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专题论述

PLA产能是否会爆发?丙交酯产能和技术是胜负手!

发布时间:2022/6/15 10:21:16 来源:TK生物基材料

全球限塑政策加码,PLA迎来爆发周期。2022年3月,175个国家代表在内罗毕联合国环境大会达成协议,签订在2024年底前结束塑料污染,该协议具有国际法律约束力。而在此之前,全球各国政府已开始持续对限塑政策加码,其中,中国和欧盟已将“限塑令”升级为“禁塑令”。2020年中国公布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,对一次性塑料禁用明确规定了实施品类、任务、地区、以及时间。目前该法令已进入第二阶段。

在各国政策力度加大的环境下,可降解塑料迎来爆发周期,而PLA 是当中最具发展潜力的材料,未来需求空间最为广阔。

PLA(polylactic acid)也称为聚乳酸,聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料,是生物基生物降解塑料的代表之一。

PLA的原料来源:聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提炼的淀粉原料制成。

淀粉原料经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸,其聚合链条如下。

淀粉---(提炼)--->葡萄糖---(发酵)--->乳酸---(环化)--->丙交酯---(聚合)--->PLA

至于葡萄糖的获得,传统的工艺:

一代工艺的原料是玉米、小麦等粮食农作物,其实还有南瓜、红薯、芋头、马铃薯、土豆等都是淀粉高含量的粮食农作物。

二代工艺的原料则为甘蔗、木薯、甜高粱等非粮农作物,对这些淀粉类植物进行提取和发酵,也可以制取乳酸。

三代工艺的原料是秸秆等农业废弃物,秸秆中含有大量淀粉, 玉米秸秆和小麦秸秆含糖量较高。

聚乳酸是如何合成的?

聚乳酸是以乳酸或乳酸的二聚体丙交酯为单体,通过聚合的方式得到的高分子聚酯型新材料。乳酸是一种手性分子,具有两种旋光异构体,分别为左旋的 L-乳酸和右旋的 D-乳酸。目前乳酸纯度是影响聚乳酸产物性质的关键环节之一。目前制备聚乳酸的方法分为一步法和两步法,即丙交酯开环聚合法和直接缩聚法。

聚乳酸的产业化程度以及技术难点如何?

PLA目前是产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物基可降解材料。合成手段包括原料反应、化学过程、物理过程三大阶段。工业上采用的主要是开环聚合法,产业链技术难点在于丙交酯的合成和纯化。

PLA工艺路线图

国内限塑政策持续推进,预计到2025年PLA市场需求达208万吨。根据《关于进一步加强塑料污染治理的意见》政策中的实施任务,结合行业扩产进度,到2025年我国可降解塑料需求量约411万吨,其中聚乳酸市场需求达208万吨,CAGR(22E-25E)有望达72.8%。

短期政策红利刺激PLA第一波扩产,丙交酯产能和技术是胜负手。据上海申银万国证券研究所有限公司研究员分析,在禁塑背景下,市场加速聚乳酸产能扩建,预计未来3-5年国内新增产能约252万吨。另一方面,目前国内聚乳酸扩产受限于丙交酯产能紧缺,截至2022年1月,国内仅拥有15万吨/年的丙交酯产能。

面对未来聚乳酸产能大规模扩张,丙交酯产能缺口较大。因此,未来3年内具备丙交酯生产能力的企业或成为市场“最大赢家”。

长期PLA大宗需求取决于降本程度,高端需求取决于聚乳酸改性等研发能力。长期来看,PLA 的需求将会回归市场驱动,成本控制决定大宗应用替代率,一体化扩产能有效解决原材料稳定供应和制造成本控制。经测算一体化产能下,聚乳酸的完全成本最低可降至1.3万元/吨,若能将生产乳酸的原材料替换为秸秆,成本仍有下降空间。PLA 经过改性可延展到生物医药等高端应用领域,随着改性技术积累,未来高端应用场景也将得到拓展。

推荐关注PLA产业链一体化的龙头厂商,PLA产能布局较快和拥有丙交酯技术和产能厂商以及PLA垂直改性龙头。中短期行业逻辑强,公司已拥有大规模聚乳酸产能和丙交酯技术的企业有望成为该阶段胜者。但从长期来看,市场将会重回成本和创新驱动,行业竞争加剧,具备全产业链布局、能够将有望降价提市占率。




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