○鄭衛(wèi)華

（天 津 市科學(xué)學(xué)研 究 所天津 300457）

石油資源的匱乏、生態(tài)環(huán)境的惡化是擺在人類面前的急需解決的兩大問題。近年來，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)紛紛制定相關(guān)法規(guī)，采用禁止、限用、強(qiáng)制回收等措施限制不可降解塑料的使用，我國(guó)在2008年也出臺(tái)了限塑令，同時(shí)鼓勵(lì)生物塑料的應(yīng)用和推廣。生物塑料是治理塑料廢棄物對(duì)環(huán)境污染及緩解石油資源矛盾的有效途徑之一，是塑料產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向，市場(chǎng)前景十分廣闊。

一、生物塑料的概念

生物塑料是生物基塑料和生物降解塑料的統(tǒng)稱。生物基塑料的原料來源于可再生資源的碳，但不是所有的生物基塑料都是可降解和可堆肥的。生物降解塑料和可堆肥塑料是從產(chǎn)品功能角度，達(dá)到了科學(xué)公認(rèn)的關(guān)于塑料和塑料產(chǎn)品的生物降解性能和可堆肥性能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的生物降解聚合物。這些標(biāo)準(zhǔn)主要是歐洲的EN13432標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)的ASTM D6400標(biāo)準(zhǔn)，以及ISO 17088標(biāo)準(zhǔn)。也有部分生物降解塑料和可堆肥塑料是來源于石油基。

圖1 生物塑料分類

二、全球生物塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)

1、政策驅(qū)動(dòng)生物塑料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年全球生物塑料產(chǎn)量超過100萬噸，預(yù)計(jì)到2015年將達(dá)到170萬噸。越來越多的企業(yè)將生物塑料納入到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃中。該產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期，驅(qū)動(dòng)力主要來自于政府政策推動(dòng)，以歐美發(fā)達(dá)國(guó)家為主。1989年紐約市開始對(duì)生產(chǎn)廠家給予補(bǔ)貼，1996年美國(guó)設(shè)置了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)，2002年要求每一個(gè)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)都必須制定生物塑料使用計(jì)劃；德國(guó)禁止將含有大于5%有機(jī)物含量的固體廢棄物掩埋地下，強(qiáng)制生產(chǎn)傳統(tǒng)塑料袋的企業(yè)承擔(dān)回收塑料袋的義務(wù)；日本給予購(gòu)買環(huán)保產(chǎn)品消費(fèi)者70%的政府補(bǔ)助，確定了到2020年20%的塑料袋來自可再生資源的目標(biāo)。

2、原材料生產(chǎn)裝置的制造逐漸轉(zhuǎn)向亞洲和美洲

目前生物塑料的消費(fèi)市場(chǎng)主要集中在歐美等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，但近幾年，在對(duì)原材料生產(chǎn)裝置的投資集中于亞洲和美洲地區(qū)。2011年萘琪沃克公司與泰國(guó)PTT公司合作建設(shè)年產(chǎn)14萬噸PLA生產(chǎn)裝置；法國(guó)阿科瑪和韓國(guó)CJCheilJedang公司合作在東南亞建設(shè)產(chǎn)能8萬噸/年的生物蛋氨酸和硫代化學(xué)品工廠；荷蘭Purac公司在泰國(guó)建設(shè)7.5萬噸/年乳酸廠；巴西Braskem投資建設(shè)20萬噸/年的綠色聚乙烯項(xiàng)目和年產(chǎn)能為40萬噸的新工廠；美國(guó)Myriant公司在路易斯安娜州建設(shè)全球最大的生物基琥珀酸工廠，產(chǎn)能超過1萬噸；法國(guó)BioAmber公司在北美建設(shè)生物琥珀酸和改性聚丁烯琥珀酸酯工廠。

3、應(yīng)用領(lǐng)域逐漸高端化

隨著性能增強(qiáng)，生物塑料向汽車、消費(fèi)品電子、食品等高端耐用品領(lǐng)域延伸。日本本田、三菱、馬自達(dá)、豐田等汽車制造中，從車底板墊、座墊、車門防擦板等多個(gè)零部件都有應(yīng)用，豐田的一款車80%的內(nèi)部部件由生物塑料制造，在筆記本電腦、手機(jī)、復(fù)印機(jī)等的外殼和零部件也廣泛采用了生物塑料。2012年，英國(guó)以激光燒結(jié)生物塑料為原料采用3D打印技術(shù)建造了纖維尼龍結(jié)構(gòu)房屋模型。

4、原材料種類趨于多樣化

目前市場(chǎng)上的生物塑料多以玉米、小麥、甘蔗、植物秸稈等為原料，其中以玉米最多，但是這難以替代數(shù)量大、品種多的石油系列材料，因此眾多研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)積極開發(fā)新的生物塑料。日本研發(fā)了木質(zhì)生物系列塑料，提高了環(huán)境性能和材料特性。英國(guó)科學(xué)家利用地溝油作為原材料，合成了適于醫(yī)療應(yīng)用的可降解生物塑料。巴西以發(fā)酵菌在甘蔗渣中發(fā)酵制造的PHA具有生物相容性，可用來生產(chǎn)藥用膠囊。悉尼利用二氧化碳廢氣開發(fā)了PPC，可解決當(dāng)前PPC生物塑料生產(chǎn)上的問題。新西蘭正在研究基于肉類的Novatein生物塑料產(chǎn)品。

三、我國(guó)生物塑料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)企業(yè)開始涉足生物塑料領(lǐng)域，現(xiàn)已初步建成了涵蓋研究開發(fā)、生產(chǎn)加工、應(yīng)用開發(fā)、市場(chǎng)推廣、技術(shù)服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈，生物塑料正朝著以綠色資源化利用為特征的高效、高附加值、定向轉(zhuǎn)化、功能化、綜合利用、環(huán)境友好化、標(biāo)準(zhǔn)化等方向發(fā)展（生物基材料產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃）。

1、生物塑料產(chǎn)業(yè)出具規(guī)模

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)僅生物降解塑料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)量約30萬噸，三年復(fù)合增長(zhǎng)率為27.3%，年產(chǎn)值3000萬元以上企業(yè)超過40家，產(chǎn)值超過3億元企業(yè)在5家以上。國(guó)內(nèi)知名企業(yè)主要有：金發(fā)科技、齊翔騰達(dá)、鑫富藥業(yè)、彩虹精化、揚(yáng)農(nóng)化工、大東南、浙江海正生物、武漢華麗環(huán)保、寧波天安生物等。

2、部分原材料生產(chǎn)技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先

我國(guó)生物塑料的發(fā)展與其他制造業(yè)不同，不是在承接國(guó)際產(chǎn)能轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，該領(lǐng)域的研發(fā)和工業(yè)化水平處于世界先進(jìn)水平，多家高校和科研機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了大量研究，如清華大學(xué)、上海同濟(jì)大學(xué)、四川大學(xué)、南開大學(xué)、天津大學(xué)、天津工業(yè)生物研究所、中科院理化所和長(zhǎng)春應(yīng)化所等，研究成果為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)保障?，F(xiàn)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的品種有聚乳酸、聚羥基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯等，部分產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和技術(shù)還處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

3、終端產(chǎn)品研發(fā)制造有待于進(jìn)一步提高

目前國(guó)內(nèi)從事降解塑料制品加工研究的力量尚顯薄弱，大部分企業(yè)將關(guān)注的重點(diǎn)集中在材料合成上，而忽略了制品加工開發(fā)，一些制品在耐熱、耐水及機(jī)械強(qiáng)度方面與傳統(tǒng)塑料制品相差較遠(yuǎn)，而這一點(diǎn)恰恰是生物塑料能否大規(guī)模市場(chǎng)化的關(guān)鍵。

4、高端應(yīng)用領(lǐng)域有待于開發(fā)

我國(guó)的生物降解塑料制品主要目標(biāo)市場(chǎng)為：食物軟硬包裝、包裝膜（袋）、垃圾袋、臺(tái)布、餐具、地膜、育苗缽、發(fā)泡網(wǎng)等，電子、醫(yī)療、汽車等高端消費(fèi)領(lǐng)域產(chǎn)品還不多。

表1 國(guó)內(nèi)主要降解塑料生產(chǎn)企業(yè)

5、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)普及率較低

與國(guó)外市場(chǎng)相比，生物塑料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還遠(yuǎn)未普及，主要原因在于成本高，是石油基塑料制品的2—10倍，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者雖在環(huán)保意識(shí)上有所提高，但仍不愿意為此支付較高的費(fèi)用。其次是產(chǎn)品性能，目前還無法完全滿足消費(fèi)者需求，石油基降解塑料性能比較穩(wěn)定，而生物基降解塑料在性能上還存在不足。

6、政策對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)力不足，產(chǎn)品以出口為主

我國(guó)在新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃、生物產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、可再生能源法、863計(jì)劃中均有涉及，主要包括：基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化示范工程、產(chǎn)品認(rèn)證、市場(chǎng)激勵(lì)等。但在具體實(shí)施上，政策的針對(duì)性和可操作性不強(qiáng)，使得國(guó)內(nèi)生物塑料市場(chǎng)推廣緩慢，企業(yè)想通過政策打開市場(chǎng)很難。國(guó)內(nèi)大部分產(chǎn)品以出口為主，市場(chǎng)在外不利于行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

四、天津（生物）塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、塑料企業(yè)集中度較高

表2 “863計(jì)劃”生物和醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域支持的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)

表3 天津市生物塑料重點(diǎn)企業(yè)

天津市塑料產(chǎn)業(yè)，2012年規(guī)模以上企業(yè)302家，從業(yè)人員60867人。塑料產(chǎn)業(yè)主要集中在寶坻區(qū)、西青區(qū)、靜?？h，其中以寶坻區(qū)塑料產(chǎn)業(yè)規(guī)模最大，寶坻塑料制品工業(yè)區(qū)規(guī)劃面積10.8平方公里，重點(diǎn)發(fā)展塑料原材料加工、農(nóng)用塑料、工程塑料、塑料建材生產(chǎn)及塑料加工機(jī)械制造。

2、中小民營(yíng)企業(yè)占主體地位

天津市塑料產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)有302家，其中國(guó)有企業(yè)只有5家，國(guó)有企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值占地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的4.6%，并呈逐年下降趨勢(shì)（2011年為5.46%）；規(guī)模以上民營(yíng)企業(yè)236家，工業(yè)總產(chǎn)值占地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的94.54%。民營(yíng)企業(yè)以小微企業(yè)為主，共255家。

3、環(huán)保、功能性是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主題

天津塑料產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新方面取得了一定的成就，企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中把握世界塑料發(fā)展趨勢(shì)，在環(huán)保、提高性能方面投入了大量資金，開發(fā)了一批暢銷國(guó)內(nèi)外的塑料制品。比如：久大塑料制品公司的可回收環(huán)保購(gòu)物袋、旭輝恒遠(yuǎn)公司的阻燃塑料包裝袋、華慶百盛利用回收的廢舊塑料再生制造的包裝袋。

4、生物塑料是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向

自上世紀(jì)90年代以來，天津傳統(tǒng)塑料制品行業(yè)相對(duì)于我國(guó)華南、東南沿海的廣東、浙江、江蘇和上海等省市地區(qū)發(fā)展速度慢了一些，企業(yè)經(jīng)營(yíng)模式陳舊、規(guī)模偏小。同時(shí)，部分企業(yè)開始轉(zhuǎn)至生物塑料領(lǐng)域，2008年國(guó)韻生物獲得帝斯曼風(fēng)險(xiǎn)基金、崇德投資、中國(guó)環(huán)境基金、KPCB、北極光創(chuàng)投等七家共計(jì)2000萬美元的投資，成立國(guó)內(nèi)最大的PHA的生產(chǎn)基地。天津市塑料產(chǎn)業(yè)逐漸向生物塑料方向發(fā)展。

5、在生物塑料方面具備一定的研發(fā)基礎(chǔ)

天津在生物塑料研究方面做了大量工作，取得了一系列的成果。天津工業(yè)生物技術(shù)研究所開發(fā)了以木薯為原料煉制丁二酸的生物合成技術(shù)，并與山東蘭典生物科技股份有限公司合作實(shí)施“非糧原料生物煉制琥珀酸及生物基產(chǎn)品PBS產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)我國(guó)PBS下游產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)。天津大學(xué)理學(xué)院、南開大學(xué)生物活性材料研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等研究機(jī)構(gòu)也在生物塑料領(lǐng)域各有建樹。

五、天津市發(fā)展生物塑料產(chǎn)業(yè)的建議

1、加強(qiáng)生物塑料新產(chǎn)品開發(fā)研究

天津是較早開展生物塑料研究的地區(qū)之一，在生物材料研究方面取得了豐碩的成果，但主要研發(fā)方向是高分子材料，而先進(jìn)成型工藝、高性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面總體研發(fā)力量薄弱。加強(qiáng)新產(chǎn)品的開發(fā)是擴(kuò)大生物塑料產(chǎn)業(yè)化的重要手段。一是要加強(qiáng)新產(chǎn)品應(yīng)用研發(fā)，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型產(chǎn)品，圍繞天津市塑料研究所開發(fā)醫(yī)用生物塑料系列制品，引領(lǐng)生物塑料向高端化發(fā)展；二是要加大生物塑料制品加工研究，提高產(chǎn)品性能，促進(jìn)產(chǎn)品的大規(guī)模市場(chǎng)化，降低成本以替代石油基塑料制品。

2、加大政策支持力度，推動(dòng)塑料加工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，

給予以生物塑料產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)稅收優(yōu)惠、價(jià)格補(bǔ)貼、設(shè)立專項(xiàng)資金等政策，鼓勵(lì)傳統(tǒng)塑料制品企業(yè)向生物塑料制品轉(zhuǎn)型，一是解決塑料產(chǎn)業(yè)的低迷，二是利用天津在塑料加工方面良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，加強(qiáng)生物塑料制品加工能力。適當(dāng)限制甚至分期分批禁止某些傳統(tǒng)塑料制作的一次性非降解包裝產(chǎn)品。

3、建立生物塑料研發(fā)平臺(tái)，促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化

加快突破生物基材料制造過程的生物合成、化學(xué)合成改性及樹脂化、復(fù)合成型等關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)重要生物基材料低成本規(guī)模化生產(chǎn)與示范。依托天津大學(xué)、南開大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)，構(gòu)建生物基材料研發(fā)轉(zhuǎn)化平臺(tái)，促進(jìn)研究機(jī)構(gòu)科研成果向企業(yè)轉(zhuǎn)化，提升企業(yè)科技創(chuàng)新能力，為生物塑料產(chǎn)業(yè)培育提供科技支撐。

4、市場(chǎng)推廣先國(guó)外后國(guó)內(nèi)，提高環(huán)保消費(fèi)理念

生物塑料制品市場(chǎng)主要在歐美地區(qū)，采取先立足國(guó)外市場(chǎng)，逐漸培育國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的策略。價(jià)格高是影響我國(guó)市場(chǎng)推廣的重要因素，我國(guó)消費(fèi)者對(duì)價(jià)格的承受能力較差，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)尚未打開。提高消費(fèi)者環(huán)保消費(fèi)的理念對(duì)于打開國(guó)內(nèi)市場(chǎng)至關(guān)重要。

[1]于浩強(qiáng)、張艷梅等：生物降解塑料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].上海塑料，2012（1）.

[2]陳慶、楊新宇：生物降解塑料工業(yè)進(jìn)展[J].塑料工業(yè)，2008（3）.

[3]劉鉞、杜風(fēng)光：生物降解塑料的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀與前景[J].河南化工，2012（29）.