生物塑料指以淀粉等天然物质为基础在微生物作用下生成的
塑料。化学塑料制品在给人类带来各种方便的同时,也给人们带
来难以想象的麻烦。由于有些废弃塑料在自然条件下不会降解,
燃烧又会释放出有害气体,给生态环境造成了难以治理的污染。
因此,各国科学家开始研制可以自行分解的自毁或自溶塑料,
以解决这个问题。有人把它称作“绿色塑料”。
全球生物塑料市场将快速增长:由Helmut Kaiser顾问公司完
成的一个有关生物塑料市场的报告指出,全球生物塑料市场将快速增长,预计年均增速可达8%-10%,将由2007年的10亿美元增加到2020年时的100亿美元。在汽车和电子行业的新应用将推动生物塑料需求的增长,虽然包装仍将占主导市场地位,预计它的份额将由2007年的65%下降2025年的40%。到2025年,亚洲将是生物塑料市场市场的领导者,约占32%的市场份额,其次是欧洲占到31%,美国占28%。亚洲将占据市场领先地位主要是基于转基因植物将得到快速发展。2007年,生物塑料约占塑料市场的10%-15%,预计到2020年将达到25%-30%。主要将得益于生物塑料技术性能的改进,技术创新将拓展在汽车,医疗和电子行业的应用。
生物塑料不仅对环境友好,其对肌体的适应性也非常好,可望用于生产可被肌体吸收的术后缝合线等医用产品。
日本政府为推进生物塑料等可再生资源的使用出台了《生物技术战略大纲》和《生物质日本综合战略》,其中提到,扩大生物塑料的使用是一项重要课题。《生物技术战略大纲》设定的政策目标是,到2010年,20%的塑料要用可再生资源制造。
被丢弃的聚乳酸(PLA)材料食品包装袋在土壤中慢慢融化,聚羟基脂肪酸酯(PHA)做成的圆珠笔在地下自行分解,这种如今几乎不可想象的情景在生物塑料的大发展下在未来可能变成现实。
PLA和PHA均属生物塑料,生物塑料其实并非新生事物,早在上世纪初即已存在。福特汽车公司创始人亨利·福特曾用玉米和大豆油为原料生产T型车零部件。现在,生物塑料已越来越频繁地出现在我们的日常生活中。
成本阻碍生物塑料的商业化
目前全球研发的生物降解塑料品种已达几十种,涵盖微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA、PHB、PHBV等)、化学合成的聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PLC)、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯、二氧化碳/环氧化合物共聚物(APC)、聚乙烯醇(PVA)等,天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等。目前已经进入中试或批量生产的品种有淀粉基塑料、PHA、PLA、PBS、APC、改性PVA、淀粉/PVA,PLA、PCL等塑料合金及共混物等。其中PLA和PHA是生物塑料中发展较快、潜力较大的品种。
PLA和PHA均由发酵过的玉米淀粉制成。可用垃圾堆肥方式进行生物降解的PLA树脂在消费类产品中的应用日趋广泛。美国Natureworks公司研发的PLA材料除了用在“阳光薯片”包装袋外,还用于制造美国政府机构办公场所的咖啡厅所用水瓶和可口可乐公司的汽水杯。其他公司则尝试从柳枝稷、土豆和海藻里提炼原料制造PLA。
PHA能耐高温,它亦是可在土壤或下水道中用堆肥方式实现降解的生物塑料。美国Metabolix公司开发的MirelPHA树脂被用于生产“比百美”牌原子笔和“塔吉特”牌贺卡。
利用PLA做原材料,成本比使用普通塑料高出约20%;PHA更易于生物降解,但价格比PLA更昂贵,是普通塑料的两倍有余。
优势突出 更多企业投身其中
尽管成本较高,但使用生物塑料的好处也显而易见:其生产过程排放很低,而且不会成为永久性垃圾。相信随着技术提高,生物塑料会越来越受欢迎。作为石化产品的替代品,厂家因使用生物塑料而产生的利润往往随石油价格而波动,油价越是上涨,则使用生物塑料越划算。现在全球零售业巨头沃尔玛开始对注重环保的供货商采取优惠政策,制造商会因此受到鼓励。
国际市场调研机构弗罗斯特-沙利文公司在《全球生物塑料市场》报告中指出,生物塑料开发领域目前已进入一个关键转折期,很多从事生物塑料研发的企业从初期的小规模试验性研发项目转向大规模商业生产。
现实表明,确实有越来越多的企业投入生物塑料这一行业。在2011年5月17~20日于广州刚刚闭幕的橡塑展上,有以往从未开设的“生物塑料及降解塑料专区”,为追求绿色制造的企业提供了高效、便捷的采购平台。该专区的参展商有NatureWorks、金发科技、比澳格、深圳意可曼、杭州鑫富等企业。NatureWorks公司针对注塑半耐用消费品市场,推出了第二代IngeoTM生物塑料。现场展示的高端化工原材料及1900多台先进的机械设备,其中不乏绿色展品,例如阿博格的油电混合型注塑机可减少约40%的能量消耗;米拉克龙针对医疗和食品工业产提供的ELEKTRON全电动注塑机; DMT的“Eco-Smart”生态智能热流道系统可以大限度的提高聚合物材料(包括PLA)处理等。
有争议的氧化-生物降解塑料
虽然聚乳酸PLA、脂肪族聚酯等全生物降解树脂得到了越来越多的关注,但是此类树脂除了存在成本高的问题外,还存在材质比较硬,改性后只适合做片材,不适合吹膜。因此,氧化可生物降解塑料(OBD)具有一定的生存空间。OBD是一种聚烯烃塑料,其中加入了添加剂,在一定的环境条件下,OBD塑料会降解成水、二氧化碳和生物质。
OBD塑料应用并非局限于主流聚烯烃薄膜工业,还应用于众多领域。目前采用OBD技术的一些具体例子有,超市购物袋(一些国家如阿联酋、墨西哥和阿根廷立法要求使用这种塑料袋),泡罩包装,水果网袋,聚乙烯垃圾袋,产品袋和农用OBD薄膜(可以在田间自然破碎、降解)。
但关于OBD塑料的环保安全性的争议由来已久。欧洲生物塑料协会在针对生物降解塑料发布的立场声明中说,对“氧化生物降解”一词的使用容易引起歧义,主要的降解过程其实就是一种碎裂过程。碎裂并不是生物降解过程的直接产物,而是源自于化学反应。由此产生的碎片仍将残留在环境中…这些塑料碎片将会散布到周边地区。由于这些碎片的最终生物可降解性未得到验证,将大大增加持久性物质在环境中积聚的风险。”
欧洲生物塑料协会还指出对可降解塑料中所含的添加剂的担忧,此类添加剂一般是由钴、锰、镍或锌混合而成,含有有助分解的催化剂和速率控制抗氧化剂,而且可能对发展中的有机废物行业和较为成熟的机械再生行业带来不利影响。
生物塑料发展潜力不可限量
英国塑料联合会(BPF)公共和工业事务总裁菲利普·罗在5月中旬闭幕的“低碳塑料论坛”中指出,生物基材料的生产有望成为石化工业重要的组成部分。预计到2013年,全球对生物塑料的需求量将增加3倍,达到90万t,或全球平均增长35.1%。
近日在杜赛尔多夫Interpack塑料展上,欧洲生物塑料协会根据其研究提出,从2010~2015年,全球生物塑料产能将翻番,2010年产能为70万t,目前的产能估计已超过90万t,2011年将超过百万吨的标志性阶段,预计到2015年将为170万t。
在2010年全球生物降解塑料产量约为40万t,(与之相比生物基通用塑料约为30万t),研究认为未来这种比例将会逆转,生物基通用塑料2015年将约为100万t,构成生物塑料的主要部分,而生物降解塑料也将增至70万t。从汽车制造到玩具、地毯和电子元件,生物塑料的应用在不断增长,耐用的生物基生物塑料在包装市场显示强劲的增长趋势。一些大品牌厂商例如Danone和Coca-Cola已经有产品进入市场。
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· 生物降解塑料的需求量每年以15%的速度增长
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· 消费者压力推动全球生物降解塑料需求增长
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· 2013国内外生物降解塑料的需求分析
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· 国内外生物降解塑料需求大对比
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· 生物基塑料发展势头迅猛 市场需求旺盛
聚乳酸(PLA)的年均增长率约20%,到2012年需求量将达到2.25亿磅,其在热成型的食品包装以及床上用品和服装纺织纤维等市场将有很广阔的飞发展前景。淀粉基生物降解塑料的年均增长率将达到16.8%,到2012年需求量将达到2.93亿磅。
据最新报告:由于消费者的压力和立法,诸如塑料袋禁令和全球气候变暖的举措将增加对生物降解塑料的需求。
北美、欧洲、亚洲市场对生物降解塑料的需求量将以每年15%的速度机构预测,预计到2012年需求量将达到26.9万吨,到2017年需求量将达到52.5万吨。不难想象,北美和欧洲市场,食品包装和食品服务产品,将推动可生物降解聚合物的需求,这个需求将上升到两位数的水平。
从体积方面来讲,泡沫包装和可堆肥袋将是高端产品。据相关分析师透露,未来几年里生物降解的数字需求增长,生物降解聚合物市场还很年轻,而且非常灵活。食品包装,餐具和餐具构成了生物降解聚合物市场的主要产品,且不需要排序。因为这些材料可以与食物垃圾堆肥,从而提高立法。这是一个巨大的利益废物管理工作,并减少在堆填区的食品废弃物和包装处理,同时,消费者的压力也鼓励零售商和制造商去寻求这些可生物降解的产品和材料。
2012年,全球可降解聚合物,其中,欧洲占约55%,其次是北美29%,亚洲16%。据一对夫妇反应:可生物降解聚合物的主要欠缺之处是价格和性能,这就要求加工技术提高,以此开发更多的应用程序供消费者使用,从而增加产量。Malveda说。“许多国家正制定塑料袋禁令法规,这间接刺激引发了新替代材料的研究和新用途的投资。”亚洲高价格的可生物降解聚合物原料已放缓。
目前聚乳酸占全球生物降解塑料需求的约47%,其次是41%的淀粉基塑料,根据该报告。国内生物降解塑料概况中国降解塑料的研究与应用始于上世纪80年代,同时开始产业化的生产与尝试,国内推广降解塑料制品的前提也已经成熟。
中国每年单就是塑料包装袋消耗量就高达1000亿只,约消耗500万吨的石化类树脂原料。垃圾没有分类是制约降解塑料在国内市场推广的一个主要身分.降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。今朝,降解塑料的推广利用已获得各地的正视。北京、上海、广州、海南等地正在试点垃圾分类。新疆、东北、云南等地还在试点利用生物降解农用地膜。云南还将立法禁止出产和发卖塑料购物袋,相关草案已经发布。
当然,降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺,其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。对于降解塑料的市场空间,专家觉得,降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好,而据保守估计,未来中国将有300万吨的需求量。因此,单就是中国市场就有数百亿的市场空间。 目前,中国是全球塑料制品生产和消费大国,生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有重要意义。
结束语:降解塑料目前仍处于不断成熟的阶段,技术含量较高,特别是随着人们对环境污染问题的日益关注和可持续发展战略的实施,降解塑料的研究前景看好,应用领域也将会得到拓展,而降解材料也必将创造一个更环保、更绿色的新天地。
由于消费者的压力和立法,诸如塑料袋禁令和全球气候变暖的举措将增加对生物降解塑料的需求,北美、欧洲、亚洲市场对生物降解塑料的需求量将以每年15%的速度增长。预计到2012年需求量将达到26.9万吨,到2017年需求量将达到52.5万吨。
不难想象,北美和欧洲市场,食品包装和食品服务产品,将推动可生物降解聚合物的需求,这个需求将上升到两位数的水平。从体积方面来讲,泡沫包装和可堆肥袋将是高端产品。
据相关分析师透露,未来几年里生物降解的数字需求增长,生物降解聚合物市场还很年轻,而且非常灵活。
食品包装,餐具和餐具构成了生物降解聚合物市场的主要产品,且不需要排序。因为这些材料可以与食物垃圾堆肥,从而提高立法。这是一个巨大的利益废物管理工作,并减少在堆填区的食品废弃物和包装处理,同时,消费者的压力也鼓励零售商和制造商去寻求这些可生物降解的产品和材料。
2012年,全球可降解聚合物,其中,欧洲占约55%,其次是北美29%,亚洲16%。据一对夫妇反应:可生物降解聚合物的主要欠缺之处是价格和性能,这就要求加工技术提高,以此开发更多的应用程序供消费者使用,从而增加产量。Malveda说。“许多国家正制定塑料袋禁令法规,这间接刺激引发了新替代材料的研究和新用途的投资。”亚洲高价格的可生物降解聚合物原料已放缓。目前聚乳酸占全球生物降解塑料需求的约47%,其次是41%的淀粉基塑料,根据该报告。
国内生物降解塑料概况
中国降解塑料的研究与应用始于上世纪80年代,同时开始产业化的生产与尝试,国内推广降解塑料制品的前提也已经成熟。中国每年单就是塑料包装袋消耗量就高达1000亿只,约消耗500万吨的石化类树脂原料。垃圾没有分类是制约降解塑料在国内市场推广的一个主要身分.降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。
今朝,降解塑料的推广利用已获得各地的正视。北京、上海、广州、海南等地正在试点垃圾分类。新疆、东北、云南等地还在试点利用生物降解农用地膜。云南还将立法禁止出产和发卖塑料购物袋,相关草案已经发布。
当然,降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺,其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。对于降解塑料的市场空间,专家觉得,降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好,而据保守估计,未来中国将有300万吨的需求量。因此,单就是中国市场就有数百亿的市场空间。
目前,中国是全球塑料制品生产和消费大国,生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有重要意义。
降解塑料目前仍处于不断成熟的阶段,技术含量较高,特别是随着人们对环境污染问题的日益关注和可持续发展战略的实施,降解塑料的研究前景看好,应用领域也将会得到拓展,而降解材料也必将创造一个更环保、更绿色的新天地。
据了解北美、欧洲、亚洲市场对生物降解塑料的需求量将以每年15%的速度增长。据有关机构预测,预计到2012年需求量将达到26.9万吨,到2017年需求量将达到52.5万吨。随着消费者的压力和立法,诸如塑料袋禁令和全球气候变暖的举措将增加对生物降解塑料的需求。
不难想象,北美和欧洲市场,食品包装和食品服务产品,将推动可生物降解聚合物的需求,这个需求将上升到两位数的水平。从体积方面来讲,泡沫包装和可堆肥袋将是高端产品。
据相关分析师透露,未来几年里生物降解的数字需求增长,生物降解聚合物市场还很年轻,而且非常灵活。
食品包装,餐具和餐具构成了生物降解聚合物市场的主要产品,且不需要排序。因为这些材料可以与食物垃圾堆肥,从而提高立法。这是一个巨大的利益废物管理工作,并减少在堆填区的食品废弃物和包装处理,同时,消费者的压力也鼓励零售商和制造商去寻求这些可生物降解的产品和材料。
2012年,全球可降解聚合物,其中,欧洲占约55%,其次是北美29%,亚洲16%.据一对夫妇反应:可生物降解聚合物的主要欠缺之处是价格和性能,这就要求加工技术提高,以此开发更多的应用程序供消费者使用,从而增加产量。Malveda说。许多国家正制定塑料袋禁令法规,这间接刺激引发了新替代材料的研究和新用途的投资。亚洲高价格的可生物降解聚合物原料已放缓。目前聚乳酸占全球生物降解塑料需求的约47%,其次是41%的淀粉基塑料,根据该报告。
中国降解塑料的研究与应用始于上世纪80年代,同时开始产业化的生产与尝试,国内推广降解塑料制品的前提也已经成熟。中国每年单就是塑料包装袋消耗量就高达1000亿只,约消耗500万吨的石化类树脂原料。垃圾没有分类是制约降解塑料在国内市场推广的一个主要身分。降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。
今朝,降解塑料的推广利用已获得各地的正视。北京、上海、广州、海南等地正在试点垃圾分类。新疆、东北、云南等地还在试点利用生物降解农用地膜。云南还将立法禁止出产和发卖塑料购物袋,相关草案已经发布。
当然,降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺,其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。对于降解塑料的市场空间,专家觉得,降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好,而据保守估计,未来中国将有300万吨的需求量。因此,单就是中国市场就有数百亿的市场空间。
目前,中国是全球塑料制品生产和消费大国,生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有重要意义。
降解塑料目前仍处于不断成熟的阶段,技术含量较高,特别是随着人们对环境污染问题的日益关注和可持续发展战略的实施,降解塑料的研究前景看好,应用领域也将会得到拓展,而降解材料也必将创造一个更环保、更绿色的新天地。
据IHS化学的最新研究报告称,日益增加的消费者压力和日趋严格的法规,将刺激北美、欧洲和亚洲市场对生物降解型塑料的需求,预计将从2012年的26.9万吨升至2017年的52.5万吨,年均增速将达到15%。
欧盟的有关统计显示,每个欧盟公民每年平均耗费约500个塑料袋,且绝大部分是一次性使用的。欧盟委员会2011年宣布,考虑在欧盟范围内全面禁止使用塑料袋,以阻止生态环境进一步恶化。欧盟委员会负责环境事务委员亚内兹·波托奇尼克表示,50年前人们还不知一次性塑料包装袋为何物,如今,人们几乎无时无刻不在使用这种会在几十年内给环境造成影响的东西,这种状况应该改变了。
近年来,全球对非降解塑料袋频亮红灯,各国开始实施强有力的措施,特别是欧洲和美国。这两个地区既是全球最重要的塑料袋消费国,也是世界塑料袋进口大国。他们通过立法限制使用非降解塑料,这势必会给生物降解塑料行业带来巨大的发展机遇和广阔市场。
随着消费者的压力和立法,诸如塑料袋禁令和全球气候变暖的举措将增加对生物降解塑料的需求。据有关机构预测,预计到2012年需求量将达到26.9万吨,到2017年需求量将达到52.5万吨。
据相关分析师透露,未来几年里生物降解的数字需求增长,生物降解聚合物市场还很年轻,而且非常灵活。不难想象,北美和欧洲市场,食品包装和食品服务产品,将推动可生物降解聚合物的需求,这个需求将上升到两位数的水平。从体积方面来讲,泡沫包装和可堆肥袋将是高端产品。
食品包装,餐具和餐具构成了生物降解聚合物市场的主要产品,且不需要排序。因为这些材料可以与食物垃圾堆肥,从而提高立法。这是一个巨大的利益废物管理工作,并减少在堆填区的食品废弃物和包装处理,同时,消费者的压力也鼓励零售商和制造商去寻求这些可生物降解的产品和材料。
2012年,全球可降解聚合物,其中,欧洲占约55%,其次是北美29%,亚洲16%。据一对夫妇反应:可生物降解聚合物的主要欠缺之处是价格和性能,这就要求加工技术提高,以此开发更多的应用程序供消费者使用,从而增加产量。Malveda说。“许多国家正制定塑料袋禁令法规,这间接刺激引发了新替代材料的研究和新用途的投资。”亚洲高价格的可生物降解聚合物原料已放缓。目前聚乳酸占全球生物降解塑料需求的约47%,其次是41%的淀粉基塑料,根据该报告,国内生物降解塑料概况中国降解塑料的研究与应用始于上世纪80年代,同时开始产业化的生产与尝试,国内推广降解塑料制品的前提也已经成熟。
中国每年单就是塑料包装袋消耗量就高达1000亿只,约消耗500万吨的石化类树脂原料。垃圾没有分类是制约降解塑料在国内市场推广的一个主要身分.降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。
今朝,降解塑料的推广利用已获得各地的正视。北京、上海、广州、海南等地正在试点垃圾分类。新疆、东北、云南等地还在试点利用生物降解农用地膜。云南还将立法禁止出产和发卖塑料购物袋,相关草案已经发布。当然,降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺,其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。
对于降解塑料的市场空间,专家觉得,降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好,而据保守估计,未来中国将有300万吨的需求量。因此,单就是中国市场就有数百亿的市场空间。目前,中国是全球塑料制品生产和消费大国,生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有重要意义。
在对当前生物基塑料走势进行研究后,RnR Market Research咨询公司市场分析师日前作出预测称,未来4年全球生物基塑料需求将以19%的年增长率上涨,2017年其市场需求量将达950,000吨。
尽管当前生物基塑料行业还处于发展的初级阶段,然近年来其发展势头迅猛,已初步奠定了其在商业化市场上不可或缺的重要地位。
随着消费者对塑料产品偏好的逐渐转移,可再生环保材料受市场追捧热度不断升温。受其影响,生物基塑料市场需求力度加大。此外,塑料加工商及复合材料生产商在产品设计方面的不断创新则进一步扩大了生物基塑料的应用领域。
虽然市场需求增长率可期,但RnR Market Research研究人员表示,至2022年生物基材料在塑料方面的使用比例依旧低下,甚至不到1%。市场人士指出,生物基塑料性能优越,可循环再生,但其造价也不低廉。因此,该塑料要想在市场上占据更大的份额,必须在价格方面做出更大的让步。
种类方面,未来几年淀粉基塑料和聚乳酸(PLA)依旧是需求量最大的生物基塑料,其市场消费量将占总量的60%以上。RnR Market Research公司称,近年来各国相继出台限塑令,不断加大对传统塑料使用的监管力度,这有利于进一步推高生物基尤其是淀粉基塑料的需求走势。
研究数据表明,欧洲是全球最大的生物基塑料消费市场。2012年该地区生物基塑料使用量占全球总量一半以上。调查报告显示,与传统塑料相比,欧洲各塑料制品。因此,该地区有望继续领跑生物基塑料消费排行榜。
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做追求绿色梦想的领跑者 2013年的中国国际橡塑展是巴斯夫尽情展示新产品和新技术的最佳时期,而在众多新产品中,生物降解塑料又是必不可少的一个“绿色元素”,它每次出现都会让人们对于塑料产业的低碳和可持续发展增添一份信心。今年展会期间,巴斯夫再次向人们传递了一个信念:追求塑料行业的绿色梦想、实现可持续发展目标,需要各方共同努力,从自我做起。
在新闻发布会现场,我们注意到了几个细节,新闻发布会场条幅是绿色的主色调,两位发言人的领带和领花也是清一色的绿色。在发布会结束时,还意外地收到了一份特殊的礼物——一盆绿油油的青叶碧玉。巴斯夫的工作人员告诉记者,这棵小苗特别之处在于她所生长的土壤是用有机垃圾做成的营养丰富的堆肥,而盛装的纸杯可直接埋在土中,过不了多久就会被微生物分解成水、二氧化碳和生物质材料。堆肥用塑料袋和纸杯的覆膜都采用了巴斯夫开发的生物降解塑料。
巴斯夫日前顺利打造出首批采用可再生材料的商用1,4-丁二醇,这批产品将被提供应客户发展测试并投入贸易化应用。
该生出产唱功基于美国Genomatica公司的专利发酵技术手段,使用葡萄糖作为质料,生出产的丁二醇与石油基丁二醇在品格上几近纯粹不异。巴斯夫还居心扩充基于可再生材料的有部分丁二醇衍生物产品组合,包括聚四氢呋喃。
生物塑料不仅对环境友好,其对肌体的适应性也非常好,可望用于生产可被肌体吸收的术后缝合线等医用产品。雀巢对开发第二代生物塑料有浓厚兴趣,例如,使用由农林副产品或食物链副产品(如糖蜜或甘蔗渣)以及非食物原料(如藻类、纤维素和废料)制成的生物塑料。
雀巢近期宣布与世界自然基金会(WWF)和7家消费类公司携手,鼓励负责任地开发源自植物材料的生物塑料。除雀巢外,生物塑料原料联盟(BFA)还包括可口可乐、达能、福特、亨氏、耐克、宝洁和联合利华主要快消类公司。
全球消费者都在寻找可持续的产品作为石油替代品,BFA致力于负责任地指导选择和收割制造生物塑料的农业原料(如甘蔗、玉米、芦苇和柳枝稷)。BFA计划联合来自工业、学术界和民间团体的领先专家,共同开发和支持信息科学、合作、教育和创新,帮助对可制成生物塑料的材料的评估和可持续开发进行指导。
雀巢全球可持续研发经理安妮·鲁林(AnneRoulin)表示:“加入BFA,意味着我们将能够帮助生物塑料工业创建更具可持续性发展的未来,同时解决土地使用、食品安全和生物多样性等问题。”
来自WWF的艾琳·西蒙(ErinSimon)表示,“确保农作物被负责任地用来生产生物塑料,是一个重要的保护目标。截至2050年,全球人口将迅速增长,保证有足够的粮食将尤为重要。”由甘蔗和其他植物材料制成的生物塑料已被用于雀巢的产品中。例如,2012年初,多种规格的雀巢VITTEL瓶装水已经采用了创新的PET包装瓶,这种瓶由30%植物材料制成。
据法国媒体11月13日报道,法国政府支持绿色环保领域技术研发工作,法国创新署(OSEO)近日决定在'工业战略创新'计划项下出资960万欧元支持联营企业Thanaplast研究可生物分解型塑料,至此Thanaplast在此项目上获得了各类资金支持已达2200万欧元。这一研究计划得到了法国众多企业和科研院所的支持和参与,旨在进一步改进法国垃圾回收和再利用工作,提升法国生物聚合产业的研发和生产能力。
11月26日,新疆奇台县与新疆蓝山屯河化工股份有限公司签订合作协议,该公司将投27亿元建设年产16万吨生物降解工程塑料一体化项目。
项目总投资27亿元,预计于2014年6月建成投产,投产后年均利税总额达7亿元。建设内容包括:20万吨电石装置、3.5万吨乙炔装置、2×5万KVA热电联产装置、1亿立方米甲醇制氢装置、15万吨甲醛装置、16万吨PBT、PBS装置。
一项由英国政府部分资助的项目最近成功开发出一种生物降解塑料用增塑剂,用于薄膜和其他软包装用聚乳酸(PLA)中,可大幅改善PLA的力学性能。
该项目得到英国政府可持续发展技术启动计划的支持,它使常规硬PLA的柔性得以改进,其延伸度可从原来的5%提高到320%。这类增塑剂可被生物降解,它们在产品中的用量为助剂的10%~20%。这种改性剂基于PLA与聚乙烯乙二醇之间生成的嵌段共聚物。经过改性的PLA可在混合料中在20~25天内消失。目前,该类助剂己实现工业化规模生产。
爱尔兰国立大学和德国汉堡大学的研究人员最近开发出一种新工艺,可将废弃聚苯乙烯转化为生物降解塑料。
该技术先将聚苯乙烯热解为苯乙烯油,然后再用细菌使油转化为聚羟基烷基酸酯(PHA)可生物降解聚合物,这种PHA可应用于塑料涂层和压敏胶粘剂,也可用于医疗领域。据称,PseudomonasputidaCA-3细菌的应用是成功的关键,这一发现已在《环境科学和技术》杂志上公布。
委内瑞拉西蒙·玻利瓦尔大学的科学家们正在研究用木薯淀粉生产生物降解塑料,希望用本土化的、低成本的手段开发环保材料。
致力于该项目的专家亚历杭德罗?穆勒说,虽然存在可通过生物降解的材料,但是价格十分高昂,无法大规模使用。目前的想法是用木薯淀粉与可降解的聚酯混和以降低成本,同时在遇水或油的时候不改变性状,生产成生物降解塑料包装材料。穆勒说,生物降解塑料可以用于农业生产和医学领域。他表示还有计划用制成的环保材料加工盘子和餐具等等。
为解决重庆市的“白色污染”问题,全国首家完全生物降解塑料高科技企业——重庆隆迪生物科技有限公司日前在涪陵李渡示范区成立。目前,该公司已完成控规土地330亩,并已完成证照办理、环境评估等前期相关手续。公司生物科技园修建性详规设计方案已通过有关专家鉴定。
不同于传统塑料,完全生物降解塑料采用的是能够循环的再生的淀粉、PVA材料、甘油等,可在两个月内完全生物降解的材料。其制品不仅具备传统塑料的所有特性,还独具“28天生物降解率大于66.6%(国际标准为大于15%);纵横向强度、断裂伸长、角撕裂强度比世界上最好的同类产品高一倍以上”特性。经国家塑料检测中心测试,其12周以后失重率为90%以上,完全降解后不含任何重金属;埋在土壤里更利于植物生长;被动物吃后,其血液中不含任何有害人体健康的物质。因此,同时极具环保性,达到了世界先进水平。可喜的是,该项目已申报了4项国家专利,其成本与传统塑料相当。 项目投产后,将填补西南地区空白,使该地区逐惭告别“白色污染”。目前,尚须各级政府的有力支持,资金倾项目早日投产,早日根治“白色污染”。
据海外新闻媒体报道,美国一家研究所利用土豆和乳清制成了一种能生物降解的塑料薄膜。
据报道,这家研究所的制法是:先用酶将制酪时形成的乳清和废弃的土豆转化为葡萄糖浆,然后用细菌发酵成含乳酸的液体。液体中的乳酪经电渗析分离出来后加热使水分蒸发,留下的便是可以制薄膜和涂层的聚乳酸分子。
据介绍,用这种方法制成的塑料薄膜可以制作保鲜袋和代替涂有聚乙烯和防水蜡的包装材料,其最大优点是可以分解为对环境无害的乳酸。
据英国《轮胎及配件》消息,米其林集团与Axens公司和法国石油可再生能源研究所(IF-PEN)日前启动一个植物化学研究合作项目,旨在开发出一种生物基丁二烯(bio–butadiene)生产工艺并推向市场,用于制造合成橡胶,并最终生产出对环境影响小的轮胎。
该合作项目名为BioButterfly,除开发基于创新型生物丁二烯的生产工艺外,合作三方还将致力于为法国未来的生物合成橡胶工业奠定基础。BioButterfly在今后8年中,将获得5200万欧元的资金支持。这一项目已被法国环境和能源管理署(ADEME)作为“投资未来”计划的一部分。
据介绍,该研究将集中于5个关键的挑战性课题:即生产生物丁二烯的经济竞争力;减少对环境的影响,尤其是贯穿于整个生产链的碳排放量(与化石燃料比较);制造出高性能合成橡胶并使该工艺适应生物丁二烯的所有用途;降低投资成本;为法国未来的生物合成橡胶工业做准备。
据海南日报消息,在日前举办的海南—东盟经贸合作推介会上,海南省成功引进一岛外企业与省内企业在海口合作建设海南生物塑料产业园项目,将用植物淀粉生产生物塑料制品。
海南生物塑料产业园项目由武汉华丽环保科技有限公司和海南兴伟塑胶科技有限公司等签订,一期投资3.5亿元人民币,预计年产值4.5亿元人民币。项目主要产品为生活用、工业用、医疗用的一次性包装膜、袋,农业用膜、水果套装、包装袋,航空用一次性餐具等的生物基塑料制品。这些环保制品将采用生物塑料制成,原材料主要来自植物淀粉,生产过程大大减少了二氧化碳的排放。制成品使用后可以进行焚烧处理,不产生任何有毒物质。
武汉华丽环保科技有限公司(Ecoplast Technologies Inc)是一家业务面向全球,专注于研发、生产和销售生物塑料及制品的高科技环保新材料和清洁技术企业。目前,武汉华丽环保科技有限公司生产的生物塑料产品已远销欧盟、北美、澳大利亚、日本等地。
据《日本经济新闻》报道,日本大型材料企业着手量产以植物为原料的合成树脂和合成橡胶,既可有效减轻环境负荷,又替代了价格高涨的石油原料。随着技术的创新,生产出的材料性能好、硬度高,根据用途可节省表面硬化处理工序,从而降低成本10%至30%,可广泛应用于汽车及电器产品的生产。
三菱化学开发了以植物中所含糖为原料的透明树脂生产技术。8月份,在北九州市黑崎工厂投入专用的树脂生产设备,年产量达5000吨。产品将替代现有的树脂产品,用于汽车零部件及电器制品的生产。三菱化学计划至2025年,植物原料使用占到20%。可乐丽(KURARAY)公司利用甘蔗糖份发酵物为原料,生产轮胎添加剂的液体橡胶。公司正着手对茨城县鹿岛工厂的设备进行改造,计划明年正式生产,年产量达1万吨。
朗盛以吉诺玛蒂卡的20吨生物基BDO为原材料,在其德国的世界级工厂,成功完成了生物基PBT的首次生产。
根据所有的测试参数显示,与普通的石油基相比,所产出的生物基PBT的性能和质量毫无差别。该世界级PBT工厂位于德国哈姆-于特罗普(Hamm-Uentrop),产能达8万吨/年,朗盛占股50%。
朗盛高性能材料全球产品和应用研发部门的负责人HartwigMeier称,在PBT生产中,吉诺玛蒂卡的生物基BDO可代替常规的石油基BDO,这对市场来说无疑是一个新的改革,同时对朗盛未来提供高技术生物基塑料保根(Pocan)有着巨大的推动作用。鉴于所生产的生物基PBT性能上无任何变化,朗盛保根化合物可直接应用于汽车和电子领域。
巴斯夫、嘉吉和诺维信宣布,三方联合开发可再生原料丙烯酸工艺获得重大进展,已成功用于小批量生产3-羟基丙酸(3-HP)。
3-HP是生物丙烯酸的一种潜在重要原料,是合成婴儿尿布等高吸水性聚合物的前体物质。当前市场上的丙烯酸主要通过氧化原油精炼获取。
巴斯夫公司全球卫生业务部高级副总裁Teresa Szelest表示:“3-HP是生物丙烯酸的一种潜在重要原料,同时也是合成高吸水性聚合物的前体物质。这是迈向商业化生产的一个重要里程碑,我们相信到2014年,整体生物丙烯酸工艺有望达到规模化生产水平。”
丙烯酸是吸水产品的必要生产原料。巴斯夫是全球最大的丙烯酸制造商,拥有多项丙烯酸生产和下游加工技术。巴斯夫的初步计划是基于生物基丙烯酸制取高吸水性聚合物,用于婴儿尿布和其他卫生用品。目前市场上的丙烯酸主要通过氧化原油精炼获取。
三家公司组成的项目团队,在生物技术、可再生原料、工业规模发酵和化学工艺开发领域,具备业界领先的专业知识与丰富经验。
嘉吉公司生物技术研发副总裁Jack Staloch表示:“三家公司组建的联合工作小组,汇集了各优势领域的专业人才,高效快速,推动三方取得重大进展。”
诺维信企业发展和业务创新副总裁Rasmusvon Gottberg表示:“能够小批量生产3-HP表示我们已经达到一个重要里程碑。它力证了,在工业条件下丙烯酸这种重要化学品是能够由可再生原料生产的。我们将继续向实现商业化的目标迈进。”
生物丙烯酸高吸水性聚合物将成为市场上具有开创性意义的全新产品。由这种高吸水性聚合物制得的婴儿尿布可以满足越来越多消费群的需求,特别是在成熟市场,同时满足生产商们追求产品差异化和可持续发展目标的要求。
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垃圾没有分类是制约降解塑料在国内市场推广的一个主要身分万吨的石化类树脂原料。降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。
降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料,因此,也被称为可环境降解塑料。聚合物的降解是指因化学和物理因素引起的聚合的大分子链断裂的过程。聚合物曝露于氧、水、射线、化学品、污染物质、机械力、昆虫等动物以及微生物等环境条件下的大分子链断裂的降解过程被称为环境降解。
降解使聚合物分子量下降,聚合物材料物性降低,直到聚合物材料丧失可使用性,这种现象也被称为聚合物材料的老化降解。聚合物的老化降解和聚合物的稳定性有直接关系。聚合物的老化降解缩短塑料的使用寿命。为此,自塑料问世以来,科学家就致力于对这类材料的防老化,即稳定化的研究,以制得高稳定性的聚合物材料,而各国的科学家也正利用聚合物的老化降解行为竞相开发环境降解塑料。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。
今朝,降解塑料的推广利用已获得各地的正视。北京、上海、广州、海南等地正在试点垃圾分类。新疆、东北、云南等地还在试点利用生物降解农用地膜。云南还将立法禁止出产和发卖塑料购物袋,相关草案已经发布。
据IHS化学的最新研究报告称,日益增加的消费者压力和日趋严格的法规,将刺激北美、欧洲和亚洲市场对生物降解型塑料的需求,预计将从2012年的26.9万吨升至2017年的52.5万吨,年均增速将达到15%。分析称,近年来,全球对非降解塑料袋频亮红灯,各国开始实施强有力的措施,特别是欧洲和美国。这两个地区既是全球最重要的塑料袋消费国,也是世界塑料袋进口大国。他们通过立法限制使用非降解塑料,这势必会给生物降解塑料行业带来巨大的发展机遇和广阔市场。
当然,降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺,其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。对于降解塑料的市场空间,专家觉得,降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好,而据保守估计,未来中国将有300万吨的需求量。因此,单就是中国市场就有数百亿的市场空间。
目前,中国是全球塑料制品生产和消费大国,生物降解塑料的研发、生产与应用对塑料产业的可持续发展具有重要意义。
编者按:我国降解塑料的研究与应用始于上世纪80年代,同时开始产业化的生产与尝试,国内推广降解塑料制品塑料制品的前提也已经成熟。中国每年单就是的前提也已经成熟。中国每年单就是塑料包装塑料包装袋消耗量就高达袋消耗量就高达10001000亿只,约消耗亿只,约消耗500500万吨的石化类树脂原料。
垃圾没有分类是制约降解塑料在国内市场推广的一个主要身分万吨的石化类树脂原料。降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。降解塑料的出产成本高于传统聚烯烃塑料,因而没有竞争优势,假如获得政策搀扶,国内降解塑料市场也很快会打开。
降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料,因此,也被称为可环境降解塑料。聚合物的降解是指因化学和物理因素引起的聚合的大分子链断裂的过程。聚合物曝露于氧、水、射线、化学品、污染物质、机械力、昆虫等动物以及微生物等环境条件下的大分子链断裂的降解过程被称为环境降解。
降解使聚合物分子量下降,聚合物材料物性降低,直到聚合物材料丧失可使用性,这种现象也被称为聚合物材料的老化降解。聚合物的老化降解和聚合物的稳定性有直接关系。聚合物的老化降解缩短塑料的使用寿命。为此,自塑料问世以来,科学家就致力于对这类材料的防老化,即稳定化的研究,以制得高稳定性的聚合物材料,而各国的科学家也正利用聚合物的老化降解行为竞相开发环境降解塑料。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。
今朝,降解塑料的推广利用已获得各地的正视。北京、上海、广州、海南等地正在试点垃圾分类。新疆、东北、云南等地还在试点利用生物降解农用地膜。云南还将立法禁止出产和发卖塑料购物袋,相关草案已经发布。
据IHS化学的最新研究报告称,日益增加的消费者压力和日趋严格的法规,将刺激北美、欧洲和亚洲市场对生物降解型塑料的需求,预计将从2012年的26.9万吨升至2017年的52.5万吨,年均增速将达到15%。分析称,近年来,全球对非降解塑料袋频亮红灯,各国开始实施强有力的措施,特别是欧洲和美国。这两个地区既是全球最重要的塑料袋消费国,也是世界塑料袋进口大国。他们通过立法限制使用非降解塑料,这势必会给生物降解塑料行业带来巨大的发展机遇和广阔市场。
当然,降解塑料由于在某些性能方面仍有所欠缺,其不可能全部替代现在石化类普通塑料制品在某些领域的应用。对于降解塑料的市场空间,专家觉得,降解塑料应用于垃圾袋、地膜、购物袋等规模的前景比力看好,而据保守估计,未来中国将有300万吨的需求量。因此,单就是中国市场就有数百亿的市场空间。
中国环境科学文化研究院、中国科技成果转化中心、中国国际高新技术成果转化集团等昨日联合举行新闻发布会,正式推出由深圳世银红筝控股公司研发的新型环保材料—“馨塑精灵”NGP 100%自然分解环保塑胶。
在场专家表示,这种新型生物基100%降解塑料,可以弥补生物淀粉等分解塑料不足,成为塑料高分子行业又一次革命性创新。
据介绍,目前可实现塑料降解的技术主要是在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素等),使塑料包装物的稳定性下降,较容易在自然环境中降解。但大多数可降解塑料暴露数月后开始变薄、失重、强度下降,逐渐裂成碎片。而将这些碎被埋在垃圾或土壤里,则降解效果不明显。同时,可降解塑料也遵循了多消耗粮食、不能完全消除“视觉污染”等不足。
生物塑料是指以可再生生物资源(生物质)为原料(或者部分原料)的树脂。不同于以石油等日益枯竭的化石资源为原料的传统树脂(石油树脂),可为构建可持续发展社会做贡献。并且,即使在生物质中,使用植物资源的生物塑料(植物类树脂)还有望实现二氧化碳减排(这也取决于制造工序中的能耗)。
图1:使用生物PET的PET瓶
与石油树脂相比,生物塑料的历史还比较短,但最近一两年,新树脂的开发、物性的改进以及供应体制的完善一直稳步推进,应用范围逐渐扩大。在食品、饮料及化妆品容器等方面的应用越来越广,如果进一步实现量产,还有助于削减生物塑料的成本。
需求剧增的生物PET
以生物PET(聚对苯二甲酸乙二酯)*1为例,饮料瓶用途方面的需求迅速增加(图1)。欧洲生物塑料协会称,生物PET的产能在2010年到2011年一年间激增约8倍,该协会2012年秋季的统计结果显示,产能已达到45万吨。而且,预计这一需求今后还会增加,日本丰田通商公司预测,到2015年,生物PET的使用量将扩大到300万吨以上。
并且,生物PET还可用作汽车的内装材料。实际上,丰田汽车公司的混合动力车“SAI”的坐垫、地垫、行李舱托盘和行李舱内表面,三菱汽车公司的纯电动汽车“i-MiEV”的部分座席面等,均采用了生物PET(图2)。如果通过量产成本得以下降,估计生物PET的应用范围还会进一步扩大。
*1:生物PET是指以生物乙醇为原料生成乙二醇(MEG),然后利用乙二醇生产出来的PET。或者指采用植物对二甲苯衍生的对苯二甲酸,与生物乙醇生成的乙二醇制成的100%源于植物的PET。
降低聚乳酸成本
生物塑料中,聚乳酸(PLA)最先被应用于汽车、办公设备及电子产品等领域。虽然以前在耐水解性、耐热性、阻燃性、抗冲击性及成型性等方面存在课题,但随着物性的不断改善,其应用范围正在向着汽车内装部件及一体机外装部件等以前难以应用的领域推广。并且,近几年旨在降低聚乳酸成本的技术开发也在取得进展。
图2:三菱汽车的纯电动汽车“i-MiEV”的部分座席面料采用了生物PET
日本理光公司和静冈大学共同开发出的技术就是其中之一。这项“聚乳酸的无金属低温聚合技术”可安全、高品质并且以低成本合成聚乳酸。
利用以往的普通聚合法合成聚乳酸时,通常要使用锡类催化剂,在大约200℃的高温环境下,花费数小时的时间进行合成。而“聚乳酸的无金属低温聚合技术”利用超临界二氧化碳*2及有机分子催化剂,不仅不需要有机溶剂和金属催化剂,而且还可在40℃~60℃的低温环境下,在15分钟以内完成聚乳酸的合成。
*2 超临界二氧化碳是指温度和压力在临界点以上(31℃以上、7.4MPa以上)的二氧化碳,是一种介于气体和液体之间的状态,同时具有气体的扩散性和液体的溶解性。
而且,有机分子催化剂可以去除。因此,除了能够节能、低成本地合成聚乳酸之外,还可不使用有机溶剂及金属催化剂,安全地合成高纯度、高质量的聚乳酸。而且,理光和静冈大学还利用该技术成功连续合成了聚乳酸(固体成分达到95%以上)。并且,该技术的特点还包括,较以往方法可大大使设备紧凑化。据称还可用于制造耐热性较高的立构复合型聚乳酸。
非可食性树脂的开发也在稳步推进
对于生物塑料而言,将非可食性资源和未利用资源作为原料也是重要课题。与这方面相关的技术开发也在稳步推进。
日本大赛璐聚合物公司开发的“CELBLEN EC系列”非可食性新生物塑料技术便是其中之一。这是一种以纸浆等木质资源纤维素为原料制成的纤维素酯类树脂,植物性成分占总质量的40~50%。由于自然界存在大量的纤维素,因此原料便于采购,而且不会与粮食产生竞争,可为构建可持续发展社会做出贡献。
大赛璐聚合物称,一般情况下,纤维素酯类树脂的热可塑性较低,所以在用于成型加工时需添加可塑剂。因此,利用现有材料制成的产品在进行长期保管时,会因可塑剂挥发而出现尺寸变化及变形,这成为技术难题。该公司在开发新型可塑剂的同时,还对添加剂的成分比例进行了改进,并利用化合物技术,最终解决了这一问题。该公司称,CELBLEN EC系列作为成型材料,具有出色的机械强度。
使用纤维素纳米纤维(CNF))制造可射出成型的高植物性复合材料的研究也正在稳步推进。纤维素纳米纤维是将植物纤维微细化至纳米级后得到的材料。密度是钢铁的1/5,强度却是其5倍以上,既轻巧又牢固,热变形量也较小,仅为玻璃的约1/50。通过将其添加到树脂中,有望实现轻量、高强度、高植物性复合材料。
图3:添加了10%(质量比)纤维素纳米纤维的高密度聚乙烯(HDPE)发泡体。
密度为0.76。
京都大学生存圈研究所生物功能材料领域教授矢野浩之的研究室、与京都市产业技术研究所等组成的产官学合作共同研究小组,就是致力于这一研究的团体之一。通过“2007~2009年NEDO大学创业实用化研究开发事业”等,该研究小组已将制造纤维素纳米纤维以及以其为原料的高植物性复合材料纳上日程。并且还在利用微细发泡成型技术,进行使生物塑料进一步实现轻量化,并具备隔热性及绝缘性等的研发,力争制造出可用于汽车结构部件等的复合材料(图3)(作者:富冈恒宪,日经能源环境网 供稿)。
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面对生物降解塑料在国内“推而不广”的局面,中国塑协降解塑料专业委员会秘书长翁云宣坦言,成本高是一方面,但最根本原因还是政策支持力度的欠缺。
前景毋庸置疑
生物降解塑料对于公众来说并不陌生。早在2008年北京奥运会期间,组委会就使用了7种规格的全生物降解塑料袋500多万个,这些袋子仅经过一个多月的堆肥处理就能够被完全降解。
翁云宣告诉《中国科学报》记者,生物降解塑料既有传统塑料的功能和特性,又能在自然界微生物的作用下被降解,最终全部转化成二氧化碳、甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质等。
总而言之,生物降解塑料被认为是石油基塑料的理想替代品。在包装、电子、运输、纺织、医疗等方面的应用都具有巨大的潜力。
经测算,如果用生物分解塑料替代100万吨传统塑料,则可减少200万吨的石化资源;如果用生物基降解塑料替代100万吨原有通用塑料,则可减少二氧化碳排放量300万吨以上。 如今,生物降解已经成为塑料制品的最大卖点。据欧洲生物塑料协会统计,2010年全球生物塑料产量70万吨,2011年突破100万吨,预计到2015年全球产量将达到170万吨。
在我国,淀粉基塑料制品以及生物基材料加工设备也都开始出现供不应求的局面,热塑性淀粉和植物纤维模塑已经实现产业化,其他生物聚合物如尼龙、聚乙烯等也已有中试生产。
据中国塑协降解塑料专业委员会的统计,2011年我国生物基材料及降解制品总产量约45万吨,比2010年增长约30%。2011年产值3000万元以上企业超过40家,产值超过3亿元企业在5家以上,规模以上企业实现主营业务收入40亿元左右。
但成本高导致产品销量增加相对缓慢,投资者为此很难下决心来扩大原料生产规模,可当错过前期最佳规模放大时机后,又会面临市场和价格被其他规模企业垄断的风险。
就目前来看,我国在原材料生产技术上已经处于国际领先地位,然而开发的终端产品却仍然在低端市场徘徊。
翁云宣表示,目前国内从事降解塑料制品加工研究的力量尚显薄弱,大部分企业将关注的重点集中在材料合成上,而忽略了制品加工开发,一些制品在耐热、耐水及机械强度方面与传统塑料制品相差较远,而这一点恰恰是生物塑料能否大规模市场化的关键。
如今,欧洲是全球生物降解塑料的主要市场,其次是美国。预计到2018年,欧洲将占全球生物降解塑料市场收入份额的36.8%。而国外出台的一系列强制政策也在不同程度上推动了降解塑料产业的发展。虽然我国也有面上的鼓励政策,但是没有推动材料发展的具体细则出台,也没有专门有关强制推进某一领域发展的政策措施。
不仅如此,由于我国生物基材料发展时间短,许多产品尚没有标准和测试方法,而国外的标准和测试评价体系相对制定得较早,因此,在生物基含量、生物分解性能等方面,国内产品出口时往往碰到壁垒。
可以说,我国生物降解塑料产业仍是羽翼未丰,企业要想马上盈利还有困难,市场及消费者的接纳也需要有一定的过程,但环保事业终究还是需要政府来买单。
前不久,国务院出台《生物产业发展规划》(以下简称《规划》),《规划》指出将加快生物基材料、生物基化学品、新型发酵产品的产业化与推广应用,还将建立生物基产品的认证机制,研究制定生物基产品消费的市场鼓励政策以及农业原料对工业领域的配给制度。
在翁云宣看来,生物塑料这一新兴产业急需国家宏观调控的指导,《规划》的出台颇为及时,这将大大促进生物塑料行业的良性发展,他也期待下一步会有更具体的行业细则出台。
为鼓励和扶持一些企业的发展,翁云宣觉得,国家对于重点支持的生物降解塑料高新技术企业,自投产年度起,应免征所得税5年,5年后所得税调整至10%;企业利用废气、废水、废渣等废弃物为主要原料进行生产的,可在5年内减征或免征所得税。
另外,我国目前仍然没有对生物降解塑料给予产品海关编号,造成生物降解塑料进出口中没有对应的类别,只能填写其他类。对此,翁云宣建议,国家应设立单独的海关编码,将生物塑料的出口退税率调整至15%或更高。
当然,除了财政与税收的支持,翁云宣认为国家更应该出台政策,强制推进一些生物基材料制作一次性包装,如酒店客房用易耗品、民航飞机上使用制品、购物袋、有机生活垃圾袋等,继而打开国内市场大门。
自生物可降解塑料面世后,被广泛运用于生活中,不过近日在英国联合会再生塑料团体(BPFRG)向政府提出示警,将生物可降解塑料袋排除在购物袋征税范围之外对英国回收行业而言将是一个灾难。
BPFRG指出,AEA曾向威尔士议会政府提交一份关于一次性塑料袋的调查,该调查总结道:“生物可降解塑料袋被纳入爱尔兰塑料袋征税立法是因为这种塑料袋也是垃圾源头之一,在自然界中完全降解需要相当长的一段时间(几个月甚至几年)。”威尔士和爱尔兰都已将可降解塑料袋纳入征税法案。
BPFRG表示,对整个废弃物流而言,对生物可降解塑料袋所做出的妥协将会严重威胁到日用薄膜的回收。无论何种形式的生物可降解塑料,都不能与传统塑料一起进行回收,否则会导致灾难性后果。
BPFRG主张这两种废弃物流必须分开回收,但从表面来看,生物可降解塑料与传统塑料之间没有明显差别,公众极容易混淆。这将危及日用薄膜的回收,同时英国政府的2017年包装回收目标也将难以实现。
近年来,全球范围内生物技术和产业呈现加快发展的态势,主要发达国家和新兴经济体纷纷对发展生物产业作出部署,作为获取未来科技经济竞争优势的一个重要领域。我国推动生物技术研发和产业发展已有30多年的历史,“十一五”以来,国务院批准发布了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,一批生物科技重大基础设施相继建成。
为推进我国生物产业持续快速健康发展,国务院于1月6日正式下发《生物产业发展规划》(以下简称《规划》)。
对于塑料行业来说,这一规划对塑料行业的发展方向也是具有很大的指导意义。
生物规划出台助生物塑料行业良性发展
绿色观念引导生物基产业加快发展
《规划》指出:面向促进绿色、低碳和可持续发展,构建生物制造产业技术体系,组织实施生物基产品发展行动计划,加快推动生物基材料、生物基化学品、新型发酵产品的产业化与推广应用;组织实施生物工艺应用示范行动计划,大力推动绿色生物工艺在化工、轻纺、冶金及能源领域的应用示范,促进生物制造产业规模化发展。到2015年,生物制造产业年产值达到7500亿元,生物基产品和生物工艺对石油化工原料及传统化学工艺的替代取得重大进展,发酵产业的国际竞争力显著提高。
为实现一批重要生物基产品的非粮原料生产,形成年产百万吨级生物基材料、千万吨级生物基产品的生产能力的目标,《规划》规定了以下内容:非粮工业糖产业化示范:推进薯类、秸秆、工程玉米等生物质处理、酶解糖化等高品质规模化制备技术的研发与应用,建设非粮工业糖产业化示范线,形成非粮可发酵糖的规模化供应。生物基化学品产业化示范:推进微生物工程菌与热化学技术的产业化应用,建设化工醇、有机酸、生物烯烃及其衍生物等生物基化学品的规模化生产线,提高对石油化学品的经济竞争力。
生物基材料产业化示范:推进生物基材料生物聚合、化学聚合等技术的发展与应用,建设聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羟基烷酸(PHA)、生物基热熔胶、新型生物质纤维等生物塑料与生化纤维的产业化示范工程,推广应用生物基材料。
政策配套:建立生物基产品的认证机制,研究制定生物基产品消费的市场鼓励政策,研究农业原料对工业领域的配给制度。
生物塑料产业的发展呼唤规范的指导
生物基塑料的生产技术体系早已确立,随着相关材料和生产技术的发展,以及人们对不可再生资源的忧虑逐渐加深,生物基塑料的研发运用早已经提上日程。而生物基塑料的研发和应用已有近十年的历史。一些常见的塑料,如PP、PVC、PET和部分高性能聚合物(如聚酰胺和聚酯纤维)都正在逐渐被生物基塑料完全或部分地替代。这些生物基塑料使用可再生的原材料,通常为糖或淀粉,还有一些来自食物或木材加工过程中得到的可再生材料。
从技术层面来看,有90%以石油或天然气为原材料的塑料完全可以被生物基塑料所替代,但替代速度的快慢将取决于多种因素。
首先,生物塑料价格比用石油产品制成的普通聚合物贵1-3倍,阻碍了这类材料的迅速普及。
其次,生物塑料和生物燃料一样可能会与人争粮。生物燃料来源于玉米、小麦等粮食作物,会带动世界粮食价格上涨。以玉米等为原料的生物塑料也可能导致同样的问题。
再次,现在石油的价格还比较便宜,而生物基塑料的生产成本相对较高,生产能力也较为有限。所以在最近几年里,生物基塑料还不可能完全替代石油基塑料。
在这一背景下,为了引导绿色、高新科技产业的健康发展,规范的出台就显得颇为及时。
《规划》的出台将大大促进行业良性发展
生物塑料这一产业的良性发展需要市场的自然作用。但作为一大新兴产业,生物塑料产业的健康发展更需要宏观调控的指导。
《规划》出台,将促进产业结构布局更加合理。生物产业重点领域实现全面发展,新业态健康成长,重点区域实现特色发展、错位发展,产业结构得到优化。培育一批具有国际竞争力的龙头企业和富有创新活力的中小企业,形成一批具有自身特色与国际影响力的产业集群和优势产业链。
同时,创新能力明显增强。具有国际先进水平的产业技术创新体系基本形成,主要企业的研发投入占销售额比重明显提高,获得突破的关键核心技术大幅增多,境外授权专利数量显著增加,一批具有自主知识产权的创新产品得到广泛应用。
再次,社会效益加快显现。生物技术和生物产品得到广泛应用,生物产业对改善人口健康、保障粮食和能源安全、促进绿色增长、改善生态环境和增加就业机会等方面的作用明显提升。
行业协会:中国石油和化工联合会、上海市化工行业协会等
刊物杂志:《中国化工信息周刊》、《中国化工报》、《中国石油和化工经济分析》、《上海化工》等
新媒体:中化新网 等
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