2022年中国可降解材料市场研究报告.pdf

中国可降解材料市场研究报告2022.4 iResearch Inc.22022.4 iResearch I摘要深思：长远来看，可降解塑料产业发展面临不确定性：一，可降解塑料的成本高于传统塑料，靠政策驱动的市场可持续性存在风险，产品的推广最终取决于产业降本提效的空间；二，国内掌握生物降解塑料技术的企业不多，而且在关键环节与国外企业相比仍有较大差异，若后续技术无法突破，存在产能无法按时释放的风险；三，多数可降解塑料的降解基于工业堆肥集中处理或特定的温度、湿度、菌类等条件，而实际在使用后，能否有效地收集可降解塑料并满足降解的环境条件还有待验证。背景：新材料是现代科技发展之本，可降解塑料是新兴的塑料新材料。随着全球对改善环境的诉求越来越强烈，使用生物降解塑料被认为是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解决方案。着眼于中国的双碳战略目标，生物基生物降解塑料全生命周期排放的温室气体总量较低。在此背景下，本报告深入研究可降解塑料行业现状。现状：从性能上看，PLA、PBAT、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料，为替代不可降解塑料创造了条件；从技术上看，PLA生产的中间原料丙交酯技术难以完全突破，限制产能释放，而PBAT国内生产工艺不受限于国外，产能快速扩张；从应用上看，可降解塑料主要应用在餐饮、医疗和农业等领域。根据艾瑞测算，至2025年，外卖包装、农膜和医疗领域将会释放可降解塑料需求494.8亿元、72.7亿元和0.172亿元。SMS来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。3综述：可降解材料的背景及现状1探究：可降解材料的应用2深观：可降解材料的困境3展望：可降解材料的发展趋势4附录542022.4 iResearch I现代科技的三大支柱新材料/新能源/信息化来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。人类用于制造物品、器件、构件、机器等物品的物质。新能源新材料结构材料：新型陶瓷材料，非晶态合金等。功能材料：新金属材料，精细陶瓷和光纤等等。以现代通信、网络、数据库技术为基础，对所研究对象各要素汇总至数据库，促进信息交流和知识共享。信息化传统形态向新形态过渡市场空间大：全球范围内积极发展，国家重点铺设，是国际间重点竞争领域。从原有产业链扩展为更细分领域的产业链，在科研人员和经费大量投入后，从产业引导转变为创新引导的思路。增量共性：行业本质：快速发展、超高回报、有很强的确定性。行业共性新材料是人类赖以生存和发展的物质基础新能源是人类生产生活的核心动能信息化是人类交互沟通的必要连接Eg.Eg.化石能源储备下降；环境污染；新型能源需求提升。太阳能、风能、生物质能和核聚变能等出现。能源定义材料定义可产生各种热量或可做功的物质。52022.4 iResearch I环保全生命周期评价体系来源：Plastic Soup Foundation；The Conversation Trust；Forbes；艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。原料开采生产制造运输物流使用维护回收利用废物处理原料能源使用排放物复用产品环保周期全生命评价体系示意图 评价环保材料并不仅在材料的使用阶段，应该涉及材料本身的全生命周期中。包括从原料开采、生产制造、运输物流、使用维护、回收利用及废物处理全流程中是否能够尽量减少对于大环境的污染，减少能源使用等。原料的来源和使用真正符合合理、绿色的资源消耗；制造环节中可以利用技术生产出友好于环境、人类的无污染产品；运输和使用的过程中材料符合生态健康、人类健康，以及最后环节的回收再利用和废物处理做到真正的回到自然中去良性循环，实现真正的全生命周期体系，切实解决白色污染问题。从全生命周期从“流入”到“流出”看材料的循环可降解材料对于本报告涉及的可降解材料作为环保材料中的重要组成，同样应评价其在生命周期是否可以做到环保且可绿色循环白色污染中59%来自包装和农膜塑料制品，而这类用途的塑料一次性、难回收的特点不适合塑料再生利用，唯有可降解塑料可以根本性解决白色污染问题。研究其从原料采集到制作、利用和回收循环利用具有重要意义。62022.4 iResearch I百年难解的白色恐怖-塑料 未被回收处理的塑料袋、塑料瓶和塑料包装等各种塑料制品在被人类遗弃在陆地上或抛入海洋中后，将不可避免地对自然环境及野生动物生存造成严重损害。塑料制品被遗弃后在自然界中逐渐变得易碎并开始缓慢分解，这是由于太阳光照射、氧化、物理摩擦或动物啃食造成的。对不可降解塑料而言，其分解过程将永远持续进行。塑料碎片的尺寸因不断分解而变得非常细小，最终成为微塑料形态。微塑料物质无法降解。由于其尺寸极为细小，因此可能随着天气变化、动物啃食等原因发散至大自然的各个角落，即进入到水资源、土壤甚至飘散至空气中，在对自然环境造成直接污染的同时也会因野生动物及鱼类的摄入而影响动物的生存。科学研究证明深海鱼类的消化系统中发现有微塑料物质，而消化系统中的微塑料可能移动至肌肉组织中。一些体内存有微塑料物质的鱼类是常见的商业化渔捕对象，鱼类肌肉组织中的微塑料可能会被人类最终摄入体内。因此不可降解塑料制品不但对自然环境造成严重污染，还会以食物链移动的形式转而危害人类健康。来源：Plastic Soup Foundation；The Conversation Trust；Forbes；艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。海平面线漂浮在海洋表面的微塑料悬浮在海洋中的微塑料沉积在海底的微塑料海鸟直接或间接从海洋中食入微塑料物质进入体内海洋浮游生物沉积在海滩上的微塑料海参类动物双壳类动物甲壳纲动物上层、中层及底栖鱼类水生哺乳动物被人类遗弃的塑料制品进入海洋后不断分解，最终形成微塑料，通过直接或间接的方式被不同海洋生物摄入体内。依赖海洋生存的海鸟也会在猎取食物的过程中受到微塑料的影响。人类渔业活动中捕捞的大部分海产品均有可能受到微塑料的侵害，最终进入人体危害身体健康。微塑料对海洋生物的危害示意图捕捞受污染的水产品最终影响人类身体健康无法降解的塑料制品分解为微塑料侵害动物和人类健康72022.4 iResearch I可降解塑料取代普通塑料制品来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。普通塑料白色污染可降解塑料替换原有塑料制品可降解条件是否能达到？全产业链布局技术壁垒成本与价格因素推广困境应用程度政策推动消费文化转变海外需求国家产能聚集需求潜在问题材料是人类生产生活的物质基础，是直接推动社会发展的动力。可降解作为三大支柱中新材料方向之一，不论是在日常生活中，还是医疗、农业领域都有广泛且良性循环的利用，研究其产生原理、应用方向、发展困境和未来趋势成为至关重要的方向。可降解塑料取代普通塑料制品示意图82022.4 iResearch I可降解材料产业链概况来源：专家访谈、艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。可降解材料产业链示意图上游原材料中游可降解材料制成品下游应用领域淀粉葡萄糖丙交酯PLA聚乳酸AAPTABDOPBAT聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯淀粉葡萄糖脂肪酸PHA聚羟基脂肪酸酯餐具化纤膜袋农用地膜医疗器械移植物餐饮服装农业包装医疗3D打印涂料建筑电子生物当前市场上应用最广的可降解材料是PLA和PBAT，其性价比相较于其他可降解材料具有显著优势，而PHA因其突出的生物溶解性能在医疗市场上具有不可替代的作用，下面主要围绕这三种材料进行介绍。92022.4 iResearch I常用可降解材料的性能对比 淀粉基塑料机械性质较差且透明度低，是综合性能最低的可降解材料。PLA（聚乳酸）、PHA（聚羟基脂肪酸酯）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯）等后发展的可生物降解塑料性能比淀粉基塑料更好。对不同的下游应用（膜、塑料袋、杯具等），要综合考量不同材料的耐热性、机械和加工性能。其中，模量对于材料的软硬影响较大。从制作硬质产品的需求出发，PLA具备较高的硬度和高透明性，是理想的透明容器、管材制造原料，但耐水解性能不佳；从制造软质产品的角度，PBAT兼具PBA（聚己二酸丁二醇酯）和PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）的特性，性能接近传统石油基塑料，具备较好的延展性和断裂伸长率，成膜性能突出，PBS与其性能接近。PHA具备良好的降解能力，不要求工业堆肥等苛刻条件。综合来看，PBAT、PLA等的性能与普通的日用消费级塑料已经比较接近。来源：和晓楠降解塑料的发展现状分析，聚合物物性表，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。注释：Tg指玻璃化温度，Tm指熔解温度。常用可降解材料的性能对比PLAPHAPBSPBAT淀粉基塑料耐热性能较高高高高较低成膜性能差较好较好良好较好硬度高低较低低较低力学强度较高高高高适中耐水解性能低高高高适中透明性高低低低低生物相容性好好好好好淀粉基塑料综合性能最低，生物降解塑料性能接近普通塑料常用可降解材料耐热性、机械性能和加工性能的比较材料TgTm拉伸强度 杨氏模量 断裂伸长率 抗弯强度 抗弯模量（）（）（MPa）（GPa）（%）（MPa）（GPa）PLA57-58140-152532.45923.4PHA475-18020-651-1040-1000PBS-3011431680350.63PBAT-30110-120200.089003.10.08102022.4 iResearch I目可降解环境条件来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。注释：目前国内可降解材料主要采用工业化堆肥方式。水降解淡水环境降解海洋环境降解土降解土壤降解工业化堆肥庭院堆肥污泥厌氧消化降解高固态厌氧消化降解光降解工业化堆肥庭院堆肥海洋环境降解降解时间1-6个月降解条件50-60C高温保持一定温度特定菌种发酵降解时间1-12个月降解条件温度：255C保持一定温度降解时间1-2年降解条件高盐低温、流动性强降解环境示意图可降解材料并不能在自然界中形成天然闭环，只有满足一定的环境条件才能完全降解。根据外部环境因素进行区分，降解方式主要包括水降解、土降解和光降解，不同方式下的降解时间和条件不同，目前大多数可降解材料需要满足堆肥条件。112022.4 iResearch I生物降解材料降解环境现状分析来源：绿色和平破解“可降解塑料”:定义、生产、应用和处置，中国统计年鉴2021，艾瑞咨询研究院根据公开信息整理绘制。材料降解方式及速率PLA工业堆肥条件（58C以上，有氧菌群）：58 天降解率 84%厌氧堆肥条件（58C，60%湿度）：30 天降解率 60%PBS厌氧堆肥条件（58-65C，50-55%湿度）：160 天降解率 90%PBAT湿度足够土壤条件下：5个月可完全降解模拟海水条件（253）：约30-60天可完全降解淀粉基塑料厌氧堆肥条件（58C）：90 天降解率 85%厌氧堆肥条件（23C，55%湿度）：72 天降解率 26.9%土壤环境中（20C，60%湿度）：110 天降解率 14.2%PHA土壤环境中（35 C）：60天降解率 35%（在自然环境条件下即可降解，且降解时间可控）鉴于原料、结构的不同，在不同的环境条件下不同的生物降解材料降解方式及速率存在差异，这影响环保全生命周期的循环实现及长短，进而影响未来不同材料的使用前景。根据有关研究显示，目前市售的一次性生物可降解塑料产品中83%是可堆肥降解塑料，需要在工业堆肥条件下进行降解，例如PLA、PBS等无法在自然条件下实现快速降解。但目前我国可降解材料处于起步阶段，堆肥厂等后端处理设施未普及，处理方式仍以填埋和焚烧为主，未实现有效循环。根据中国统计年鉴2021，2020年我国城市垃圾清运和处理采取卫生填埋、焚烧、其他三种方式，采取其他方式进行无害化处理的厂数有180座（14.0%），其他方式处理量占比约4.6%，可见我国堆肥处理能力低于4.6%。家庭堆肥可分散垃圾处理压力，但其相较于工业化堆肥，规模小、温度低，工业可堆肥降解塑料在家庭堆肥中不能保证降解。且具有空间需求，在较早鼓励家庭堆肥的德国，家庭堆肥多在私人花园进行，政府部门也对家庭堆肥最小面积作出要求，这在中国城市是难以大范围推广的。家庭堆肥亦存在卫生管理、堆肥原料选择等技术要求。不管是工业堆肥还是家庭堆肥，都需在降解前做好有效的分类，这对居民个人的相关知识储备、认知水平及社会有效的垃圾分类回收系统提出要求，目前我国这两项都有待改善。综上，生物降解材料的后端处理问题将阻碍其未来大范围推广，使得全生命周期循环效率低甚至无法实现。不同材料降解方式及速率对比122022.4 iResearch I可降解材料的技术发展现状PLA原料丙交酯进口依赖度高，PBAT技术突破推动产能释放PLA与PBAT这两种可降解塑料的相关技术目前已经被部分国家所突破，为大规模投产和应用奠定了初步的技术基础。PLA生产壁垒高，主流合成路线丙交酯开环聚合法目前只有美国Natureworks，荷兰Corbion和浙江海正三家企业突破，但浙江海正尚不具备丙交酯的产能，因而国内PLA生产的中间原料长期依赖进口，丙交酯技术难以完全突破限制产能释放。PBAT最为成熟的技术是德国BASF，国内研究机构及企业自主研发也是技术扩散的主要动力，目前国内生产工艺不受限于国外，甚至处于领先地位，因此产能得以快速扩张。但未来原料供应可能出现紧缺，企业控制成本的能力面临考验。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。萌芽期过热期低谷期复苏期成熟期萌芽期过热期低谷期复苏期成熟期国外处于成熟阶段：Natureworks的生产工艺成熟，年产能16万吨，远超国内企业。Corbion打通全产业链，在全球各地投产，供应乳酸及其衍生物、丙交酯和聚乳酸。中国处于起步阶段：丙交酯技术未能完全突破，企业迫切应对进口替代。例如金丹科技与高校合作研究丙交酯合成技术，丰原集团与格拉特公司合作，打通全产业链。国外：2000年前已开始工业化生产，德国BASF生产工艺发展最早且相对成熟。国外产能最大的企业是意大利Novamont（10万吨/年）和德国BASF（7.4万吨/年）。中国：高校和研究机构在2000年左右开始研究PBAT工业化，中科院率先突破。目前国内技术来源于BASF研发授权、科研院所研发授权和企业自主研发，技术基础雄厚。PLAPBATPLA的技术曲线PBAT的技术曲线时期时期期望期望132022.4 iResearch I从“限塑令”到“禁塑令”来源:国家发展和改革委员会官网，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。政策对塑料污染的治理力度逐步加强政策分类具体内容分析解读2007年12月国务院办公厅发布国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知限塑令从2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋。自2008年6月1日起，在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度，一律不得免费提供塑料购物袋。该文件被称为“限塑令”，是我国首次发布明确文件限制塑料使用，效果卓著，不仅改变了塑料袋市场的供求关系，也悄然改变了民众的环保意识。2020年1月国家发展和改革委员会发布了关于进一步加强塑料污染治理的意见禁塑令1.有序禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用，积极推广替代产品，规范塑料废弃物回收利用。2.禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。（1）到2020年底，直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所以及餐饮打包外卖服务和各类展会活动，禁止使用不可降解塑料袋。（2）一次性塑料餐具。到2020年底，全国范围餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管；地级以上城市建成区、景区景点的餐饮堂食服务，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到2022年底，县城建成区、景区景点餐饮堂食服务，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到2025年，地级以上城市餐饮外卖领域不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降30%。关于进一步加强塑料污染治理的意见是“限塑令”向“禁塑令”转变的明确标志，也是大规模整顿塑料行业的开始，餐饮行业最先受到冲击。不同于“限塑令”中附加的收费条件，该文件中直接禁止了不可降解一次性塑料吸管的使用，2020年底不可降解塑料习惯面临全面淘汰，餐饮商家必须找到合适的替代品，而因此面对的成本提升问题并未得到解决。政策限制路径由不可降解吸管不可降解一次性餐具，逐步传导到整个餐饮行业，外卖行业很可能在之后的政策中受到更多限制。142022.4 iResearch I从“限塑令”到“禁塑令”政策对塑料污染的治理力度逐步加强政策分类具体内容分析解读2020年4月国家发展和改革委员会发布禁止、限制生产、销售和使用的塑料制品目录(征求意见稿)禁、限塑令一.禁止生产、销售的塑料制品1.厚度小于0.025毫米的超薄塑料购物袋。2.厚度小于0.01毫米的聚乙烯农用地膜。3.以医疗废物为原料制造的塑料制品。4.一次性发泡塑料餐具，用泡沫塑料制成的一次性塑料餐具。5.一次性塑料棉签，以不可降解塑料棒为基材制造的一次性棉签。不包括相关医疗器械。二.禁止、限制使用的塑料制品1.不可降解塑料袋，用于盛装及携提物品的不可降解塑料购物袋。2.不可降解一次性塑料餐具，餐饮服务中使用的不可降解一次性塑料餐盒（含盖）、碗（含盖）、杯（含盖）、盘、碟、刀、叉、勺等。到2020年底和2022年底，禁止使用不可降解一次性塑料餐具的要求不包括餐饮打包外卖服务。继1月发布”禁塑令“之后明确了禁止使用、销售的塑料制品目录，制定了具体细则并将限制塑料的范围从餐饮扩大到了农业、医疗行业。政策循序渐进，并没有一次性禁止全行业的塑料使用，而是先限制使用频率最高、重要性相对更弱的塑料制品。外卖服务市场的不可降解一次性塑料制品尚未明确规定禁止使用。2020年7月国家发展和改革委员会发布了关于扎实推进塑料污染治理工作的通知禁塑令加强对零售餐饮等领域禁限塑的监督管理。各地商务、市场监管部门要按照当地政府部署要求，推动集贸市场建立购物袋集中购销制度。各地文化和旅游等部门要按照当地政府部署要求，加强景区景点餐饮服务禁限塑的监督管理。各地要结合实际，明确餐饮行业禁限塑的具体监管部门并加强监督管理，引导督促相关企业做好产品替代并按照意见规定期限停止使用一次性塑料吸管和一次性塑料餐具。继续发布文件强调对餐饮零售行业禁塑的管理，特别提出将景区餐饮行业一并纳入管理限制范围，说明此次禁塑令势必在全国范围内推广实行，政策上不允许“灰色地带“明确各地具体监管部门结合实际监督管理，不同省份和地区可能存在差异，但意见中明确的塑料吸管和餐具禁止使用势在必行。来源:国家发展和改革委员会官网，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。152022.4 iResearch I“禁塑令”以来吸管的变化PP塑料吸管纸吸管PLA吸管以23-24cm长度的吸管为例，传统PP的报价是0.05元/根，纸吸管是0.1元/根，PLA是0.2元/根。在用户体验感上：塑料吸管PLA吸管纸吸管，主要考虑触感和异味；在耐高温性能上：塑料吸管纸吸管PLA吸管，大部分PLA吸管无法耐受高温；在耐水性能上：塑料吸管PLA吸管纸吸管，纸吸管软化严重。可降解：塑料吸管不可降解；纸吸管、PLA吸管均可以降解；碳排放：PLA吸管传统塑料吸管，制造1公斤PP塑料约排放2公斤二氧化碳，制造一公斤PLA约排放1.8公斤二氧化碳；原材料：PLA的原材料为可再生的淀粉，PP吸管以不可再生资源石油为原材料。根据关于进一步加强塑料污染治理的意见，到2020年底，全国范围餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管，商家由此开始广泛使用纸吸管，但消费者普遍反映纸吸管体验感差的问题，尤其在耐水性上并不适用于饮品行业。可降解、性能好的PLA吸管能够最大程度上满足政策和消费者的需求，成为越来越多的商家的选择。饮品巨头星巴克推出了独具特色的由PLA和咖啡渣制成的可生物降解吸管“渣渣管”，率先执行了政策的要求。来源:艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。成本使用感/性能环保节能16综述：可降解材料的背景及现状1探究：可降解材料的应用2深观：可降解材料的困境3展望：可降解材料的发展趋势4附录5172022.4 iResearch I可降解材料的应用概况主要应用于餐饮外卖、生物医疗、农业等 政策出台推动可降解材料在下游的应用：在餐饮领域，全国范围禁止使用不可降解一次性塑料吸管，限制不可降解一次性塑料餐具的使用；在农业领域，禁止生产和销售厚度小于0.01毫米的聚乙烯农用地膜，鼓励研发生产使用生物降解薄膜；在医疗领域，重点发展全降解血管支架等高值医疗器械。性能改良推动可降解材料在下游的应用：PLA具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外的能力，因此可用于医用绷带、一次性手术衣、医疗固定装置、室外装置物等方面；PBAT因其良好的延展性和断裂伸长率而具有较好的成膜性，易于吹膜，在包装领域和农业领域应用广泛，已用于一次性餐具、超市购物袋和地膜等。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。其它纺织品、电子产品、汽车和运输等农业农膜生物医疗植入式矫形器械、冠脉支架、一次性制品等餐饮外卖一次性餐盒、塑料袋、塑料吸管等2021年市场规模9.3亿元344吨5.4亿元可降解材料的应用概况182022.4 iResearch I可降解塑料在生物医疗领域的应用序号产品vs.好处应用程度1植入式矫形器械产品钛钢制品能在一定期限内自动分解并被组织吸收，不必再做第二次手术取出，减少病人痛苦。美国FDA已批准一种由4种不同塑料加工成的复合型可降解生物材料，它适用于制作从人工关节、人造骨头、骨夹板到骨螺丝等多种植入式矫形器械产品，在体内一般可在6-12个月内缓慢降解。（PLA）2冠脉支架永久性金属支架避免体内永久植入物产生的短期和长期风险，如异物的长期刺激导致的长期炎症、移位和断裂风险；避免对MRI、CT等影像检查造成持续影响2011年可降解支架面世；2019年2月，乐普医疗研发的生物可降解支架（NeoVas）正式获得国家药品监督管理局批准，是国内首个获批上市的可降解支架。之后山东华安生物Xinsorb可吸收冠脉支架获批上市(PLA)2020年6月，全球首两例植入铁基可降解冠脉支架IBS的患者在阜外医院完成两年随访，证明了目前铁基支架在人体内可以安全降解。8月25日，先健科技宣布其自主研发的铁基支架IBS可吸收药物洗脱冠脉支架系统创新产品获得国家药品监督管理局临床试验默示许可。(铁基)3溶解缝线丝质/尼龙/聚丙烯手术缝线随伤口愈合，在体内被分解，无需拆线，尤其适用于那些深部组织创伤的缝合。应用广泛：聚乙醇酸缝线。（PGA）可降解塑料在生物医疗领域主要用于一次性医药耗材和医用人体修复材料，以PLA、PHA、PCL为主。但是受限于技术、价格、面对特殊人群（病人）等因素，目前可降解塑料在生物医疗领域的应用远远没有食品、农膜等领域广泛。我国“十四五”规划纲要以及中国制造2025均提出重点发展全降解血管支架等高值医疗器械，未来可降解塑料在医疗领域的应用有望进一步扩大。目前可降解塑料在手术缝线方面的应用已经比较广泛；在植入式矫形器械产品方面，国外早在2010年就已有相关技术；在冠脉支架方面，2019年乐普医疗利用PLA研发的可降解冠脉支架在国内获批上市，是国内首批研发生产可降解支架的医疗器械公司，标志着我国该领域的研发创新达到国际先进水平。在此之后，山东华安可吸收冠脉支架获批上市，微创医疗可降解支架Firesorb已进入临床期。未来在生物医疗领域扩大应用方面，技术突破和价格问题仍是最大难点。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。技术、价格等因素是可降解材料在医疗领域突破的最大难点可降解塑料在医疗领域的应用192022.4 iResearch I可降解材料在生物医疗领域的市场规模一次性医药制品规模增长，植入式矫形器械渗透率提高 2020年全球可降解塑料在生物医疗领域的市场规模为1.525亿元，占可降解塑料总市场规模的0.44%，中国生物医疗领域的市场规模为0.058亿元，占可降解塑料总市场规模的0.12%。2019年之前，中国生物医疗领域的市场规模非常低，2019年受国家政策推动，加上疫情影响，检测盒、试剂盒等一次性医药制品的使用迅速增加，2019-2022年市场规模迅速增加。短期内一次性医药制品增长潜能较大，从长期来看，植入式矫形器械当前虽增长缓慢，但已逐渐突破技术壁垒进入临床阶段，未来在量产后规模有望大幅提升。我国可降解塑料在生物医疗领域的市场规模和渗透率都远低于国外，但2019年国家批准乐普医疗、山东华安等企业生产骨钉、支架等，2020年可降解塑料在骨科的渗透率迅速增长至50%。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。中国一次性制品骨科2019年不足1%低2020年增长50%美国一次性制品骨科2020年70%-80%70%-80%2020年生物医疗领域国内外市场规模可降解材料在生物医疗领域应用的国内外渗透率对比2019-2025年中国可降解材料在生物医疗领域的市场规模0.030.060.090.130.140.160.17114.8%48.3%50.0%10.0%9.9%10.3%201920202021e2022e2023e2024e2025e市场规模（亿元）增长率（%）CAGR=18.9%0.0581.525中国全球市场规模（亿元）202022.4 iResearch I可降解材料在餐饮外卖领域的应用来源:美团外卖、阿里巴巴年度报告整理，专家数据，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。随着居民收入水平和消费意愿的增长和城镇化率的快速提升，餐饮外卖逐渐成为高频的日常刚需业务，国内用户规模与订单规模快速扩张。而国家在餐饮外卖领域持续加码的禁塑政策也给可降解材料带来了更为广阔的应用空间。2020年全国餐饮外卖市场总订单量达到171.2亿笔，在疫情的巨大冲击下仍然实现了7.5%的逆势增长；2016-2020年的CAGR为37.8%。根据美团、阿里巴巴年度报告公布的用户订单量，我们整理得出了过去五年全国外卖订单量，结合增长趋势变化，考虑到近年来增速回落以及市场增长空间的有限性，我们以订单增速平均每年下降3.5%来预估2022-2025年的外卖订单量。关于进一步加强塑料污染治理的意见中提出：到2025年，地级以上城市餐饮外卖领域不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降30%。结合国家政策导向和专家意见，我们给出了2021-2025年外卖包装袋和包装盒可降解材料的渗透率估计，并通过建立模型获得了可降解材料在餐饮外卖市场应用的市场规模。成本价根据可降解塑料袋和外卖盒的重量估计，可降解塑料袋0.2元/个，可降解外卖盒0.75元/个，由于技术、原料成本发展变化的不确定性，暂以不变成本估计市场规模。345611015917123930036643149661.9%96.8%45.3%7.5%39.4%25.5%22.0%18.0%15.0%20162017201820192020 2021e 2022e 2023e 2024e 2025e2016-2025年中国餐饮外卖市场订单规模年订单量（亿单）增长率（%）年份包装袋包装盒20216%0.1%202212%15%20231830%202424%40%202530%50%2021-2025年中国可降解材料渗透率CAGR=49.8%CAGR=20.0%212022.4 iResearch I0017132130258.2%318.3%402.1%83.0%57.3%43.8%201920202021e2022e2023e2024e2025e市场规模（亿元）增长率（%）可降解材料在餐饮外卖领域的市场规模来源:专家访谈、艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2021年前行业整体的可降解材料渗透率较低，主要受限于可降解材料的产能和成本问题。前期需要依靠政策推动，2020年1月国家发展和改革委员会发布了关于进一步加强塑料污染治理的意见，宣布到2020年底全国范围餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管；到2025年，地级以上城市餐饮外卖领域不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降30%。2020年下半年，美团外卖与31家降解类包装产品企业达成战略合作，供平台餐饮商户选择，进一步推广了外卖行业可降解材料的应用。2021年1月，全国范围内的不可降解一次性塑料吸管已被全面取代，随着国家政策的渐进推动和可降解材料行业的不断发展，餐饮外卖行业的包装袋、包装盒采用可降解材料是必然之势。得益于国家产业聚集需求，可降解材料的产能提升，2025年外卖包装袋市场规模有望达29.8亿元，同时可降解外卖包装盒市场规模可达465亿元。02556137283465437.4%180.0%1149.9%144.0%106.5%64.3%201920202021e2022e2023e2024e2025e市场规模（亿元）增长率（%）CAGR=114.8%CAGR=218.8%2019-2025年中国可降解外卖包装袋市场规模2019-2025年中国可降解外卖包装盒市场规模222022.4 iResearch I可降解材料在日常消费品中的应用应用于食品、护肤品、快递等包装行业 可降解材料 PLA（聚乳酸）和 PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯）可应用于日常消费品中。在上游，国内已有金发科技、金丹科技等企业已拥有或未来预计拥有PLA/PBAT产能。可降解塑料可应用于食品包装（食品袋、超市购物袋、快餐餐具）、快递包装（塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋）、化妆品/护肤品包装等多个日常消费领域中。在下游塑料包装行业中，部分头部企业，如永新股份、紫江集团等已着眼于研发生产可降解材料。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。PBAT、PLAPLAPBATPBATPBATPBATPLA食品包装袋超市购物袋快餐餐具快递包装袋护肤品包装上游部分公司日化包装万华化学永新股份在日常消费品中的应用可降解塑料制品研发阶段纸塑结合成型的可降解环保包装容器投资孵化蓝晶微生物（PHA研发和创新应用）在海南设立公司开拓生物可降解环保制品业务下游部分公司-包装行业可降解材料在日常消费品中的应用产业链232022.4 iResearch I可降解材料在农业领域的应用农用塑料薄膜作为设施农业中重要的生产资料，在促进农业增产和增收方面发挥了重要作用。已有研究表明，使用农膜可将种植作物生产率提升20%50%。我国农膜使用量巨大且逐年不断增加，20多年来年使用量已增长近4倍，从1991年的64.2万吨增长到2017年的252.8万吨，农膜长期大量使用和缺乏有效的回收处理导致“白色污染”加剧。由于环保本身具有正外部性和公共产品的性质，农业部门主动进行投资的动力不足。但是，农膜的使用不仅会带来环境问题，还会影响经济效益。据统计，连续使用农膜2年以上的麦田，每公顷残留农膜碎片103.5kg，小麦减产约9%，连续使用5年的小麦田，每公顷残留农膜碎片达375kg，小麦减产26%。而可降解农膜最终降解的产物是二氧化碳和水，可从源头上治理农膜污染，保障作物产量，因此能够兼顾环保和经济利益，具有良好的应用前景。来源：国家统计局，中国农业统计年鉴，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。焚烧残膜产生有害气体排放其他污染牲畜食用诱发胃肠功能障碍污染物在植物体内富集影响植物和作物生长发育农药和重金属残留增加降低土壤抗蚀性塑料和微塑料污染植物和作物污染土壤污染农膜的“白色污染”农用残膜导致污染和减产，可降解材料成为未来替代选项1997-2017年中国农膜和地膜使用用量情况年份农膜地膜地膜覆盖面积农业产值（万吨）（万吨）（万公顷）（亿元）1997116.262.61003.513866.92002153.183.31170.114462.82007193.7105.61493.8246592012238.3131.11758.246940.52017252.8143.71865.758059.82年减产9%减产26%5年麦田连续使用农膜时的产量变化242022.4 iResearch I可降解材料在农业领域的市场规模来源:国家农业部公开数据整理，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2020年9月我国实施农用薄膜管理办法，其中明确提出“鼓励和支持生产、使用全生物降解农用薄膜”。2022年2月21日，中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见中央一号文件发布，其中指出，加强可降解农膜研发推广。在三农问题中提出可降解农膜的研发和推广，说明了国家政策对绿色农业、环保农业发展的重视。2021年可降解地膜的试验及使用量约为1.2万吨，占地膜总使用量的1%，目前可降解农膜基本处于试验改进技术阶段，渗透率较低，主要劣势在于其性能问题和性价比较低，可降解农膜当前的技术水平无法满足全国各地不同的自然条件，在各地应用的效果差异较大，从部分地区推广到全国推广尚需一段时间；同时农业生产成本空间小，可降解农膜的价格处于劣势，在成本居高不下的情况下很难提高替代率。根据中国塑协农膜专委会、国家农业部的研究，未来几年内可降解农膜的推广和应用仍需依靠政策补贴，预计到2025年产能扩大、成本下降，渗透率可达15%。0252441 57 73 225.0%338.8%73.3%40.2%27.2%201920202021e2022e2023e2024e2025e2019-2025年中国农膜市场规模市场规模（亿元）YOY（%）普通塑料农膜与可降解农膜成本对比可降解PE成本（万元/吨）2.51.1可降解农膜主要生产企业CAGR=92.9%25综述：可降解材料的背景及现状1探究：可降解材料的应用2深观：可降解材料的困境3附录43展望：可降解材料的发展趋势4附录5262022.4 iResearch I从可降解材料的周期体系中看困境成本高、伪降解、不具备降解条件是目前发展的主要困境来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。1.原料获取2.生产制造3.材料使用4.处理回收1生产制造环节的困境-成本过高众所周知可降解材料符合绿色环保标准，其量产的重要条件除了需要技术成熟外，原材料的成本也需要在合理范围内。现阶段主要可降解材料PLA、PHA和PBAT成本过高，替代进程阻碍大，导致应用范围优先，成为其发展的“瓶颈”。2目前可降解塑料在餐饮的应用最高，但由于可降解塑料的成本高、技术难度大，同时目前相关标准对可降解塑料的概念不明确，部分制造商偷梁换柱，导致产品无法真正实现完全降解，无法贯彻落实绿色环保。3目前我国可降解塑料无法实现的单独100%降解处理，不具备或不完善降解条件、降解速率、降解环境，此时其与不可降解塑料并无区别，无法解决“白色污染”问题，可降解材料全周期体系无法实现真正的闭环，阻碍其广泛应用。材料使用环节的困境-伪降解以假乱真处理回收环节的困境-不具备成熟的可降解条件作为新材料，可降解材料目前在我国的制造、使用的发展之路尚处于起步阶段。研究过程中关注各个环节的发展阻碍有利于更加全面的了解整个材料环保周期体系，并且在将来的发展之路中逐一击破困境，实现真正的良性循环使用、绿色环保发展。可降解材料现生命周期体系示意图272022.4 iResearch I可降解材料制造成本相较于塑料成本高制造成本较高制约可降解材料的量产和使用来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。对比结论 可降解材料成本高，可降解材料成本是传统塑料的1.5-5.5倍左右，形成市场化替代传统塑料需要较长时间周期 由于生产可降解材料的成本偏高，造成其在市场中价格偏高，这样就给可降解材料的推广造成了很大的影响。传统塑料售价 2.5万元/吨PLA出厂价：2.5-2.7万元/吨PLA原材料成本主要包括葡萄糖、氢氧化钙、硫酸、盐酸和液碱，成本大约为1-1.1万元，大约占总成本71%；其余为PLA人工等其他成本大约为0.4-0.5万元，综上PLA总成本可达1.4-1.6万元/吨。PBAT出厂价：2.5-2.6万元/吨PBAT原材料成本主要有精对苯二甲酸、己二酸和丁二醇，成本大约为0.8-0.9万元，占总成本70%左右；其余为PBAT人工等其他成本大约为0.3-0.4万元，综上PBAT总成本可达1.2-1.3万元/吨。PHA出厂价：4万元/吨PHA原材料成本主要包括葡萄糖、淀粉、脂肪酸等材料，总成本价为2.5-3万元/吨。PHA单吨售价为4万元/吨，为普通塑料的4.8倍，PLA的2.5倍，PBAT的2.8倍左右其他可降解材料价格PBS3万元/吨PBSA2.5/3万元吨淀粉基塑料0.9/1.3万元吨282022.4 iResearch I真降解VS伪