国内生物质塑料产业投资价值分析

    生物质塑料产业发展状况
    国外生物质塑料状况
    由于乳酸是生产聚乳酸的中间体，因此，除了了解聚乳酸产业状况外，有必要了解乳酸的产业状况。Purac公司在巴西、西班牙、美国、荷兰有四个大生产厂，总产量约20万吨；比利时Galactic也是世界上乳酸生产领先公司之一；美国ADM公司，L-乳酸生产能力为9000～18000 吨/年；Ecochem公司(杜邦与Conagra公司合资)，L-乳酸生产能力为9000吨/年；斯特林化学公司乳酸产量为7300吨/年。
    1997年，美国卡吉尔(Cargill)公司与陶氏(Dow)化学公司各占50%股份合资成立股份公司，设在内布拉斯加州布莱尔，开发和生产乳酸和聚乳酸，商品名为“Nature Works”，聚乳酸生产能力 13.6万吨／年，这是迄今为止世界上生产能力最大的聚乳酸生产基地，也是生物质塑料树酯工业化生产规模最大的公司。
    日本的三菱树酯、钟纺合纤、尤尼其卡、库拉雷等4家企业先后与美国Cargill-Dow公司签订代理协议，在日本扩大聚乳酸应用产品的开发。三菱树酯公司建成年产1万吨规模可降解薄膜制造基地，成为日本最大的制造可降解塑料的厂家。
    台湾、韩国等国家也在努力开拓PLA在包装、医用、纤维等领域的市场应用，并已有多种产品上市。 
    国内生物质塑料状况
    关于生产聚乳酸的中间体——L-乳酸，安徽丰原集团公司引进比利时技术，乳酸生产能力为3万吨，江西武藏野生物化工公司乳酸生产能力为1000T/年。
    中国科学院长春应用化学所的聚乳酸生产技术取得了突破性进展。该研究所与企业合作，已经拥有30吨/年的生产能力，今年将扩产达到5000吨/年。目前，该公司已经开展以聚乳酸为原料的制品开发，部分产品出口。
    此外，中科院化学所(北京)、上海有机所、南京大学、复旦大学、浙江大学等单位，均开展了乳酸的聚合研究。主要用于生物医学领域，如骨科内固定的钉、棒、模板材料，组织工程中的细胞生长临支架材料以及药物控制缓释剂的载体材料等。 
    生物质塑料产业投资价值分析
    市场分析
    英荷皇家壳牌石油公司估计，21世纪的前50年，生物质将提供世界化学品和燃料的30%，可实现1500亿美元销售收入。
    我国2020年能源战略目标是进口石油2亿吨，进口依存度55%，生物能源替代25%进口石油，相当于石油消耗的12.5%。其中燃料酒精1500万吨、生物柴油1500万吨、材料和化工原料用油1500万吨，按同比价格推算，三项合计应超过1000亿元人民币。
    2004年国内塑料树酯及共聚物产量1790.99万吨，化学纤维1424.54万吨，塑料制品1846.61万吨，若按照现有价格折中计算，2004年如果生物质塑料树酯全部替代国内石油基塑料树酯，可实现销售收入2000亿元、替代石油基化学纤维可实现销售收入1700亿元、替代石油基塑料制品可实现销售收入2000多亿元。
    由于生物质塑料及纤维同样可以起到节约石油资源作用，在优先发展策略中，其地位应高于生物质燃料(生物汽油、生物柴油)。原因是：一方面由于其可以完全降解，具有环保意义。因为非降解农膜的使用已经影响了可耕地质量，每年有1000多万公顷农田因覆盖石油基塑料地膜而导致土壤肥力衰退，直接影响生物质原料的产量和质量；另一方面其可完全代替石油基塑料。
    另据农业部统计，我国每年地膜覆盖面积已达1.8亿亩以上，地膜的年需求量45万吨以上；棚膜覆盖面积2250万亩，年需65万吨棚膜，农用膜实际消费量超过110万吨。若用生物质塑料替代农膜，可实现130亿元销售收入。我国的石油基塑料包装材料产量超过350万吨(不含进口)，占塑料总产量的18%以上，若用生物质塑料替代，可实现销售收入400多亿元人民币。 
    成本分析
    成本问题一直是困扰生物质塑料产业发展的核心。降低成本的主要措施有两方面，一是降低生物质原料的成本，二是通过生物化工技术进步降低成本。技术进步除了直接降低生物质塑料及纤维成本外，还可以通过开发副产品间接降低企业成本。
    1.生物质原料成本
    按照目前生物化工技术水平，生产生物质塑料的原料主要是淀粉，主要采用玉米淀粉。玉米主产区主要分布在东北、山东、安徽和华北平原。
    去年我国玉米产量(不包括出口)在12700～12900万吨之间，其中饲料玉米消费9400万吨，工业消费增加10%，主要由燃料乙醇增加拉动，总量达到1550～1600万吨，食用消费维持在1650万吨左右。出口维持在500～800万吨。
    玉米价格在1000～1300元/吨，国外玉米价格一般略高于此价格。
    通过估算，每3吨玉米可以产生1吨乳酸，玉米胚芽油、玉米淀粉糖、玉米蛋白、玉米发酵废料(饲料用)，可作为副产品开发，因此，乳酸的原料成本能控制在3000元/吨之内。
    除玉米外，高梁、小麦、甘蔗、陈粮均可作为生物质塑料的原料，我国自行培育的具有高抗逆性的甜高粱，理论上也可以用来生产乳酸，但目前未见有规模生产的报道。
    生物质塑料树酯的成本：目前，按照乳酸的国际价格，生产聚乳酸树酯的成本可控制在12000～15000元/吨(1万吨规模/年)之间。石油基树酯的市场价格在12000元上下波动。从目前掌握的资料分析，就成本而言，聚乳酸树酯完全可以替代传统石油基树酯。
    2.降低成本的生物化工技术手段
    通过生物化工技术手段降低生物质成本，有三条技术路线：一是克服纤维素分子(多糖)对生物转化的抗性，将大分子多糖降解为可发酵糖；二是通过基因工程研究，由可发酵糖进行生物转化；三是连续发酵技术。其中，将大分子多糖降解为可生物利用的还原糖是目前最大的技术屏障。
    自然界生物体吸收和消化纤维素(多糖)较为普遍，理论上，通过生物技术进步，完全可以利用纤维素替代淀粉作为生物质塑料的原料。如果该技术取得突破，农作物秸秆、谷壳等纤维质材料均可成为生物质塑料的原料，此时，石油基塑料及合成纤维的时代将会变成历史。
    总之，目前的生物质原料成本和生物化工技术水平已经构成了该产业投资价值的基本要素。 
    总结和建议
    中国科学院长春应化所年产30吨聚乳酸项目的成功运作，预示着我国已经掌握拥有自有知识产权的生物质塑料中试技术。由于影响力较小，该企业没有享受到国家对其专项相关优惠扶持政策。目前该企业正在扩产，规模为年产5000吨聚乳酸树酯，预计成本为16000～17000元/吨。公司成立了塑料制品研究所，对应用产品进行开发，目前已经开发出十多个产品，先行出口日本。但是，目前该企业没有原料中间体——乳酸的生产，建议企业在生物质塑料应用产品开发上，应进行充分的市场调研，例如从附加值和市场容量由高到低排序，逐次开发；农膜和包装材料的开发，其经济价值和环境价值较大。
    关于降解问题，一方面国家应制定相关的检测标准；另一方面企业应在降解“可以控制”方面予以重点关注，因为不同产品对于降解的要求是不同的，即使是同一种产品，也要依据不同的应用有不同的要求。
    目前，相关激励政策较多地倾斜于可再生能源，包括生物质能。将于2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》使再生能源产业得到了法律保护，而对生物质材料(生物质塑料、生物纤维)产业，政策上重视不够。虽然技术上已经成熟，但产业规模尚处于雏型，此时，如果在补贴政策、税收政策(关税、增值税、所得税、地方税等)、价格政策、低息贷款政策、信用担保政策方面给企业政策上的扶持，在流通环节实行减税政策，以销售的积极性，弥补流通企业在原产品销售量减少等带来的损失，相信会增加投资的吸引力。作为投资者，也应相信，现阶段投资该产业，随着产业规模和市场影响的扩大，生物质塑料降低石油资源消耗和环境意义一定会得到生物质能已经享受到的政策优惠。

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    生物质塑料
    近100年来，随着化学工业的发展，尤其是石油的开采和利用，在方便了人类生活的同时，也打破了自然界完整的生态链。
    再次迫使人们产生回归生态链的想法源于世界三大石油公司——埃克森-美孚、BP和英荷壳牌，它们在2003年发布公告称——按照目前已探明的世界石油储量和开采速度，全球石油的平稳供应只能维持40.6年。
    回归生态链的努力也与日益恶化的环境因素有关，除了石油基燃料产生的污染外，石油基塑料消耗和塑料制品被废弃后不能降解因素，破坏了生态链循环，产生了恶性后果。
    目前，随着生物化工技术的高速发展，我们已经可以利用生物质转化成按自身需要而“塑型”的材料，即生物质材料(包括塑料、纤维等)。这些材料的使用一方面可以替代石油基树酯，缓解对石油的依赖；另一方面，由于其完全降解成二氧化碳和水，二氧化碳和水又是植物生长的原料，完全进入生态链。因此，对该产业进行了解和分析，非常有必要。
    1.生物质和生物质产业
    生物质产业是利用农作物、树木和其他植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物等可再生或循环的有机物质为原料，通过生物化工方法生产生物质燃料、生物质能源以及生物质材料(包括塑料、纤维等)的工业化产业。
    生物质所含的能量和生物质质量与如下因素有密切关系：生物质品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照时间与强度、环境温度与湿度、雨量、土壤条件等。
    2、生物质塑料产业
    生物质塑料是利用生物质为原料，通过生物化工技术生产的树酯。这种生物质塑料既具有石油基树酯的可塑功能，又可在自然环境里被微生物(细菌、真菌、藻类等)完全降解，降解生成的CO2和H2O，通过光合作用被植物利用，进入生态链。
    可塑特性决定了产品的应用范围和经济价值，可降解性反映的是产品的社会价值和环境保护价值，而生物质源可起到节约石油资源保护环境的作用。
    通过大量调研认为，目前具备上述三个特性并可开发的生物质塑料有二类——聚β-羟基丁酸酯(PHB)和聚乳酸(PLA)。