可降解塑料**與PBAT較具前景

時間：2021-10-26作者：紹興祝融家居科技有限公司瀏覽：245

1. 可降解塑料有望進入快速增長期

塑料是化工行業(yè)較重要的產(chǎn)品之一，由于塑料的功能性強、加工性好、容易規(guī)?；a(chǎn)等等優(yōu)點，持續(xù)創(chuàng)造出新的應(yīng)用，并在不斷替代其他傳統(tǒng)材料，2019年**塑料的產(chǎn)量已經(jīng)達到4億噸，是構(gòu)建人類社會較重要的材料。木材、石材、玻璃、金屬等傳統(tǒng)材料經(jīng)歷一段時間都會分解成各種形式回到自然的循環(huán)中去，但塑料是完全人造的，絕大多數(shù)經(jīng)歷幾**都難以分解，廢塑料進入自然就形成現(xiàn)在社會非常關(guān)注的“白色污染”問題。為了既享受塑料的性能與成本優(yōu)勢，又緩解廢塑料對環(huán)境的危害，可降解塑料就應(yīng)運而生。

可降解塑料前期一直發(fā)展很慢，主要原因就是生產(chǎn)成本較高，推行政策不夠強力，但隨著2018年起中國禁止進口洋垃圾，行業(yè)趨勢發(fā)生了明顯變化。過去海外發(fā)達國家雖然產(chǎn)生了大量的塑料廢物，但是通過出口到中國等地區(qū)，就以很小的現(xiàn)金成本解決了巨大的外部成本；而中國則承擔了額外的外部成本，且負擔越來越沉重。為了解決比較嚴重的廢物問題中國就開始禁止進口洋垃圾，這使得發(fā)達國家的處理成本突然大幅提升，所以可以看到18年開始歐洲國家陸續(xù)推出針對塑料的強制政策，國內(nèi)政策也開始越來越嚴格，因此我們認為可降解塑料已經(jīng)進入了行業(yè)爆發(fā)期，而聚乳酸（**）和PBAT是其中較有前景的材料。

2. **與PBAT較具前景

目前已經(jīng)應(yīng)用的可降解材料包括淀粉復合材料、**、PBAT、PBS、PHA等等，2019年的總需求量近120萬噸，其中淀粉復合材料目前占比較大達到38%，**與PBAT分別排第二、*三，占比為25%和24%。然而淀粉屬于**材料，性能缺陷很大，使用范圍非常受限，只是由于價格便宜才占比較高，目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展都聚焦在**與PBAT之類的人工合成材料上。



2.1.可降解塑料打通新循環(huán)

塑料廢物主要有四種處理方式：丟棄、填埋、焚燒和再生，這四種方式的處理成本依次升高，其中丟棄是零成本，填埋的成本也非常低，焚燒大約單噸成本在300元左右，而再生成本幾乎與生產(chǎn)新料的成本相當。塑料再生實現(xiàn)了制品-再生料-制品的循環(huán)，因此幾乎不會產(chǎn)生污染，碳排放也非常小，而其他方式都會對空氣、海洋、地下水、生物等造成危害，可以說處理的成本越低，產(chǎn)生的外部成本就越高?，F(xiàn)在**約25%的廢塑料能夠?qū)崿F(xiàn)回收再生，但塑料再生適用的情況比較有限，許多制品使用后無法轉(zhuǎn)化為再生料，因此再生循環(huán)的占比提升空間不大。為了減少塑料垃圾的外部成本，就必須開發(fā)新的循環(huán)處理方式。

可降解塑料通過堆肥處理能夠轉(zhuǎn)化為肥料、二氧化碳和水，種植出含糖或淀粉的作物后，通過發(fā)酵或者化工加工就又能轉(zhuǎn)化成用于生產(chǎn)高分子材料的**分子。這樣的可降解循環(huán)與再生循環(huán)一樣，可以大幅減少廢塑料對環(huán)境造成的影響。另外，可降解塑料根據(jù)原料可以分為生物基和石化基，如**、PHA、PBS等主要原料是農(nóng)作物，PBAT、PCL等主要原料是原油，石化原料生產(chǎn)可降解塑料進入可降解循環(huán)就不會產(chǎn)生二氧化碳排放，還可以打破社會對石化產(chǎn)品碳排放大的固有認知。



2.2

**與PBAT是發(fā)展可降解的必選項
雖然可降解塑料目前在塑料總規(guī)模中的占比還微乎其微，但是產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)發(fā)展了多年，其中哪些品種較受市場重視實際已經(jīng)有了答案，不過我們還是希望深入分析其中的原因，以便對未來展望。上文提到目前可降解塑料中占比**的是淀粉復合塑料、**和PBAT，合計占到近90%。從各種材料的性能對比可以看出，淀粉復合塑料的各項性能實際都比較差，目前占比能夠排在**，較重要的原因就是門檻不高且價格較低。但是材料較終是為了解決問題，僅價格低并不會具有太強生命力，因此雖然**和PBAT價格明顯**淀粉復合塑料，但兩者的份額并不比淀粉材料低多少。

**與其他可降解塑料相比，在一些方面并沒有優(yōu)勢，但是硬度和透明性上**卻具有*一**的性能。一般單一種類的塑料不可能所有指標都具有優(yōu)勢，所以經(jīng)常會采用復合的方式來制成滿足下游需求的產(chǎn)品。而可降解塑料與傳統(tǒng)塑料相比，性能上還是略有不足，因此較需要采用多種材料復合的方式，不同的材料提供自身*特的優(yōu)點。而絕大多數(shù)塑料制品都對硬度有要求，許多應(yīng)用場景也需要透明度，因此聚乳酸就成為了發(fā)展可降解塑料的*基礎(chǔ)材料。



PBAT、PBS和PHA等三種材料的性能比較接近，主要是由于構(gòu)成這些材料的單體分子結(jié)構(gòu)上比較類似，而與構(gòu)成**的乳酸差別很大。這幾種材料與**搭配，就能制成多種形式的制品，如可降解塑料袋一般就是**與PBAT的復合材料。PBAT能夠在其中占據(jù)較大份額，主要是由于原料相對易得、生產(chǎn)技術(shù)比較成熟。PBAT完全通過化工合成生產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模達到十萬噸級，原料也都大宗化工品，所以單價在可降解塑料中相對便宜。PHA與PBS的生產(chǎn)規(guī)模都明顯偏小，導致單價比PBAT高很多。目前國內(nèi)大規(guī)模PBAT項目也層出不窮，我們預計隨著供給擴張和技術(shù)成熟，PBAT價格也有望進一步下降，與**配合成為可降解塑料發(fā)展較重要的材料。



3.可降解塑料市場空間巨大

可降解塑料對普通塑料的替代不可能一蹴而就，需要分步實現(xiàn)，首先需要禁止和替代的就是一次性用品，包括塑料袋、餐具、快遞袋、編織袋、膠帶等等。從國家較新的政策來看，從2020年到2025年底分為三個節(jié)點，依次擴大禁用范圍，到2025年底國內(nèi)將幾乎全面禁止使用一次性的塑料制品。這些一次性塑料產(chǎn)品目前國內(nèi)具體有多大用量并沒有準確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，未來被禁用以后有多少量能夠被可降解塑料替代實際也難以預測。但即使未來只有部分一次性塑料被可降解塑料替代，對于目前國內(nèi)可降解塑料僅十萬噸不到的用量，我們預計也存在幾十倍的增長空間。



我們認為未來在一次性塑料產(chǎn)品領(lǐng)域，可降解塑料對普通塑料替代的動力將主要來自于三個方面：1）國家對普通塑料制品的標準和限制提高，導致使用成本大幅提升；2）可降解塑料生產(chǎn)規(guī)模擴大和技術(shù)進步帶來成本下降：3）國家給予可降解塑料一定補貼。以農(nóng)膜為例，國內(nèi)農(nóng)膜的年消費量約在250萬噸，包括棚膜和地膜，棚膜用于覆蓋大棚，較難受到破壞，所以回收的難度不是太大；而地膜容易受到破壞和污染，回收利用難度很大，也特別容易殘留在土地中形成污染。而可降解地膜已經(jīng)可以做到在種植完成后自動分解，不需要回收，還能增產(chǎn)作物，因此推廣可降解地膜就非常有吸引力。但前期可降解地膜推廣并不順利，主要原因還是價格較貴，目前國內(nèi)聚乙烯地膜的厚度一般在8微米，每畝的成本約在70元左右，而可降解地膜的成本約在200元/畝，每畝100多元的差距，農(nóng)民就很難主動更換可降解膜。國家規(guī)劃到2025年農(nóng)膜要實現(xiàn)全面回收，按照日本經(jīng)驗地膜厚度要達到20微米才能實現(xiàn)較好回收，那聚乙烯地膜每畝的成本將達到約175元?？紤]可降解塑料規(guī)模擴大和技術(shù)進步帶來的成本下降，到時可降解地膜的成本可能與聚乙烯地膜接近，如果**再給予適當?shù)难a貼，那可降解地膜就有望大規(guī)模替代聚乙烯地膜。上文提到歐洲強力推廣可降解塑料的催化劑是中國18年禁止進口洋垃圾，大量的塑料廢物需要內(nèi)部處理，但既沒有額外的土地填埋，焚燒又違背自身碳減排的主張，所以就必須大力發(fā)展可降解塑料，我們預計歐洲未來可降解塑料的需求也將保持快速增長。在需求面臨快速增長的背景下，我們認為可降解塑料行業(yè)的**問題實際是供給端的發(fā)展是否能夠滿足下游需求。




4.國內(nèi)已具備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)

國內(nèi)化工行業(yè)絕大部分產(chǎn)品的產(chǎn)能規(guī)模都是世界**，但許多技術(shù)仍依賴海外公司授權(quán)，下游精細化領(lǐng)域的差距較大。而可降解塑料由于行業(yè)起步較晚，國內(nèi)外的技術(shù)水平差距很小，下游產(chǎn)品也主要都是對性能要求較低的一次性制品，我們認為我國在可降解塑料上反而具有較明顯的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。

4.1.**技術(shù)壁壘較高

**的生產(chǎn)技術(shù)具有較高壁壘，主要分為乳酸-丙交酯-聚乳酸的兩步法和乳酸直接制聚乳酸的一步法，目前除了上海同杰良以外其他企業(yè)基本都采用兩步法路線。海外企業(yè)主要有美國Nature Work、荷蘭Total Carbin與日本武藏野三家公司生產(chǎn)聚乳酸，其中規(guī)模較大的是Nature Work，擁有15萬噸產(chǎn)能，已經(jīng)運行近20年，近期計劃在泰國新建7萬噸產(chǎn)能。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度也不慢，06年就由浙江海正實現(xiàn)了5000噸/年的聚乳酸工業(yè)化生產(chǎn)。國內(nèi)聚乳酸技術(shù)主要依靠的是科研機構(gòu)與企業(yè)合作的自主開發(fā)，目前已經(jīng)投產(chǎn)的浙江海正與上海同杰良的技術(shù)分別來自長春應(yīng)化所與同濟大學，金丹科技在建的項目（生產(chǎn)**中間體丙交酯）技術(shù)來自南京大學。雖然目前國內(nèi)產(chǎn)能規(guī)模還小于海外，但我們認為主要是由于前期國內(nèi)推廣可降解塑料的力度較小，國內(nèi)企業(yè)還對行業(yè)發(fā)展持謹慎態(tài)度。而近期國內(nèi)新的規(guī)劃項目不斷涌現(xiàn)，這也可以反過來驗證國家推廣可降解材料的決心。不過國內(nèi)目前仍只有個別企業(yè)真正實現(xiàn)**工業(yè)化生產(chǎn)，我們預計未來行業(yè)有可能呈現(xiàn)少數(shù)掌握技術(shù)的公司在維持較*率的同時，快速擴張產(chǎn)能的局面。




**的起始原料是淀粉，國內(nèi)主要依靠玉米深加工獲得，每噸**約消耗1.9噸玉米。國內(nèi)的玉米產(chǎn)量在2.6億噸左右，即使5年后國內(nèi)**產(chǎn)量能達到100萬噸，玉米用量的占比也不到1%，因此**的原料不存在瓶頸。國內(nèi)玉米價格經(jīng)歷15年停止收儲價格大跌之后，一直處于緩慢回升的過程中。價格上漲的主要動力在于前期價格較低打消種植積極性，國內(nèi)玉米產(chǎn)量從15年的2.65億噸下降到18年的2.57億噸；同時國內(nèi)近幾年鼓勵玉米深加工，玉米淀粉、玉米酒精等產(chǎn)量都快速增長，拉動了玉米需求并消化了大量庫存。而19年國內(nèi)玉米產(chǎn)量已經(jīng)開始回升，我們預計未來玉米價格進一步上漲的空間有限，很難達到12-15年國家收儲導致的2400元/噸左右的高價，因此**原料端的成本不會有很大波動。

按照海正5萬噸擴產(chǎn)項目中的數(shù)據(jù)，我們測算了聚乳酸的生產(chǎn)成本，如果乳酸價格保持在7200元/噸，則聚乳酸的單噸成本約15000元。由于乳酸的技術(shù)壁壘較高，我們按照15%的ROA（參考萬華化學，其MDI單噸投資與聚乳酸相當，長期ROA**約15%）預測單噸凈利并加上合理費用后，預計**的單價將在23000元左右。如果未來生產(chǎn)規(guī)模擴大，單噸成本還有明顯的下降空間，我們認為在**率不變的情況下，單價有望進入20000元以內(nèi)。




4.2.PBAT產(chǎn)業(yè)較成熟

2000年前海外已經(jīng)開始PBAT工業(yè)化生產(chǎn)，而國內(nèi)落后并不多，中科院理化技術(shù)所、中科院化學所、清華大學等等機構(gòu)在2000左右也都投入到PBAT工業(yè)化的研究之中。隨著中科院理化技術(shù)所率先突破，2010年左右國內(nèi)自主技術(shù)的PBAT工業(yè)化裝置也開始涌現(xiàn)。隨著使用國內(nèi)自主技術(shù)的裝置不斷增多，我們認為國內(nèi)PBAT生產(chǎn)技術(shù)至少不會受制于人，甚至達到良好水平。截止目前，國內(nèi)PBAT產(chǎn)能已達到23.5萬噸，追趕了海外產(chǎn)能總和，而且在建和規(guī)劃中的項目也幾乎都在國內(nèi)，產(chǎn)能上我國未來也將持續(xù)保持優(yōu)勢地位。

PBAT屬于石化基可降解材料，由對苯二甲酸（PTA）、己二酸（AA）和丁二醇（BDO）聚合而成，原料都源自原油和煤炭。目前國內(nèi)PTA、AA與BDO的產(chǎn)能分別為5131、285和226萬噸，按目前的投資規(guī)劃，我們預計到2022年國內(nèi)產(chǎn)能將分別達到7911、327和246萬噸。目前PBAT對于這三種原料的需求與其總量相比幾乎可以忽略不計，而即使目前在建的項目全部達產(chǎn)，我們預計國內(nèi)產(chǎn)能也可以滿足用量。PBAT的原料成本基本在6000-10000之間波動，與油價保持相同的變化趨勢。如果油價保持在目前40美元/桶左右的區(qū)間，預計PBAT的原料成本也不會**過7000元/噸。目前PBAT生產(chǎn)規(guī)模還偏小，加工成本較高，但隨著未來規(guī)模擴大，我們預計加工成本也不會太高，比如同屬于聚酯類的PET瓶片單噸加工費隨著產(chǎn)業(yè)成熟度提升已經(jīng)降低到約700元/噸。因此我們認為未來國內(nèi)PBAT成本與價格下降的空間還很大，隨著價格下行，相對普通塑料的競爭優(yōu)勢也會越來越大，市場空間也會快速打開。



5.投資建議

綜上，我們認為雖然目前國內(nèi)可降解塑料體量還很小，但未來幾年行業(yè)將保持非常高的增速。而且**與PBAT的生產(chǎn)具有一定技術(shù)壁壘，國內(nèi)也已有較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，掌握技術(shù)的企業(yè)有望維持較*率，成長為**可降解塑料的*企業(yè)。目前國內(nèi)已擁有可降解塑料產(chǎn)能的上市公司主要是金發(fā)科技，而在建與規(guī)劃的上市公司很多，包括金丹科技、彤程新材、瑞豐高材、萬華化學等等，海正集團的聚乳酸業(yè)務(wù)也在計劃上市，這些企業(yè)我們都建議關(guān)注。

6.風險提示

1）政策風險：可降解塑料行業(yè)發(fā)展主要依賴政策驅(qū)動，如果政策發(fā)生變化將導致可降解塑料的增長不及預期。

2）原料價格波動：可降解塑料價格受原料影響較大，特別是**原料為玉米，與原油等價格相對獨立，如果原料價格大幅波動，將影響可降解塑料的經(jīng)濟性。

3）技術(shù)不及預期：國內(nèi)可降解塑料生產(chǎn)技術(shù)還有很大提升空間，如果未來技術(shù)進步緩慢，將妨礙可降解塑料供給增長。


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