环境降解塑料行业重大科技需求分析研究报告

唐赛珍、陶欣

中国塑协降解塑料专委会

一、地位作用和发展环境分析

1．环境降解塑料（EDP）在保护环境及实施可持续发展战略中的作用

EDP是塑料家族中一类带环保功能的高科技新型材料。随着塑料材料产量和消费量的日益增加和用途的不断扩大，其废弃物，特别是一次性塑料废弃物与日俱增，由于其较难回收再生利用，又不易在自然环境中自行降解，对环境污染日趋严重。如何促进和解决塑料与环境谐调发展，把塑料废弃物对环境的负面影响降到最低点，已成为全球备受关注的一个热点问题。由此，EDP应运而生，其研发与应用愈来愈受到世界瞩目。

根据多年来的应用实践和环境评价，EDP的开发与应用，其废弃物在一定的环境条件下和经历一定周期，可以使塑料垃圾减容、减量，从而可以起到减轻环境污染、缓解环境矛盾的作用，符合固体废弃物污染防治法中减量化，资源化、无害化的要求。而且由于其全部或部分原料采用可再生天然资源，因此，作为有限的、不可再生的、日渐减少的石油资源的补充替代品具有重要意义，并有利于可持续发展战略的实施。

2．2005、2010年EDP市场需求预测

据有关部门预测，2005年中国塑料包装材料需求量将达到5500kt，按其中1/3为难以收集的一次性塑料包装材料和制品计算，其废弃物将达到1800kt；据农业部预测，2005年地膜覆盖面积将达1.7亿亩，所需地膜加上堆肥袋、育苗钵，农副产品保鲜膜、片、盒等需求量将达到1200kt；垃圾袋等一次性日用杂品、建筑用网、不织布、医用卫生材料中一部分也是难以收集或不宜收集的，预计其需求废弃物将达到4400kt，若其中50%采用EDP替代的话，则EDP市场需求量将达到2200kt，再加上作为资源补充替代的产品，则2005年国内EDP总需求量将达到2600kt。另一方面，我国EDP产品由于品质有保障，而成本相对较低，近年来澳大利亚、日本、韩国等一些国家从减量化措施出发，对我国高淀粉含量的聚烯烃部分生物降解塑料的市场看好，而纷纷来华洽谈贸易和协作，目前进入国际市场的出口量达20kt，预计2005年出口量将达到200kt。据此，2005年EDP国内外市场总需求量将达2800kt，在塑料制品总计划产量（25000kt）中占11.2%。这与国外发展趋势是基本相符。

因此，EDP是一个正在发展而市场潜力大的新兴行业，2005~2010年需求量年均增长率按20%计算，2010年市场需求量将达6900kt。

3．本行业面临国内外环境分析

当前世界塑料工业总产量已超过170000kt，其用途已渗透到国民经济各部门以及人们文化生活各个领域，它已和钢铁、木材、水泥并列成为材料领域的四大支柱产业。塑料给人类带来了文明，不仅弥补了部分传统材料之不足，而且已成为某些部门技术进步不可缺少的材料。虽然塑料在今后经济发展中仍将起到非常有效的平台作用，但其在应用中仍有若干问题有待解决。首先是塑料应用的环境问题，目前世界塑料废弃物为每年的产生量高达5000kt，回收利用十分有限。90年代以来，我国塑料废弃物污染环境问题也日趋严重，特别是如地膜、包装袋、垃圾袋、餐饮具等一次性塑料废弃物，量大、分散、脏乱，不易收集，其中一部分随同生活垃圾进入城市固体废弃物（MSW）处理系统，而另一部分被随意丢弃而散落地面以及农田、山川、湖泊，污染农田、市容、旅游胜地、海岸港口；江河沟渠，甚至危害牲畜和野生动物生命等，为此受到环境部门和公众的责难。

近10多年来。欧、美、日等发达国家相继制订和出台了一些有关法规，对部分塑料废弃物要求加强回收利用，规定回收目标和回收利用比例；而对一些用后不易回收利用、不易处理以及在自然界中较难降解，或在废弃处理过程中残留或产生的有害物质的塑料材料和制品，局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税或课以高税等。我国近年来也出台了一些有关法规，如“中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法”第17、18条中明文规定，地膜及包装材料应当采用易回收利用，易处置或在环境中易消纳的产品。“关于加强重点交通干线、流域及旅游景区塑料包装废弃物管理的若干意见”，1999年发布“淘汰一次性发泡塑料餐具”等。这些对塑料材料的发展无疑是一种严重的挑战。

多年来，国内外对塑料与环境协调发展问题虽进行了不少研究和提出许许多多治理方案和措施，如减量、回收循环利用、回收再生利用、开发环境降解塑料等。但在实际操作中仍存在相当大的难度和许多有待进一步解决的技术经济问题，目前许多国家对上述措施有机结合、相辅相成、相互补充，成为一个防治结合、综合治理的方案，正逐步获得有效的治理效果。

二、行业发展概况分析

1．发展背景

我国光降解塑料的研究起始于20世纪70年代后期，80年代又有少数几家进行淀粉添加型降解塑料的实验室研究，进入90年代，随着环保呼声日烈以及受国外降解塑料热的影响，我国从事降解塑料研究开发的企事业单位有如雨后春笋般地蓬勃发展。降解塑料的研究开发成为全国的热点问题，加上国外不成熟技术的涌进，一些急功近利者的不实宣传，国内多次掀起降解塑料开发热潮。

目前，我国降解塑料事业经历了90年代初、中期的急躁发展，盲目上马并夹杂一定程度的浮夸和商业炒作宣传，致使部分企业蒙受了相当严重的经济损失，并对行业的技术市场、商品市场造成混乱。

90年代末，国家和行业加强了宏观正确引导，目前国内对降解塑料的开发已比较理智、务实、冷静下来，正面对国情，面对现实；围绕资源、技术、经济、市场、环境等进行全方位综合考虑，在积极改善工艺技术，提高产品性能，努力降低成本的同时，正大力研发新技术，开发新产品，开拓新用途。

2．发展概况

据不完全统计，目前中国从事EDP研发的企事业有100多家，企业中绝大部分是股份制及民营单位。多家合资及台湾独资企业。研发生产的品种有光降解、光（氧）/生物降解、淀粉基部分生物降解、全生物降解、水解降解以及无机材料填充环境友好材料等。

部分产品已初步形成产学研相结合的开发体系，已建成的双螺杆降解母料生产线150多条，产能近200kt/a，2002年产量约40kt，其中出口量约占40%；降解塑料制品的产能除新建约30kt/a外，相当一部分是在现有塑料制品企业中，利用原有薄膜（袋）、片（盒）等生产线，在PE、PP中加入降解母料及有关添加剂制得，因此实际能力难以计算。据不完全统计，2000年产量约200kt，其中出口量约占30%。

目前开拓的应用领域主要有农用、包装和日用一次性消费品，开发的产品主要有地膜、育苗钵、肥料袋、堆肥袋、包装膜（袋）、食品袋、超市购物袋、垃圾袋、快餐餐具、饮料杯、台布、手套、高尔夫球座等等。目前降解塑料地膜处于示范应用阶段，一次性包装材料及日用杂品正有序地推向市场，并有部分母料和产品已进军国际市场。完全生物降解塑料处于中试阶段，其产品在医用材料、高档包装材料、涂敷料方面正在积极开拓市场。

3．主要生产企业概况

已正式工业化规模生产、产品进入国际市场的企业有天津丹海、南京苏石、深圳茂达、吉林金鹰、深圳德实利、上海金樱、海南天人、成都中润等（详见表1.）。

①天津丹海股份有限公司

天津丹海股份有限公司1996年组建，为发起式股份有限公司，注册资本9800万人民币，投资规模1.9亿人民币。主要股东单位有、中国神华集团、天津滨江集团、天津市应阳实业总公司、天津华麟行国际贸易有限公司等。公司开发的变性淀粉及生物降解功能塑料母料产业化项目是天津20项重大科技成果产业化项目之一，被国家原计委确定为国家科技成果产业化示范工程。目前该公司已建成淀粉基降解母料（专用料）和相关制品生产能力各30kt/a，是当前国内以至亚洲最大的降解塑料生产企业，并注册了“STARTE”（生态利）商标，产品已通过中国环境标志认证。2002年荣获第四届国际质量金奖。已获授权专利3项：49100726.3、99121903.1、00100142.6。

2002年生产母料（专用料）和制品20kt，销售量18.86kt，出口量1.7kt；销售金额3695万元，创汇（折合人民币）332万元，人均销售额：11.44万元，实际利润：67万元，人均利润：0.21万元，研发投入25万元，占销售额的1%。主要出中国家和地区：日本、美国、澳大利亚、泰国和我国台湾省等。

②南京苏石降解树脂化工有限公司

南京苏石降解树脂化工有限公司原是江苏省石油总公司属下集科、工、贸为一体的企业，2002年改制为股份制企业，上海国义投资有限公司持有95%的股份。公司是在引进美国ATI（淀粉/乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）/PE）的专利技术、W&P设备的基础上，联合国内几所大学和科研单位共同消化，攻关，在技术上有了较大创新，并形成了10kt/a生产膜类、注塑类、泡沫类三大系列10多个品种母料（专用料）及部分制品的生产规模。自我研发脂肪族聚酯类全生物降解塑料，已有批量生产，并成为国际863计划“全降解薄膜”项目的实施基地。产品已经通过台湾生物技术中心生物降解性能的测试。公司有4项发明专利。2002年新开发并生产销售hold60增粘母料，填补了国内生产拉伸缠绕膜须从国外进口增粘母料的空白。

公司年生产能力10kt，2002年生产母料（专用料）2.6kt，销售量2.55kt，出口量2.33kt；销售金额2960万元，创汇（折合人民币）2700万元，人均销售额：52.86万元，实际利润：127万元，人均利润：2.27万元，研发投入45万元，占销售额的1.52%。产品主要出口国家和地区：日本、意大利及我国台湾省。该公司在日本设立了苏石生物产业事务所。

③深圳茂达环境生化产业集团有限公司

茂达环境生化产业集团有限公司是集降解塑料科研开发、工业化生产、网络营销为一体化的专业型环保港资企业。下属鄂州茂达降解塑料有限公司专门从事生产降解母料，年生产能力8kt，2002年生产母料（专用料）1.3kt，销售量1.3kt，出口量1.3kt；销售金额861.12万元，创汇（折合人民币）861.12万元，人均销售额：10.76万元，实际利润：100万元，人均利润：1.25万元，研发投入300万元，占销售额的34.84%。产品主要出口国家和地区：日本、法国、澳大利亚、新加坡、马来西亚、泰国等。

茂达环境生化产业集团有限公司2001年获得中国优秀新技术产业及科研成果荣誉证书，获得国家质量技术监督局产品质量申诉处理中心、中国质量检验协会“质量信誉跟踪产品”称号；2002年公司生产的淀粉基热塑性光/生物降解聚苯乙烯（BSPS）产品通过英国国际质检中心（ITS）欧美标准检测。同年获得中国质量检验协会颁发“质量达标合格产品”证书。

④吉林金鹰实业有限公司

吉林金鹰实业有限公司是一家集科、工、贸为一体的环保型民营企业。公司研发的光/生物降解塑料为国家级火炬计划项目。目前已建成各类降解母料（专用料）生产能力达60kt/a和制品40kt/a，产品已获中国环保标志认证。

2002年生产母料（专用料）2kt，销售量1.5kt，出口量0.5kt；销售金额1115万元，创汇（折合人民币）615万元，人均销售额：22.3万元，实际利润：170万元，人均利润：3.4万元。产品主要出口国家和地区：日本、美国等。

表1、国内几家主要生产降解塑料公司概况

4．行业发展分析

EDP目前在国内外均属一门新兴的高科技、环保行业。从整体发展而言，技术有待进一步完善和提高，产品性能，如全生物降解性能的生产率、降解可控性，加工性；部分降解塑料的用后快速降解性、完全降解性以及准确的时控性均有待改进和提高；应用领域尚需进一步开拓，并通过应用跟踪试验检测，确认其对环境无害及无潜在危害；产品成本、特别是全生物降解塑料的成本尚需大幅度下降，以求得其性能价格比接近普通塑料才有望获市场认可而广泛推广应用。基于以上情况，目前世界生物降解塑料的产能虽已超过200kt，但由于价昂，在需求量大的农用地膜，包装材料和垃圾袋等领域，一时尚难以被市场接受，因此其实际产量和消费量还不大。我国目前主要开发的添加型光降解、光（氧）/生物降解、高淀粉含量部分生物降解、高碳酸钙填充的光（氧）降解塑料等应用性能和价格接近普通塑料，但其废弃物在一定环境条件下和较短周期内，只能破坏、碎裂成碎片甚至粉末，要回归自然仍需较长时间（但比普通塑料可大大缩短），其对环境的安全性根据近十年的农田覆盖实际跟踪和20年的模拟跟踪试验证明，其废弃物只要碎裂成16cm²以下，则对农田土壤，无论物理污染、化学污染甚微，对农作物生产也无不良的影响，但从更长远而言，其安全性还有待继续跟踪调研。因此目前对部分降解塑料的发展尚存在一定的争议。近年来，一次性塑料产品市场需求持续迅速增长，环保呼声又日益激烈，如何谐调发展，引发了各方面深刻的思考：是“继续任其污染”还是“减轻污染逐步把负面影响降到最低点”？从国情出发，后者是当前我国EDP发展的思路，也初步获得社会共识和市场认可，并正逐步推向国内外市场。

目前我国开发的高淀粉含量部分生物降解塑料和高碳酸钙填充光（氧）降解塑料，除已在国内10多个省市的超市购物袋、垃圾袋、餐饮具、地膜、堆肥袋以及日用杂品等领域替代部分普通塑料产品外，当前日本、欧洲、澳大利亚、韩国、东南亚以及我国台湾省，从资源、垃圾减量化的概念以及较易被市场接受的价格出发，看好我国的EDP母料和制品。在高淀粉含量降解塑料方面我国天津丹海、南京苏石的产品与美国Novon lnternational公司产品比较，在淀粉细化，含水率、制品中淀粉的含量，特别在成本方面具明显优势，因此具有较强的出口竞争力。在高碳酸钙填充光（氧）降解塑料方面，我国吉林金鹰、上海金樱的产品在碳酸钙细化，高填充率、产品规格系列多样化、特别在成本方面比国外有优势。故日本、欧洲等一些以垃圾焚烧处理为主的国家也纷纷到我国洽谈贸易和合作；从近期来看，一次性普通塑料产品难于有效回收利用，而全生物降解塑料价格又过昂贵的情况下，我国当前开发的EDP既可减轻环境污染，又可节约原料，有利于可持续发展方向。因此，市场有需求，有需求就会有发展，据此国内市场前景看好，国际市场前景也看好。

当然，我们也充分认识到，我国当前开发生产的EDP主要属部分降解产品，也可以说是一种过渡性产品，我们的最终目标是要发展全生物降解塑料，有了现在的技术基础，有了不断充实的经济实力，有了具大的市场潜力，我国EDP行业将创明日辉煌。

三、科技发展现状分析

进入20世纪90年代以来，我国降解塑料的研发迅速发展，研发的品种有光降解、光/生物降解、光/氧/生物降解、完全生物降解、高淀粉含量部分生物降解、高碳酸钙填充光（氧）降解塑料等。

1．历年来国家支持的项目：

l     “光/生物降降解塑料地膜”、“光/氧/生物降解塑料地膜”先后列入国家“八五”、“九五”重点科技攻关计划；

l     “光降解塑料地膜”被列入国家科委“八五”重大技术推广计划；

l     光降解、光/生物降解塑料母料及制品被列入国家级和省级星火计划、火炬计划和新产品试制计划；

l     “变性淀粉及其生物降解功能母料及制品”被国家计委列为国家科技成果产业化示范工程；

l     “全生物降解塑料脂肪族聚酯、聚3-羟基丁酸酯（PHB）、聚3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物（PHBV）、聚羟基烷酸酯PHA、聚乙交酯”等列入国家863计划。

l     全生物降解塑料聚已内酯（PCL）列入地方“九五”重点科技攻关计划；

l     全生物降解塑料PHA，脂肪族聚碳酸酯（二氧化碳和环氧化物共聚物PBC）被列入国家自然科学资金项目；

l     全生物降解塑料PHBV被列入国家中小型企业产业化创新基金项目；

l     “降解塑料试验评价体系和标准”，“可环境消纳塑料专用树脂”被列入国家“十五”重点科技攻关项目。

2．引进技术和装备情况

（1）90年代以来，我国引进国外技术和设备主要是XX公司引进美国ATI公司在美国尚未付之实施的淀粉/EAA/PE专利技术和美国W&P的全自动双螺杆造粒设备。先后共引进1kt/a能力设备20台套，5 kt/a能力设备2台套，用汇近2000万美元。一些企业由于受不实宣传影响，未经调研盲目上马。由于该专利技术不成熟，其中EAA价昂，又需依赖国外进口，尽管设备比较先进，但由于与工艺技术不匹配，不能正常运转，加上不能生产出合格产品，因此引进的技术和设备除南京苏石外，其余分散在10多个省市的20条生产线，几乎没有发挥效益，有的转产，有的封存，有的已锈蚀变成一堆废铁，致使大部分企业背上沉重的包袱而不能自拔。

在引进的技术和设备中，只有南京苏石公司一家联合了国内数家知名大专院校和科研单位，通过10多年对引进技术的配方工艺进行了较大改进，结合国情，开发了EAA的替代原料，减少了EAA的用量，在确保产品性能的同时，降低了成本，并形成了自主创新的能力。实现了淀粉基降解塑料的工业化生产，产品包括薄膜级、注塑级、发泡级三大系列11个品种，其产品质量、淀粉含量以及降解效果在国内外同类产品中处于先进水平。产品远销日本、欧洲、东南亚及我国台湾省等国家和地区。

（2）深圳绿维公司原是由美国Novon lnternational公司和深圳中国新产业投资股份有限公司合资创办的公司。该公司以Novon公司的技术和国内山东90年代初原从美国W&P引进的双螺杆造粒生产线为基础，进一步消化吸收开发光降解、光/生物降解、淀粉基生物降解和水溶性降解塑料等。产品以“Novon“和绿维命名，前者用于出口商品，后者在国内采用。光/生物降解和淀粉基生物降解塑料是该公司的主要产品，已较好进行了技术转化工作，如全部原料国产化、工艺条件调整以及对淀粉改性技术、热敏剂技术及工艺配方进行了改进，并获较大突破，其废弃物埋在地下也可继续发生光氧化、生物降解。产品已批量生产出口日本、美国、英国等国家。原计划要建成亚洲最大降解塑料基地，但由于产品价高，市场竞争不力，2000年美国Novon公司已退出合资公司。2001年，绿维公司与泰州市合资兴建10kt/a的生产企业，至今尚未建成投产。

（3）河北省高碑店北方降解塑料厂引进美国WRP设备和光敏剂技术，据称耗汇200万美元。目前该厂已破产。

（4）原沈阳绿环生物降解技术开发有限公司从德国罗依克公司引进淀分基生物降解母料生产技术和设备，据称耗资3000多万人民币，该设备一直未能生产出合格产品，而搁置。该公司已被北京中宣绿环科技发展有限公司整合重组。

3．主要产品的技术来源

我国当前开发的EDP技术，主要是立足国内自主开发，部分技术来自国家重点攻关项目、863计划项目、国家自然科学基金项目、各部门和省市攻关项目、相当一部分是企业开发的技术。

表2. 光降解塑料母料（添加型）

表3. 光/生物降解塑料母料

表4. 光氧生物降解母料

表5. 淀粉基降解塑料母料

表6. 全生物降解塑料