對于歐美降解塑料制品生產商來說,寧波天安生物材料有限公司是一家神奇的公司。這樣一家普通企業,居然可以生產出降解塑料生產商不可或缺的原料——PHBV(聚羥基丁酸—戊酸酯),而這樣的企業居然在中國,這著實讓他們吃驚。
“從國內看,不僅生物降解塑料的生產技術已達到國際水平,并且有一部分國內企業的產品已經成功走向了國際市場”,中國塑協降解塑料專業委員會秘書長翁云宣告訴《中國投資》。
“白色污染”
催生“綠色革命”
廢棄塑料的“白色污染”問題日益嚴重,已到了非解決不可的時候。各國特別是西歐、美國、日本等發達國家,限制使用一次性泡沫塑料包裝物,歐盟近年已經出臺相關法規限制或者禁止使用非降解塑料包裝物。
而與傳統石油基合成樹脂的根本區別大多在于,生物降解塑料的主要原料來源是以陽光和二氧化碳為能源和碳源的淀粉和纖維素等可再生資源,是一種通過生物技術轉化成聚合物的高科技材料,其制品在丟棄后會完全分解成二氧化碳和水。如果集中回收進行堆肥處理,還可以生產出有機肥。
隨著對環境保護的重視,各國紛紛開始著手進行生物降解材料的研發。同樣,作為一次性塑料制品的消費大國,我國自上世紀80年代開始,陸續進行了生物降解材料的研發。
生物降解塑料又分為天然生物降解塑料、微生物降解塑料和化學合成生物降解塑料幾大類。
天然生物降解塑料是指以天然聚合物為原料,可通過各種成型工藝制成生物降解塑料制品的一類材料,包括由淀粉、纖維素、甲殼素、大豆蛋白等天然聚合物及其各種衍生物和混合物。其中熱塑性淀粉已經產業化,其它天然材料尚處于基礎研究階段。目前,已經實現產業化的有武漢華麗環保科技有限公司等,已形成年產2-3萬噸的生產規模。
微生物合成生物降解塑料有聚乳酸(PLA)、聚羥基烷酸酯(PHA)等。PLA是以糖蜜等發酵制得的乳酸為原料,通過直接縮合聚合法或其二聚體丙交酯開環聚合法等方法化學合成的。目前,中科院長春應用化學研究所和浙江海生生物降解塑料股份有限公司正共同進行中試研究,產品性能基本達到Cargill Dow公司產品水平,目前已基本完成5000噸生產能力的示范生產線建設。
用微生物等方法合成的生物聚酯價格較高,是目前難以普遍采用的主要障礙。化學合成法開發的生物降解塑料主要有各種脂肪族聚酯,前者主要品種包括聚己內酯(PCL)、脂肪族聚碳酸酯(二氧化碳和環氧化合物共聚物或稱二氧化碳共聚物)等。內蒙古蒙西高新技術集團所采用的,正是化學合成法生產降解塑料。除此以外,河南天冠集團還將酒精生產過程中產生的副產品二氧化碳也用于生產全降解塑料。另外,中科院理化所的化學合成聚丁二酸丁醇酯也正在產業化過程中。
除了上述3類外,還有一類是將淀粉等天然資源與化學物質共混生產的技術。廣東肇慶華芳降解塑料有限公司等實現了將淀粉塑化改性后、再和聚乙烯醇共混生產降解塑料。
“我們自1999年起就開始進行以可再生資源淀粉為原料、運用發酵工程技術生產新型生物材料,共投入了7000多萬元”,寧波天安公司市場部經理劉輝對《中國投資》說。
寧波天安的技術思路主要是從淀粉中提取出的葡萄糖為碳源,在發酵罐內培養某種微生物,既而在其生長、新陳代謝過程中體內逐漸合成出PHBV。其主要應用除食品包裝及容器、購物袋、玩具等生活日用品及包裝領域外,也可用來生產一次性使用的注射器、手術衣等醫用產品。寧波天安是目前PHA類材料唯一實現商業和規模化生產的企業。
“2004年,我們已經形成了年產1000萬噸的生產規模,到今年年底產能將達到2000噸”,劉輝對此很是自豪。
廢氣變高附加值塑料
塑料制品的大量應用造成“白色污染”,過量的二氧化碳排放造成“溫室效應”,使全球氣候和環境受到極大的威脅。
對于二氧化碳排放大戶的水泥企業,在“減排”重壓之下,最困擾企業的一大難題是如何減少水泥窯產生二氧化碳尾氣處理問題。
而將“白色污染”與二氧化碳過量排放結合起來考慮,就為企業找到了一條改善環境的最佳路徑。
7月初,一條既能解決企業排放的二氧化碳、又能生產降解塑料的年產3000噸二氧化碳基全降解塑料中試生產線,在內蒙古蒙西高新技術集團公司誕生。
早在2000年,內蒙古蒙西高新技術集團公司為了解決生產水泥過程中產生的二氧化碳,采用西南化工研究設計院的國內領先變壓吸附技術,建成了從水泥窯尾廢氣中回收、提純年產2萬噸級食品級二氧化碳裝置。然而那時提純出來的二氧化碳多是賣給了食品加工企業用于保鮮、防腐等途徑,每噸售價為800元左右,經濟效益并不明顯。
而在國際市場上,用二氧化碳作原料生產的全降解塑料每噸售價約為2萬多元。正是這一巨大的利潤誘惑,隨后,蒙西又投資4000多萬元,與中科院長春應用化學研究所合作,以水泥窯尾氣排出的二氧化碳為原料,采用二氧化碳和環氧化物在稀土組合催化劑的作用下進行共聚,生產二氧化碳基全降解塑料。2002年10月建成了世界第一條連續、全封閉的年產3000噸二氧化碳基全降解塑料中試生產線,所生產的塑料透明、可生物降解、焚燒過程只產生二氧化碳和水。
然而,“由于政策、資金、技術等原因,多年來,中試線生產的降解塑料產品僅僅銷售了700噸”,蒙西高新技術集團項目經理向輝對《中國投資》說。此后,為解決后處理問題,2005年底,蒙西再次投入五六百萬元,進行工業化改造。
歷經5年多時間的中試,實驗室的研究終于開花結果——這一解決雙重環境污染的中試成果終于實現產業化。蒙西依托自己集團所屬水泥企業產生的二氧化碳就可以每年生產出3000噸二氧化碳基全降解塑料。
二氧化碳聚合物具有可降解(可焚燒)、透明、高氣體阻隔性的特點,非常適用于一次性食品及醫用包裝材料等方面。這一技術獲得美國、日本發明專利各1項,申請中國發明專利8項。
用二氧化碳生產的降解塑料是否能夠給企業帶來可觀的利潤呢?“要是早些時候問我這個問題,我不敢回答,但現在我可以說,這類項目可以在2到3年內實現稅后成本回收,包括建設期”,向輝自豪地說。
翁云宣也對蒙西的技術大加贊揚,“將水泥產業的廢氣二氧化碳制成全降解塑料,在國內水泥生產企業有著廣泛推廣價值,這項技術還可以推廣到煉油、煉鋼、火力發電、化工等二氧化碳重點排放企業,形成獨特的產業鏈,對緩解溫室效應將起到一定作用”。
曲高和寡當需扶持
美國、日本和歐洲的降解塑料協會數據顯示,2005年世界降解塑料的需求超過50萬噸,隨后5-15年將是降解塑料飛速發展時期,預計到2010年全世界產能是80萬噸,需求將達到100萬噸。
歐美公司著手早,因而在產量上已經形成了萬噸級的生產規模。目前,美國Nature Works公司年產PLA系列已形成年產14萬噸級規模,日本昭和高分子公司的PBS(聚丁二酸丁二醇酯)產業化規模達到千噸級,意大利Novonmont公司2001年產能就達到萬噸級。此外,德國BASF目前產能已達14000噸。
“而我們用了將近10年時間,全國產量才達到5萬噸”,翁云宣介紹說。
盡管國內降解塑料企業的年產值達到10億元,但個別實現了利潤,大多數企業仍舊處在投資階段。
同樣,8年時間、7000多萬元的投入并沒有給寧波天安帶來可觀的利潤和國內市場的認可。對于任何企業來說,沒有使用者就意味著沒有市場、沒有利潤空間,也就缺乏生產的動力。“由于當前的生產成本及環保要求不完善等原因,生產出來的生物降解塑料僅由企業自己努力或由環保組織去宣傳,是很難形成規模銷售的。與發達國家相比,國內市場缺乏的是相應的法律法規支持”,劉輝對此也很無奈。和其它大多數生物降解塑料制品生產企業一樣,寧波天安生產的產品幾乎都是針對國際客商。
在國內,和普通塑料比,生物降解材料生產成本是普通塑料的1到3倍,因此價格依然很高。以應用最為普遍的餐盒為例,聚苯乙烯材料制造的餐盒基本達到了8分到1毛,而目前全生物降解的淀粉基餐盒成本在1.8毛到2毛,特別好的在2毛到3毛。此外,在使用性能上,有些降解材料也略遜一籌,其制作的容器質地軟,遇高熱、高溫易收縮,遇水易溶。
成本高,缺乏生產經驗,塑料制品廠家就不愿意采用這種高分子材料。國內市場的缺乏,使企業無法實現大規模生產。因此,盡管國際需求正以每年30%的速度增長,但國內企業的產能卻遠遠滿足不了需求。
寧波天安作為國內最早從事生物降解塑料生產的企業之一,曾經獲得來自政府資金的支持:2000年科技創新基金60萬元,“十五”期間作為“863”計劃課題單位得到資金100萬元,“十一五”期間成為“863”重大課題單位。“政府的資金支持對企業的發展起了一定作用,但長遠來看,市場才是企業的生存之道”,劉輝說。
盡管國內缺少市場導向的強大支持,但出于對行業未來的看好,寧波天安一直是以所屬集團的其它收入在彌補生物降解塑料生產的虧損。然而劉輝表示了自己的擔心:目前,我國生物降解材料的生產技術處于國際先進地位,但與國外同行比,我們的市場環境卻差得多。長此下去,國內行業的競爭力將得不到足夠的發展,很可能逐漸變成弱勢地位,那么當國內產生需求的時候,那時占據市場的只能是那些國際大企業。
同樣缺乏政府支持的還有蒙西集團。蒙西正準備對現有中試生產線進行放大,實現產業化生產,但是中試生產線中的一些設備不能夠滿足工業化運行要求,如何降低成本,縮短聚合時間,實現連續化聚合工藝還需技術上的支持;此外,如果實現產業化,還需繼續加大研發投入,完全靠企業自己投入已經力不從心。
國家有關部委曾經于2006年8月召集國內降解塑料的生產企業召開了座談會,商討重點扶持的技術對象及未來發展方向等內容,然而時至今日,仍未出臺正式文件。
“如果政府財政資金有限,不能給予資金支持的話,那么可以借助奧運會給予企業發展的空間”,劉輝建議。
在2000年悉尼奧運會上,組委會使用了2000-3000噸的降解塑料,如果2008年北京也能在包裝物、辦公用塑料制品等方面也使用這么大的量,就相當于國內企業一年的產量。
奧運會為企業提供一個“舞臺”,但不能說是“市場”。如果能夠在奧運會上大規模使用生物降解塑料制品,那對于整個行業,特別是處于發展中的民族生物降解塑料企業,都是一個莫大的支持。劉輝對此很期待。
目前生物降解塑料及其制品出口仍沒有一個明確的海關編碼,而只能是采用“塑料”的統一編碼,因而也只能享受和塑料一樣的出口退稅稅率。翁云宣建議,如果能夠給予在出口退稅方面,給予生物降解塑料生產企業一個相對高的水平,國家和地方可以給予企業一定低息貸款,對其也是一種扶持。此外,在一些領域強制傳統塑料逐步退出市場,鼓勵生物降解塑料應用。
可喜的是,國家已經開始重視生物降解塑料問題。2007年1月1日,《降解塑料的定義、分類、標識和降解性能要求》國家標準正式實施。“制定這一標準就是為了規范降解塑料產品的生產,從而促進行業的發展”,參與國標起草的翁云宣說。
新出臺的《生物產業“十一五”規劃》提出,“到2010年,淀粉基可生物降解塑料達到年產20萬噸級規模,其它可生物降解功能高分子材料達到10萬噸級規模”。
由于國外需求增大,企業銷售對象多了很多,加工技術也有很多進步,目前生物降解塑料正在迎來一個前所未有的快速發展階段。除了自身加大創新與研發、降低成本外,“如果能從政府層面給予一定的支持,生物降解塑料行業將獲得空前的發展機遇”,翁云宣說。