可降解塑料PBAT还有竞争力么?
发布者：化工新材料 时间：2022-06-13 来源： 点击：715 次
生物可降解塑料被认为是解决一次性塑料废弃物污染问题的有效途径。生物可降解塑料包括PLA(聚乳酸)，PHA( 聚羟基链烷酸酯)，PBS聚酯类降解塑料如PBAT(聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯)、PBS(聚丁二酸丁二酯)、PBSA(聚丁二酸-己二酸丁二酯)，PCL(聚己内酯)和PGA(聚乙醇酸)等。预计到2025年，中国可降解塑料的年需求量将达到300万吨/年，但届时，中国可降解塑料产能将超过500万吨/年，其中仅PBAT新增规划产能就超过300万吨。未来，对于PBAT行业而言，真正的竞争力究竟属于谁?每年全球塑料产量高达3.5 亿吨，中国就接近1 亿吨。全球每年一次性塑料制品只有10%被回收利用，另外约12%被焚烧，超过70%被丢弃到土壤、空气和海洋中。从需求来看，2020年，以中国为代表的东北亚地区是全球最大的生物可降解塑料市场，超过全球消费量的60%，其次是欧洲(25%)和北美(10%)。在北美，生物可降解塑料的消费量预计将以年均6%的速度增长。食品包装、餐具、餐具和袋子行业是最大的终端消费，也是生物可降解塑料消费的主要增长动力。受益于全球各国对塑料购物袋及包装的限制，未来全球几年将实现两位数的增长。从供给来看，2021年北美生物可降解聚合物的产量增至约22万吨，聚乳酸是最大的生物可降解塑料，产量占85%;西欧产量20万吨，大部分来源于淀粉与PBAT和少量PLA。而中国近些年可降解塑料增长迅速，据不完全统计，中国可降解塑料行业规模超过100万吨/年，包括PBAT、PLA、PPC、PGA、PBS、PHA和PCL。从产品规模来看，其中PBAT行业规模最大，总计生产能力接近80万吨/年，其次是PLA，总计生产规模超过了20万吨/年。2021年中国可降解塑料产量约80万吨，基本做到供需平衡。预计到2025年，中国可降解塑料的需求量将达到300万吨，但届时，中国可降解塑料产能将超过500万吨/年，其中仅PBAT新增规划产能就超过300万吨/年，其次来自PLA和PGA的新增产能。
PLA是生物基塑料和生物降解产品领域的一个重要子行业。作为一种理想的绿色环保高分子塑料，PLA已成为生物降解塑料中的主要产品。但PLA短期产能难以迅速扩大以满足需求的增长。困扰中国PLA产业发展的首要问题是PLA中间产品丙交酯的合成技术PGA是一种理想的完全生物降解塑料，具有微生物降解和水降解的特点，根据其分子量和降解环境的不同可以在1~6个月内完全降解，无毒无害，最终降解产物是二氧化碳和水，除了能满足工业堆肥要求，还可以达到家庭堆肥、土壤降解及海洋环境降解的要求。国内已有数家企业经由煤制乙二醇的重要中间产品草酸二甲酯(DMO)往下生产PGA。PBAT由于显示出良好的拉伸强度、韧性、延展性和耐热性，是目前市场上应用最好的降解塑料之一，也是中国未来最大的可降解塑料供应来源。中国PBAT消费主要用于生产含淀粉的化合物，或与PLA混合。该化合物有助于大大提高成品的撕裂强度和伸长率，同时不影响后期加工。这些化合物可以降低产品本，同时仍保持其可生物降解和可堆肥的特性，被进一步加工成购物袋、卷装垃圾袋、电子产品包装袋、食品包装袋和地膜。近期各大企业纷纷上马PBAT，如华鲁恒升3万吨/年PBAT、东华天业40万吨/年PBAT、东方盛虹18万吨/年PBAT、永荣控股50万吨/年PBAT、陕煤集团12万吨/年PBAT、华谊新材料30万吨/年PBAT······规划的PBAT产能超过300万吨。PBAT由BDO和PTA以及己二酸AA合成，从原料的可获得性和成本来看，BDO是最为关键的原料。从生产成本来看，BDO在三种原料中成本占比63%，占PBAT收入比为56%。由于己二酸和PTA均属于大类产品，且行业产能大、生产利润微薄，可依托外采满足原料需求，但对于BDO而言，如果完全依赖外采，生产企业将无盈利可言。随着PBAT产能不断放大，市场竞争加剧，PBAT价格出现或下行，但BDO受PBAT和传统下游氨纶的需求拉动，价格或有进一步上行的可能，对于无BDO配套的PBAT而言，将面临持续亏损的困境。2021年国内BDO产能约230万吨，消费量约170万吨，下游第一大应用为PTMEG-氨纶产业链占比超过50%，其次是PBAT和用于锂电池材料的γ-丁内酯。从需求端来看，氨纶新增产能有限，未来几年仅带动30万吨BDO的消费。但对于PBAT而言，1吨PBAT就要消耗0.54吨的BDO，预计到2025年，中国对PBAT的需求量约为350万吨，在2020年基础上约新增300万吨，这意味至少需要增加160万吨BDO产量来满足原料需求。虽然近期规划的BDO产能甚多，但真正能够落地产能的预计到2025年不足150万吨，而落到实际的产量估计不足100万吨。
业内普遍认识到BDO是最大的竞争软肋，所以大多数PBAT规划产能均往上配备BDO产线以满足原料需求。但深究下来，仍面临诸多难以逾越的问题。从工艺来看，生产BDO 的技术包括炔醛法、顺酐法、丁二烯乙酰氧化法、烯丙醇法和二氯丁烯水解法。后三种工艺存在投资大、副产多、生产难度较大的问题。炔醛法是制备BDO最成熟的工艺路线，以乙炔和甲醛为原料;乙炔原料来源又分为电石法制乙炔和天然气制乙炔路线，均是目前成熟应用的工艺方法。而丁烷顺酐加氢法的投资大，丁烷作为主要原料存在较大的对外依赖性。在海外，BDO主要是通过天然气制乙炔路线来生产。在中国，绝大部分的BDO以电石法为主。而天然气作为重要的清洁能源，往下发展天然气化工存在诸多限制，新增天然气-乙炔-BDO装置凤毛麟角；在双碳政策下，新增电石法产能审批也并非易事，电石生产过程中耗费大量电力能源，电石由煤炭制得，煤化工新增项目审批也会逐渐收紧。而通过正丁烷顺酐加氢法来制备BDO(生产1吨BDO需要1.14吨正丁烷)，则需依靠外采丁烷作为原料，对丙烷脱氢企业而言，实则拥有天然的优势。但对于丁烷而言，原本主要是用于和丙烷掺混作为燃料需求，随着全球能源危机加剧，丁烷气也会逐渐水涨船高，加上化工需求不断拉大，如丙丁烷裂解、PBAT的需求仍在不断加大，未来丁烷价格亦有逐渐偏离燃料属性的趋势。未来，对于PBAT行业而言，真正的竞争力属于拥有低成本的一体化的BDO资源：一是有配套的电石资源;二是基于PDH装置获取稳定的丁烷资源。只有基于资源优势往下发展PBAT，才能获取足够强的市场竞争力。