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近年来，随着限塑令的实施，生物可降解塑料成为热门吸金地。怎样使其成为解决塑料污染的良策？PHA、PBAT、PLA等不同种类的生物可降解塑料未来将呈现怎样的发展趋势？5月15—18日，由中国化工信息中心主办的“2023制浆造纸工业和生物降解材料展览会暨纸基材料与食品纸包装展览会、水处理化学品技术及应用展览会”（PAPER CHAIN+BDM EXPO）在昆山举办。 5月16日，展会同期举办的“BDM生物降解塑料产品与技术应用论坛”上，来自生物降解塑料领域的大咖们对上述话题进行了解读。  总产能达170万吨，三大领域需求看好  翟秀皊 山东隆众信息技术有限公司降解材料分析师翟秀皊指出，2022年降解行业总产能在170万吨左右，国内产能128.42万吨，在全球总产能中占比76%，国外产能39.5万吨，在全球总产能中占比24%。国内外较成熟的产品以PBAT、PLA为主，其次是PBS。 降解行业主战场在中国，PBAT产能82.6万吨，占比高达63.4%，PLA产能在20万吨，占比在15.3%。 2022年国内降解塑料产量约24万吨左右。其中PBAT产量最高，在15万~16万吨，占总产量的69%左右；其次是PLA，占比在25.4%。未来PBAT发展应走降解、低成本、转换路线 ，PLA应走降解、低碳、环保、产品多元化路线。 预计2026年中国降解行业产能将达到近700万吨，产量近160万吨。目前限塑政策推动不明显，预计2023年降解行业处于一个逐渐恢复的状态，下游对降解快递袋、降解编织袋、降解地膜需求看好。 从中长期来看，降解产品更加多元化，应用领域更加广泛，随着环保政策的进一步推进，同时由“双碳”目标的引导，后期降解塑料行业存向好发展预期。  陈礼平 安徽丰原生物技术股份有限公司董事长陈礼平介绍了丰原在生物可降解材料领域的发展情况。丰原集团经过20多年研发，在聚乳酸核心技术及下游应用方面的持续改进，现已全面掌握了从玉米（或秸秆）到乳酸，再到聚乳酸的发酵、提取、聚合技术及下游聚乳酸纤维和聚乳酸塑料制品的全产业链生产技术；同时已攻克生物基聚氨酯和生物基聚碳酸酯技术。 通过对淀粉质原料生产聚乳酸技术的创新升级，聚乳酸生产成本大幅降低。同时丰原集团已成功攻克了利用秸秆纤维素生产聚乳酸的技术，约2.5吨秸秆生产1吨混合糖+1.5吨高黄腐酸含量有机肥，该高效有机肥既是植物生长剂，又是土壤改良剂，同时还能够提升作物的品质。目前丰原已拥有国内首条生产线5条，分别是： 3万吨/年发酵苹果酸项目; 1.5万吨/年秸秆制糖项目；300吨/年赖氨酸异氰酸酯项目；10万吨/年聚乳酸多元醇项目；3万吨/年生物基聚氨酯项目；1万吨/年生物基碳酸酯项目；1万吨/年生物基聚碳酸酯项目；5万吨/年生物基碳酸酯多元醇项目；6万吨/年丙交酯与碳酸酯共聚物项目。 已拥有国内首条生产线5条，分别是： 50万吨/年乳酸、30万吨/年聚乳酸项目；10万吨/年生物基多元醇项目；3万吨/年聚乳酸纤维项目；5000吨/年D-乳酸、3000吨/年聚D-乳酸项目；2万吨/年聚乳酸片材项目。 邮政、快递、电商行业一次性PP塑料编织袋使用量大，另外在市政工程、道路、园林乃至土石方工程施工中PP防尘网使用量大，环境污染严重，目前尚无理想的替代产品，而国家禁塑令对物流快递业的包装物要求是2025年全面淘汰传统塑料编织袋。江苏科技大学教授邹俊团队研发了一款基于淀粉基全生物降解材料的可堆肥编织袋，该材料主要由PLA（聚乳酸）、PBAT(聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯）、淀粉主成分组成。通过改性造粒，拉丝收卷，得到可堆肥的生物降解扁平丝，再将生物降解扁平丝分布在圆织机上，编织成所需款式的可堆肥生物降解编织袋。该编织袋在自然界微生物的作用下堆肥降解，并最终完全变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O），低碳环保，该产品解决了邮政快递行业和土建工程问题的技术难题。 攻克PHA市场化难题 聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种微生物体内的胞内聚酯，可作为微生物的碳源和能源的贮藏性物质。具有优秀的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等性能。  曹铭楷 北京微构工厂生物技术有限公司创新中心副总监曹铭楷指出，PHA超过150种类型，当前共有4种类型PHA实现产业化： PHBV，两种单体共聚：3HB（3-羟基丁酸）3HV（3-羟基戊酸） PHBHHx，两种单体共聚：3HB（3-羟基丁酸）3HHx（3-羟基己酸） P3HB4HB，两种单体共聚：3HB（3-羟基丁酸）4HB（4-羟基丁酸） PHB，一种单体均聚：3HB（3-羟基丁酸） 可以通过调节单体比例调节各项性能。 PHA的阻隔性较好，可以媲美传统塑料材料。在一些需要高阻隔性的应用方向，添加部分PHA可能满足阻隔性要求，比如地膜、咖啡胶囊、饮料包装、化妆品包装、食品包装、药品包装等。此外，与其他材料互补，PHA能够获得更优秀的性能：例如，与PLA共混，可提升水汽阻隔性能；与PLA共混，可提升纤维耐热性和柔韧性；与PBAT共混，可调节地膜产品降解速度。 成本是制约全新材料PHA 规模化市场应用的瓶颈，迫切需要发展全新生物制造技术，使PHA能与石油基材料（传统塑料）竞争。  在此背景下，下一代工业生物技术（NGIB）应运而生。可以利用极端微生物，为无灭菌规模化量产打下基础。依托包括PHA在内的合成生物学产品，微构工场在医疗医药领域、化妆美容领域、衣物纺织品领域、可降解材料领域进行了广泛的布局。 高端应用场景：医疗器械关键元件、人体植入材料（神经导管、人工食管、医用微球 等）。 中端应用场景：3D打印材料、抑菌性纤维纺织品、隐形眼镜、美容化妆品。 日常应用场景：可降解材料（一次性餐盒、生物塑料吸管、包装袋），及其他膜袋类应用。 2022年10月，微构工场位于北京的PHA智能示范线建成并试产成功，开始向市场稳定供应PHA原料产品，包括PHB和P34HB。 2022年11月，微构工场完成了万吨级产线的前期生产工艺验证，首批PHA产品问世，并为万吨产线建设和大规模量产铺平了道路。 微构工场与安琪酵母进行战略合作，设立湖北微琪生物科技有限公司。项目位于湖北省宜昌市猇亭工业区，按当前全球在建PHA产能预估，该项目建成后，将成为应用了“下一代工业生物技术”的，全球最大的的PHA产线。 “可降解”需要特定条件  中国科学院海洋研究所研究员孙超岷认为，对于生物可降解塑，多数人可能会认为其丢弃后就会像水果一样很快消失得无影无踪。但事实上，很多生物可降解材料必须在阳光和高温的作用下才能发生降解反应。根据研究，生物可降解塑料的结构使其难以在水中漂浮，并且在50℃以上的高温下才会开始分解。这也意味着，除了特殊的工业处理手段之外，一般的陆地环境和海洋环境都不能使其分解。此外，这种材料的降解还需要一定的光照，填埋也很难成为合适的处理方式。可降解塑料在没有专门分类与专业的回收处理的降解环境下，与普通传统塑料带来的危害无太大差别。 全降解也不意味着完全降解，国标关于完全降解塑料的相对生物分解率在90%以上时，就可以被称为“全降解”。未经处理的可降解塑料不能解决海洋塑料污染问题。 孙超岷介绍了海洋微生物及酶介导的塑料高效解聚关键技术。  张松臣 中国石油化工循环经济研究院院长张松臣指出，中国《“十四五”生物经济发展规划》的出台将促进生物基化工品行业的发展提速。截至2022年，部分生物基的化工品已经形成了一定的市场规模，乙醇、乳酸、1,3-丙二醇等生物基化学品都已成功实现了商业化并在对应市场中发挥重要作用。 在推动“碳达峰和碳中和”的过程中，生物基路线制备化工产品是重要的“减碳”手段，更是二氧化碳循环利用的重要途径。预计在未来10年的时间里，将有20%以上的传统化石基化工产品被生物基化工品取代，截止2020年，该替代率只有不到5%。中国作为全球最大化工产品生产国和消费国，未来10年生物基化工品的市场空间巨大，预计中国将有千亿美元市场规模的生物基化工品对传统化石基路线的产品进行替代。  张华 全国化工节能（减排）中心秘书长张华指出，塑料废物管理是当前世界面临的重要环境问题之一，厘清塑料包装代谢机理，识别材料回收替代路径，是推动绿色低碳包装、控制环境泄漏率的一个基础性科学问题。塑料加工行业碳排放集中在树脂原料生产和塑料制造阶段，主要来自于净购入电力和热力产生的碳排放。其中树脂原料生产阶段产生的碳排放可占总排放的60%~70%，塑料制造阶段占15%~30%。 塑料行业是我国高碳排放行业之一，目前塑料加工全行业应对塑料污染的全链条治理能力相对不强，塑料产品全生命周期碳排放高，行业绿色发展受到制约。从塑料制品生产、流通、消费到回收利用、末端处置全链条治理体系不够健全，塑料废弃物分类收集处理力度相对不强，资源化利用水平较低。张华建议塑料加工企业可建立温室气体管理体系，有助于企业摸清碳排放现状，有针对性的降低企业或产品的碳排放水平；提高资源化利用水平，塑料废弃物分类收集处理力度。 论坛上，中国农业科学研究院农业环境与可持续发展研究所研究员刘家磊对《CSTM生物降解地膜团体标准》进行了解读，并举行了参编单位授牌仪式。展览会期间中国工程院院士、石河子大学教授陈学庚，俄罗斯自然科学院院士、杭州市化工研究院院长姚献平，江苏省造纸行业协会副会长李卫等重要学者、专家和业内优秀企业家代表出席开幕式，在主办方中国化工信息中心副总经理高燕女士的陪同下，与会嘉宾共同参观了安徽丰原、微构工场、山西华阳、常州百利基等优秀企业展台。 |
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