世界可降解塑料的应用现状和发展前景.doc

世界可降解塑料的应用现状和发展前景世界可降解塑料的应用现状和发展前景上海金泰塑料色母粒厂 陈信华 一 、可降解塑料世界发展现状与前景可降解塑料一般分为光降解塑料、生物降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大类。其中，生物降解塑料随着现代生物技术的发展越来越受到重视，成为国际上研究开发的热点。传统塑料如聚乙烯等降解性能和生物相容性差，造成了严重的“白色污染”。 而羰基生物降解塑料可定义为含有可降解添加剂的石油基塑料。目前在生物基材料中，发展最快的是生物基塑料。这种极具发展潜力的材料可望在许多应用领域替代传统聚合物。近年来，石油资源的日益紧缺，导致塑料原料价格飞涨。尤其是随着可持续发展战略的深入人心，解决塑料材料与环保的协调发展问题愈加凸显。1. 美日欧钟情于推广生物塑料美国：美国Freedonia集团于发布预测报告，认为在今后几年内美国对生物可降解塑料的需求将以年率15%的速度增长，这将使其需求量从2008年4.0亿磅增长到2012年7.2亿磅，届时市场价值将达8.45亿美元。据称，不断上涨的原油价格使生物可降解塑料应用升温，生物可降解塑料来自于可再生资源如谷物，与石油基常规树脂相比，成本更具竞争性。该报告指出，淀粉基塑料的需求将以年率16.8%的速度增长，将达到2012年2.93亿磅。奥巴马抑制温室气体排放的绿色新政正在助推基于可再生资源的聚合物应用，这将有助于提高美国生物聚合物的需求。分析人士指出，即使经济状况不佳，大量用户仍都愿意购买环境友好的产品。美国业已提出新的能源和环境法案预计将包括排放交易法规或碳税，这使人们更加重视环境。与传统的塑料相比，生物聚合物将更受青睐。日本：近年来，日本政府大力推广生物塑料，这类外观和普通塑料差别不大却有益环境的塑料有望成为解决白色污染的途径之一。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。 欧洲：美国咨询公司弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan)2008年12月发布欧洲生物塑料市场研究报告，报告认为欧洲的生物塑料市场正处于新兴发展期，即使在全球金融危机暴发之际，利用可再生的生物塑料代替石油生产塑料仍是政府和企业关注的焦点。从近年的价格比较来看，随着PLA和淀粉基聚合物生产规模的扩大，价格已呈现下降趋势，在未来几年内，欧洲PLA和淀粉基聚合物的产量会继续增加，所以它们的价格仍将下降。世界各国为了减少固体废弃物，推进可生物降解塑料的应用，纷纷出台了鼓励应用生物降解塑料制品的相关政策。比如，德国传统塑料征收Green Dot抛置费，而有OK Compost等降解证明的则可申请免税或减税,对传统塑料回收重复使用也给予免税优惠。此外，比利时、荷兰、意大利、美国、日本也都制订了有利于推广降解塑料的相关政策。2. 生物塑料的优势与前景生物塑料可以不同程度的进行生物降解，它为世界指明了一条不再依靠石油生产塑料的道路。而且生物塑料具有价格优势、良好的环保性能、原料可再生等市场优势。生物降解塑料由于具有良好的降解性，主要用作食物软硬包装材料，这也是现阶段其最大的应用领域。但是由于生物降解塑料还未实现量产，要替代所有传统塑料包装并不现实。客户更重视成本效益。当前生物降解塑料公司都在努力寻找一种令该材料能够发挥最佳效果的使用方法，如延长产品的货架寿命等，以开拓其应用领域。 除了用作包装材料，人们还在设法将生物降解塑料应用于高价值和高性能工程，这类应用潜力较大。目前杜邦公司、阿科玛公司等已经涉足该领域。另外值得一提的是PLA，该产品性能改进后已越来越多地应用于汽车和电子产品市场。此外，天然纤维增强塑料在汽车内饰中的应用越来越多，下一步将在客车内部增加生物降解塑料的用量。2010年全球汽车行业消耗工程塑料约1900万吨，生物塑料在汽车行业的应用潜力巨大。 塑料在电子电气市场也拥有巨大的应用潜力。除了手机制造商正越来越多地在手机外壳上使用PLA之外，可生物降解塑料还将扩大用于其他电子产品。农业公司是当前生物降解塑料市场上最成功的公司，因为他们能获得低成本的原料。作为市场先驱者之一，嘉吉公司已从生物降解塑料业务中获得了可观的经济效益。这些农业公司的传统优势不是销售塑料，现在它们正在积极寻求同化工企业进行销售方面的合作，以扩大目标客户的覆盖范围。此外，帝斯曼等化工公司出于丰富产品线的考虑，也不断在其产品系列中引入生物降解塑料品种。生物质聚合物不是石油等化石资源，而是采用以植物等可再生资源为出发物资的生物工艺制得的聚合物材料，从成为地球温暖化原因的大气中二氧化碳的减少、依赖石油的社会摆脱观点考虑，是引人注目的材料。近年来，采取天然高分子的化学转换、由从可再生资源的单体化学合成制得的生物质聚合物和以从可再生资源制造的有机化合物为碳源开发微生物产生的生物质聚合物。在这些生物质聚酯当中，聚乳酸和微生物产生聚酯，因为是热可塑性高分子，一直作为最容易的材料期待实用化。能耗低：普通塑料如聚乙烯、聚丙烯等合成树脂以不可再生的石油资源为原料，且生产过程要消耗大量能源。以聚乙烯的合成为例，目前发达国家普遍采用管式法生产，生产每吨聚乙烯的物耗、能耗为：乙烯1.008吨，电力800千瓦时，蒸汽1吨，冷却水120立方米，氮气5立方米。生物降解塑料是以可再生资源为主要原料，源于农作物，是节能环保型原料。在我国目前年消耗4000万吨塑料中，如果其中的1/3用淀粉降解塑料替代，则可减少原油消耗至少1000万吨。按上述聚乙烯合成能耗计算，则可省电80亿千瓦时。根据全国能源消费总量与CO2排放总量估算两者的转换指标值，计算出生产每千瓦时电消耗0.4千克标准煤，排放1千克CO2，则全国每年累计节能可达320万吨标准煤，相应减少CO2排放量800万吨，另外还可节省大量水资源。用生物降解塑料大量替代通用塑料，仅原料合成节省的能耗就相当可观。由此可见，生物降解塑料节能潜力巨大。此外，生物降解塑料的加工温度通常比普通塑料低。以淀粉基降解塑料为例，由于在较高温度下易急剧降解, 因此以淀粉为基材的降解塑料加工温度通常在150以下，而一般聚烯烃塑料的加工温度多在200左右，以此计算，相同产量的生物降解塑料的加工能耗明显低于普通塑料。节约石油资源：生物降解塑料可部分或完全替代通用塑料，达到减少合成树脂用量、节约石油资源的目的，从而降低塑料对石油资源的依赖。目前全球年消费塑料达2.4亿吨，年增长4%左右，如果其中的1/3用生物降解塑料替代，节省的石油资源及由此减少的污染排放等带来的经济效益不可估量。因此，生物降解塑料对石油的替代作用，可以在很大程度上保障中国能源安全，同时保障环境安全。低碳经济：生物降解材料在推行低碳经济方面将发挥重要作用。日益严重的石油资源短缺、环境污染等问题，迫切需要寻找到利用可再生资源、可降解材料逐步替代石油塑料的有效途径，低碳经济的发展将给生物降解材料带来新的发展机遇，生物降解材料市场的需求将呈爆炸式增长。节能减排、环境友好：生物降解塑料不仅在生产过程中有节能减排效果，而且在使用过程也具有环境友好的特征。普通聚烯烃塑料的合成会排放大量CO2等尾气及污染物，而塑料制品大量使用，尤其是农用薄膜和包装材料又造成了日益严重的白色污染。而生物降解塑料则不然，其原料来源是可以再生的农作物，农作物在生长过程中通过光合作用可以吸收CO2放出氧气，其制品废弃物可以在掩埋堆肥条件下完全降解成水和CO2，无污染物产生。我国已成功开发的新型降解塑料CO2塑料，是以工业废弃CO2和烃为原料共聚而成，其中CO2含量为31%50%。与普通塑料相比，CO2塑料不仅利用工业废气CO2变废为宝，有效减少温室效应，而且对烃及上游原料石油的消耗也大大减少。近年来，用转基因植物生产生物降解塑料的研究已经取得很大进展。随着重组DNA技术的发展，未来用转基因植物生产生物降解塑料的商业化，必将促进生物降解塑料的广泛应用，进一步节约石油资源，减轻环境压力。因此，生物降解塑料产业规模不断扩大的过程，其实就是CO2减排的过程，可逐渐消除困扰全世界多年的温室效应和白色污染两大难题，促进人类、经济与环境和谐发展。随着PLA等可生物降解塑料材料的应运而生，在原有聚乙烯等传统不可降解塑料制品中加入适量PLA等生物材料制成的塑料制品，既可部分实现生物降解，原有的力学性能又没有明显的改变。这一技术突破为解决废旧塑料制品污染找到了一条新途径，也为塑料价值链带来了新机遇。生物塑料和普通塑料共混使用，在日本已经比较普遍。如丰田汽车公司的塑料零部件中，30%使用了可生物降解塑料，70%为传统塑料。这样既提高了塑料部件的可降解程度，成本增加又不是很大，市场接受起来也相对容易一些。日本处理塑料垃圾采用焚烧的方式，部分使用生物塑料无疑减少了二氧化碳的排放量，对环境更加友好。若以填埋方式处理废旧塑料，这种部分降解塑料制品中仍存在不可降解的部分，其对环境的影响将因生物塑料和普通塑料共混比例的不同而变化。人们环保意识的提高让生产商看到了生物降解塑料在包装市场的机会。杜邦、嘉吉、巴斯夫等知名化学品生产商纷纷以并购、合资的方式进入该市场。鉴于目前消费者对生物降解塑料的认知度不高，未来还需要大力培育市场，引导消费者。生物降解塑料是一种新型包装材料，塑料与包装生产商需要联合起来宣传并引导消费者接受这种环保材料。巴西最大的石化公司Braskem于2010年9月底已使位于巴西Triunfo的20万吨/年绿色乙烯装置投入运转，这是世界上基于甘蔗衍生的乙醇生产乙烯的第一套装置。该乙烯供应给Braskem公司位于Triunfo的高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）切换式装置。生产产品的大多数用于出口，该装置产量超过80%已出售到海外。绿色等级产品可用于制取HDPE薄膜、HDPE吹塑、HDPE注塑和LLDPE薄膜。其客户包括Johnson & Johnson、Procter & Gamble和丰田公司。Braskem公司也决定将采用甘蔗衍生的乙醇建设10万吨/年聚丙烯（PP）装置，定于2013年投运。另外，Braskem公司与诺维信公司于2009年12月签约，组建研究合作伙伴开发甘蔗衍生PP的生产工艺，为期5年的计划将进行酶菌株的开发，此后，Braskem公司将使该工艺推向商业化。绿色PP技术将用于建设PP装置，不基于乙醇，但来自于甘蔗。当今，PP主要由石油衍生而来，但是Braskem公司与诺维信公司将开发绿色替代方案，这将基于诺维信公司核心的发酵技术和Braskem公司在化学技术与热塑性塑料方面的经验。合作伙伴将推进生物基经济，使糖成为“新的油”。 诺维信公司计划于2014年底使该技术实现实用化。3. 各国公司加快投身生物塑料研犮与应用3.1. 美国美国塑料混配物生产商普力万公司全球生物聚合物部指出：尽管不同产品和市场存在较大差异，但从整体上看，这一市场仍将以二位数速率增长。当今这一增长速度与可混配和可生物降解生物聚合物相维系。生物聚合物现占普力万公司总销售额小于1%，但公司将发展新产品，继续扩大其所占的份额。生物聚合物是普力万公司的策略增长平台之一，因为它符合公司的可持续发展战略。普力万公司将大力发展现有的生物聚合物，如PLA（聚乳酸）、PHBV（聚-3-羟基丁酸戊酸共聚酯）和淀粉混配物，以及有高含量生物衍生物的工程热塑性塑料和热塑性弹性体。最近，美国嘉吉旗下的NatureWorks公司用100%可再生植物资源为原料生产的英吉尔天然塑料及纤维，在生产工艺上取得了重大突破。NatureWorks公司看好生物塑料应用前景，其应用将包括软包装和硬包装以及食品器具、饮料包装、纺织品、无纺布和不断增长的耐用塑料市场。2009年5月，NatureWorks公司也在美国内布拉斯加州Blair生产装置增设了设备，使生物塑料生产能力翻了一番，达到了140吨/年。杜邦公司推出可再生包装聚合物材料，这种称为Biomax TPS的材料为可再生来源的热塑性淀粉制造，应用于包装行业，含有85%90%的可再生成分，适宜于制作热成型托盘和物品、注模部件和容器。美国从事生物科学的Metabolix公司与其合作伙伴ADM公司的生物塑料合资企业Telles公司也在美国爱荷华州Clinton建设第一套生产Telles公司Mirel生物塑料产品的装置，这套5万吨/年生产装置于2009年12月建成。美国亚什兰公司于2010年1月宣布，由亚什兰高性能材料部门研发的Envirez生物树脂已被加拿大玻璃纤维船舶生产商Campion Marine公司大批量应用，将有数百艘由Envirez树脂制造的船舶下水。可口可乐公司2009年5月中旬宣布，推出PlantBottle品牌新的100%循环回收塑料瓶。这种瓶子部分原料来自甘蔗和糖蜜。2010年3月上旬，在瓶装水市场出现一种新的趋势，生物塑料瓶可百分之百来自植物制造。新推出的经济矿泉水瓶（eco-bottles）来自于美国绿色星球矿泉水瓶（Green Planet Bottling）公司和Keystone 瓶装水公司。3.2. 西欧德国巴斯夫公司现在生产的生物塑料包括脂肪族-芳香族共聚酯Ecoflex，以及由Ecoflex和45%PLA组成的混合物Ecovio，两者采用受控的混配工艺可以完全生物降解。荷兰帝斯曼公司是全球生命科学和材料科学公司，该公司于2010年4月16日宣布，已推出汽车行业用两款生物基高性能材料。帝斯曼的产品展现了生物基经济的魅力，该产品是Palapreg ECO P55-01，为汽车车身零部件用生物基树脂，这些车身零部件包括外部面板在内，另一款产品是EcoPaXX，为生物基高性能工程塑料。3.3. 日本日本三菱化学公司也加快生产生物可降解和无碳排塑料，包装是应用的初期目标，20072009年已生产了超过6000吨，未来将进一步增产。日本东丽公司与昭和公司合作开发的以PLA和纤维素为主要成分的PLA生物塑料耐热温度已经达到150，美国伊士曼公司和日本昭和高分子公司推出的生物法聚丁二酸丁二酯已经可以作为家用电器和电子仪器等的包装材料。总之，可生物降解塑料的耐高温性能正在逐步提升，进一步推广应用的条件正在逐步成熟。丰田汽车公司计划到2015年，将20的汽车塑料更换为生物塑料。日本科研人员2008年7月底宣布开发出一种由天然纤维和生物可降解塑料制成的复合材料，新材料的强度高于玻璃纤维强化塑料，这种新材料今后有望应用于汽车和飞机上。据报道，这种新复合材料由山口大学教授合田公一等人开发，原料是生产衣服用的天然苎麻纤维和以玉米为原料生产的生物可降解塑料。3.4. 泰囯泰囯PTT和三菱公司组建绿色塑料合资企业。泰国国家石油旗舰公司PTT于2010年7月底宣布，与三菱化学公司（MCC）组建合资企业，建设其第一座生物可降解塑料装置，以服务于趋于不断增长的全球市场。两家公司也在研究投资下游生物可降解产品的可行性，包括聚乳酸（PLA）和聚琥珀酸丁二醇酯（PBS）。生物可降解塑料装置生产能力至少在3万吨/年，以实现规模经济。由于是世界上主要的木薯和糖类生产国之一，泰国的生物塑料的生产原料供应充足，使之生产具有竞争力和低成本优势。4. 全球生物塑料市场及前景按照产品生命周期来分析，生物塑料产品尚处于萌芽期和发展期，市场存在巨大增长潜力，目前正在向一些终端应用领域增强渗透力度。据美国BCC研究公司发表的预测报告，认为到2012年全球可生物降解聚合物市场年均增长率为17.3%。预计到2012年市场将增加到超过12亿磅（54.6万吨）。混配塑料袋是这一市场用量最大的部门。预计对可生物降解塑料袋的需求将达到2012年5.86亿磅，年增长率为19.4%。并将增长到2012年2.14亿磅。第三个最大的应用部门是其他包装，包括医药/卫生产品、农业应用和纸张涂料。目前用量为8100磅，预计到2012年将达到2.32亿磅，年增长率为23.4%。BCC表示，可生物降解聚合物虽然商业化己有20年之久，但仍处发展初期。这一市场仍不够大，主要有几方面问题，最主要的是价格相对较高和缺乏有效混配的基础设施。北美的可生物降解聚合物市场不如欧洲和亚洲发展得快，但具有发展潜力。美国市场的主要驱动力是环境法规的推动，最近用可生物降解聚合物代替石油基塑料正在增长。从可再生资源生产聚合物的技术进步将使全球生物塑料应用不断升温。全球生物塑料生产将达到2011年99.88万吨。日本政府已确定目标，到2020年使日本消费所有塑料的20%来自可再生来源。德国禁上将含有大于5%有机物含量的固体废弃物用于埋地，这将对2012年生物塑料的推行产生影响。韩国和中国台湾地区有类似的规定。按照农场安全和农业投资法，美国要求每一个联邦机构都必须制定使用生物基塑料的计划。分析人士指出，除了新的法规以外，当前石油原料正面临短缺：每使用4桶石油，而仅能新发现1桶石油。基于石油化工的塑料每年消费约25亿桶石油。生物塑料的魅力正在日益提升。生物塑料正在改变塑料生命循环周期，它可从未来的植物基原料生产更可持续应用的产品。据分析预测，到2011年，全球汽车和电子领域应用的生物塑料总量比例将从现在的12%上升至近40%。除了聚乳酸（PLA）、聚羟基烷基酸酯（PHA）、聚羟基丁酸酯（PHB）以及现在使用的其他生物树脂之外，明天的市场领先者将生产绿色的低密度和高密度聚乙烯（LDPE和HDPE）、聚丙烯（PP）、丙烯酸酯和尼龙。据Helmut Kaiser咨询公司分析预测，全球生物塑料市场将快速增长，年增速将达9%10%，生物塑料市场价值将增长到2020年100亿美元（64亿欧元）。虽然包装仍将是主要市场，但汽车和电子行业新的应用将驱动这一增长发展。包装所占份额将下降至2025年40%。Helmut Kaiser咨询公司的分析显示，到2025年，亚洲将成为生物塑料市场的领先地区，将占32%份额，其次是欧洲占31%，美国占28%。生物塑料到2020年这一比例将增大到25%30%。随着生物塑料材料技术性能的改进及其创新，在汽车、医疗和电子工业中将开拓新的应用。许多应用的驱动力将是生物塑料的无毒性，生物塑料将成为推向消费市场可持续的和环境友好的产品发展的主要因素。新市场和应用的开发也给供应商带来较高的效益。据欧洲生物塑料协会（European Bioplastics）秘书长哈拉尔.卡伯（Harald Kab）2010年6月上旬表示，受生物聚乙烯装置开始运转的刺激，2013年全球生物塑料产量将是当前产量的近四倍至146万吨/年。巴西Braskem公司正在建设的全球首套20万吨/年生物聚乙烯工业化装置于2010年底前投产，另外其它富产甘庶国家的一些生产商也会利用这种原料，投资建设生物聚乙烯和聚丙烯装置。据欧洲生物塑料协会称，该协会预测到2013年全球生物塑料产量将达到146万吨/年，是基于两个方面的预测，其中可堆肥生物塑料产量将从2009年时的40.9万吨/年增长至2013年时的74.8万吨/年；而不可堆肥生物塑料产量将从2009年时的2.5万吨/年大幅增长至2013年时的71.5万吨/年。分析认为，越来越多的生物塑料将出现在包装、薄膜、购物袋、移动电话和饮料瓶等领域。可口可乐公司的PET瓶已使用了生物塑料，利乐公司也寻求使用生物塑料。当然当前生物塑料在成本上仍然高于普通塑料产品，这通常要转嫁至消费者身上，但大部分消费者愿意支付这部分溢价。分析人士指出，尽管2009年前后经济低迷，但生物塑料市场仍在很快地发展，以满足全球快速增长的需求。预计在今后几年内，生物塑料的开发、生产和需求将会继续以极快的速度增长。德国Helmut Kaiser咨询公司于2009年6月25日作出预估，全球生物塑料市场的年增长率为20%30%，将从2006年4亿磅（20.3万吨）增长到2015年100亿磅（454万吨）。美国BCC研究公司发布的预测报告也显示，全球生物塑料年增速为17%，将从2007年5.41亿磅（24.6万吨）增长到2012年12亿磅（54万吨）。2010年4月，业内人士分析认为，今后生物塑料市场可能要比工程塑料市场还要大。2008年之前很多客户只是在询问了解生物基降解材料，而现在已经直接提出要购买通过某项认证的材料。在国外，欧洲可降解塑料袋的需求已达5万吨/年。据普拉克（中国）公司介绍，2009年全球聚乳酸市场需求在6万8万吨，10年后全球聚乳酸市场将在百万吨以上，甚至可能近千万吨。生物塑料已经成为塑料原料中发展速度最快的一支力量。在流行绿色产品的今天，生物塑料由于其对环境和资源的保护特性而大受终端用户的欢迎。欧洲的调查显示，每吨淀粉基聚合物相对于一吨的矿物来源的聚乙烯，可减少0.83.2吨的二氧化碳排放量。因此，消费者比较乐意接受土豆做的超市购物袋，用豆油加工的汽车座位等。随着消费者环保意识的增加，它们更愿意支付更高的价格去购买用天然原料加工的产品。在推广的初始阶段，生物塑料很需要政策的支持。一些发达国家采用的办法是，政府出面规定商场和超市必须采用经PLA等生物料料改性、具有可降解性能的塑料薄膜制品，这样的政府调节行为，对推动生物塑料产业和相关的传统塑料/生物塑料改性及其制品加工业的良性发展是十分必要的。美国旧金山市议会已于2007年通过禁止超市、药店等零售商使用传统塑料袋的法案。该法案规定，超市和药店等零售商只能向顾客提供纸袋、布袋或以玉米副产品为原料生产的可生物降解塑料袋，化工塑料袋被严格禁止。此法案就大大推动了生物塑料袋的应用推广速度。阿克苏诺贝尔聚合物化学品公司表示，生物塑料现占全球塑料总用量小于10%，但将以二位数速率增长，尤其在包装领域和在一些更耐用的产品应用中。分析人士指出，生物塑料增长的驱动力有二个：消费需求和上涨的油价。很清楚，油价会再次上扬，制造生物塑料在短期内具有经济上的竞争力，从长期看更是可持续发展的解决方案。生物塑料已经成为一个很可观的市场，无论在零售市场或者在树脂用量上。减少环境足迹和化学工业的创新都是发展生物塑料市场强有力的推动力。一些品牌产品生产商和零售商如可口可乐和沃尔玛都在推进生物塑料应用方面作出很大努力。巴斯夫公司指出，因为成本较低和具有环境效益，生物塑料在市场上将会具有较高价值。生物塑料专业人士于2010年8月13日表示，像聚乳酸之类的材料目前已得到广泛的关注，而最终，大部分生物基树脂将成为传统的树脂，如聚乙烯和聚丙烯，它们可从可再生资源，而不是从石油来制取。Jim Lunt & Associates公司认为，下一代生物塑料树脂已经来临。从来自可再生资源制取现有的和新的单体正在出现越来越大的开发兴趣。该公司正在从石油基向可再生原料转型。例如，Braskem公司于2010年8月开始，将使其在巴西特林佛（Triunfo）的工厂将制取的甘蔗基乙烯转而生产聚乙烯（PE）。该工厂将第一个使用100%可再生原料以工业化规模来生产塑料。总部位于辛辛那提的宝洁（Procter & Gamble）公司已宣布计划使用Braskem公司甘蔗衍生的PE，选用作为其Pantene Pro-V、Covergirl和Max Factor产品的包装。Frost & Sullivan公司表示，诸如PE和PP之类的一些聚合物，无论是从石油或生物基原料来生产，均具有相同的性质。Jim Lunt & Associates公司在美国亚特兰大召开的塑料包装新趋势会议上表示，目前，印度Glycols公司正在制造生物衍生的乙二醇，以组合用于生产PET聚酯，嘉吉公司和陶氏化学公司已生产大豆基聚氨酯，许多公司，其中包括美国Myriant技术公司和DNP绿色技术公司均在生产生物基琥珀酸。Myriant技术公司已计划于2010年9月建设投资为5000万美元的生物基琥珀酸装置。DNP绿色技术公司与法国Agro工业研究开发公司的合资企业Bioamber公司正在法国Pomacle建设第一座生物基琥珀酸装置。Jim Lunt & Associates公司表示，人们正在使用生物基技术使现有的聚合物更绿色，这是生产现有材料从新材料到新技术的重要变化。替代石油作为原料的驱动力将会继续，这意味着，从甘蔗制取PE，从生物质制取PET聚酯，从赖氨酸制取尼龙，或从大豆基醇类制取聚氨酯。从可再生原料来生产传统树脂发展很快，生物塑料生产正在增长之中。预计2011年生物塑料的增长率为15%20%，长期的年增长率预测是从12%20%到30%40%，这取决于新的生物树脂及其市场的发展速度。目前大多重视于PLA，但是生物塑料市场将趋于多样化，来自可再生资源的工程树脂也在脱颖而出。PLA的短期市场增长将取决于能力和供应，因为需求仍然大于供给。从长期来看，PLA仍将成为需求坚挺的聚合物，将应用于包装和纤维领域。在可以预见的未来，PLA的生产将以30%的速度递增。尽管市场将取决于各种生物基树脂的成本，但无论是哪种生物树脂，人们一致认为，全球生物塑料市场已经达到了一个关键的时刻。Jim Lunt & Associates公司表示，从非石油资源生产传统树脂的商业化将推动生物树脂的快速增长。弗里多尼亚集团2010年9月公布的一份研究报告称，2008年全球市场对生物塑料的需求仅为22.5万吨，2009年全球生物塑料的需求约为38.5万吨，2013年这一数字将超过90万吨，市场规模约为26亿美元。预计到2018年，全球生物塑料需求将达到近200万吨，市场价值将超过50亿美元。报告指出，生物塑料已经在某些特殊应用领域获得非凡的效果，生物塑料需求增长的主要动力来自于消费者对更环保和可持续产品的需求。同时，由于原油和天然气价格持续上涨，生物塑料将比石油基树脂更具竞争力。其中，聚乳酸（PLA）、淀粉基聚合物和聚羟基脂肪酸酯（PHAs）是3类主要的生物塑料产品。自然界丰富的生物基原料如葡萄糖、果糖、木糖、阿拉伯糖、乳糖、蔗糖、淀粉等都可以生产出PLA、PHAs等生物塑料。由于生物塑料的原料来源于植物而非化石燃料，本身便节约了大量能源，此外，其在整个生产过程中还大大减少了CO2的排放。西欧作为全球生物塑料需求量最大的地区，2008年的需求占全球40左右。预计受日本需求强劲增长提升，亚太地区将成为世界上生物塑料需求增长最快的地区，到2013年亚太地区需求所占市场份额将与西欧市场相当。世界其他地区，如拉丁美洲和东欧的生物塑料需求也将持续增长。目前，生物塑料的生产主要集中在北美、西欧和日本等发达国家和地区。弗里多尼亚集团预测，到2013年，中国生物塑料生产能力将超过10万吨/年，到2018年巴西将成为全球生物塑料的主要生产国。到2025年，亚洲将是生物塑料市场的领导者，约占32%的市场份额，其次是欧洲占31%、美国占28%。新的应用使生物塑料开发加快。2010年10月中旬的信息表明，使用可再生化学品构筑模块的生物塑料新品种将很快进入市场。而一些可降解塑料如聚乳酸（PLA）、聚羟基烷基酸酯(PHAs) 和淀粉基混配物正在消费品包装和食品服务行业获得更多应用，耐用塑料市场预计将是由可再生基原料制取的其他一些新的材料。 一些可再生化学品公司正在瞄准1.3万亿美元（9330亿欧元）的全球聚合物市场，将采用以下化学品构筑物，如琥珀酸、丙烯酸、乙酰丙酸、山梨醇、乙烯、乙二醇（EG）、丁二醇（BDO）、己二酸（ADA）、呋喃、丙二醇和甘油等。美国Jim Lunt & Associates公司指出，世界上生物塑料的使用现仍仅占塑料消费量2.3亿吨的1%。分析人士指出，家用商品对生物基半耐用和耐用产品的需求正在增多，家用商品正在使这些构筑模块不断发展，以应用于从可再生资源生产现有塑料和某些新材料。巴西Braskem公司的糖基聚乙烯PE仅仅是第一步。如果油价稳定在约90美元/桶左右，则可以相信，所有这些生产生物塑料的技术就拥有潜力。美国市场研究公司弗里督尼亚（Freedonia）集团于2010年10月中旬预计，到2013年对生物塑料的需求将增长4倍，达到90万吨。据德国贸易协会欧洲生物塑料协会的估算，全球生物塑料的生产将从2010年约30万吨提高到2011年150万吨，到2013年全球能力预计达到230万吨。欧洲生物塑料协会表示，常规的石油基塑料仍然较为廉价，但生物塑料在今后几年内将会应用于更多部门和工业。在消费品电子和汽车领域，存在巨大应用潜力。如果某些挑战能满足，如材料的适用性，则生物塑料产品的价格将可达到与常规塑料相当的水平。绿色PE计划启动巴西聚合物公司Braskem已于2010年9月底在巴西Rio Grande do Sul的Triunfo石化联合装置投运了其新的20万吨/年绿色PE装置。宝洁公司在其护发产品品牌Pantene Pro-V和化妆品Cover Girl 与 Max Factor中将使用绿包PE，将于2011年推向市场。这种品牌包装将示明采用绿色PE的特殊标饰。美国咨询公司Argeri估计，Braskem公司的绿色PE与常规PE相比，将有二位数的溢价比例。新市场的建立对较低成本石化基聚合物替代品的需求已成为可再生基单体构筑模块开发的关键之点。而绿色因素是又一推动力。大多数可再生化学公司于2010年9月在美国马萨诸塞州波士顿举行的生物基化学品东部峰会上指出，为了在市场中生存，可再生基化学品，尤其是塑料必须在成本上或者甚至在价格上要低于传统塑料。美国生物-ADA开发商Verdezyne和Rennovia公司的目标是尼龙6,6市场，这一市场在北美占ADA需求的85%。聚氨酯（PU）占ADA需求的5%。生物琥珀酸生产商Myriant、DNP绿色技术和帝斯曼公司都在进军可再生基和/或低成本聚琥珀酸丁基酯(PBSs)和聚氨酯（PU）的潜在市场。据美国DNP绿色技术公司的统计，世界上石化路线生产的PBS需求量现约为3000吨/年，如果现在的琥珀酸单体由生物基产品来替代，则预计PBS的需求量将增长到5万吨/年。DNP绿色技术公司通过新近收购中国子公司Sinoven生物聚合物（Sinoven Biopolymer）公司后，己在市场上推销PBS，其生物基琥珀酸含量超过51%。改性PBS的应用包括食品服务用咖啡盖、杯、碟、塑料餐具、吸管、搅拌棒、一次性剃须刀、书写工具和化妆品包装。总部位于荷兰的特种化学品公司帝斯曼已计划与法国淀粉衍生物生产商罗盖特（Roguette）成立各持股50%的合资企业Reverdia公司，从发酵基琥珀酸生产生物PBS衍生物。帝斯曼公司已以品牌名称EcoPaXX出售生物基工程塑料，它含有70%蓖麻油基生物材料；并出售生物复合材料树脂Palapreg ECO，它含有55%可再生基材料。在五年之内，预计EcoPaXX产品将为100%可再生基产品。同时，帝斯曼公司通过其在中国的天津绿色生物科学公司将进行PHA风险投资，并通过美国Segetis公司生产乙酰酮基聚合物，和通过美国公司生产基于二氧化碳的脂肪族聚碳酸酯。据称，Novomer生物聚碳酸酯多元醇可以解决目前全球80亿美元、350万吨/年的复合树脂市场。未来的增长机遇同时也包括泡沫和弹性体，全球市场价值为60亿美元。” 可降解生物塑料价格 耐用塑料市场上的许多产品正在等待这些新的可再生基聚合物的商品化，在经若干年开发后，可降解塑料工业正在使价格趋于降低。美国PLA生产商NatureWorks公司的Ingeo树脂典型的已与石油基塑料等价。NatureWorks公司的Ingeo树脂生产已达到了规模经济性，其供应链合作伙伴仍在进行规模经济性合作，并进一步使其降价。表1列出2010年10月中旬统计的典型可再生基生物塑料供应商与产品价格。表1. 2010年10月中旬统计的典型可再生基生物塑料供应商与产品价格可再生基生物塑料生产商，公司能力，1000吨应用价格，美元/磅淀粉基聚合物CereplastNovamont3680薄膜、模塑、挤出1.073.00聚羟基烷基酸酯Meredian/钟化TellesTiana-502模塑、薄膜2.002.75聚乳酸Hi-Sun依汶达费瑟NatureWorkPurac帝人其他5601407557薄膜、模塑、纤维0.863.00绿色聚乙烯Braskem陶氏化学200350薄膜、注塑、模塑0.801.00作为在几十年内推向世界的第一款新的聚合物Ingeo已可与石油基塑料相竞争，新的定制等级Ingeo已被用于耐用品和非织造布应用领域。食品包装和食品服务洁具应用是PLA和PHA塑料最大的应用领域。据咨询公司Lunt 和Argeni估计，2010年10月的PLA价格范围在80美分/磅（1764美元/吨，1264欧元/吨）3美元/磅，而PHA价格取决于其应用的不同，为2美元2.75美元/磅。5. 推广生物塑料面临的问题生物降解塑料应用瓶颈正在打破。虽然从全球范围内看，几年前就形成了生物降解塑料热，但由于可生物降解塑料价格相对高昂、某些性能指标与传统塑料还有一定差距，其市场接受度还不是很高。价格高是生物塑料推广难的最主要原因，尤其是在国际油价相对比较低的时候，传统塑料的价格优势非常明显。现在，国际油价长时间徘徊在较高价格，传统塑料的价格优势正在逐渐缩小，寻找石油路线合成塑料替代品，尤其是可循环利用的无污染材料的工作变得更为迫切，这就为生物塑料提供了一个有利的市场支撑条件。其次，生物塑料的耐高温性能不好，很多生物塑料在5055就会变形，其应用领域和适用范围因此受到很大限制。而且，生物塑料一般来说都很脆，抗冲击性能不好，难以在汽车零部件等对抗冲性要求较高的领域使用。进一步改善生物降解塑料产品性能，将其推广到电子产品，甚至是汽车材料领域，才能真正使生物塑料获得大规模推广应用。虽然生物塑料可作为改进回收利用的一种方法，可使美国用于塑料的石油消费减少10%，但制取生物塑料仍产生CO2，并且制取它所需的作物仍需要土地和水分。作为一个新兴产业，可生物降解塑料包装业也面临重重挑战。首先，包装技术尚不够成熟。虽然消费者对可生物降解塑料包装的关注度在逐步提高，但与传统塑料包装技术相比，目前这种包装技术还比较落后。其次，可生物降解塑料包装的应用领域有限。虽然可生物降解塑料包装在食品保鲜领域占有垄断地位，但由于其在隔热、防水、密封等性能上略逊于传统塑料，所以在其他下游领域渗透率较低。再次，消费者的认知度不高。此外，高昂的价格也阻碍了产品的应用。作为生物降解塑料的原料，玉米、小麦等农作物产品的价格上涨，也推动了生物降解塑料的价格攀升。从价格上看，2007年石油基塑料的成本曾低于生物可降解塑料。例如，包装牌号的聚乙烯和聚苯乙烯为0.650.85美元/磅，而可降解的聚乳酸塑料在1.753.75美元/磅的范围内，淀粉衍生的聚己酸内酯为2.753.5美元/磅。即使在2009年2月油价下跌的情况下，生物降解塑料的价格仍比传统的石油基塑料价格高出2.56.5倍。但国际上普遍认为，可生物降解包装材料单位面积的价格比普通塑料贵30就可以接受。重14克的普通聚乙烯包装材料如果采用改性聚乳酸材料替代，质量只有1.5克。厚6微米的薄膜如实现万吨级工业化生产，单位面积的价格将接近传统聚乙烯薄膜。因此，推广生物塑料面临的问题是： 一、 价格问题。生物塑料现阶段比普通塑料价格仍高出两三倍，阻碍了这类材料的迅速普及。现在一些日本企业在