摘要

解決白色污染，限塑政策加碼。塑料污染又稱白色污染，是指塑料制品在使用后被棄置，變成固體廢物而造成的污染。隨著經(jīng)濟發(fā)展，白色污染成為人類面臨的一大難題，二十一世紀以來，一場可降解風(fēng)潮從發(fā)達國家發(fā)起、逐步向發(fā)展中國家擴散。全球主要國家陸續(xù)出臺相關(guān)政策，隨著2020年發(fā)布《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》，我國正式加入“禁塑”行列、步入可降解時代。

可降解市場前景光明，成本控制決定可降解市場天花板。2019年我國塑料制品產(chǎn)量達到8184.2萬噸，其中可降解塑料實際用量僅4.4萬噸，占比不足1％。展望未來，我們認為可降解塑料主要應(yīng)用場景包括快遞、外賣、商超購物、農(nóng)膜等領(lǐng)域。根據(jù)測算，我們預(yù)計至2022年末我國可降解塑料需求提升至70.8萬噸，至2025年進一步達到174.0萬噸（CAGR為78％），發(fā)展?jié)摿Υ??？山到馑芰戏N類眾多，實際推廣需要充分考慮性能及性價比，成本降低速度及幅度決定其推廣進度，當(dāng)前時點來看PBAT（聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯）及PLA（聚乳酸）是較具發(fā)展?jié)摿Φ膬煞N產(chǎn)品。

PBAT是石油基可降解塑料明星產(chǎn)品，2021年步入爆發(fā)元年。目前海外PBAT無論是規(guī)模和技術(shù)上都領(lǐng)先于國內(nèi)企業(yè)，代表企業(yè)如巴斯夫和Novamont等。隨著國內(nèi)科研院校及企業(yè)加大投入，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)提升技術(shù)水平，我們認為2021年有望進入大規(guī)模擴產(chǎn)元年，三年內(nèi)規(guī)劃新增產(chǎn)能超200萬噸（2020年末約17萬噸）。我們認為國內(nèi)主要企業(yè)不存在技術(shù)障礙，目前高單價之下先投產(chǎn)先盈利，2022年后成本控制強、具備大化工能力的企業(yè)有望逐漸勝出，遠期需要關(guān)注萬華、華峰等化工巨頭對PBAT布局進展。

PLA是生物基可降解塑料代表產(chǎn)品，技術(shù)門檻有望成為高盈利的護城河。PLA是以玉米等農(nóng)作物為基礎(chǔ)原料合成的新型生物可降解材料，受到丙交酯高技術(shù)門檻限制，NatureWorks、Total Corbion等外企仍是全球的龍頭供應(yīng)商。目前國內(nèi)企業(yè)浙江海正、豐原生化、金丹科技等少數(shù)企業(yè)逐步打通全流程，考慮到進入壁壘較高，我們認為PLA未來兩年內(nèi)有望維持較高的盈利能力。

全球限塑禁塑背景下，可降解塑料需求2021年步入高速發(fā)展階段，我們認為可降解行業(yè)具備突出的投資價值及機會。與需求相對明確不同，行業(yè)供應(yīng)格局暫未明晰，我們認為選股邏輯應(yīng)當(dāng)著眼現(xiàn)在（技術(shù)突破、先發(fā)優(yōu)勢等）+展望未來（企業(yè)質(zhì)地、做大能力等）。

風(fēng)險

政策推進不及預(yù)期；企業(yè)可降解項目建設(shè)進度低于預(yù)期。

正文

可降解塑料：解決白色污染的不二之選

塑料污染，又稱白色污染，是指如包裝袋、農(nóng)用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品在使用后被棄置，變成固體廢物而造成的污染。傳統(tǒng)的塑料制品主要由聚乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成，其降解處理十分困難，降解時間可達200年。目前傳統(tǒng)塑料垃圾的處理方法主要有四種：填埋、焚燒、再生造粒和熱解。填埋的塑料會嚴重妨礙地下水滲透，其添加劑也會給土地造成二次污染；焚燒塑料會產(chǎn)生有害氣體；再生造粒會將可回收塑料分解為顆粒后重新制成塑料，但不適用于塑料薄膜和其他層壓塑料；熱解法是利用塑料中有機物的熱不穩(wěn)定性，使其受熱分解。但塑料垃圾的處理依然存在幾個問題：1）產(chǎn)量巨大但循環(huán)利用少。根據(jù)2018年聯(lián)合國環(huán)境署的報告稱，全球總計生產(chǎn)出90億噸塑料制品，僅有約9％被循環(huán)利用。2）廢舊塑料的分揀困難。3）廢舊塑料的綜合處理成本高。

圖表: 塑料污染嚴重

 

資料來源：百度圖片，中金公司研究部

政策引導(dǎo)，全球興起可降解風(fēng)潮

可降解塑料是指在特定的環(huán)境下， 通過光或微生物將塑料大分子鏈切斷變成小分子， 最終變成水和二氧化碳的一種塑料，是在生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑 （如淀粉、改性淀粉或其它纖維素、光敏劑、生物降解劑等） , 使得材料穩(wěn)定性下降所制成的。按照降解機理，可降解塑料可以分為光降解塑料、生物降解塑料和光—生物降解塑料三大類，2019年的實現(xiàn)應(yīng)用的可降解塑料總需求量近120萬噸。在應(yīng)用領(lǐng)域方面，西歐主要用于垃圾袋、購物袋、包裝材料等；美國主要用于垃圾袋、購物袋、醫(yī)藥用材、農(nóng)膜等。在標準方面，中國的生物降解相關(guān)標準制定與國際保持基本同步，目前共有40項國家標準、行業(yè)標準，其中關(guān)于產(chǎn)品通用技術(shù)要求標準11項，具體產(chǎn)品標準21項，樹脂相關(guān)標準7項。

為治理白色污染，近年來全球各國陸續(xù)出臺多項政策，采取了征收塑料增值稅或費用，禁用或限用傳統(tǒng)塑料袋，立法推廣可降解塑料等手段。其中，歐美發(fā)達國家和地區(qū)起步較早，意大利在2011年全面禁止非生物可降解塑料的使用，美國在2002年要求各州制定生物可降解農(nóng)用塑料，亞洲大部分國家在2019年陸續(xù)開始實行限塑令。我國也采取了多項措施，2007年頒布“限塑令”，2018年頒布第一個生物降解農(nóng)用覆蓋薄膜國家標準，2020年頒布《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》，在多個場景中禁用不可降解塑料，實現(xiàn)從“限塑”到“禁塑”。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署調(diào)查顯示，目前全球限制一次性塑料制品使用的國家或地區(qū)至少有67個，2019年全球新開展限塑令國家超過15個。隨著全球及中國的限塑和禁塑政策的逐步落地，可降解塑料憑借其短期內(nèi)降解和對環(huán)境無害等優(yōu)勢，對傳統(tǒng)塑料的替代空間巨大。

圖表: 全球可降解塑料政策梳理

 

資料來源：前瞻網(wǎng)，各政府網(wǎng)站等，中金公司研究部

可降解塑料介紹

塑料制品可依據(jù)可降解性和原材料來源分為四大類。目前，世界各國對于塑料污染問題的關(guān)注逐漸加深，各種形式的環(huán)保政策不斷出臺，隨著“限塑”的觀念在全球逐漸達成共識，可降解塑料制品被推向了時代風(fēng)口?？山到馑芰现饕惺突蜕锘鶅煞N，顧名思義其原材料分別來源于石油和生物制品。由于化石能源的不可再生性，生物基塑料制品逐漸走入大眾的視野。隨著技術(shù)的發(fā)展，可通過改性和共混等方式提高生物基塑料的性能，使其可以在硬度、透明度、強度、耐熱性的方面媲美石油基塑料。

圖表: 塑料產(chǎn)品類型分類

 

資料來源：歐洲生物塑料協(xié)會，中金公司研究部

可降解塑料種類眾多，性能各異。（1）淀粉基塑料，是對淀粉改性后，使其變成熱塑性淀粉而得，具有耐熱性較低，成膜性較好，價格低的特點。（2）PLA，又稱聚丙交酯，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類聚合物，具有硬度高、力學(xué)強度和耐熱性能較高、成膜性能差等特點，且價格較低。（3）PHA，是由很多細菌合成的一種胞內(nèi)聚酯，其耐熱性、力學(xué)強度、耐水解、成膜性等性能優(yōu)異，對降解環(huán)境要求低，但價格高。（4）PBS是由丁二酸和丁二醇經(jīng)縮合聚合合成而得，PBSA是丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物，它們與PHA性能類似，但價格更親民。（5）PBAT是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，延展性、斷裂伸長率、耐熱性等較好，但只有在堆肥接觸特定微生物時方可發(fā)生降解，價格較低。

圖表: 可降解塑料的主要性能差異

 

資料來源：CNKI，中金公司研究部

圖表: 2018-2024E全球生物塑料產(chǎn)能

 

資料來源：歐洲生物塑料協(xié)會，nova-Institute，中金公司研究部

圖表: 2019年全球不同類型生物塑料產(chǎn)能

 

資料來源：歐洲生物塑料協(xié)會，nova-Institute，中金公司研究部

市場前景光明，成本控制決定可降解市場天花板

2019年我國塑料制品產(chǎn)量達到8184.2萬噸，約占全球總產(chǎn)量23％左右。其中我國僅塑料袋年使用量即超過了400萬噸，此外外賣和快遞行業(yè)的加速發(fā)展正在加劇這一問題。與此形成鮮明對比的是，2019年我國可降解塑料實際用量僅4.4萬噸，可降解塑料在塑料制品中占比不足1％。由于工程塑料對性能要求更高、且回收更為容易，我們認為可降解塑料的推廣將更加依賴于民用領(lǐng)域。我們根據(jù)不同終端需求以及相對應(yīng)的滲透率測算，我們預(yù)計至2022年末我國可降解塑料需求提升至70.8萬噸，至2025年進一步達到174.0萬噸。

圖表: 可降解塑料需求測算

 

資料來源：萬得資訊，中金公司研究部

可降解市場前景光明，快遞、外賣、購物袋等諸多領(lǐng)域有望加速推廣普及

線上消費普及，快遞包裝替代需求旺盛

隨著網(wǎng)購的逐漸普及，快遞包裝成為我國塑料包裝的主要使用領(lǐng)域之一。根據(jù)國家郵政局數(shù)據(jù)，2019年，我國完成快遞業(yè)務(wù)量635.2億件，同比增長25.3％。為防止編織袋、塑料袋和封套等包裝對環(huán)境造成嚴重污染，2018年頒布的《快遞封裝用品》系列國家標準首次提出“快遞包裝宜采用生物降解塑料”。2016年以來，菜鳥網(wǎng)絡(luò)、京東等平臺也制定了支持生物降解塑料發(fā)展的措施。在政策引導(dǎo)和相關(guān)企業(yè)的雙重作用下，生物降解塑料對傳統(tǒng)塑料包裝制品替代空間巨大。

根據(jù)央視財經(jīng)，2019年全國快遞消耗塑包裝180萬噸[1]，我們據(jù)此測算快遞件對塑料的單位消耗量約為30克?？紤]到我國快遞行業(yè)仍以兩位數(shù)的高速增長，同時我們假設(shè)可降解塑料使用占比的持續(xù)提升，我們測算2022年國內(nèi)快遞消耗可降解塑料約為35.7萬噸，2025年進一步提升至94.9萬噸。

圖表: 快遞中塑料應(yīng)用場景

 

資料來源：垃圾分類APP，中金公司研究部

圖表: 中國快遞業(yè)務(wù)量

 

資料來源：萬得資訊，中金公司研究部

外賣增長迅猛，一次性餐具替代需求潛力大

在忙碌的城市生活中，外賣逐漸成為人們重要的飲食方式。根據(jù)美團研究院及中國飯店協(xié)會發(fā)布的報告，2019年我國外賣市場交易金額將達6035億元，同比增長30.8％。由于外賣廣泛使用一次性餐具，涉及袋、碗、湯勺和湯杯等塑料制品，這使得塑料制品的使用量大幅增加。2017年6月，美團外賣、行業(yè)協(xié)會及多家餐飲品牌共同發(fā)起《綠色外賣行業(yè)公約（綠色十條）》，推動使用綠色餐具。考慮到生物降解塑料可有效解決這一問題，我們認為其市場需求有望快速增長。

據(jù)艾瑞咨詢，2019年中國餐飲外賣產(chǎn)業(yè)對應(yīng)約144億筆外賣訂單，以外賣包裝50萬噸塑料消耗計算，平均單筆外賣對塑料的消耗量約為35克?？紤]到外賣的環(huán)保政策推廣力度更大，我們假設(shè)2022/2025年可降解塑料滲透率分別為15％/30％，屆時對應(yīng)拉動可降解塑料需求分別為13.0及34.6萬噸。

圖表: 外賣中塑料應(yīng)用場景

 

資料來源：puworld，中金公司研究部

圖表: 中國外賣收入規(guī)模

 

資料來源：艾瑞咨詢，美團，中金公司研究部

商超、集貿(mào)等場景購物袋需求平穩(wěn)，可降解滲透率亟待提升

自2008年國內(nèi)推廣“限塑令”以來，超市、商場的塑料購物袋使用量降幅明顯，從頂峰100萬噸左右下降至70萬噸左右。由于部分場景仍保留基本需求，我們預(yù)計商超使用塑料袋已經(jīng)難以大幅下滑。在此背景下，可降解塑料袋對部分傳統(tǒng)塑料袋替代仍有較大發(fā)展空間。塑料購物袋主要應(yīng)用場景為商超和集貿(mào)市場，我們判斷商超滲透率提升速度將高于集貿(mào)市場滲透率。根據(jù)各自的滲透率假設(shè)，我們預(yù)計2022/2025年在購物袋領(lǐng)域的用量分別為6.5和13萬噸。

圖表: 商超塑料應(yīng)用場景

 

資料來源：puworld，中金公司研究部

傳統(tǒng)農(nóng)膜污染嚴重，行業(yè)替代空間廣闊

地膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)資料之一，地膜覆蓋可以顯著提高土壤溫度、防止土壤水分蒸發(fā)、提高肥效、保持土壤疏松等。但目前國內(nèi)多使用傳統(tǒng)聚乙烯薄膜，在自然環(huán)境條件下難以降解，加之缺乏有效的治理措施，廢舊地膜在農(nóng)田土壤中逐年增多，污染持續(xù)加劇。主要危害表現(xiàn)在殘膜阻礙土壤水分的滲透，降低土壤通透性；殘膜與根系直接接觸，阻礙根系伸展，影響作物生長，引起作物減產(chǎn)。2015 年以來，農(nóng)業(yè)部啟動了“全國生物降解地膜評價試驗”專項，3年的試驗結(jié)果顯示，生物降解地膜是傳統(tǒng)聚乙烯地膜良好的替代者，具有良好的應(yīng)用前景。

根據(jù)智研資訊，2017年國內(nèi)農(nóng)用塑料薄膜產(chǎn)量為268萬噸，考慮到行業(yè)整體增速較為緩慢，我們預(yù)計2020及2025年將小幅增長至293萬噸及308萬噸。相較于其它應(yīng)用領(lǐng)域，我們認為農(nóng)膜領(lǐng)域相對推廣較慢，預(yù)計2022及2025年滲透率分別為3％和5％，對應(yīng)需求為9.1和15.5萬噸。

圖表: 農(nóng)業(yè)塑料應(yīng)用場景

 

資料來源：百度圖片，中金公司研究部

圖表: 農(nóng)用塑料薄膜產(chǎn)銷情況

 

資料來源：智研咨詢，中金公司研究部

成本控制是可降解滲透率提升關(guān)鍵

可降解塑料價格顯著高于傳統(tǒng)塑料，降本成其推廣關(guān)鍵。目前主要的可降解塑料如PLA、PHA、PBAT等的價格分別在1.6-3萬元/噸，4萬元/噸，1.4-2.5萬元/噸，大約是PE價格的2-5倍，PCL的價格甚至達到7萬元/噸，是PE價格的9倍；而傳統(tǒng)的不可降解塑料如PP、PET、PE等價格較低。可見目前可降解塑料的價格顯著高于傳統(tǒng)的不可降解塑料，較高的生產(chǎn)成本是可降解塑料推廣的主要障礙，也是生產(chǎn)企業(yè)的重點突破方向。

圖表: 可降解塑料與傳統(tǒng)不可降解塑料的價格對比

 

資料來源：CNKI，卓創(chuàng)資訊，中金公司研究部

石油基可降解塑料—聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）

PBAT是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。PBAT屬于熱塑性石油基的生物降解塑料，兼具PBA（聚己二酸丁二醇酯）和 PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和力學(xué)性能，是一種全生物可降解塑料，在堆肥等接觸特定微生物條件下可發(fā)生降解。PBAT的原材料是己二酸（AA）、對苯二甲酸（PTA）和1,4-丁二醇（BDO），在一定比例下合成得到PBAT，主要有三種合成方式，分別為共酯化、分酯化、串聯(lián)酯化。

圖表: PBAT的主要合成方法流程圖

 

資料來源：流程化工網(wǎng)，中金公司研究部

國內(nèi)技術(shù)實現(xiàn)突破，即將進入大規(guī)模擴產(chǎn)階段

國內(nèi)PBAT、PBS現(xiàn)有產(chǎn)能達17.1萬噸/年，規(guī)劃產(chǎn)能達超200萬噸/年。海外的主要PBAT生產(chǎn)廠商是巴斯夫和意大利Novamont，目前產(chǎn)能分別為7.4萬噸/年和10萬噸/年，分別占全球產(chǎn)能約16.4％和22.2％；國內(nèi)PBAT的產(chǎn)能大約在17.1萬噸/年，其中金發(fā)科技、藍山屯河及金暉兆隆的產(chǎn)能較大，分別為6萬噸/年、3萬噸/年和3萬噸/年。面對廣闊的可降解塑料需求，國內(nèi)各大廠商積極擴張產(chǎn)能，未來三年規(guī)劃新增產(chǎn)能超200萬噸/年，2022年開始進入產(chǎn)能集中釋放期。

國內(nèi)生產(chǎn)工藝水平仍需進步，2021年行業(yè)步入大規(guī)模擴產(chǎn)元年。在生產(chǎn)工藝方面，與國外相比，國內(nèi)廠商普遍采用直接酯化法，工藝水平與海外企業(yè)仍存在一定差距，產(chǎn)品在高端應(yīng)用領(lǐng)域有待突破。目前國內(nèi)主要進行PBAT材料研究的既有科研院所，如中科院理化技術(shù)研究所、中科院化學(xué)研究所、清華大學(xué)等，也有化工企業(yè)，如藍山屯河等。其中中科院理化所研究出了成本低、力學(xué)性能高、生物安全性良好的PBAT材料，并授權(quán)匯盈新材料、金暉兆隆和悅泰生物等公司進行生產(chǎn)；藍山屯河、中科院化學(xué)所等均具備自主研發(fā)生產(chǎn)能力。

圖表: 全球PBAT、PBS企業(yè)產(chǎn)能

 

PBAT上游原材料為PTA、BDO、AA，原材料成本占比大。PBAT屬于石油基可降解材料，其上游原材料為PTA、BDO、AA等單體，由于PBAT需要在堆肥環(huán)境下降解，其下游包括垃圾分類回收及降解處理產(chǎn)業(yè)。生產(chǎn)1噸的PBAT，需要0.4噸PTA、0.43噸BDO和0.35噸AA。在PBAT生產(chǎn)成本中，原材料成本占約72％，其次為單位設(shè)備折舊成本，第三為人工成本。

圖表: 2019年P(guān)BAT成本構(gòu)成

 

大煉化陸續(xù)投產(chǎn)，PTA過剩周期來臨。精對苯二甲酸（PTA），是石腦油通過提純、提煉得到對二甲苯（PX），在催化劑作用下，氧化并經(jīng)加氫精制、結(jié)晶、干燥等步驟得到PTA。目前全國PTA產(chǎn)能較高，2020年產(chǎn)能和產(chǎn)量分別為5696萬噸、4938萬噸，分別同比增長17.3％、10.3％。PTA的下游產(chǎn)品主要是用于滌綸長絲（52％），其次為聚酯瓶片（17％）和聚酯切片（14％）。隨著大煉化的陸續(xù)投產(chǎn)，各企業(yè)目前的PTA擴產(chǎn)產(chǎn)能已達3300萬噸/年，較當(dāng)前產(chǎn)能約擴產(chǎn)60％。隨著這部分產(chǎn)能在未來3年內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn)，PTA可能階段性進入產(chǎn)能過剩時期。

圖表: PTA產(chǎn)能產(chǎn)量開工率

 

 

開工率低，BDO產(chǎn)能長期過剩。1,4-丁二醇（BDO）是一種無色或淡黃色油狀液體，其下游應(yīng)用包括PTMEG、PBT、γ-丁內(nèi)酯等，2019年各自消費占比分別為54％、27％、13％。我國BDO產(chǎn)能長期處于過剩狀態(tài)，2020年全國BDO產(chǎn)能達到216萬噸/年，四年年均復(fù)合增長率為6.1％；然而，2020年開工率僅為57％，較2016年開工率已下降14.17pct。此外未來在建、擬建的BDO產(chǎn)能在百萬噸以上，且裝置趨于大型化，行業(yè)產(chǎn)能過剩問題日益嚴重，PBAT作為BDO的重要下游，其廣闊的市場需求有望吸收BDO的過剩產(chǎn)能。

圖表: BDO產(chǎn)能產(chǎn)量開工率

 

 

 

AA開工率長期處于低位，PBAT、尼龍有望緩解供過于求局面。己二酸（AA）是一種重要的有機二元酸，具有羧基的性質(zhì)。2016-2020年，我國AA的產(chǎn)能從238.5萬噸/年增長至271萬噸/年，四年年均復(fù)合增長率為3.25％；同期開工率長期處于低位，從52.58％變化至56.58％，供給遠大于需求的情況一直未得到改善。下游應(yīng)用方面，AA主要應(yīng)用在PU漿料、鞋底原液、其他類彈性體、PA66等，消費占比分別為41％、23％、16％和12％。而PBAT作為新興下游，其需求爆發(fā)有望緩解AA供大于求的局面；同時國內(nèi)己二腈突破在即，2022年后尼龍高速增長可能進一步帶動AA需求。

 

 

生物基可降解塑料—聚乳酸（PLA）

聚乳酸又名聚丙交酯，是一種新型生物可降解材料。聚乳酸不僅具有聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等石油基材料的實用性能和成型加工性能，而且具有良好的生物降解性、生物相容性和生物可吸收性。聚乳酸在降解過程中，主要以水解為主，不需要輔以特定水解酶，降解后生成二氧化碳和水再次進入生態(tài)循環(huán)，不會對環(huán)境造成污染，是世界公認的環(huán)境友好型新材料。

 

資料來源：歐洲生物塑料協(xié)會，中金公司研究部

聚乳酸（PLA）為主要生物基可降解塑料之一，市場份額占比最大。根據(jù)BCC Research數(shù)據(jù)，2019年聚乳酸市場份額預(yù)計占生物基可降解塑料的70％。聚乳酸以其優(yōu)良的特性和廣闊的應(yīng)用范圍，可逐漸替代纖維、醫(yī)用材料、包裝材料等石油基塑料制品，實現(xiàn)生物降解，消除目前困擾世界各國的“白色污染”問題。包裝是生物基塑料主要應(yīng)用行業(yè)，醫(yī)療健康或成為未來主要增長驅(qū)動。根據(jù)BCC Research統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包裝仍是聚乳酸等生物基可降解塑料最主要的下游應(yīng)用行業(yè)，且遠高于其他，2019年包裝行業(yè)使用生物基可降解材料大約84.5萬噸。值得注意的是，由于聚乳酸等材料擁有獨特的生物相容性以及其他可以媲美石油基降解材料的物理屬性，進而在醫(yī)療行業(yè)得到快速的發(fā)展，2014年至2019年的復(fù)合增長率高達50.4％，并且在未來仍將給整體需求帶來增量。

 

 

 

聚乳酸理論合成路線主要有兩種，“二步法”為目前主要工藝合成路線。直接縮聚法：又稱“一步法”，此方法的優(yōu)點在于乳酸單體轉(zhuǎn)化率較高，合成路線簡單，不需要經(jīng)過中間體的純化，因而成本較低。但是因為在反應(yīng)過程中會有水的產(chǎn)生，目前還沒形成分離水的有效方法，因此會影響聚乳酸的分子量及其微觀分布，最終導(dǎo)致無法獲得高品質(zhì)、高分子量的聚乳酸產(chǎn)品。目前國內(nèi)僅同杰良公司采用“一步法”制備聚乳酸。開環(huán)聚合法：又稱“二步法”，此方法在于先使用乳酸反應(yīng)獲得低聚物，解聚生成中間體—丙交酯，再通過丙交酯開環(huán)縮聚制備聚乳酸。此方法制備的聚乳酸在分子量、微觀結(jié)構(gòu)方面都可控、可調(diào)，因此成為目前市場中主要制備聚乳酸的方法，但同時因為工藝流程中需要涉及丙交酯的純化過程，工藝流程相對復(fù)雜、冗長，直接導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。

圖表: 聚乳酸制備方法

 

資料來源：CNKI，中金公司研究部

海外聚乳酸企業(yè)龍頭地位顯著，國內(nèi)企業(yè)加速布局

技術(shù)壁壘高，國外聚乳酸龍頭企業(yè)占據(jù)全球大部分市場份額。國外主要生產(chǎn)聚乳酸的企業(yè)有美國嘉吉的NatureWorks公司、法國Total公司和荷蘭Corbion公司的合建公司，這兩家企業(yè)產(chǎn)能分別為15萬噸/年和7.5萬噸/年，是全球的龍頭供應(yīng)商。目前，導(dǎo)致兩家公司占據(jù)大部分市場份額的主要原因在于聚乳酸行業(yè)的技術(shù)壁壘，其擁有聚乳酸制備中間體—丙交酯的高純度、低成本制備工藝。

國內(nèi)企業(yè)逐步突破技術(shù)限制，加速布局聚乳酸產(chǎn)能。目前，我國聚乳酸生產(chǎn)規(guī)模最大且掌握丙交酯生產(chǎn)核心技術(shù)的企業(yè)為浙江海正生物，擁有4.5萬噸/年產(chǎn)能且在建生產(chǎn)線投產(chǎn)后，我們認為公司整體產(chǎn)能將擴大至12萬噸/年。國內(nèi)企業(yè)集中度初步顯現(xiàn)，聚乳酸相關(guān)專利數(shù)遠超其他國家，多家企業(yè)開始積極實施產(chǎn)業(yè)鏈布局。其中，金丹科技聯(lián)合南京大學(xué)，掌握有機胍催化制備丙交酯—聚乳酸的技術(shù)，并投資建設(shè)1萬噸/年丙交酯生產(chǎn)線，我們預(yù)計在未來3-5年內(nèi)產(chǎn)能再擴大10萬噸/年。

圖表: 全球聚乳酸生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能

 

資料來源：生物降解材料研究院，中金公司研究部

供不應(yīng)求，國內(nèi)聚乳酸價格持續(xù)上漲。隨著“限塑令”等環(huán)保政策落地，可降解塑料成為傳統(tǒng)塑料最主要的替代產(chǎn)品，聚乳酸的價格自2019年以來一路水漲船高。根據(jù)《每日經(jīng)濟新聞》報道[2]，2019年初，聚乳酸的單價大約為1萬元/噸，到2019年底再漲至3萬元/噸，目前聚乳酸的單價飆升至4萬元/噸[2]。價格的上漲原因來自于市場缺口的擴大，目前國內(nèi)聚乳酸對于進口產(chǎn)品依賴較大，國內(nèi)名義產(chǎn)能27.1萬噸，實際有效產(chǎn)量遠低于此。

圖表: 國內(nèi)聚乳酸進出口數(shù)量

 

資料來源：萬得資訊，中金公司研究部

產(chǎn)業(yè)鏈：農(nóng)作物加工制乳酸，丙交酯技術(shù)為核心

上游農(nóng)作物原料可選種類多，玉米為最好農(nóng)產(chǎn)品品種。目前，聚乳酸主要通過乳酸脫水制得丙交酯，再開環(huán)縮聚生成高分子聚乳酸。根據(jù)CNKI資料，1噸聚乳酸所需乳酸原料為1.37噸，理論產(chǎn)率為73.0％。乳酸一般通過蔗糖或者葡萄糖發(fā)酵制備，其產(chǎn)率較高為93.2％。對于蔗糖或葡糖糖的獲取，可選擇的上游農(nóng)作物則相對較多，甘蔗和甜菜作為制備蔗糖的原材料，分別需要11.31噸甘蔗或9.19噸甜菜即可獲得1.47噸蔗糖；葡萄糖則來源于淀粉，淀粉可通過加工玉米、小麥或者土豆制備，1.47噸葡萄糖需要1.67噸淀粉，對應(yīng)農(nóng)作物原料的數(shù)量分別為玉米2.39噸，小麥6.54噸，土豆9.26噸。綜上所述，玉米為生產(chǎn)乳酸、丙交酯、聚乳酸最好的農(nóng)作物原料之一，制備1噸聚乳酸或者1.37噸乳酸僅需2.39噸玉米，理論聚乳酸、乳酸產(chǎn)率分別為41.8％、57.3％，為所有農(nóng)產(chǎn)品中最高。

丙交酯中間體制備技術(shù)為工藝核心。目前，掌握高質(zhì)量丙交酯制備技術(shù)且形成聚乳酸生產(chǎn)規(guī)模的企業(yè)全球僅三家，分別為NatureWorks、Total-Corbion和浙江海正。NatureWorks產(chǎn)能最大，并且擁有乳酸生產(chǎn)能力，其生產(chǎn)線生產(chǎn)的丙交酯產(chǎn)品均自給不外售。同樣，Total-Corbion在近年投產(chǎn)了聚乳酸生產(chǎn)線后，所有丙交酯產(chǎn)品停止外售，但是因為Total-Corbion暫時未擁有自主乳酸生產(chǎn)線，受制于原材料的供應(yīng)短缺，其7.5萬噸/年聚乳酸生產(chǎn)線中，產(chǎn)量僅為2.5萬噸/年。我國浙江海正的工藝技術(shù)主要來自于長春應(yīng)化所，目前其丙交酯產(chǎn)量可實現(xiàn)部分自給。

丙交酯的純度將直接影響到所制備出的聚乳酸分子量，只有高光學(xué)純度的聚乳酸才可以在分子量、微觀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可控、可調(diào)，進而影響相關(guān)產(chǎn)品的物理和化學(xué)屬性，因此丙交酯純化技術(shù)為聚乳酸行業(yè)豎起了較高的技術(shù)壁壘。在生產(chǎn)過程中，要求丙交酯中游離酸濃度小于0.063％，否則不能合成分子量高于10萬的聚乳酸。

圖表: 聚乳酸生產(chǎn)所需原材料情況

 

資料來源：CNKI，萬得資訊，中金公司研究部（價格為2020年全年均價）

投資建議

全球限塑禁塑背景下，可降解塑料需求2021年步入高速發(fā)展階段，我們認為可降解行業(yè)具備突出的投資價值及機會。與需求相對明確不同，行業(yè)供應(yīng)格局暫未明晰，我們認為選股邏輯應(yīng)當(dāng)著眼現(xiàn)在（技術(shù)突破、先發(fā)優(yōu)勢等）+展望未來（企業(yè)質(zhì)地、做大能力等）。