可降解塑料**与PBAT较具前景

时间：2021-10-26

1. 可降解塑料有望进入快速增长期

塑料是化工行业较重要的产品之一，由于塑料的功能性强、加工性好、容易规模化生产等等优点，持续创造出新的应用，并在不断替代其他传统材料，2019年**塑料的产量已经达到4亿吨，是构建人类社会较重要的材料。木材、石材、玻璃、金属等传统材料经历一段时间都会分解成各种形式回到自然的循环中去，但塑料是完全人造的，绝大多数经历几**都难以分解，废塑料进入自然就形成现在社会非常关注的“白色污染”问题。为了既享受塑料的性能与成本优势，又缓解废塑料对环境的危害，可降解塑料就应运而生。

可降解塑料前期一直发展很慢，主要原因就是生产成本较高，推行政策不够强力，但随着2018年起中国禁止进口洋垃圾，行业趋势发生了明显变化。过去海外发达国家虽然产生了大量的塑料废物，但是通过出口到中国等地区，就以很小的现金成本解决了巨大的外部成本；而中国则承担了额外的外部成本，且负担越来越沉重。为了解决比较严重的废物问题中国就开始禁止进口洋垃圾，这使得发达国家的处理成本突然大幅提升，所以可以看到18年开始欧洲国家陆续推出针对塑料的强制政策，国内政策也开始越来越严格，因此我们认为可降解塑料已经进入了行业爆发期，而聚乳酸（**）和PBAT是其中较有前景的材料。

2. **与PBAT较具前景

目前已经应用的可降解材料包括淀粉复合材料、**、PBAT、PBS、PHA等等，2019年的总需求量近120万吨，其中淀粉复合材料目前占比较大达到38%，**与PBAT分别排第二、*三，占比为25%和24%。然而淀粉属于**材料，性能缺陷很大，使用范围非常受限，只是由于价格便宜才占比较高，目前产业发展都聚焦在**与PBAT之类的人工合成材料上。



2.1.可降解塑料打通新循环

塑料废物主要有四种处理方式：丢弃、填埋、焚烧和再生，这四种方式的处理成本依次升高，其中丢弃是零成本，填埋的成本也非常低，焚烧大约单吨成本在300元左右，而再生成本几乎与生产新料的成本相当。塑料再生实现了制品-再生料-制品的循环，因此几乎不会产生污染，碳排放也非常小，而其他方式都会对空气、海洋、地下水、生物等造成危害，可以说处理的成本越低，产生的外部成本就越高。现在**约25%的废塑料能够实现回收再生，但塑料再生适用的情况比较有限，许多制品使用后无法转化为再生料，因此再生循环的占比提升空间不大。为了减少塑料垃圾的外部成本，就必须开发新的循环处理方式。

可降解塑料通过堆肥处理能够转化为肥料、二氧化碳和水，种植出含糖或淀粉的作物后，通过发酵或者化工加工就又能转化成用于生产高分子材料的**分子。这样的可降解循环与再生循环一样，可以大幅减少废塑料对环境造成的影响。另外，可降解塑料根据原料可以分为生物基和石化基，如**、PHA、PBS等主要原料是农作物，PBAT、PCL等主要原料是原油，石化原料生产可降解塑料进入可降解循环就不会产生二氧化碳排放，还可以打破社会对石化产品碳排放大的固有认知。



2.2

**与PBAT是发展可降解的必选项
虽然可降解塑料目前在塑料总规模中的占比还微乎其微，但是产业也已经发展了多年，其中哪些品种较受市场重视实际已经有了答案，不过我们还是希望深入分析其中的原因，以便对未来展望。上文提到目前可降解塑料中占比**的是淀粉复合塑料、**和PBAT，合计占到近90%。从各种材料的性能对比可以看出，淀粉复合塑料的各项性能实际都比较差，目前占比能够排在**，较重要的原因就是门槛不高且价格较低。但是材料较终是为了解决问题，仅价格低并不会具有太强生命力，因此虽然**和PBAT价格明显**淀粉复合塑料，但两者的份额并不比淀粉材料低多少。

**与其他可降解塑料相比，在一些方面并没有优势，但是硬度和透明性上**却具有*一**的性能。一般单一种类的塑料不可能所有指标都具有优势，所以经常会采用复合的方式来制成满足下游需求的产品。而可降解塑料与传统塑料相比，性能上还是略有不足，因此更需要采用多种材料复合的方式，不同的材料提供自身*特的优点。而绝大多数塑料制品都对硬度有要求，许多应用场景也需要透明度，因此聚乳酸就成为了发展可降解塑料的*基础材料。



PBAT、PBS和PHA等三种材料的性能比较接近，主要是由于构成这些材料的单体分子结构上比较类似，而与构成**的乳酸差别很大。这几种材料与**搭配，就能制成多种形式的制品，如可降解塑料袋一般就是**与PBAT的复合材料。PBAT能够在其中占据较大份额，主要是由于原料相对易得、生产技术比较成熟。PBAT完全通过化工合成生产，生产规模达到十万吨级，原料也都大宗化工品，所以单价在可降解塑料中相对便宜。PHA与PBS的生产规模都明显偏小，导致单价比PBAT高很多。目前国内大规模PBAT项目也层出不穷，我们预计随着供给扩张和技术成熟，PBAT价格也有望进一步下降，与**配合成为可降解塑料发展较重要的材料。



3.可降解塑料市场空间巨大

可降解塑料对普通塑料的替代不可能一蹴而就，需要分步实现，首先需要禁止和替代的就是一次性用品，包括塑料袋、餐具、快递袋、编织袋、胶带等等。从国家较新的政策来看，从2020年到2025年底分为三个节点，依次扩大禁用范围，到2025年底国内将几乎全面禁止使用一次性的塑料制品。这些一次性塑料产品目前国内具体有多大用量并没有准确的统计数据，未来被禁用以后有多少量能够被可降解塑料替代实际也难以预测。但即使未来只有部分一次性塑料被可降解塑料替代，对于目前国内可降解塑料仅十万吨不到的用量，我们预计也存在几十倍的增长空间。



我们认为未来在一次性塑料产品领域，可降解塑料对普通塑料替代的动力将主要来自于三个方面：1）国家对普通塑料制品的标准和限制提高，导致使用成本大幅提升；2）可降解塑料生产规模扩大和技术进步带来成本下降：3）国家给予可降解塑料一定补贴。以农膜为例，国内农膜的年消费量约在250万吨，包括棚膜和地膜，棚膜用于覆盖大棚，较难受到破坏，所以回收的难度不是太大；而地膜容易受到破坏和污染，回收利用难度很大，也特别容易残留在土地中形成污染。而可降解地膜已经可以做到在种植完成后自动分解，不需要回收，还能增产作物，因此推广可降解地膜就非常有吸引力。但前期可降解地膜推广并不顺利，主要原因还是价格较贵，目前国内聚乙烯地膜的厚度一般在8微米，每亩的成本约在70元左右，而可降解地膜的成本约在200元/亩，每亩100多元的差距，农民就很难主动更换可降解膜。国家规划到2025年农膜要实现全面回收，按照日本经验地膜厚度要达到20微米才能实现较好回收，那聚乙烯地膜每亩的成本将达到约175元。考虑可降解塑料规模扩大和技术进步带来的成本下降，到时可降解地膜的成本可能与聚乙烯地膜接近，如果**再给予适当的补贴，那可降解地膜就有望大规模替代聚乙烯地膜。上文提到欧洲强力推广可降解塑料的催化剂是中国18年禁止进口洋垃圾，大量的塑料废物需要内部处理，但既没有额外的土地填埋，焚烧又违背自身碳减排的主张，所以就必须大力发展可降解塑料，我们预计欧洲未来可降解塑料的需求也将保持快速增长。在需求面临快速增长的背景下，我们认为可降解塑料行业的核心问题实际是供给端的发展是否能够满足下游需求。




4.国内已具备产业基础

国内化工行业绝大部分产品的产能规模都是世界**，但许多技术仍依赖海外公司授权，下游精细化领域的差距更大。而可降解塑料由于行业起步较晚，国内外的技术水平差距很小，下游产品也主要都是对性能要求较低的一次性制品，我们认为我国在可降解塑料上反而具有更明显的产业优势。

4.1.**技术壁垒较高

**的生产技术具有较高壁垒，主要分为乳酸-丙交酯-聚乳酸的两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业基本都采用两步法路线。海外企业主要有美国Nature Work、荷兰Total Carbin与日本武藏野三家公司生产聚乳酸，其中规模较大的是Nature Work，拥有15万吨产能，已经运行近20年，近期计划在泰国新建7万吨产能。国内产业发展速度也不慢，06年就由浙江海正实现了5000吨/年的聚乳酸工业化生产。国内聚乳酸技术主要依靠的是科研机构与企业合作的自主开发，目前已经投产的浙江海正与上海同杰良的技术分别来自长春应化所与同济大学，金丹科技在建的项目（生产核心中间体丙交酯）技术来自南京大学。虽然目前国内产能规模还小于海外，但我们认为主要是由于前期国内推广可降解塑料的力度较小，国内企业还对行业发展持谨慎态度。而近期国内新的规划项目不断涌现，这也可以反过来验证国家推广可降解材料的决心。不过国内目前仍只有个别企业真正实现**工业化生产，我们预计未来行业有可能呈现少数掌握技术的公司在维持较*率的同时，快速扩张产能的局面。




**的起始原料是淀粉，国内主要依靠玉米深加工获得，每吨**约消耗1.9吨玉米。国内的玉米产量在2.6亿吨左右，即使5年后国内**产量能达到100万吨，玉米用量的占比也不到1%，因此**的原料不存在瓶颈。国内玉米价格经历15年停止收储价格大跌之后，一直处于缓慢回升的过程中。价格上涨的主要动力在于前期价格较低打消种植积极性，国内玉米产量从15年的2.65亿吨下降到18年的2.57亿吨；同时国内近几年鼓励玉米深加工，玉米淀粉、玉米酒精等产量都快速增长，拉动了玉米需求并消化了大量库存。而19年国内玉米产量已经开始回升，我们预计未来玉米价格进一步上涨的空间有限，很难达到12-15年国家收储导致的2400元/吨左右的高价，因此**原料端的成本不会有很大波动。

按照海正5万吨扩产项目中的数据，我们测算了聚乳酸的生产成本，如果乳酸价格保持在7200元/吨，则聚乳酸的单吨成本约15000元。由于乳酸的技术壁垒较高，我们按照15%的ROA（参考万华化学，其MDI单吨投资与聚乳酸相当，长期ROA**约15%）预测单吨净利并加上合理费用后，预计**的单价将在23000元左右。如果未来生产规模扩大，单吨成本还有明显的下降空间，我们认为在**率不变的情况下，单价有望进入20000元以内。




4.2.PBAT产业较成熟

2000年前海外已经开始PBAT工业化生产，而国内落后并不多，中科院理化技术所、中科院化学所、清华大学等等机构在2000左右也都投入到PBAT工业化的研究之中。随着中科院理化技术所率先突破，2010年左右国内自主技术的PBAT工业化装置也开始涌现。随着使用国内自主技术的装置不断增多，我们认为国内PBAT生产技术至少不会受制于人，甚至达到良好水平。截止目前，国内PBAT产能已达到23.5万吨，追赶了海外产能总和，而且在建和规划中的项目也几乎都在国内，产能上我国未来也将持续保持优势地位。

PBAT属于石化基可降解材料，由对苯二甲酸（PTA）、己二酸（AA）和丁二醇（BDO）聚合而成，原料都源自原油和煤炭。目前国内PTA、AA与BDO的产能分别为5131、285和226万吨，按目前的投资规划，我们预计到2022年国内产能将分别达到7911、327和246万吨。目前PBAT对于这三种原料的需求与其总量相比几乎可以忽略不计，而即使目前在建的项目全部达产，我们预计国内产能也可以满足用量。PBAT的原料成本基本在6000-10000之间波动，与油价保持相同的变化趋势。如果油价保持在目前40美元/桶左右的区间，预计PBAT的原料成本也不会**过7000元/吨。目前PBAT生产规模还偏小，加工成本较高，但随着未来规模扩大，我们预计加工成本也不会太高，比如同属于聚酯类的PET瓶片单吨加工费随着产业成熟度提升已经降低到约700元/吨。因此我们认为未来国内PBAT成本与价格下降的空间还很大，随着价格下行，相对普通塑料的竞争优势也会越来越大，市场空间也会快速打开。



5.投资建议

综上，我们认为虽然目前国内可降解塑料体量还很小，但未来几年行业将保持非常高的增速。而且**与PBAT的生产具有一定技术壁垒，国内也已有较好的产业基础，掌握技术的企业有望维持较*率，成长为**可降解塑料的*企业。目前国内已拥有可降解塑料产能的上市公司主要是金发科技，而在建与规划的上市公司很多，包括金丹科技、彤程新材、瑞丰高材、万华化学等等，海正集团的聚乳酸业务也在计划上市，这些企业我们都建议关注。

6.风险提示

1）政策风险：可降解塑料行业发展主要依赖政策驱动，如果政策发生变化将导致可降解塑料的增长不及预期。

2）原料价格波动：可降解塑料价格受原料影响较大，特别是**原料为玉米，与原油等价格相对独立，如果原料价格大幅波动，将影响可降解塑料的经济性。

3）技术不及预期：国内可降解塑料生产技术还有很大提升空间，如果未来技术进步缓慢，将妨碍可降解塑料供给增长。

词条
词条说明
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