用成本偏高,消費者接受度低,生物基可降解塑料的市場滲透率較低,應用市場總體規(guī)模仍然較小。
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