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全降解塑料袋
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从“限塑”到“禁塑” 可降解塑料迎黄金发展期

2020-03-07

可降解塑料


面对日益严重的塑料污染,尤其是一次性塑料垃圾的剧增,一些行业,如快递、外卖,及相关政策开始提出了用可降解塑料替代传统塑料来作为解决方案。可降解塑料作为高科技产品和环保产品正成为当今世界瞩目的研发热点,其发展不仅扩大了塑料的功能,而且一定程度上缓解了环境矛盾。在限塑禁塑成为全球共识的背景下,它在国内的发展如何呢?

1.塑料污染亟待解决,可降解塑料蓄势待发

1.1.轻量化推动塑料用量持续增加,塑料污染问题亟待解决

塑料制品主要应用领域在塑料薄膜,农用薄膜,泡沫塑料,塑料人造革、合成革以及日用塑料制品等方面,塑料薄膜应用大。由于国内环保因素严格控制再生料用量,再生料使用萎缩,中美贸易战大背景下,代加工减少,以上因素导致塑料制品产量下降。

目前,人们所用的塑料大部分是由石油化工产品生产的,其中约75%的塑料都是石油基塑料,约20%的再生塑料也基本是由石油基塑料再生制得的。石油基塑料类似PVC、PP、PE等拥有良好的物理化学性质,随着塑料性能的逐渐提升以及轻量化需求的增加,塑料的用量持续提升,我国塑料/生铁的比例从2006年的8%提升至2018年的14%。

塑料用量用途的增加,带来了人们生活的便利,也带来了废旧塑料处理的困扰,如一些农用土地因废弃地膜的影响而开始减产,不腐烂不分解的餐盒无法有效回收,“白色垃圾”影响环境,生活用塑料垃圾无从下手处理等问题。

塑料在自然条件下很难分解,如聚乙烯在自然条件下的降解周期一般为200年以上。随着时间的推移,自然界中废旧塑料的含量越来越高,塑料污染也将越来越严重,已经影响到生态环境和人身健康。

目前塑料废弃物的处理方法主要有高温焚烧、填埋和回收利用三种。废弃物焚烧处理会释放出大量有害气体,产生二次污染。填埋需大量占用可耕地面积,会加剧土地资源的匮乏危机,同时,将大量废弃物臵于地下,断绝了与阳光和空气的接触,降解更困难;回收利用对于分离困难的一次性塑料制品、地膜等,无论是从经济或实践上讲都很困难。

以欧盟为例,废弃塑料填埋处理比例从2006年以来就逐渐下降,从50%降低至2018年的25%;而循环利用率(20%—33%)和能源回收率(30%—43%)则不断提升,反应了人民对废旧塑料处理态度的变化,越来越向循环再利用方向发展。但是不是所有的废旧塑料都能通过能源回收或者循环利用方式处理,2018年欧洲仍有720万吨废旧塑料通过填埋方式处理。

1.2.全球可降解塑料尚处于发展初期阶段

降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求,在保存期内性能不变,而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害的物质的塑料。可降解塑料在土壤中3-6个月内就能降解,同时其他微生物吃掉这种生物塑料以后还能繁殖得更快,使土地更加肥沃。

降解塑料主要分为光降解塑料、生物降解塑料、光生物降解塑料。光降解塑料需要充足的光照才能降解,带来了很大局限性,所以光降解塑料的推广并不好。生物降解塑料成为目前主流的降解塑料种类。

生物降解塑料根据原材料来源不同又可分为生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料。生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羟基二甲酯(PHA)等,以生物质资源制得的可降解塑料,能够减少传统能源消耗,但存在与人争粮的问题;石油基生物降解塑料包括聚己内酯(PCL)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)等,主要原材料包括PTA、乙二酸、丁二醇等油基或煤基化工产品。

根据欧洲生物塑料协会数据,全球生物降解塑料产能合计约为107.7万吨,以淀粉基降解塑料为主,2019年淀粉基降解塑料产能为44.94万吨,占全球生物降解塑料产能的38.4%,PLA、PBAT分别占25.0%和24.1%,位居二、三位。

目前欧洲是全球可降解塑料需求大的地区,主要是欧洲国家已经建立了对可降解塑料的推广使用的政策支持。发达的经济基础使得欧洲较早形成进步的环保理念,通过立法和政策的强制执行,使得可降解塑料逐步替换传统的不可降解塑料,可降解塑料的需求不断提升。

近年来国内企业积极布局生物降解塑料,但推广较缓,产能利用率仍较低。2018年国内可降解塑料产能达到45万吨,产量为13.5万吨,产能利用率仅为30%。相对于国内塑料产量1.08亿吨,国内生物降解塑料占比仅为0.13%,若推广存在巨大的提升空间。

根据IHS Markit数据,2014年全球生物降解塑料需求规模为29.7万吨,2018年全球生物降解塑料需求量为36万吨,对应市场规模为11亿美元,整体全球可降解塑料市场仍处于发展的初期阶段。

可降解塑料无论从环境保护、开发利用可再生资源,还是合成特殊性能的高分子材料出发,均符合可持续发展战略的要求。受高成本以及技术壁垒较高的影响,可降解塑料仍让处于推广阶段,未来随着人们环保意识的逐渐加强,以及相关政策引导,我们预计可降解塑料发展前景广阔。

2.政策驱动打开需求空间,“禁塑”已成燎原之势

2.1.“禁塑”已成全球环保共识

环保意识的不足以及可降解塑料较高的单价,限制了可降解塑料的推广应用。传统塑料经历了长期的发展,拥有庞大的产能和产业链条,摊薄了生产成本,可降解塑料较高的成本难以在市场竞争中胜出。在目前塑料污染越来越严重的情况下,就需要政府机构从社会的可循环发展角度出发,推动环保法规的不断完善,减少废旧塑料带来的污染。

欧美地区经济发达,环保意识较强,目前已经是全球可降解塑料主要的消费地区。以欧盟的政策衍变为例,早在2016年,欧盟有机垃圾填埋指令要求成员国在2016年减少有机垃圾填埋量到1995年的35%;2018年,欧盟大部分国家实施“增加塑料袋价格或税收”的方式控制塑料袋的使用,例如丹麦、英格兰。

2019年3月27日,欧洲议会通过的一项“禁塑令”,到2021年,欧盟成员国将禁止使用包括一次性塑料餐具、塑料制棉签、塑料吸管、塑料搅拌棒在内的10种一次性塑料制品,并由更环保的材料加以替代,包括使用可氧化降解类的由发泡聚苯乙烯制成的包装餐具。2025年前,各成员国所使用塑料瓶的可再生成分至少要达到25%,到2030年这一比例要扩大到30%。

可以看到欧洲对于废旧塑料的处理方式从最初的减少填埋,到限制塑料袋的使用,再到禁止使用多种一次性塑料制品,虽然不是所有即弃式塑胶制品都被禁止使用,但欧盟希望用此法案鼓励生产商使用可循环材料制造产品。

在欧盟推出“禁塑令”的带动下,2018年以来全球各地纷纷出台“禁塑”政策,已成星火燎原之势,禁止使用一次性塑料制品、提倡使用可降解塑料已成为全球范围逐渐形成的共识。全球环保共识不仅推动政策的制定实施,更规范了人们的生活方式,在“禁塑”全球化的潮流下,可再生塑料市场仍将保持快速的发展态势。

2.2.新政策呼之欲出,中国“禁塑”越来越近

2020年1月19日,国家发展改革委、生态环境部公布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,提出了主要目标:到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2022年,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域,形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。到2025年,塑料制品生产、流通、消费和回收处臵等环节的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制。

意见明确提出,推广应用替代产品。在商场、超市、药店、书店等场所,推广使用环保布袋、纸袋等非塑制品和可降解购物袋,鼓励设臵自助式、智慧化投放装臵,方便群众生活。推广使用生鲜产品可降解包装膜(袋)。建立集贸市场购物袋集中购销制。在餐饮外卖领域推广使用符合性能和食品安全要求的秸秆覆膜餐盒等生物基产品、可降解塑料袋等替代产品。在重点覆膜区域,结合农艺措施规模化推广可降解地膜。我们认为,该意见的推出,对推广生物降解塑料具有里程碑的意义,未来各省市区有望陆续出台相关政策细节,积极推广替代产品,规范塑料废弃物回收利用,建立健全塑料制品生产、流通、使用、回收处臵等环节的管理制度,有力有序有效治理塑料污染,努力建设美丽中国。

……

我们认为“限塑令”已经难以应对互联网时代外卖和网购带来一次性塑料制品用量暴增的冲击。而随着我国经济实力的提升、环保意识的觉醒,绿水青山就是金山银山,对环境污染问题的容忍度越来越低,有望像欧盟一样走从“限塑”到“禁塑”的环保升级道路。海南“禁塑令”已经开始实施,有望为中国建立“禁塑”省份的示范区,推动中国完成从“限塑”到“禁塑”的转变。

3.传统塑料替代可创造国内可降解塑料百万吨市场

对于汽车、家电等单体塑料用量较大,分离容易的应用领域,废旧塑料往往选择回收利用。但是对于废旧的塑料袋、餐盒、地膜等来讲,塑料单体重量较低,且容易污染、破碎,难以高效的进行塑料分离,例如湿垃圾袋的破袋,这些就是可降解塑料未来发展的主要替代场景。

目前全球可降解塑料产能主要集中于包装领域,软包装和硬包装合计达到53%的产能占比。我国塑料薄膜下游41%应用于包装领域,31%在农业领域,有相当一份都是一次性的薄膜,未来3D打印、医药领域都是可降解塑料的发展方向。

3.1.垃圾分类:干湿垃圾分离困难,催生可降解塑料需求

上海在2019年7月正式施行了《上海市生活垃圾管理条例》,将日常垃圾分为可回收物、有害垃圾、湿垃圾和干垃圾。对于上海的居民来说,湿垃圾的处理是麻烦的,往往需要用垃圾袋或者垃圾桶将湿垃圾倒入湿垃圾箱,再将垃圾袋扔进干垃圾箱或者用水清洗垃圾桶,经常带来不便。若使用完全可降解塑料袋承装湿垃圾,可直接将塑料袋扔进湿垃圾箱,避免干湿垃圾分离带来的不便。

事实上2019年6月,住建部等部门发布关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知,将包括上海在内的全国46个城市带上了强制垃圾分类的“快车道”。自2019年起,在全国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类工作。到2020年,46个重点城市要基本建成生活垃圾分类处理系统。其他地级城市实现公共机构生活垃圾分类全覆盖,至少有1个街道基本建成生活垃圾分类示范片区。

在经济不断发展、人们环保意识逐渐增强的趋势下,在上海作示范效应为及其他45城的推广下,垃圾分类或将逐步在全国范围内推行。完全可降解塑料或将受益垃圾分类的推广,成为承装湿垃圾的容器选择。根据欧洲情况对标和分析,仅北上广深四大城市,垃圾分类将为完全降解袋产生10-30万吨级的潜在市场规模。

3.2.外卖:外卖规模快速提升,一次性餐具替代空间巨大

网络外卖以其实惠、便利等特点深受上班族与学生族的青睐,“懒人经济”和“快节奏生活”促进了互联网餐饮外卖的迅猛发展。我国网上外卖用户规模在2019年6月已经达到4.21亿人,较2015年12月1.14亿人增幅达到270.89%。而网民的网上外卖使用率也快速提升,从2015年12月的16.5%提升至2019年6月的49.3%。

在我国庞大网民基础的上,外卖行业得到快速的发展,根据美团研究院和中国饭店协会联合发布的《中国外卖产业调查研究报告》显示,2018年我国外卖交易额4613亿元,2019年外卖规模预计将达6035亿元,增幅将高达30.8%。外卖订单量达到109.6亿单,同比增幅97%,对外卖餐盒的需求量也高速增长。

根据“饿了么”、“美团外卖”以及“百度外卖”这三大外卖平台的统计数据,指出全国外卖每日订单总量约2000万单,每天可产生废弃餐具约6000万个,一年下来数量之庞大,而且这些废弃餐具并不是都采用可降解餐具,也有不可降解餐具。

以一次性餐盒为例,目前市场上的外卖餐盒主要有四种,分别是PS材质打包盒、PP材质打包盒、纸质打包盒和可降解餐盒。PS和PP材质餐盒属于可回收物,但由于我国垃圾分类体系正处于推广的初期,更重要的是餐盒和食物残渣分离困难,导致这些塑料餐盒都被当做干垃圾进行焚烧处理。

从降解效果来看纸质和可降解塑料餐盒是环保的,但是纸质餐盒的缺点也很明显,一是价格高,二是无法包装汤水,三是纸质餐盒虽然可以回收,但2-3次后就无法使用了。我们认为可降解塑料餐具,未来将在外卖行业的渗透率逐渐提升。

美团于2017年8月实行“青山计划”,从源头减量、包装升级、回收分类以及循环利用四个环节着手,探索外卖垃圾从产生到处理的科学闭环,促进行业绿色发展。在包装升级环节,青山计划参与首 个外卖餐盒团体标准制定,并在全国投放900万份环境友好型包装。

饿了么在2017年12月宣布启动“安心计划”,联合一次性餐盒生产企业、餐饮企业、中国包装联合会共同对一次性餐盒进行审核筛选。经过层层筛选,首批共有24家环保餐盒生产企业入选“安心计划”,包括1家纸餐盒生产企业、3家生物基塑料餐盒生产企业、20家聚丙烯塑料餐盒生产企业。

2018年我国外卖109.6亿单,假设对应废弃餐盒约109.6亿个,单餐盒重量约20 g,合计将产生废弃餐盒重量约22万吨,以饿了么“安心企业”占比来看,生物基塑料餐盒生产企业约占到了“安心计划”的11%,假设可降解塑料以11%渗透率对应替代空间将达到2.4吨。若考虑到除餐盒以外的一次性筷子、叉子、勺子以及包装,则可降解塑料的替代空间更大。

3.3.快递:快递行业强劲增长,巨头推动可降解塑料包装替代

在中国庞大的人口的支撑下,互联网移动终端的普及带来快递行业的快速发展,自2014年以来,我国快递行业务量已连续5年稳居世界首位。2018年全球快递业务量接近1000亿件,同比增长超过20%,其中我国快递服务企业业务量累计完成507.1亿件,同比增长26.6%,增量106.5亿件,业务量超过美、日、欧等发达国家经济体总和,约占全球的一半。

据国家邮政局统计,2018年中国快递业共消耗编织袋约53亿条、塑料袋约245亿个、封套约57亿个、包装箱约143亿个、胶带约430亿米,国内使用的包装胶带一年可以缠绕地球1077圈。

以LDPE材料的快递塑料袋为例计算,塑料袋厚度约为0.07mm,假设单塑料袋面积0.4平米,则单个包装塑料袋重量约为25.8 g,对应2018年我国消耗245亿个塑料袋重量约为63万吨。2018年我国快递507.1亿件业务量对应245亿个塑料袋,平均每2个快递就会使用1个塑料袋,每增加100亿件快递将新增12.9万吨塑料需求。

而在2016全球智慧物流峰会上,菜鸟网络宣布联合32家中国及全球合作伙伴启动菜鸟绿色联盟——“绿动计划”,承诺到2020年替换50%的包装材料,填充物为可降解绿色包材。

2017年6月,京东联合九大品牌商(宝洁、联合利华、屈臣氏、雀巢、惠氏、乐高、金伯利、农夫山泉、伊利)启动“青流计划”,致力于整个供应链的绿色环保。“青流计划”计划在2020年前完成以下的目标:在B2C方面:50%以上的塑料包装使用生物降解包装;物流包装使用可再生或可回收材料,在B2B方面,实现80%的产品包装可回收。

2018年我国整体可降解塑料需求量仅为4.2万吨,快递行业包装材料可降解化进展明显低于此前的预期。2019年前11月,我国规模以上快递业务量已经达到567.9亿件,同比增速达到25.4%,同比增加115亿件,假设完全替代,当前快递市场初步估算存在70-80万吨的可降解塑料替代容量。

3.4.地膜:回收难度较大,可降解地膜有望获得突破

20世纪70年代,地膜覆盖技术自日本传入中国,在中国得到大规模的使用。地膜覆盖是指对地表或生长早期的植物直接覆盖,其主要目的是提高作物生产率、促进作物提早成熟。塑料地膜通过改变土壤能量平衡以改善作物生长小气候,提高土壤养分的有效性、促进根部养分吸收、增加土壤微生物数量及其活性,并进而缩短种子萌发和作物成熟所需的时间,积极影响作物生长与产量。塑料地膜还能够保护作物免受不利生长条件,如恶劣天气、害虫和鸟类等的影响。

地膜在各个种植领域都有比较广泛使用,应用于花卉的储藏、蔬菜、园艺、水果、粮食作物等。中国的地膜使用主要是新疆、山东、河北、甘肃等大省,随着地膜的推广以及普及,近年来各地的地膜使用量都在不断增加。2018年,我国农用塑料薄膜使用量达到246.5万吨,虽然同比下降2.5%,但是使用量连续多年在240万吨以上。

中国的地膜厚度国家标准在上世纪的90年代制定,地膜厚度的国家标准是0.008mm,这种厚度的地膜可以在增温保墒的同时,大限度的降低制造成本,有利于农作物增产增收。但是地膜厚度国家标准原本就比较薄,再允许地膜厚度在正负0.003mm的范围浮动,这为日后超薄膜的泛滥和“白色污染”留下了深深的隐患。

地膜的销售是按照重量来的,在同等覆盖面积条件下,地膜的厚度越薄,购买的成本就越低,在经济利益的驱使下,农民基本上都会选择超薄的地膜。据中国农用塑料应用技术协会估算,在中国地膜覆盖栽培面积中,一大半都是使用超薄地膜。塑料地膜的成分主要是PE,因厚度薄而在田间极易破碎,难以回收利用。破碎的PE在自然条件下的极难降解,降解周期一般为200年以上,从而造成土地和粮食污染,威胁人体健康。

国内外缓解农膜污染问题主要有3种策略:一是使用易于回收的厚地膜,在使用完成后通过回收机进行回收再加工;二是降低农膜的覆盖率,或一膜多用,从源头上减少地膜的用量;三是使用降解地膜。使用降解地膜的使用成本提高210-705元/hm2,但降解膜后茬可直接翻耕,节省揭膜人工费用360-900元/hm2,综合成本来看使用回收厚地膜和降解地膜基本相当。

2015年,农业部《关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》中指出:加快地膜标准修订,严格规定地膜厚度和拉伸强度,严禁生产和使用厚度0.008mm以下地膜,从源头保证农田残膜可回收。GB13735—2017《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》明确提出普通地膜厚度不低于10μm,而生物降解地膜则不受限制。

2017年农业部提出了农膜回收行动,印发《农膜回收行动方案》,加强农膜污染治理,提高废旧农膜资源化利用水平,并制定了到2020年全国农膜回收利用率达到80%以上的工作目标。2018年颁布的《中华人民共和国土壤污染防治法》以法律的形式明确规定了地膜的回收工作。

2019年初国家有关部门召开了地膜覆盖及残留污染防控研讨会,认为治理地膜残留污染,要完善顶层设计,针对不同区域不同作物提出地膜污染治理的策略,建议加大对合理使用地膜和有效回收残膜的政策支持力度,加强地膜残留污染综合治理科技研发及创新平台建设,重点在残膜机械化捡拾和全生物降解地膜应用技术上取得突破。

生物降解膜可从源头上治理农膜污染,我们认为是今后的主导发展方向,可降解塑料在地膜领域也有望迎来突破性的进展。2018年国内农用塑料薄膜重量达到246万吨,以《农膜回收行动方案》制定的80%的回收率为指引,假设可降解塑料的渗透率为20%,则对应市场需求量约为49.3万吨。若可降解塑料可以完全替代传统塑料,则地膜领域对应市场需求量将超过200万吨。

目前,全球宣布投资建设生物可降解材料的企业很多,但是真正能够大批量供货的企业却很少。这也意味着,在政策的助力下,中国相关企业将迎来发展黄金期。

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