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生物基塑料不再雷声大雨点小
来源:中国化工报

年产量突破百万吨大关 性能逐渐接近石油基产品

巴西国家化学公司(Braskem)近日公布的数据显示,全球生物基聚合物年产量已突破100万吨,迈过一个具有标志性的门槛。随着技术的不断进步,现在生物基聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)产品性能已经与石油基产品不相上下,聚碳酸酯(PC)等工程塑料的生物基产品商业化也已提上议程。弗里多尼亚(Freedonia)集团最新研究报告也显示,全球生物塑料需求量将显著增加,比如2016年前美国生物塑料需求量年均增长率就将达到20%,到2016年,美国生物塑料需求量将达到25万吨,超过2011年的两倍,其中非降解生物塑料需求量将近一半。生物基塑料工业的发展似乎不再是雷声大雨点小。

聚烯烃 成本开始具有竞争力


生物基聚乙烯(PE)是目前商业化进展最顺利的生物塑料产品,也是全球产量最大的生物基塑料。目前,生物基PE约占生物塑料28%的市场份额。尽管与石油基PE相比,目前生物基PE因生产成本较高,使其售价高出石油基产品15%~20%,不过对于一些特定的目标市场,这样的价格仍然可以被接受。有业内人士表示,随着越来越多的生物基PE生产商进入市场以及技术的进一步发展,生物基PE售价偏高的问题有望得以解决。


比如,美国陶氏化学和日本三井化学分别出资50%,计划在巴西建设世界上最大的生物聚合物投资项目,该厂将于2015年投产,每年生产35万吨的PE树脂将用于软包装、保健和医疗市场。有分析认为,该合资公司的经营范围涵盖从甘蔗到生物高分子的整个产业链,因此生产成本有望接近石油基产品。


Braskem除利用当地的甘蔗乙醇为原料来生产乙烯和PE之外,还积极推进生物基聚丙烯(PP)商业化生产,目前正在建设的3万~5万吨/年的生产厂,预计2013年投产。德国朗盛公司此前表示,将采用Braskem公司的生物基丙烯生产合成橡胶。目前日本马自达公司已经开始探索将生物PP应用于汽车行业,计划到2013年推出部分采用纤维素PP材料的汽车。


随着生物基聚烯烃应用范围的扩大,其商业化进程将稳步推进,业内人士指出,由于具有和石油基产品相同的性能,生物基聚烯烃产能未来将持续扩大,并稳居全球生物塑料产量第一的宝座。


PLA 应用范围有望扩大


聚乳酸(PLA)是全球应用最广的可降解生物基材料。作为聚苯乙烯的绿色替代产品,PLA已经被用于制造酸奶杯和其他食品容器、塑料袋等。由于有稳定的应用,PLA装置的规模也普遍在10万吨级,NatureWorks位于美国的14万吨/年PLA生产装置已平稳运行多年,普拉克公司在泰国7.5万吨/年PLA生产装置今年2月也已投产。此外,NatureWorks还将在泰国建设一个14万吨/年的PLA生产装置,计划于2015年投产。

尽管性能稍差和生产成本较高仍制约着PLA的进一步商业化推广,但业内依然比较看好PLA的前景。不少专家认为,目前PLA的成本依然有下降空间,而通过与石油基产品共混或者添加改性剂,可以提高PLA的性能。技术的不断改进,也让PLA自身的性能有了很大提高。比如,在今年4月,普拉克公司宣布,采用该公司独有技术后,PLA产品可以在80℃~150℃保持稳定,从而使PLA在食品包装的应用范围进一步扩大。


PET 商业化试点工作起步

与生物基聚烯烃相比,100%的生物基PET商业化推广进程相对滞后,但是相关的准备和研究工作也在有条不紊地进行。


在众多食品公司的强势推动下,采用甘蔗乙烯生产的生物基乙二醇已经被广泛用于PET的生产。如今这些企业正在积极探索,采用生物质生产PET另一种合成原料精对苯二甲酸(PTA),随之推出完全由可再生材料合成的生物基PET。

可口可乐公司已承诺,2020年该公司所有的PET容器都将100%采用生物材料。为实现这一目标,2011年12月,可口可乐公司与美国生物技术公司吉沃(Gevo)和Virent签署协议,开发商业规模生物合成对二甲苯的工艺,实现PTA原料的绿色化。


日本东丽公司也积极进行生物基PET商业化试点。2011年东丽成功利用Gevo公司的生物基对二甲苯全球首次生产出纯生物基PET。日前东丽公司与Gevo签订合同,优先购买Gevo制造的生物基对二甲苯,用于小规模生产生物基PET。东丽将通过此次合作开发生物基PET量产技术,并计划在2013年推出商业化产品。


PC、PHA 前路依旧还很漫长

以生物原料生产的PC和聚羟基脂肪酸酯(PHA)等塑料产品也受到市场的关注,但要实现全面的商业化推广,依然还有很长的路要走。

以生物质生产的异山梨醇为原料生产PC的工艺与传统的化学法相比,不需要使用有毒的光气和安全性广受争议的双酚A,日本三菱和法国罗盖特公司都有计划开发此产品。但均表示其经济性和质量有待于提高。

今年年初,由于市场前景不明,ADM公司决定从与Metabolix公司合作生产的5万吨/年PHA项目中退出。据悉,目前PHA产品比同类塑料价格高出约1.65美元/千克。

 

 

 
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