【正文】 二氧化碳基降解塑料行業(yè)分析報告二氧化碳基降解塑料行業(yè)分析報告 2012101目錄：1，行業(yè)概況……………………………………………………………………… 2 …………………………………………………………… 2 ………………………………………………………………2 ………………………………………………………………3…………………………………………………………… 9…………………………………………………………………102，行業(yè)外部環(huán)境分析……………………………………………………………13…………………………………………………………………13…………………………………………13…………………………………………………………………14…………………………………………153，行業(yè)市場分析……………………………………………………………… 18…………………………………………………………………18 …………………………………………………………………20……………………………………………………………21 ………………………………………………………… 254，行業(yè)內(nèi)競爭者分析………………………………………………………… 25…………………………………………………………26……………………………………………………………28……………………………………………………………29……………………………………………………………305，行業(yè)前景分析……………………………………………………………… 301，行業(yè)概況二氧化碳是石油和天然氣等物質(zhì)燃燒釋放出來的一種氣體，既是環(huán)境溫室效應(yīng)的“元兇”，又是潛在的碳資源。鑒于溫室氣體排放帶來的潛在威脅，全球多數(shù)國家已經(jīng)加入到了努力減少溫室氣體排放（特別是二氧化碳）的行列當中，二氧化碳的回收利用成為當下的熱點。 環(huán)境友好材料是指在原料采集、產(chǎn)品制造、使用或者再生循環(huán)利用以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對環(huán)境負荷最小的材料，具有資源和能源消耗少、對生態(tài)和環(huán)境污染小、再生利用率高的特點。而目前國內(nèi)外在研發(fā)領(lǐng)域具有創(chuàng)新優(yōu)勢的可降解塑料原料——二氧化碳基聚合物，正是值得石化行業(yè)關(guān)注的環(huán)境友好型塑料原料。 普通的塑料原料，如聚乙烯、聚丙烯等聚合物是以烴為單體聚合而成，而二氧化碳基聚合物則是以烴和二氧化碳為原料共聚而成，其中二氧化碳含量占31%50%，與常規(guī)聚合物相比，對烴類及上游原料石油的消耗大大減少。二氧化碳基聚合物不但可以減少對石油的消耗，而且環(huán)境適應(yīng)性也很理想。 二氧化碳基降解塑料屬完全生物降解塑料類，可在自然環(huán)境中完全降解，可用于一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫(yī)用材料、地膜等方面。二氧化碳基降解塑料作為環(huán)保產(chǎn)品和高科技產(chǎn)品，正成為當今世界矚目的研究開發(fā)熱點。利用此技術(shù)生產(chǎn)的降解塑料，不僅將工業(yè)廢氣二氧化碳制成了對環(huán)境友好的可降解塑料，而且避免了傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品對環(huán)境的二次污染。它的發(fā)展，不但擴大了塑料的功能，而且在一定程度上對日益枯竭的石油資源是一個補充。因此，二氧化碳基降解塑料的生產(chǎn)和應(yīng)用，無論從環(huán)境保護，或是從資源再生利用角度看，都具有重要的意義。 1)國際：目前降解塑料已經(jīng)在國外得到相當程度的認可，2002年美國CargillDow公司已經(jīng)完成了14萬噸聚乳酸生產(chǎn)線的建設(shè)，正式投入運行，2003年在全世界銷售超過12萬噸，其中日本3萬噸，歐洲2萬噸，美國6萬噸，其它地區(qū)1萬噸。2002年美國Pamp。G公司、日本三菱化學公司分別建立了千噸級聚羥基烷酸酯的生產(chǎn)線，日本的昭和高分子公司建立了千噸級聚琥珀酸乙二醇酯的生產(chǎn)線，日本的島津制作所、三井化學公司也分別建立了萬噸級聚乳酸的生產(chǎn)線，日本大賽珞公司建立了聚己內(nèi)酯的噸級生產(chǎn)線，德國BASF公司推出了Ecoflex脂肪族芳香族共聚酯，美國的伊斯曼化學公司推出了Eastar BIO脂肪族芳香族共聚酯，美國的杜邦公司也推出了萬噸級BioMaterial的降解塑料。2)中國：我國降解塑料的研究和開發(fā)，始于20世紀70年代后期，但到了80年代僅有少數(shù)科研單位進行實驗室研究，90年代才掀起研究開發(fā)熱潮。國家將“可降解塑料地膜”的研究列入了“八五”重大科技攻關(guān)計劃。90年代中期研究開發(fā)的熱點轉(zhuǎn)向塑料餐具、包裝袋、垃圾袋等，90年代后期，降解農(nóng)用塑料地膜已處在示范應(yīng)用階段，包裝材料及制品已處在市場推廣階段。 近年來我國降解塑料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究取得了較大進展，有關(guān)專家估計，除完全降解技術(shù)以外，國內(nèi)外在降解塑料技術(shù)方面相差不大，但目前我國降解塑料在技術(shù)和經(jīng)濟上都存在一些問題，其原因是生產(chǎn)企業(yè)推向市場的產(chǎn)品基本上是部分降解產(chǎn)品，如淀粉填充型生物降解、光/生物降解聚苯乙烯發(fā)泡餐盒，光/生物降解聚丙烯餐盒、聚乙烯包裝袋、垃圾袋等。這些產(chǎn)品具有與普通塑料制品相似的使用性能，但降解性能較差，阻礙了降解塑料大規(guī)模進入市場。 1991年，美國的空氣化學產(chǎn)品公司通過購買日本專利并改進申請美國專利后，1994年已有二氧化碳聚合物出售。近年來日本在二氧化碳聚合物研究上有了一定的進展。日本三菱化學公司高桑恭平進行了二氧化碳、環(huán)氧乙烷共聚合的研究，制成了熱穩(wěn)定性高、力學性能好又可生物降解的聚碳酸亞乙酯。目前，世界上二氧化碳基塑料的規(guī)?；a(chǎn)線還未見報道，俄羅斯伏爾加格勒州立大學有30噸規(guī)模的試驗生產(chǎn)線，韓國的浦項制鐵（POSCO）計劃從2002年開始籌建年產(chǎn)3000噸生產(chǎn)線，但是否已經(jīng)建成還不確定。2003年4月，內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團公司采用中科院長春應(yīng)化所的專利技術(shù)，經(jīng)過3年的艱苦努力，完全采用國產(chǎn)設(shè)備，成功地建成了年產(chǎn)3000噸二氧化碳基塑料生產(chǎn)線，并生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，這是目前世界上投入運行最大的二氧化碳基降解塑料的生產(chǎn)線。國內(nèi)其他二氧化碳基降解塑料項目有：中海石油化學股份公司3000噸/年降解塑料項目。 美國、韓國、日本、俄羅斯和我國臺灣的科學家在二氧化碳基聚合物領(lǐng)域進行了大量的研發(fā)工作。 由二氧化碳制備完全降解塑料的研究始于1969年。日本油封公司發(fā)現(xiàn)，二氧化碳和環(huán)氧丙烷在催化劑作用下共聚可得到交替型脂肪族聚碳酸酯。這種聚合物具有良好的環(huán)境可降解性。美國在此基礎(chǔ)上通過改進催化劑，于1994年生產(chǎn)出二氧化碳可降解共聚物。國外開展該項工作的研究單位主要有：日本東京大學、波蘭理工大學、美國Pittsburgh大學和TexasAamp。M大學、日本京都大學、?？松芯抗镜?。美國空氣產(chǎn)品與化學品公司和陶氏化學公司已合成出相應(yīng)的產(chǎn)品。到目前為止，只有美國、日本和韓國等生產(chǎn)二氧化碳降解塑料，美國年產(chǎn)量約為2萬噸，日本、韓國也已形成年產(chǎn)上萬噸規(guī)模。 美國Cornell大學研究人員首次發(fā)現(xiàn)一種方法，利用可再生資源和CO2可制取塑料。直至迄今，使用CO2為原材料制取聚合物，還需使用石油衍生物如環(huán)氧丙烷或環(huán)氧環(huán)己烷。而新的聚合物—替代的R環(huán)氧檸檬烷（LO）單體與CO2的共聚體，稱之為聚碳酸檸檬酯（PLC），它有許多類似聚苯乙烯（PS）的特性，同時具有可生物降解性。R環(huán)氧檸檬烷（LO）由自然界的環(huán)狀單萜烯、檸檬烯（1,8萜二烯）得到，它存在于300多種植物中。檸檬果皮中高達90~97%的油就含有R環(huán)氧檸檬烷（LO）的對映體。實驗室試驗表明，在攪拌式反應(yīng)器中，液體R環(huán)氧檸檬烷（LO）與CO2在β二亞胺鋅絡(luò)合物催化劑存在下，可生成聚碳酸檸檬酯（PLC），約反應(yīng)24小時，PLC生成轉(zhuǎn)化率為15%。雖然研究處于初步階段，但對進一步的開發(fā)己引起興趣。 德國亞琛工大研究人員于2008年4月上旬在美國化學學會年會上表示，德國正在研究將發(fā)電廠排放的大量二氧化碳轉(zhuǎn)化成有用的塑料原料。在處理影響全球氣候變暖的溫室氣體二氧化碳問題上，迄今研究的重點都放在將二氧化碳地下儲存上，德國研究人員提出不同的思路，即將二氧化碳轉(zhuǎn)化成塑料原料，用于生產(chǎn)飲料瓶、DVD光碟和其他有用的塑料制品。這是德國亞琛工大的研究人員托馬斯?米勒在美國新奧爾良舉行的美國化學學會年會上發(fā)表的看法。米勒認為，將氣候保護與塑料生產(chǎn)結(jié)合起來，比單純地將二氧化碳儲存到地下有意義得多。目前米勒領(lǐng)導(dǎo)的研究人員已在亞琛工大建立了一個催化劑研究中心，并和位于勒弗庫森的德國拜耳化學公司合作，共同研究如何從二氧化碳中生產(chǎn)廉價的聚碳酸酯塑料。聚碳酸酯塑料是生產(chǎn)塑料瓶、DVD光碟和鏡片等塑料制品非常普遍的原料，每年全球的需求量達數(shù)百萬噸。因此，如果能夠研究成功從二氧化碳廉價生產(chǎn)聚碳酸酯的工藝，其應(yīng)用前景將非常廣闊。米勒認為，雖然利用二氧化碳生產(chǎn)塑料原料并不能完全解決全球氣候變暖的問題，但對減緩氣候變暖會有很大的貢獻。米勒同時也表示，這項工藝的研究也并非很容易，因為二氧化碳是非常穩(wěn)定的化學分子，要使其發(fā)生化學轉(zhuǎn)化，本身就要消耗能源，另外還需要研究特殊的催化劑，估計至少還需要數(shù)年才能進入工業(yè)化應(yīng)用。 德國和日本的化學家提出，用工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣二氧化碳做成塑料，可用來生產(chǎn)CD和DVD光碟等，以減緩全球變暖的趨勢。他們提出，石油化工等工業(yè)企業(yè)每年產(chǎn)生大量二氧化碳廢氣，可成為廉價的制造聚碳酸酯塑料的原材料。將二氧化碳與另一種化學氣體混合，加入特殊的催化劑，可制成新的塑料材料。據(jù)悉，用新技術(shù)制造出的二氧化碳塑料比采用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的同類產(chǎn)品更加廉價和環(huán)保。 二氧化碳作為合成高分子材料的單體的研究工作受到了世界各國廣泛的重視。二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物類的脂肪族聚碳酸酯是二氧化碳合成高分子材料領(lǐng)域的一大亮點。這類材料具有生物降解性能，不僅解決了當前塑料制品難以降解而導(dǎo)致的白色污染問題，也減少了二氧化碳的排放。作為一類新型的脂肪族聚碳酸酯，二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚物具有透明性、生物降解性和氧氣阻隔性能等特點，但是其性價比依然有待于大幅度改善，才能滿足實際應(yīng)用要求，今后仍需開展更深入的工作，推動二氧化碳基塑料實現(xiàn)真正大規(guī)模的實際應(yīng)用。 作為節(jié)能環(huán)保型塑料原料，二氧化碳基聚合物具有良好的發(fā)展前景，而目前我國在二氧化碳基聚合物研發(fā)領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，也為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了良機。自上世紀90年代起，中科院廣州化學所、浙江大學、蘭州大學、中科院長春應(yīng)化所相繼開展了二氧化碳固定為可降解塑料的研究，并取得可喜進展。 中科院廣州化學公司完成二氧化碳的共聚及其利用——二氧化碳高效合成為可降解塑料的研究，該項目的中試成果已轉(zhuǎn)讓給廣州廣重企業(yè)集團公司，共同進行二氧化碳可降解塑料5000噸／年工業(yè)化試驗。該項目在催化劑方面，創(chuàng)新性地制備了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多種擔載羧酸鋅類催化劑。該催化體系成本低、使用安全、制備簡單，適合工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。 2001年中科院長春應(yīng)化所著手進行二氧化碳的固定及利用的工業(yè)化研發(fā)工作，與蒙西高新技術(shù)集團公司合作，經(jīng)過3年攻關(guān)，建成了世界上第一條3000噸/年“二氧化碳基全降解塑料母?！惫I(yè)示范生產(chǎn)線。國內(nèi)首套二氧化碳降解塑料工業(yè)化生產(chǎn)裝置于2004年初由內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團建成。該工程由內(nèi)蒙古輕化工業(yè)設(shè)計院設(shè)計，采用中科院長春應(yīng)用化學研究所技術(shù)，生產(chǎn)規(guī)模為3000噸/年。據(jù)稱其產(chǎn)品可望部分取代聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等醫(yī)用和食品包裝材料，并可用于一次性食品和藥物包裝。根據(jù)蒙西集團提供的技術(shù)數(shù)據(jù)，目前已批量生產(chǎn)的二氧化碳基塑料母粒主要有二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧環(huán)己烷三元共聚物等3個品種。在強制性堆肥條件下，5～60天內(nèi)可完全分解。 從水泥窯尾氣中提取二氧化碳（CO2），通過一系列工藝將其制備成食品級純凈度，再作為原料用于全降解塑料生產(chǎn)，這項具有獨立知識產(chǎn)權(quán)，國內(nèi)首創(chuàng)的全生物降解二氧化碳共聚物技術(shù)，已由內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團開發(fā)成功并投入實際應(yīng)用。用此技術(shù)建立的年產(chǎn)3000噸全生物降解二氧化碳共聚物示范生產(chǎn)線，截至2008年已實現(xiàn)運行4年多，共生產(chǎn)產(chǎn)品12000多噸，各項技術(shù)指標均達到世界領(lǐng)先水平。這標志著該公司二氧化碳基生物降解塑料技術(shù)躋身世界前列。該生產(chǎn)技術(shù)為蒙西集團與中科院長春應(yīng)用化學研究所合作開發(fā)，已通過中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局組織的專家驗收和科技部’863’項目驗收。目前，此項目共投入資金2900多萬元，建成的全生物降解二氧化碳共聚物示范生產(chǎn)線是全球投入運行的規(guī)模最大的同類生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線生產(chǎn)的二氧化碳基全生物降解塑料，二氧化碳共聚物的數(shù)均相對分子質(zhì)量達到10萬左右，是此技術(shù)問世前世界最高水平的兩倍多，可以替代傳統(tǒng)塑料材料，從而在性能上確保二氧化碳共聚物真正作為塑料的可規(guī)模化使用。在專利技術(shù)方面，該項目還成功開發(fā)出稀土三元催化劑，使聚合反應(yīng)時間從20小時縮短到8小時以內(nèi)，8小時內(nèi)催化劑活性達到50克聚合物/克催化劑，是此前世界最高水平的4倍。同時，在二氧化碳共聚合催化體系、聚合方法等方面，蒙西集團已獲授權(quán)美國專利2項、中國專利3項，建立了比較完備的自主知識產(chǎn)權(quán)體系。據(jù)介紹，該生產(chǎn)線每生產(chǎn)1噸降解塑料，～，不僅使二氧化碳變廢為寶，得到綜合利用，而且生產(chǎn)出的全生物降解塑料又可大大減少白色污染，形成科學合理的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。目前，該項目已批量生產(chǎn)的二氧化碳基塑料母粒主要有二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/環(huán)氧丙烷/環(huán)氧環(huán)己烷三元共聚物等3個品種，外觀均為淡黃色粒子或無色透明粒子，二氧化碳單元含量為31%～50%。在強制性堆肥條件下，這些全生物降解塑料可在5～60天內(nèi)完全分解。依托年產(chǎn)3000噸全生物降解二氧化碳共聚物示范生產(chǎn)線自有技術(shù)和成功運行經(jīng)驗，蒙西集團正在擴大規(guī)模，3萬噸/年的同類生產(chǎn)線于2007年底投產(chǎn)