聚乳酸技术讲座.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,*,NatureWorks,LLC(,原,C,argill,Dow,嘉吉陶氏公司,),Dan Sawyer&,甄光明,博士,PLA Technical Seminar,聚乳酸,技術講座,市場,性能,與加工,Polylactide(PLA)Market Development,Characteristic Requirements,and Processing Issues for Different PLA Applications,北京2005,年,6,月,15,日,1,8:00-22:00,国际科技会展中心,C,座,15,楼,(,晚餐,:,酒店,23,楼,),上海,:2005,年,6,月,18,日,0,9:00-13:00,同济大学材料科学与工程学院,四樓,会议室,廣州,:,2005,年,6,月,24,日,0,9:45-12:45,廣州,国际会展中心 国际塑料展会,J,区,M4,室,1,目录,生物降解塑料在中国的现况,中国对生物降解塑料的需求,中国生物降解塑料和聚乳酸的市场前景,中国现有生物降解塑料项目,降解塑料工业面临的机遇及挑战,雄心勃勃的中国聚乳酸计划,中国现有和拟建的聚乳酸项目,NatureWorks,公司及其聚乳酸项目,结论和建议,如何开创聚乳酸及生物降解塑料行业的未来,欢迎参与,，,我们需要合作伙伴,!,2,生物降解塑料,生物降解塑料：必须能在堆肥条件,（,56-60,湿度大于,80-90%,）下,能（经由微生物在合理时间内）完全分解成二氧化碳和水的高分子塑料。,淀粉共混聚乙烯及聚丙烯 等不在此列。,聚乳酸产品在堆肥条件下可在2-3月内完全分解。,3,迈向汉唐盛世的现代中国,大量富裕人群和资金,:,2003,：,26.5,万个千万富翁,（,Merill,Lynch,）,2003,：,540,亿美元现金直接投资,(,全球第一,),上海和北京的房价：1020万美元一套,GDP,：,1.4,万亿美元,增长率,10%,（,许多部门增长率达,30-50%）,中国以全球20的人口,消费了全球的,:,10%,电力、,12%,微波炉、,13%,牛肉,18%,洗衣机、,19%,铝、,19%,冰淇淋、,20%,手机、,20%,大豆、,23%,电视机、,27%,钢、,30%,煤炭,、,32%,鱼、,33%,棉花,、,33%,米、,35%,香烟、,51%,猪肉,(,财富,/,中国,12/2004),保持着众多的记录,:,上海成为全球第一大港,（,2004,），中国成为全球最大的铜、铝、水泥和手机消费市场，第二大的个人电脑市场（2000万台,/2003,年,),，第二大,IT,硬件生产商，,，,最大的钢材生产商，,美国最大的贸易顺差国家,全球最大的制造业中心,但是,.,4,中国急需解决的问题,严重的能源短缺问题,2004,年6月以来电力短缺，导致许多工厂只能部分时间运行,已成为第二大石油进口国，40石油需要进口（,1,亿吨/年）,26%,石油用来生产汽油；而未来10年汽车增长率约为每年30,严峻的国防和安全问题,严重的污染问题,空气/水/白色,污染,各种工厂因为污染问题而关闭或禁建,生活质量、健康、垃圾管理,塑料进口/依赖问题,2003,年,塑料用量大约1500万吨；,2002,年进口塑料约1000万吨,2003,年聚酯用量约1000万吨（全球30），而生产量仅为150万吨,估计2005年塑料用量将会达到25003000万吨，2010年达到50008000万吨,农民低收入问题,需要生物降解塑料 -,再生资源 和,循环经济发展,5,中国对生物降解塑料的立法情况,中华人民共和国固体废物污染环境防治法,:1996,“,包装材料应使用环境友好的可降解材料,”,多种全国性的规定,:1997-1999,一次性餐具（如午餐盒）必须使用可完全降解的材料,铁路系统只使用生物降解塑料容器,但是实际使用的是：粘胶纤维和部分降解塑料,（,改性淀粉聚乙烯/聚丙烯碳酸钙）继续污染环境,中华人民共和国固体废物污染环境防治法修订,:12/2004,推动环境友好的生物降解塑料,不可降解塑料生产商须支付固废处置成本,许多地方性法规，但执行总是个问题,如,杭州规定,2005,年1月1日起禁止当地市场和商店使用不可降解塑料袋,不少其它城市进行了类似规定,希望制定新法律，并严格执行,生物降解塑料产品首先必须进入市场，证明是可行的替代方案,可立法禁止假降解及部分降解塑料制品，以避免污染环境,可强制高端市场（如,航空、家电、化妆品）使用生物降解塑料,6,发展生物降解塑料的良好时机,2008,北京奥运会,北京将借此机会重塑形象,三大主题：绿色奥运、科技奥运,、和人文奥运,2010,上海世博会,已经开始长期规划,政府支持,政府对生物降解塑料和可再生资源显示出强烈的兴趣和意愿，但仍未找到良好的解决方案,十五攻关：,L-,乳酸和聚乳酸（特别是“一步法”聚乳酸）,“863”,计划：农膜等的开发；,国家中长期发展规划,：,初步确定在聚乳酸/生物降解塑料/生物质能领域投资11亿美元；,国家发改委：支持改性淀粉塑料企业，如天津丹海等。,政府能以各种方式支持和推进生物降解塑料：减免税收、无息贷款等,近期石油和塑料价格高涨,必须寻求替代品,7,2004,末中国塑料价格,树脂,PET:,2004,年上涨了,40%,以上，达到,约,10,000,元/吨,PVC,:,约,10,000,元/吨,PE,：,根据等级不同在,10,000-13,000,元/吨之间,PP:,约,11,500,元/吨,（1450,美元/吨）,PS:,约,12,000,元/吨（,1500,美元,/,吨,）,热塑级,PLA:,长期大宗定单,约,14,000,元/吨,(,税前,11,000,元/吨出厂价,),纺粘级,PLA:,长期大宗定单约,20,000,元/吨,(,税前,14,000,元/吨出厂价,),纤维,棉花纤维：,约,1800,美元/吨,(14000,元/吨,),；（,棉花价格少,20%）,粘胶纤维,：约,2000,美元/吨,(16000,元/吨,),PLA,纤维,：,约,4500,美元/吨,(35000,元/吨,),如果免税或在中国制造，热塑级聚乳酸价格与传统塑料相当,8,中国未来聚乳酸与降解塑料市场,一次性包装：,约,150,万吨/年,PP,无纺布：约,30-60,万吨/年,PE,地膜：约,100,万吨/年,(,农膜：20,0,万吨/年,),短保质期,PET,瓶子,：,约,1,万吨/年,(,所有,PET,瓶子：约,100,万吨/年,),其它领域：,一次性医用材料（输液管等）,30,万吨/年,玩具、文具、家电（手机、笔记本电脑等）,聚乳酸及降解塑料的未来市场大小取决于其价格和性能（如更好的气体阻隔性）,9,一次性包装市场：约,150,万吨/年,包装塑料：300-500万吨/年,2003,年塑料用量：1500万吨/年，,22%,用于包装,城市垃圾,40-60%,是塑料：包括薄膜、餐具、容器等,2004,年,500,万吨塑料用于包装其中,1/3,是一次性的（来源：海正）,2005,年估计包装塑料用量为550万吨,，塑料使用总量为2500-3000万吨，到2010年达到8000万吨（来源：中国科技部中国生物技术发展报告）,非塑料包装材料的例子：,利乐纸盒,:120,亿盒/年，,0.38-0.28,元/盒,（,来源：中国包装协会）,聚乳酸能占塑料包装市场的多少份额？,取决于价格和性能,塑料袋用聚乳酸尚无合适的等级。强度和弹性是主要问题；厚度影响产品成本。,10,短保质期产品,PET,瓶,PET,瓶子市场规模：约10亿美元/年,每年,100,万吨,PET,瓶子。巨大的市场，但是,冷藏橙汁或鲜牛奶等短保质期产品只占约,1%,市场，1万吨/年,中国的特殊情形,PET,瓶子回收率达,90%,（,远高于全球平均,),广阔的地域需要长保质期产品：矿泉水保质期须在1年以上,多数运输单位和商店没有冰箱,90%,在小商店销售，,10%,在超市出售,大多数牛奶杀菌后在室温下长期保存,极度考虑成本；新鲜、冷藏产品的容量很小,聚乳酸瓶：短保质期、无碳酸产品,鲜牛奶、鲜橙汁、矿泉水,气体透过性强，不能用于碳酸饮料（如可口可乐、百事可乐）,11,PE,地膜：约100万吨/年,中国农业：,耕地：13亿英亩；农业人口：,64%,粮食产量,4.85,亿吨/年：麦子0.86亿吨/年，稻米1.74亿吨/年，玉米1.16亿吨/年（相当于美国的1/2）农膜：,2003,年用量200万吨（1999年为110万吨）,约,2/3,用于温室大棚，长期多次使用,约,1/3,用于一次性,PE,地膜。（国家统计局：110万吨/年）,价格：约2000美元/吨,，,0.04-0.008 mm,厚,（,10,千克,/,英亩，以,0.04mm PE,计）（来源：天津大学）,半降解薄膜（淀粉/,PE，,光催化降解,PE/PP）：,废弃的,PE,地膜混合到土壤中或就地焚烧，使用若干年后导致严重问题。,迫切需要生物降解薄膜,!,低成本是必要条件,!,PLA,强度问题转化为成本问题。必须共混改性。,12,中国生物降解材料/塑料的种类,变性淀粉(非塑料，性能受限）,许多工厂，价格低廉，过去与不可降解的塑料混合,粘胶纤维：纤维素,(非塑料）,许多工厂，中等价格，生产过程高污染,二氧化碳共聚物：,“,聚碳酸酯聚亚氨酯,”,已建立一小型工厂；一家大型工业化工厂正拟建。,非生物基材料,聚羟基烷基酸酯族：,PHA/PHB/PHBV,国内技术，已建立数个工厂，价格昂贵,进口的生物降解塑料产品,(PCL,PBS,),生物基：,Novamont,(Mater-Bi),石油基：,BASF(,Ecoflex,),及不少日韩企业,聚乳酸,NatureWorks,及不少国内拟建项目计划,目前市场多大？,13,中国“完全”生物降解产品的市场（2004）,变性淀粉：1万吨？0,.,5-1 美元/公斤,粘胶纤维：1万吨？1,.,5 美元/公斤,聚羟基烷基酸酯族：5千吨？4-6 美元/公斤,二氧化碳共聚物：,1千吨？3-4 美元/公斤,聚乳酸,（,国产及进口）5百吨？2-4美元/公斤,其他进口的生物降解塑料,1百吨？4-6美元/公斤,目前市场极小：1-4千万美元以内,国家税收更小：1-3百万美元以内,环保费用及固废损害：不可估量,14,国外聚乳酸企业,NatureWorks,140,000,吨/年生产装置,，,2002,开始运行，全球,唯一的工业化规模聚乳酸装置，能够供应大量聚乳酸,，,有领先于同行,5-10,年的规模化生产经验,过去一年中树脂价格降低了,60%,2004,年,聚乳酸,纤维进入中国市场,2005,年2月非纤维用途,聚乳酸,树脂进入中国市场,不同等级聚乳酸适用于11-12种不同用途,（,如吹膜、,双轴取向膜、热塑、注射成型、,瓶子、纺粘、纤维等,）,Inventa,Fisher,拟在中国建立的装置有6个,其他,丰田,，,Hycail,15,NatureWorks,公司及其聚乳酸项目,成立于,1997,嘉吉公司和陶氏化学合资,约,250,人的独立公司,在,明尼阿波利斯,、,阿姆斯特丹,和东京设有办事处,在美国内布拉斯加州布莱尔市设有,14,万吨/年的聚乳酸厂,数百项国际专利,原嘉吉陶氏公司,NatureWorks,公司,2005,年2月成立,成为嘉吉公司的全资子公司,16,聚乳酸的生产流程,淀粉,糖化,乳酸,聚乳酸,发酵,17,十四万吨,聚乳酸,厂,投资：,3,亿美元,（1994：6000 吨中试厂）,破土动工到首次生产历时,19,个月,历时,10,年开发技术、工艺和市场,布莱尔市，,内布拉斯加,，美国,2002,年1月,18,十八万吨,乳酸,厂,比全球乳酸的市场还大,布莱尔市，,内布拉斯加,，美国，2002年12月,19,聚乳酸的优势,。完全生物降解，环保，健康,。以淀粉为原料可持续供应,。符合循环经济原则,。不受油价影响,石油迟早用完,油价必定上涨,淀粉价格稳定,20,聚乳酸的,可持续供应性,减少化石燃料使用,使用天然安全的原料,采用绿色制造工艺,与现有固废管理系统相适应,可焚烧,清洁燃烧,可填埋,无渗滤液或有毒物质,可堆肥,可回收加工成单体或其它产品,为子孙后代创造良好的生活质量,0,3,17,19,21,24,26,28,33,38,Day,47,Day,47,21,聚乳酸的,价格：过去12个月降低了,60%,PLA#2002D,Ex-works,large order,同期油价上,涨了一倍多,玉米价格始终稳定,22,聚乳酸的国外市场,食品包装市场,熟食、面包、糕点包装,沙拉、蛋、和蔬果农产品包装,瓶子（只适用冷藏、短保质期产品）,一次性餐盒、,托盘,收缩薄膜包装,家电及消费品市场,家电外壳,、,刚性包装,信封透明,窗口膜纤维市场,服装,被褥,/,毯子,毛巾/无纺布,23,中国可能是未来聚乳酸的最大市场,中国的聚乳酸产能目标,政府于2005年3月批准了生物质能项目，启动聚乳酸计划,预估,2020,年中国聚乳酸需求量达800-1000万吨/年,中国首家工业化规模的聚乳酸工厂计划,规模效应：须大于,50,000,吨/年，甚至,100,000,吨/年,一个,70,000,吨/年的聚乳酸厂需要,90,000,吨/年,L-,乳酸（大于全国目前乳酸产能）,应何时建厂？,2-4,年后，取决于聚乳酸市场,24,中国已建或拟建的聚乳酸项目,浙江海正：,实验室,装置,300,吨/年，设计,10,000,吨/年,上海同济：,实验室规模，正建,1,000,吨/年（一步法）,河南飘安：,实验室规模，拟建,10,000,吨/年，仅用于无纺布,江苏九鼎：,实验室规模，正建,1000,吨/年，拟建,10,000,吨/年，薄膜、包装用,Sinolac,和凯能：,拟建,20,000,吨/年（37,000,000美元投资,),哈尔滨威力达：,拟建,10,000,吨/年,(,50,000,000美元投资,),济南新合纤：,拟建,10,000,吨/年,华源集团：,拟建,20,000,吨/年，（用于纤维）,秦皇岛丽华：,拟建,20,000,吨/年（30,000,000美元投资,),其它：,安徽丰原等。不少实验室合成医用级,PLA,中国需要如此多的聚乳酸竞争者么？,25,如何避免聚乳酸厂的错误投资,在聚乳酸市场成形前避免投资建立聚乳酸工厂,不同的用途需要不同的聚乳酸的配比和性能,市场的开启并非易事，需投入大量资金而数年内没有回报,生产、配方和应用存在许多窍门,小规模、低投资的工厂没有竞争力,五万吨/年装置至少投入五到十亿人民幣，花数年时间,使用经过验证的技术，以约,1/10,规模放量,从,300-500,吨,/,年，到,5000,吨/年，再到,50,000-100,000,吨/年,欢迎与,N,atureWorks,合作,我们愿意合作建厂，转移成熟的生产技术，但首先需要开拓市场,!,最快和最经济的合作途径是从下游开始，先发展市场，再谈建厂,开发了一个,10,000,吨/年并且适度增长的市场后，可以讨论合作建立,50,000,吨/年的工厂,26,NatureWorks,是否会在中国建立聚乳酸工厂？,何时建立,?,-,希望,2-4,年内，取决于聚乳酸市场,内部条件：本部,14,万吨的产能是否能在1-2年内用完,外部条件：中国聚乳酸市场是否会超过几万吨/年并继续增长,必然性：届时,NatureWorks,不建厂，也会有其它公司建厂,与谁合作,?-,需要国内合作伙伴,设立独资企业？可能性很小,希望与国内企业合作，尤其是能帮助开拓,聚乳酸,市场的伙伴,购买乳酸,?,-,很有可能,第一个聚乳酸工厂将希望购买乳酸而非自建乳酸厂,聚乳酸生产和市场已有足够的事需要操心,需要,L-,乳酸或,D-,乳酸供应商,27,阻碍,聚乳酸,发展的因素,“,鸡生蛋，蛋生鸡”问题：没有市场容量来驱动成本降低；没有低成本聚乳酸来启动市场，来推动立法,聚乳酸成本,NatureWorks,进口低价聚乳酸,，,而中国政府征收约,25%,的税,最终聚乳酸产品一般比,PE/PP,产品高,50-100%,因此，我们仍被限制于高端、低容量的市场,聚乳酸的性能限制,没有合适的等级用来制造低价薄膜、袋子、长保质期饮料,没有足够的改性复合配方来,性能问题转化为成本问题（如厚度较大的膜）,缺乏立法/强制措施来限制非生物降解产品的使用,较高成本、较低性能，需要立法保护,无商品化的聚乳酸,/,降解塑料来支撑立法,28,可能的解决途径,开启高端市场（如连锁店,）,立法限用非完全降解塑料,降低降解塑料的进口关税和增值税,在中国建立聚乳酸工厂,开发塑料改性技术,29,政府可以推动聚乳酸的发展,可将降解塑料及,聚乳酸,产品定为免税产品来打开市场,治理环境需花费大量资金，而从降解塑料产品上获得的收入有限（高税收、小容量）但却因此会扼杀降解塑料产业,应考虑免除国内外降解塑料产品的所有营业税、关税和增值税,仅此一项就可能扭转“无鸡无蛋”的局面、启动降解塑料产品市场,可立法推动降解塑料市场,强制高端市场使用降解塑料,（,如连锁店、大城市、国家公园、航空公司、家电、化妆品等）因为它们能承受价格差别,禁止使用导致长期环境问题的不完全降解塑料,（,至少对一次性产品）,对不完全降解的塑料生产商和分销商征收废弃物处置费,避免过早投资小型聚乳酸厂,聚乳酸市场成形前，不鼓励也不提供资金給企业建立聚乳酸厂,过早建太多聚乳酸厂，将导致恶性竞争，扼杀未成熟产业,只要降低进口关税和增值税，就可以,NatureWorks,的低价聚乳酸来启动市场,!,30,合作远景,转移,NatureWorks,的聚乳酸技术建立聚乳酸产业,令中国节约几亿美元资金和若干年试错的时间,如能打开市场，可在2008年奥运前开始建立,5,万,吨/年的工厂,一个经济可行的、自我支撑的聚乳酸,/,降解塑料产业,在免除降解塑料税收后，政府对降解塑料市场的行政立法干预可减到最小,!,缓解能源问题、农民收入问题,一个值得骄傲的、更加清洁、更加健康的现代中国！,治理污染通常比防止污染多花几倍甚至几十倍的时间及成本,31,欢迎参与，我们需要合作伙伴,!,聚乳酸产品的加工和使用者,市场伙伴和销售代理,技术服务中心：为加工者提供支持,研发伙伴：塑料改性和新产品开发,乳酸供应商,：,升级、提高质量、降低成本、提供样品,聚乳酸,生产伙伴,：聚乳酸,市场建立起来后需要,政府,：,降低关税壁垒、立法、以开启市场,聚乳酸的开发将创造巨大的乳酸市场前景，,欢迎与我们一起开发聚乳酸市场!,32,谢谢！,www.,natureworksllc,.com,33,