2021年全球及中国聚乳酸(PLA)竞争现状分析,国产企业加速崛起「图」

一、可生物降解塑料类别

由于传统塑料引发的环境污染问题主要源于其不具有可降解性,行业内逐渐形成了以可降解塑料代替不可降解塑料的共识;此外,在原料来源方面,以生物基原料部分代替石油原料。经过多年发展,逐渐形成了“石油基可降解塑料”和“生物基可降解塑料”的两大类型。按成分来源、含量以及生物可降解性,目前商业化应用规模较大的可生物降解塑料包括以下四大类:

目前商业化应用规模较大的可生物降解塑料

目前商业化应用规模较大的可生物降解塑料

资料来源:公开资料整理

二、中国禁塑、限塑相关政策

2008年1月,我国首次颁布《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》,从6月1日起在全国范围内实施,禁止企业生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋,且实行塑料袋有偿使用制度。2012年国家加大政策力度,鼓励发展生物可降解塑料及其系列产品开发,为进一步实现全国限塑打下基石。到2020年1月,国内“史上最严限塑令”—《关于进一步加强塑料污染治理的意见》出台,政策明确不可降解塑料袋;一次性塑料餐具;宾馆、酒店一次性塑料用品;快递塑料包装四项一次性产品的禁令实施时间和地区。严令颁布后,国家商务部、国家邮政局等部门出台相关法案,全力支持禁塑政策。

我国禁塑限塑阶段性任务

我国禁塑限塑阶段性任务

资料来源:各政府部门,华经产业研究院整理

目前,我国已有20多个地区出台相关降塑法案。2015年吉林省率先提出禁塑政策,成为国内第一个全面“禁塑”的省份,规定全省商品批发和零售等行业不得使用一次性不可降解塑料袋、塑料餐盒。2019-2020年,各地限/禁塑政策密集出台,且大部分地区都达成阶段式开展塑料治理的共识,分2020/2022/2025年为时间节点,分阶段完成目标限塑计划。政策实施至今,各地区进展不同:

全国部分地区限塑政策及落实情况统计

全国部分地区限塑政策及落实情况统计

资料来源:各地区政府官网,华经产业研究院整理

三、聚乳酸行业产业链分析

聚乳酸由玉米、秸秆等生物质为原料,经过微生物发酵制成乳酸,作为制造聚乳酸原料的产业环节;聚乳酸中游环节主要承担以乳酸为原料提取丙交酯,以及丙交酯聚合形成纯聚乳酸后通过复合改性形成下游所需求的复合改性聚乳酸。

由于聚乳酸和传统塑料性能接近,通过改性后的聚乳酸下游可以在膜袋包装、一次性餐具、3D打印材料、医疗辅助器材等众多领域使用。另外,PLA使用后置于对堆肥条件下可快速降解为二氧化碳和水,随后在光合作用下又可以生成淀粉,被利用于下一次聚乳酸的生产,形成聚乳酸碳循环经济。

聚乳酸行业产业链示意图

聚乳酸行业产业链示意图

资料来源:公开资料整理

我国玉米与秸秆原材料供应充裕,据统计,2015-2021年我国玉米产量均保持在2.5亿吨/年以上,玉米秸秆产量保持在3.2亿吨以上,玉米秸秆作为原材料备选方案大幅缓解单一玉米原材料供给紧张局面。

2015-2021年我国玉米及秸秆产量统计

2015-2021年我国玉米及秸秆产量统计

资料来源:国家统计局,中国知网,华经产业研究院整理

目前国内受疫情管控影响,东北、华北部分玉米主产区物流受阻,北方港口玉米库存偏低,玉米供给受限;国际方面,受俄乌冲突影响,乌克兰作为全球第四大玉米出口国,21年对外出口3161万吨,约占全球出口总量的16.85%,而中国为其主要出口国,21年我国进口乌克兰玉米823万吨,占总进口额约29%。俄乌冲突或影响乌克兰玉米生产和出口,加大我国玉米进口压力。种植成本方面,21-22年我国玉米种植成本持续上升,21年国内地租增幅约35-50%,化肥上涨30%,而上涨趋势一直延续到22年。综合来看,预计2022全年国内玉米市场价格仍将保持在高位区间运行。

2020-2022年我国国产铁矿石价格指数走势

2020-2022年我国国产铁矿石价格指数走势

资料来源:公开资料整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国聚乳酸行业市场调查研究及投资战略研究报告

四、中国聚乳酸行业市场现状分析

1、进出口

由于我国聚乳酸的产能较低,且国内企业主要承担聚乳酸制品的加工环节,我国聚乳酸进口数量远大于出口数量。据统计,截至2022年第一季度我国聚乳酸进口量为0.51万吨,同比下降23.91%,出口量为0.30万吨,同比增长249.26%。

2015-2022年Q1我国聚乳酸进出口数量统计

2015-2022年Q1我国聚乳酸进出口数量统计

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

进出口额方面,据统计,截至2022年第一季度我国聚乳酸进口金额为0.17亿美元,同比下降26.14%,出口金额为0.10亿美元,同比增长190.13%。

2015-2022年Q1我国聚乳酸进出口金额统计

2015-2022年Q1我国聚乳酸进出口金额统计

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

从进口来源地来看,我国聚乳酸主要从泰国与美国进口,据统计,2021年我国分别进口泰国与美国聚乳酸1.37万吨与1.03万吨,进口量合计占比94.95%。

2021年我国聚乳酸进口来源地进口量分布(单位:%)

2021年我国聚乳酸进口来源地进口量分布(单位:%)

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

出口目的地方面,我国聚乳酸主要出口前往意大利、韩国、中国台湾、德国等地区,据统计,2021年出口量分别为0.20万吨、0.16万吨、0.11万吨与0.06万吨,四个地区出口量合计占比86.10%。

2021年我国聚乳酸出口目的地出口量分布(单位:%)

2021年我国聚乳酸出口目的地出口量分布(单位:%)

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

2、聚乳酸价格

2021年,我国PLA平均成交价约在2.5-2.9万元/吨之间,售价大幅高于传统塑料每吨0.55-1.4万元的价格。此外,低经济效益也限制了PLA前期大规模的推广,减缓PLA市场化替代进程。

PLA与传统塑料价格对比

PLA与传统塑料价格对比

资料来源:海正生物招股说明书,华经产业研究院整理

五、聚乳酸行业竞争格局分析

1、全球聚乳酸产能分布

从国外聚乳酸产能分布来看,Natureworks、TCP与Synbra聚乳酸产能位居前三,产能分别为15万吨/年、10万吨/年与5万吨/年,2021年国外聚乳酸产能合计31.55万吨/年。国内产能分布来看,2021年国内聚乳酸产能合计18.45万吨/年。

2021年全球聚乳酸产能分布情况

2021年全球聚乳酸产能分布情况

资料来源:公开资料整理

聚乳酸发展至今,国外部分公司已经抢占全球主要的市场份额,2020年Natureworks与TCP公司合计拥有全球聚乳酸产能73%,截至2021年这一比例下降至50%,而我国聚乳酸产能市场份额已从20年7%跃至2021年的37%,国产企业加速崛起。

2021年全球聚乳酸行业产能市场结构(单位:%)

2021年全球聚乳酸行业产能市场结构(单位:%)

资料来源:公开资料整理

2、国内聚乳酸市场份额

国内市场方面,2021年TCP和NatureWorks占据的境内市场份额分别下降至28.56%和21.40%,而海正生物的境内市场占有率则大幅上升至34.14%,成为境内聚乳酸市场占有率最高的企业。

2021年国内聚乳酸市场份额(单位:%)

2021年国内聚乳酸市场份额(单位:%)

资料来源:公开资料整理

3、主要企业聚乳酸价格对比

目前已经具备聚乳酸树脂生产能力的主要企业有国外的NatureWorks和TCP以及国内的海正生物和丰原生物,上述企业的聚乳酸产品在境内外市场的销售价格情况如下:

主要聚乳酸厂家境内外销售价格对比

主要聚乳酸厂家境内外销售价格对比

资料来源:公开资料整理

4、主要企业聚乳酸各环节工艺对比

全球聚乳酸厂家中,成本优势显著的一体化布局厂商有4家,分别是Natureworks、TCP、丰原生物、光华伟业,而2-5年后有望上升至9家,国内如同杰良、金丹科技、中粮科技等已在建设一体化产能。贴近终端需求端且掌握丰富聚乳酸改性技术的公司有3家,分别为光华伟业、海正生物和中粮科技,同杰良也在积极研发储备该环节。

企业聚乳酸各环节工艺情况(截至2022年4月)

企业聚乳酸各环节工艺情况(截至2022年4月)

注:√代表技术成熟且已拥有产能;∆代表公司具备技术但公开信息显示该环节仍在建设或刚进入环评阶段;×代表公司在该环节不具备规模化产能或技术。

资料来源:公开资料整理

5、未来聚乳酸产能扩建情况

在全球限塑政策逐渐落地的大背景下,拥有聚乳酸生产能力的企业开始大规模扩产。据不完全统计,在未来3-5年内,预计全球PLA新增产能将达到270万吨,其中我国聚乳酸新增产能为252万吨。预计随着限塑政策在国内不断推进,扩产迅速的丰原生物、海正生物等龙头企业将率先占领市场,享受政策红利。

未来3-5年全球聚乳酸产能统计(单位:万吨/年)

未来3-5年全球聚乳酸产能统计(单位:万吨/年)

资料来源:公开资料整理

六、聚乳酸生产工艺

全球聚乳酸制作工艺包括三类,分别为“两步法”、“一步法”、以及“回收法”。其中“两步法”原理是将乳酸单体缩聚脱水并由两分子乳酸环化得到丙交酯后,再将丙交酯开环聚合得到聚乳酸,该工艺在市场上使用最广泛,但由于工艺流程长、技术壁垒高,多数企业被卡在丙交酯生产环节,难以突破瓶颈。

聚乳酸生产工艺

聚乳酸生产工艺

资料来源:公开资料整理

七、聚乳酸行业技术发展趋势分析

1、高光学纯度

光学纯度指标是源于乳酸具有两种同分异构体的手性分子特点产生的。光学纯度对聚乳酸的熔点、结晶速率等关键指标具有显著影响,从而对收率、生产成本和产品应用范围造成直接影响。聚乳酸的光学纯度主要由丙交酯的光学纯度决定,但是在“乳酸—丙交酯”的脱水酯化和环化环节中,随着反应时间的增加和温度的上升,乳酸分子均会出现消旋化现象,从而降低丙交酯的光学纯度。

为了实现对产品指标的精准控制,保证产品质量的稳定性,通常采用在高光学纯度的丙交酯中配入不同光学纯度的丙交酯进行聚合,以达到控制聚乳酸光学纯度的目的。因此,高光学纯度既能体现聚乳酸生产企业在“乳酸—丙交酯”工段的制造工艺水平,也是聚乳酸行业技术发展的重要追求方向之一。

2、分子量分布

作为高分子材料,分子量分布会影响聚乳酸加工工艺及产品性能,一般用PDI指标(重均分子量Mw/数均分子量Mn)来衡量材料的相对期望分子量分布的离散程度,PDI越低,说明聚乳酸分子量越紧密地分布在期望分子量周围,所制成的聚乳酸制品的抗老化性越好,综合性能越强。

因此,低PDI也能够体现聚乳酸生产企业在聚合环节的制造工艺水平,是聚乳酸行业技术发展的重要追求方向之一。

3、复合改性

在塑料行业,对材料进行复合改性,可以使材料突破其在化学和物理方面的固有属性限制,充分挖掘其发展潜力。由于聚乳酸以替代传统塑料为发展方向,随着近年来聚乳酸材料的流行,对聚乳酸进行复合改性也成为了行业技术发展的趋势之一。

对聚乳酸进行复合改性的主要方式分为物理改性和化学改性。物理改性主要是将聚乳酸与其他材料进行共混,这种改性方法的生产成本较低、效率较高,是目前最主流的改性方法。而化学改性的方法是通过共聚、接枝、高分子化学反应等方法对聚乳酸进行改性,这种方法具有一定的技术门槛,且对生产设备、生产研发人员的要求较高,因此尚未成为主流的改性手段。化学改性方法能够极大地改变材料的固有属性,也是行业未来技术发展的主要方向之一。

华经产业研究院通过对中国聚乳酸行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业重点企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国聚乳酸行业市场调研及未来发展趋势预测报告》。

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2022-05-20 09:50:38
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