我国的生物基材料产业发展迅猛,关键技术不断突破,产品种类速增,产品经济性增强,生物基材料正在成为产业投资的热点,显示出了强劲的发展势头。2014年,我国生物基材料总产量约580万t,其中再生生物质制造生物基纤维产品约360万t,有机酸、化工醇、氨基酸等化工原料生物基化学品约140万t,生物基塑料约80万t,同比2013年增长约20%。
1)二元酸二元醇共聚酯(PBS、PBSA、PBAT)
2)聚乳酸(PLA)
在世界范围内,聚乳酸最大的生产商是美国Natureworks公司,年产能为14万t。相比国外,我国PLA的产业规模偏小,产业链、产业集群尚未有效形成,使得成本偏高,一些高端设备和丙交酯等原料高度依赖国外;但国内在一些产品方面如一次性包装制品、购物袋、餐具以及纤维制品等方面的加工、生产领域,已经在国际上具有较强的竞争力。
3)二氧化碳共聚物(PPC)
4)聚羟基烷酸酯(PHA)
5)聚己内酯(PCL)
6)热塑性生物质塑料
深圳虹彩新材料科技有限公司主营业务为热塑性复合生物基改性塑料树脂及制品,生物改性树脂产能1.5万t/年,吸塑、注塑、吹膜等生物基塑料制品产能1万t/年。规划建设二期年产能5万t规模复合热塑性生物基塑料生产线及年产能2万t制品生产线。
苏州汉丰新材料有限公司年产能4万t木薯变性淀粉。产品包括变性淀粉、添加母料、专用料、片材、膜袋类、注塑与吸塑类等,规模化年产3万t级粒料及制品。
热塑性淀粉基塑料企业还有浙江天禾生态科技有限公司拥有3.5万t年产量生物基全系列材料与产品(包括吹膜/吸塑/注塑产品)。浙江华发生态科技有限公司(8000t/年)、常州龙骏天纯环保科技有限公司(8000t/年)等。广东益德环保科技有限公司以“淀粉降解材料挤出片材机组”成套设备的核心技术为依托,研发全生物降解一次性消费品、婴童系列产品和地膜。烟台阳光澳洲环保材料有限公司生产的淀粉基塑料一次性餐具主要供铁路使用。
四川(五粮液集团)普什集团拟以木浆粕、棉浆粕等天然纤维为主要原料,建设年产能3万t级新型热塑性纤维素合成生产线,建设年产能万吨级生物基三醋酸纤维素光学材料专用料生产线、万吨级生物基热塑性纤维素包装制品生产线。
江苏锦禾高新科技股份有限公司主营天然秸秆塑料、玉米淀粉基塑料以及生物基全降解塑料原料及产品。
合肥恒鑫环保科技有限公司目前年产能3万tPLA包括吹膜/吸塑/注塑产品、一次性包装以及淋膜纸杯与纸餐具,厦门协和环保科技有限公司正拟建年产能2万t生产线等。
1)生物基聚酰胺(PA)
2)聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)
3)生物基聚氨酯(PU)
生物基合成纤维包括PLA纤维(聚乳酸纤维),PHBV与PLA共混纤维、PTT纤维、PBT纤维等。
我国PLA纤维生产规模约为1.5万t/年,生产企业分布在江苏、上海、河南等地。上海同杰良生物材料有限公司目前建成了年产能300t的聚乳酸纤维生产线。河南龙都天仁生物材料有限公司年产能1万t聚乳酸长、短纤生产线已投产。此外,海宁新能纺织有限公司、张家港市安顺科技发展有限公司等也有一定产量。
PBT纤维是近年来开发的一种新型纤维,产地集中在江苏,以切片纺为主,企业主要有中国石化仪征化纤股份有限公司、无锡市兴盛新材料科技有限公司、浙江恒力复合材料有限公司和南通盛虹高分子材料有限公司等。无锡市兴盛新材料科技有限公司建成了连续聚合熔体直纺工艺PBT弹性纤维生产线(PBT长丝),年产能约3万t。南通盛虹高分子材料有限公司目前PBT民用丝的产量约为1万t/年。
保定天鹅化纤集团有限公司建成了国内首条万吨级天丝生产线。山东英利实业有限公司在引进奥地利先进生产技术和工艺设备基础上,进行消化吸收和再创新,建成了年产能1.5万t的天丝生产线,并推出自主品牌瑛赛尔。
以竹浆粕为原料的竹浆纤维是我国生物基纤维行业的一大创新成果,总产能约12万t/年,技术和产品国际领先。主要产地为河北、河南、四川、上海等。
麻浆纤维是近年来我国研发成功的又一种新产品。目前我国麻浆纤维产能约5000t/年,集中在河北、山东、云南等地。
近几年生物基塑料产业方面发展迅猛,关键技术不断突破,产品种类速增,产品经济性增强,正在成为产业投资的热点,显示了强劲的发展势头,有数十条万吨以上的生产线已经建成或正在建设中。从短期看,一些具有功能性的应用品种会发展较快,如生物降解塑料由于具备了生物降解性能而符合欧美发达国家禁塑令的要求,即使成本高也有较大的市场空间。从长远看,除了具有生物降解功能的生物基塑料发展外,一些生物基尼龙、生物基聚乙烯、生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯等非生物降解塑料可能会在国际上有较大规模的应用。但在我国,因为这些材料目前尚没有中试规模,因此在短期内不会有很大规模的发展。
聚乳酸(PLA)虽然产能有所上升,但仍面临美国NatureWorks公司强有力的竞争,目前NatureWorks公司PLA产品价格远远低于国产原料,而且其在泰国利用木薯淀粉为原料年产能10万tPLA的工厂预计也将投入生产。
聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二甲酸己二酸-丁二酯(PBAT)的总产能已达到10万t/年,规模化生产厂家达到6家,但实际表观消费量约1.5万t,另外,山东兰典生物科技股份有限公司正在准备建设10万t/年PBS生产线,总体来看此类材料的产能已出现过剩现象。除了国内的竞争风险外,国际竞争风险亦不可小觑,如德国巴斯夫公司目前已有7.4万t的二元酸二元醇共聚酯生产装置。
二元酸二元醇共聚酯(PXT)包括了PTT等聚合物,虽然有中试规模工厂,但在生物基化工原料方面仍缺乏有竞争力的供给商,产品大规模生产成本及其应用性能尚具有不确定性。
综上所述,生物基材料产业正处于实验室研发阶段迈向工业化生产和规模应用阶段,逐渐成为工业化大宗材料,但是在微生物合成菌种、原材料研发、产品成型加工技术及装备、规模化应用示范等方面仍需不断进步。