国内外生物降解塑料现状与发展趋势

目前全球塑料年消耗量约为2亿吨，而生物可降解塑料的市场份额还不到0.5%。近些年来由于石油价格的长期上涨，全球气候的暖化问题日益严重，世界各国政府出于资源战略、环境和经济的考虑，出台了一系列支持生物可降解塑料的政策法规，促使生物可降解塑料市场需求保持在年均增长20-30%的水平。 根据日本生物降解塑料研究会的资料，2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨，2003年约2万吨，2005年约4万吨，到2010年预计达到10～20万吨左右。 欧洲生物塑料协会资料，2001年的数字显示，欧盟可生物降解产品的消费量为2.5～3万吨，而传统聚合物的用量高达3500万吨。截至2007年8月，全球生物降解塑料的年生产能力已达31．5万吨；欧洲生物塑料协会预计2010年生物降解塑料的用量会达到100万吨左右。第二届国际生物塑料市场会议上也有专家预测，全球生物可降解塑料市场需求年增长预计为30%，到2010年，全球生物可降解塑料的需求将达到130万吨，而届时生物可降解塑料的产能预计只有100万吨。

美国Freedonia市场研究集团研究报告预计最具有“最佳发展机会”的品种是聚乳酸材料，其次为淀粉改性塑料树脂。Freedoma集团认为，由于聚酯类生物降解塑料价格下降，应用范围宽，加上其在薄膜和纤维领域中的新应用，将是一种需求“增长性”的生物降解塑料品种。预测今后几年北美生物降解聚合物市场需求强劲。
图1.世界生物降解材料的增长及未来发展预测
在中国，最初的可降解塑料是PP或PE与淀粉的简单共混物，只能分裂成小碎片或部分降解，不但不能从根本上解决白色污染问题，而且造成了回收困难和二次污染，因此没有得到广泛应用。按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计，中国2003年生物降解材料的用量大概是15000吨，其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家，生产能力6万吨/年，实际生产约3万吨，国内市场需求约5万吨，国外进口1万吨，出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右。
目前，全球研发的生物降解塑料品种已有几十种，可批量生产的品种主要有：微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯（PHA, PHB, PHBV等）、化学合成的聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、二元醇二羧酸脂肪族聚酯（PBS）、脂肪族/芳香族共聚酯（Ecoflex）、二氧化碳/环氧化合物共聚物（APC）和聚乙烯醇（PVA）等，天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等（详见表1）。其中聚己内酯（PCL）和聚乙烯醇（PVA）工业化技术最成熟，聚乳酸（PLA）、二元醇二羧酸脂肪族聚酯（PBS）、脂肪族/芳香族共聚酯（Ecoflex）工业化技术也渐趋完善，而微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯（PHA, PHB, PHBV等）和二氧化碳/环氧化合物共聚物（APC）还处于大规模工业化的前期阶段。

上述生物降解高分子中，聚羟基脂肪酸酯类，聚乳酸和淀粉属于生物基高分子，它们的生产原料来自生物资源----淀粉，所以不依赖石油的价格波动，且整个过程更加环保，不会造成进一步的环境污染问题。以市场规模统计，生物基高分子大约占了生物降解高分子的80~90%。在生物基高分子中，生产1公斤的聚羟基脂肪酸酯类材料大概需要5公斤的玉米，而聚乳酸则只需要2.6公斤的玉米。从原料成本上看，聚羟基脂肪酸酯类的成本就增加了大约一倍，且目前的聚羟基脂肪酸酯类生产技术还不是很完善，大多处于中试阶段，生产成本在5000~7000之间。淀粉基生物降解塑料真正的工业化大生产的是意大利Novamont的Mater-Bi。产品仍有不足之处，且产品的价格高达7000多美元／吨。