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生物降解材料-----蛋糕还是陷阱?


随着国家发改委2020年发布的《固体废物污染防治法》等一系列法令的落地,2021年1月1日开始,生物降解材料横空入市。当我们走进超市,看着“软绵绵”的印着“全生物降解”的购物袋时,我们大多都在吐槽它的质量与价格,绝不会想到在塑料市场,一场积聚已久的降解风暴已经来临。

一、什么是生物降解材料? 

首先,生物降解塑料分为两类:1.全生物降解材料;2.部分生物降解材料。


全生物降解材料指在一定的环境条件下,可以通过堆肥使得材料分解、分子链段破裂,最终被微生物等完全分解的材料,其分解产物为水、二氧化碳或少量甲烷。


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部分生物降解材料指可以生物分解但生物分解率达不到标准的一类降解材料,其降解产物不是小分子化合物,而是微塑料,这些微塑料一旦进入河流、海洋,危害比普通塑料更大-----微塑料通过生物富集,由河流、海洋动物流入人体,目前,据报道在人体血液与胎盘中均有发现微塑料的存在的案例。


其次,从组成上看,全生物降解材料主要包括:PLA、PBAT、PPC、PBS、PCL等,总体分为生物基与石油基,即材料来源于生物体或是石油工业。目前市场上大量出现的全生物降解购物袋,就是由生物基的PLA与石油基的PBAT的混合物。部分生物降解材料是由传统塑料聚乙烯、聚丙烯等添加淀粉、秸秆粉、碳酸钙粉末、光降解剂等制成,在美国、欧盟已经明确立法禁止生产,中国的海南、四川、深圳也禁止使用。

 

二、为什么要推广生物降解材料?


1. “白色污染”日益严重


如今无论是在网络还是在现实生活中,关于“白色污染”的口诛笔伐可以说是比比皆是,小到家门口的小河沟堆满的塑料袋,大到祸及全球的海洋微塑料污染,在对待塑料污染物的问题上,全球人民对于塑料垃圾的抵制情绪空前一致。


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2. 民众环保意识逐渐增强


“爱护环境,人人有责”从一句口号变成现实,随着民众环保意识的增强,大多数的塑料垃圾都能进入垃圾处理回收体系中,但是问题在于传统塑料的稳定性使其可以在环境中存在数百年之久,再此前提下,无论是填埋处理还是焚烧处理,对环境都会造成巨大污染,在生物降解面前,都显得相形见绌。


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3. 政策落地开启降解时代


早在10年前,我国就提出过关于禁限塑的要求,但是大都搁浅,究其原因,当时的轻工业水平滞后和塑料产业链条不完善都使得禁令无法落地实施。如今不同的是,在生物降解原料与后端改性加工产业上,我们已经具备自给自足的能力,五大降解塑料基本能够自主生产,其中PBAT的产能更是从今年的27万吨到明年预计暴涨600多万吨,如此蓬勃的原材料产能发展,带动着后续改性加工企业的飞速发展,说到底,是政策结合现状产生的必然结果,可以说,从2021年初海南省生物降解塑料的第一炮打响,这个万亿级的风口已然来临。


4. 零碳时代


首先,“零碳”并不是指没有碳排放,而是碳排放与吸收、使用的碳达到动态平衡,即碳中和,从整体来看,碳中和要求的是从宏观来看整体的碳排放量归零。我们国家也在2020年提出要在2060年以前,实现碳中和,全国各大城市的碳交易中心也都在紧锣密鼓的建设中。


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图片源于网络


如此来说,废弃塑料如今的主要处理方式----焚烧,使得塑料产业链条难以形成闭环,而生物降解材料如聚乳酸(PLA)通过堆肥降解后,被微生物分解代谢成水和二氧化碳或甲烷,其分解后的堆肥料可再度提取乳酸,从而进入新一轮聚乳酸全生命周期的循环中。另外,生物基材料的原料不依赖于石油工业,从源头上降低了石油资源的使用率,如PHBV、PHA等。还有一种生物降解材料PPC(聚碳酸亚丙酯)作为二氧化碳与环氧丙烷的共聚物,其合成过程会消耗大量二氧化碳,在减少碳排放方面也具有很大的潜力。

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以上种种原因的综合,造就了如今生物降解材料的空前盛世。那么如何看待现在的生物降解产业发展?如何在目前的降解市场分一杯羹?

 

三、生物降解产业链现状


目前生物降解行业的现状可以用24个字来概括:成本控制为辅,政策推进为主;技术转化为辅,技术储备为主。


政策:就目前来看,无论是发改委这次禁塑的决心,还是各省市地方标准、团体标准推进的速度,都预示着这次禁塑令不仅要落地,更要长久以来的推进。其区别,可能仅限于各省的反应速度和支持力度。


成本:对于目前生物降解材料入市的最大阻碍,主要是在成本上,花传统塑料原材料三到四倍的成本,产品如果只局限于低附加值的市场,势必会有很大的局限性,因此中、高附加值的产品是降解材料的一大盈利点,另外,目前的原料市场价格,主要还是由于产能低所导致,但是近三年的生物降解原料产能规划呈数十倍的增长,与其并行的就是在“量”的增长后,“价”的下降。最后就是通过材料改性中的填充技术、降密度技术等方面降低成本。


技术转化与技术储备:现阶段来看。对于塑料改性企业,技术储备一定是要重于技术转化的,原因有三:


1.市场还未趋于稳定,许多由生物降解材料替换传统塑料的细分市场还没有得到政策方面的支持,此时,技术储备可以让企业在日后的竞争中有充足的准备,最直接的例子就是目前快递包装袋的替换,目前我们使用的快递包装袋还是以传统塑料为主,但是无论是顺丰、美团、阿里巴巴还是其他快递、物流行业的公司,均推出全生物降解的快递包装袋。


2.“真”、“假”降解并行的市场环境,全生物降解制品企业的竞争环境很恶劣。我走访过许多家塑料制品企业,都听到同一种声音,当前市场上“假”降解的低价优势让真正的生物降解竞争力大打折扣。的确,采用传统塑料加淀粉、钙粉等方式,成本要比全生物降解材料低2-3倍,但是正是由于目前市场的过渡阶段,没有形成具体的法律条令,才导致这种现象发生,但是在海南、四川、深圳,关于生物降解制品的标准以及立法都已经完成,最终只有真正的生物降解材料可以走的更远,所以,此时技术储备的重要性更加不言而喻,而盲目的技术转化,很可能让企业成本回收周期变得很长,从而在资金方面形成巨大压力。


3.生物降解原料价格恐跳水,在今年多家大型化工巨头进入生物降解材料行业,部分天价材料的产能出现暴增,而一旦这个束缚着全生物降解材料的最大枷锁-----成本被“打开”,深厚的技术储备就是企业最核心的竞争力。

 

最后,回归主题,作为一家传统塑料加工企业,现在的转型之路该怎么走?


如果你有这个疑问,希望我的回答能帮助到你。那就是:做改性!做改性!还是做改性!


塑料改性在整个行业中起到承上启下的作用,它上呈原料制造下接制品成型,但是为什么在传统塑料行业里改性的地位不会这么突出呢?


这是由于传统塑料如聚乙烯、聚丙烯等,其自身无论是加工性能还是成型后制品的性能都可以说是相当不错的,可以轻松满足人们对其性能的要求,只有在特殊领域制品如高强度薄膜,拉丝片材等才需要对其改性,而生物降解塑料则完全不同,身为生物降解材料,其本身的性能劣势也很明显,强度高的韧性不行,韧性好的强度差,强度、韧性都不错的加工性能不行,没办法单独加工。这一系列原因导致生物降解材料必须采用共混改性的方法,使用两种或两种以上的原料混合加工,以此相互弥补各自的不足,从而满足产品的性能要求。现在你知道为啥你去超市拿到的降解购物袋“软绵绵”的吗?并且你看到的原料永远是PBAT+PLA+ST/MD,这就是生物降解材料本身性能上的劣势所导致的结果。


那么,在生物降解行业,改性塑料的地位就显得尤为突出了,毕竟,没有改性的原料压根没办法直接成型使用。


另外,改性塑料行业的投入相对较小,对于企业来说,风险可以降到最低。拿原料生产举例,塑料颗粒的原料生产需要大型的化工厂,其投资数额动辄百亿,对于大多数企业,根本不现实。而下游的制品厂面临的最大问题在于产品单一、市场未全部打开。尤其是在现阶段,政策还未完全与法律结合,市场处于混乱状态,单一的产品结构使得企业适应面较窄,竞争压力大,同时,成本回收周期也会很长。而作为中间环节的改性行业,真正的可以做到“哪壶开了提哪壶”,膜袋类的市场好,那就主要生产膜袋类的生物降解改性产品;外卖包装材料新规定推出了,那就开始供应全生物降解外卖一次性餐具等改性产品。


总之,根据市场的变化,改性行业可以更好的把握主动权进行产品类型的调整,真正做到“我命由我不由天”。另外,改性设备成本可以说是行业里最低的存在了,大多数设备都是通用的,可以直接由传统塑料加工转为生物降解材料加工,这就为企业转型省去了一大笔费用。综上,就是我如此看好生物降解塑料改性行业的原因。


最后,我还是要说,环保是我们每一个人的责任,它不仅仅在于对我们后代所生活的环境的保护,更在于对人类与地球的一种更和谐的共存方式的探索。在制造业这个领域,绿色环保的理念只会越来越重要,而对于塑料行业内的企业,走绿色环保的发展之路也是企业谋求长远发展的必由之路。


文章来自业内人士投稿,仅代表作者本人观点,不代表本公众号平台观点。


作者简介

康凯尔,北京工商大学硕士,主修:高分子材料、材料工程专业,从事生物降解塑料改性多年;主要研究有:长链型超支化聚合物微交联作用对生物降解树脂间的增容技术等,使得生物降解材料改性后性能提升显著;拥有多项国家发明专利;致力于推广和普及全生物降解塑料及其应用。


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