塑料产业应用前景与机遇分析


  生物降解塑料市场潜力巨大

  塑料是以树脂为主要成分,适当加入(或不加)添加剂(填料、增塑剂、稳定剂、颜料等),可在一定温度、压力下塑化成型,而产品最后能在常温下保持形状不变的一类高分子材料。主要的塑料树脂种类有PE(聚乙烯),PP(聚丙烯),PS(聚苯乙烯),PVC(聚氯乙烯),PET(聚对苯二甲酸乙二酯)等等。由于塑料材料所具有的良好的自我成型的性能和防腐蚀、防水以及轻便的特性,使得塑料的应用非常广泛,既可以用在普通生活物品的包装,又可以应用在工业领域,如汽车零部件、建筑材料、电子通讯等。2010年,全球塑料树脂的需求量超过了2.2亿吨,中国的塑料树脂需求量超过了7000万吨,占据了全球约33%的份额,成为世界上第一大塑料消费国。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,随着人们环保意识的日益加强以及政府限塑令和可回收法案条例的实施,全球可降解塑料的应用前景非常广阔,尤其是生物降解塑料,必将逐渐代替传统的不可降解塑料,获得更大的市场份额。

  根据ISO(国际标准化组织)的定义,可降解塑料是指在特定的环境条件下可以发生化学结构的显著变化,从而在自然中降解的塑料。根据降解方式可分为光降解塑料,生物降解塑料,光/生物降解塑料以及其他降解塑料等,其中光降解塑料是指在塑料中掺入光敏剂,在日照下逐渐分解的塑料,由于光敏剂本身具有毒性,目前已经很少应用。生物降解塑料在微生物的作用下,可完全分解为低分子化合物的塑料,由于其良好的性能,目前的使用日益广泛。根据降解塑料的添加剂成分构成,可以将降解塑料分为淀粉基降解塑料,PBS及PVOH石油基降解塑料,PLA(聚乳酸)降解塑料以及PHA(聚羟基脂肪酸酯)降解塑料。

  下表为主要的生物降解塑料性能的比较:

 

名称 原材料 优点 缺点
淀粉基塑料 玉米,土豆或小麦以及添加剂 良好的成膜能力;良好的氧气阻隔特性;与其他生物塑料相比价格较低 不够稳定,对水敏感;抗拉强度低;往往需要混合石油基础的聚合物来加强性能,从而不能完全降解
PLA 淀粉或从土豆提取的糖类 市场接受度高;商业化过程中;良好的透明度;良好的拉伸强度 耐热性差;机械性能不强限制了其应用
PHA 葡萄糖通过细菌发酵 不需堆肥就可以完全降解;性能出色;应用更为广泛 成本较高;目前的产业化不够
PBS塑料 石油 可以加强淀粉基塑料的性能 依赖石油,对水敏感;在空气中降解从而限制其应用范围
PVOH塑料 石油 优秀的成膜能力;较好的乳化和粘接性能 依赖石油,对湿度敏感

  市场概况及竞争格局

  随着人们对环保包装的日益青睐,可降解材料的需求逐渐增加。2010年全球的可降解塑料市场容量达到了53万吨,2010年比2009年增长了23.1%。预计全球可降解塑料树脂的需求未来五年将维持在复合增长率24.9%的水平上增长,到2015年达到161万吨。

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,生物降解塑料是降解塑料的重要组成部分,2010年,它占全球降解塑料市场的约70.0%,总共消费了37万吨。预计未来五年生物降解塑料市场将会呈现25.8%的复合年均增长率,到2015年达到117万吨。

  世界一流的降解塑料生产商在推动着降解塑料市场的成长。美国的嘉吉公司附属公司NatureWorks在2006年将其PLA聚乳酸塑料的产能增加至14万吨,从而导致了市场上可降解塑料的产能和需求的激增,2006年降解塑料的市场增长率超过了50%。降解塑料的消费量也受到了2009年全球经济衰退的影响,2009年降解塑料的增长率下降到6.4%,然而,随着全球经济的复苏,市场逐步回升,在预测期内,降解塑料市场将稳定增长。

  目前塑料行业应用最为广泛的降解塑料是PLA聚乳酸塑料,由于其稳定性较好,同时在自然界中可以堆肥降解,欧美以及日本的众多企业都加大了对PLA塑料的研发和生产,美国的Natureworks在这个行业处于领先地位,拥有14万吨的产能,德国的巴斯夫集团、日本的三井株式会社以及荷兰的普拉克集团都有超过万吨的PLA产能。中国目前浙江海正生物科技集团和广州金发科技公司分别拥有5000吨左右的PLA产能,在国内的PLA的生产商中具有较强的实力。

  淀粉基降解塑料是较早的生物降解塑料,相比PLA降解塑料而言,生产工艺较为简单,全球主要的生产商包括意大利的Novamont公司,拥有7.5万吨的产能,德国的Biotec公司、美国的Cereplast公司、日本的玉米淀粉株式会社等都是这个行业的典型代表。中国国内的代表性公司主要有武汉华丽环保科技有限公司、中京科林新材料有限公司等。

  PHA降解塑料是生物降解塑料中性能最为优良的,同时由于其成本较高,生产工艺较为复杂,目前还处于市场起步阶段。2010年全球的PHA的产能还不到8万吨,而其中美国的Metabolix公司有大约5万吨的产能,占据了市场上的60%以上。中国企业在PHA的生产工艺和研发上同样走得较为靠前,天津国韵生物科技有限公司拥有1万吨的PHA产能,宁波天安拥有2000吨的产能,深圳意可曼生物科技有限公司有5000吨的产能。日本的Kaneka公司,巴西的PHBIndustrial公司也是PHA行业的典型代表,这些公司都是PHA行业的推动者,虽然目前来说PHA的应用较为局限,导致Metabolix每年的实际销售量还不超过100吨,但是随着未来下游应用的逐渐拓展,尤其是在薄膜包装,农膜,食用餐具,无纺布等行业应用的进一步成熟,PHA的市场潜力巨大。

  罗百辉表示,未来几年,全球的可降解塑料将会呈现迅猛增长,降解塑料企业应着力做好以下几方面,从而在和传统塑料的竞争中获得优势,取得更高的市场份额:

  1.注重下游应用的研发,开发出在薄膜包装行业,农膜等行业具有较好性能和稳定性的产品。

  2.降低成本,从而缩小和传统塑料的价格差距,获得较高性价比和竞争力。

  3.注重市场推广,可以通过进行交流会和可降解塑料博览会向消费者以及下游原材料采购厂商推广可降解塑料的优良性能和环保益处,同时,可以向政府宣传推广,使其加强对限塑令的实施力度。

  汽车轻量化为塑料产业添机遇

  目前全球汽车生产商越来越注重提高燃料效率,减少CO2的排放,在设计汽车时更加偏向于轻量级结构,包括使用材质更加轻便的塑料替代部分钢结构,这些举措必将提高车用塑料的用量,给全球塑料产业带来新一轮的发展机遇。但由于塑料本身性能的局限性以及尚未被消费者广泛接受,车用塑料生产商还需进一步加大研发和宣传力度。

  塑料替代金属动力足

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉指出,一些国家或地区汽车能源使用效率标准的实施,推动了轻型汽车的发展,汽车厂商正在着手加大研发力度,拓展塑料材料在汽车上的应用。宝马汽车公司减轻汽车质量的举措中包括使用低质量的热塑性塑料取代钢材来加固和连接其宝马5系车的部件,这样每辆车可以减重10千克。奔驰和大众汽车也在积极推动用塑料替换金属,以获取更轻便的车型和更优良的性能。

  另外,汽车结构设计越来越灵巧,汽车组装也趋于整体性,这也促使汽车生产商更多使用塑料。使用塑料代替金属部件有利于更好地集成与组装,并增加了汽车设计的灵活性。塑料的性价比虽然并不比金属高太多,但由于不需要紧固二次加工和装配,整体成本降低。此外,由于便于注塑成型,使复杂工艺设计和车型美化成为可能,因此也推动了塑料对金属的替代。

  与此同时,金砖四国对汽车需求的增长将给车用塑料供应商提供新的商机。尽管美国和欧洲汽车市场在次贷危机以后需求萎靡不振,但是巴西、俄罗斯、印度和中国的需求依然强劲,因此,汽车生产商以及上游原材料供应商将关注这些地区,为未来车用塑料使用量的提升做准备。

  未来需求增长空间大

  目前塑料约占中等大小乘用车质量的12%左右,主要应用在汽车外观、内饰以及引擎盖下的部件,主要车用塑料有聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)、聚酰胺(PA)、ABS等。目前应用于汽车外观和内饰的塑料趋于成熟,而引擎罩下的塑料应用还处于初级阶段。

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉指出,PP是应用在汽车外观和内饰中的主要塑料,约占汽车塑料使用量的45.5%,预计2009~2016年用量年均复合增长率为8.5%,2016年用量将达到488万吨;PU是主要应用于车座,约占总使用量的17.5%,同时由于其良好的结构性能,还将在汽车NVH(噪声、振动和声振粗糙度)系统中扩展应用,预计2009~2016年用量年均复合增长率为6.8%,2016年用量将达168万吨;PA主要应用于汽车引擎盖下的部件,包括散热器风扇罩、进气管、发动机罩、散热器末端水箱和电池托盘等位置,在替换金属管、温控器外壳、充电风管、水泵叶轮和出水阀门等部件方面还有很大的发展潜力,预计2009~2016年用量年均复合增长率可达10.6%,到2016年用量将达122.2万吨;ABS工程塑料主要应用于汽车内饰的仪表板、格栅、装饰、顶棚和汽车音响等部件,预计2009~2016年用量年均复合增长率可达4.4%,到2016年用量将达65万吨。

  研发和宣传尚需加强

  虽然在环保政策及塑料所具备优良特性的不断推动下,车用塑料市场迅速发展,但许多负面因素也影响着未来的产品推广。一是部分地区汽车废部件回收规定的限制。欧盟要求到2015年,85%的汽车整车重量的零部件必须能够回收和再利用,而由于一些塑料本身不可回收,替代钢部件则受到限制,有研究结果显示,用钢材替代汽车上使用的25种塑料,可将回收率提高5%。二是塑料在某些方面的性能局限将削弱其与传统钢材料的竞争力,例如不耐高温,而在引擎罩上应用时必须承受较高的温度。扩大塑料的应用范围要求对塑料的性能进行更高的研发和技术投资,而这会加大塑料使用的成本。三是对塑料性能的负面看法以及人们的需求偏好可能会抑制塑料在汽车的应用。例如在北美,消费者更喜欢质量重的汽车。

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉建议,车用塑料生产商应该加大研发投资,提高塑料耐热方面的性能,同时加大宣传和推广力度,消除人们对车用塑料性能的误解。这样,汽车塑料才能得到更多的应用和拓展。

  中东产品逼国内塑料产业转型

  中国塑料产业目前正面临着一场生存与发展的大考。经过近20年的高速发展后,继续保持高速增长,难度将会不断加大。金融危机爆发以来,塑料产业产量高增长而整体技术水平不高的问题更加突出。特别是中东低成本产品正蓄势待发,很快将大量涌进中国市场。这种形势将逼国内塑料产业尽快实现转型。

   据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,受金融危机影响,我国塑料产业面临着巨大的潜在压力。虽然今年形势有所缓解,但是部分指标的好转并不意味着复苏已经到来。当前,塑料产业发展面临国内国际市场两方面的压力。

  在国内市场,据国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉介绍,国内塑料生产企业约有1.88万家,但目前仍大多是生产中低端产品,国际市场上80%~90%的高端塑料产品都是国外生产的。同时,投资过热导致部分产品产能过剩。今年前8个月,国内塑料制品产业虽然完成固定资产投资845亿元,同比增长28.3%,但产能利用率仅为60%,浙江、广东等地不少塑料企业停产。特别是有些中小企业融资依然困难,生产回升缓慢、乏力。罗百辉分析认为,主要原因在于塑料制品企业都是加工型企业,创新能力弱,产品同质化特别严重。多数企业将目标集中在一个狭小市场,形成一哄而上的局面,使生产能力缺少差异化。

  而国际市场的变化更为紧迫。2009年以来,中东地区出现了大量以天然气、乙烷为原料的乙烯产品,开始冲击中国市场。中东天然气法生产的乙烯即使加运费到中国,其成本也仅为100美元/吨左右,而国内石脑油裂解法生产的乙烯成本在530美元/吨左右。据了解,2009年中东地区将有5个新的乙烯裂解项目试运行。业内专家提醒,此5大项目投产后,中东低成本的塑料产品将跟着涌进中国市场和全球市场,像悬在中国企业头上的达摩克利斯之剑一样,对国产塑料原料业和塑料制品业同时产生巨大冲击。虽然国家推出了上调出口退税的措施,但并不能在根本上解决国内塑料企业所面临的巨大压力。而且出口企业拿到的退税优惠,往往会被国外客户分享。

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,与低成本乙烯一样,中东低成本的塑料产品也会使国内几乎所有塑料制品无招架之功。国际国内两个市场都迫使中国塑料产业必须尽快转型。否则,中国塑料产业将国内国际腹背受敌。市场一旦丢失,企业大批倒闭的情景还会重现。

  转型须细分市场

  金融危机给塑料企业转型带来了机会。从国际塑料产业发展趋势看,包装产业仍将是塑料使用的最大领域,化学建材、农用塑料、电子电器和汽车等行业紧随其后,而电子通信、汽车、建筑建材的快速发展,使塑料的开发、应用上升到一个新的台阶。机会有了,塑料企业必须加快产业结构调整,加速技术进步,改变传统的外延扩张式发展。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉表示,大多数塑料加工企业基数小,品牌意识不强。要想与中东产品争夺市场,就必须有全球化的思考能力,促进企业的技术、工艺、质量和效率的提升,形成自己独特的竞争能力。

   国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉指出,随着加工行业技术水平的不断提高,国内低端市场的缺口在逐步缩小,而高端产品的市场缺口在不断扩大。企业应进一步细分消费领域,据此选择自己的发展方向。塑料制品应该进一步向轻量化、复合化及功能化方向发展。轻量化即是在满足使用性的前提下,尽量减少原材料的消耗;复合化是提高塑料制品性能、扩大制品应用领域的重要途径;功能化是目前各种塑料制品普遍追求的目标。企业应该根据自己的实际,开发高性能的产品和工艺,如高结晶聚丙烯、高透明聚丙烯、聚烯烃纳米复合材料等塑料管材专用料以及其他一些挤出成型产品专用树脂等。同时开发中空成型、滚塑成型、中空吹塑注射拉伸吹塑等新工艺。

   塑料制品企业在技术进步方面的提高空间也不小。高端产品的利润比低端产品要高很多。国内的高端产品市场前景还有很大空间。医用塑料、工业塑料可开发的替代进口产品,如汽车仪表盘、保险杠,以及生产家用暖气管,这些都是中石化正在研发的项目。但是在生产过程中质量还有待提高,如果企业能研发出更好的产品,那将会大大提高企业利润。     

  转型机会多多

  事实上,从原料生产到制品加工,很多塑料企业已在战略转型方面进行有益的探索,并取得了一定的成绩。

  中石化是国内最大的合成树脂生产企业。据中石化北京化工研究所邹浩博士介绍,近年来国内双向拉伸工艺生产塑料薄膜产能发展迅猛,并呈现差异化、专业化趋势。比如,聚丙烯薄膜低温热封专用料在中国一直未大批量工业化生产,国内市场用的基本都是进口原料,年用量高达10万吨。中石化目前已初步掌握了低热封聚丙烯专用料所必要的分子结构特征,进行了连续开车工艺条件的试验,有关研究工作正在进行。另外,中石化目前还在研发一些塑料类高端产品,上海石化、扬子石化、燕山石化等开发的流延膜专用料、汽车油箱专用料和零部件专用料等高性能树脂,都取得了令人鼓舞的业绩。

  中国工程塑料领域形势同样具有潜力,近年来一些特种工程塑料产品的工艺技术已经进入到国际先进行列。11月10日,江西大圣塑料光纤有限公司研发制造的通信用PMMA塑料光纤,通过了工业和信息化部科技成果鉴定。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,塑料光纤完全成熟以后,在宽带建设和局域网组网方面,将极具市场竞争力。由于在抗外界环境干扰和易安装上更具优势,塑料光纤还被认为是室内局域网更具竞争力的布线产品。据悉,该生产线已经申报了多项国家专利。大圣公司总经理陈伟在接受记者采访时表示,在自身研发制造经验的积累上,大圣公司积极和上海交通大学、长春工业大学等科研院校合作,完成了3道工序的设计,并成功自主研发和组建了国内第一条生产流水线,为企业的战略转型提供了强有力的支撑。

  国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,管道行业的转型不仅限于技术创新一个领域,材料与质量、应用与市场、施工与安装等质量的提升,以及上下游的合作等也应该是企业要特别关注的课题。

  福建亚通科技公司是我国最大塑胶管材企业。该公司总经理陈力辉说,为了保证品牌的持续经营,他们非常注重技术进步、科技创新。企业自创建以来已经有27项专利,其中有一项是发明专利。比如说大圣公司投巨资从澳大利亚引进大口径的排污排水系统,开始时在中国一些地方水土不服,企业就在原系统基础上做了改进和创新,不但使大口径的排污排水系统最终适应了国内需要,而且还产生了一些专利。这家企业的产品原来只是在建筑方面,后来发展到市政通讯、燃气、电力各个行业的应用,从一个生产基地发展到现在全国40多个生产基地,产品发展到15大类。陈力辉说,为什么我们要在全国设立这么多的生产基地,最关键的是产品到哪,服务马上就能跟上,这样市场才能够保住。

  美国塑料制油合资公司计划建大规模设施

  由美国Vadxx能源公司与绿星回收(Greenstar Recycling)公司于2011年9月底宣布,组建合资企业计划在2012年中期投运一套大规模塑料制油设施,将使回收的废塑料转化合成原油。建成后,该设施将可使1.2万吨/年固体生活塑料生产8万桶/年合成原油。

  合资公司使用热解聚过程,可从宽范围的消费后塑料用来生产低硫合成原油。该公司生产的合成原油,可符合石油精炼所规定的比重、含硫量和其他性能各种规格要求。

  作为原料,这个过程使用的塑料混合物可以是未分类的混合物,诸如含有高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚碳酸酯。