聚乳酸技术讲座.ppt

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1、1,Dan Sawyer & 甄光明 博士,PLA Technical Seminar,聚乳酸技術講座 市場,性能,與加工,Polylactide (PLA) Market Development, Characteristic Requirements, and Processing Issues for Different PLA Applications,北京: 2005年6月15日 18:00-22:00 国际科技会展中心 C座15楼 (晚餐: 酒店23楼) 上海: 2005年6月18日 09:00-13:00 同济大学材料科学与工程学院四樓 会议室 廣州: 2005年6月24日 09

2、:45-12:45 廣州国际会展中心 国际塑料展会 J区 M4室,2,目录,生物降解塑料在中国的现况 中国对生物降解塑料的需求 中国生物降解塑料和聚乳酸的市场前景 中国现有生物降解塑料项目 降解塑料工业面临的机遇及挑战 雄心勃勃的中国聚乳酸计划 中国现有和拟建的聚乳酸项目 NatureWorks 公司及其聚乳酸项目 结论和建议 如何开创聚乳酸及生物降解塑料行业的未来 欢迎参与，我们需要合作伙伴!,3,生物降解塑料,生物降解塑料：必须能在堆肥条件（56-60 ,湿度大于80-90%）下, 能（经由微生物在合理时间内）完全分解成二氧化碳和水的高分子塑料。 淀粉共混聚乙烯及聚丙烯 等不在此列。 聚乳

3、酸产品在堆肥条件下可在2-3月内完全分解。,4,迈向汉唐盛世的现代中国,大量富裕人群和资金: 2003： 26.5 万个千万富翁（Merill Lynch） 2003： 540亿美元现金直接投资 (全球第一) 上海和北京的房价：1020万美元一套 GDP ：1.4 万亿美元，增长率 10% （许多部门增长率达 30-50%） 中国以全球20的人口, 消费了全球的: 10% 电力、12% 微波炉、13% 牛肉, 18% 洗衣机、19% 铝、19% 冰淇淋、20% 手机、20% 大豆、23% 电视机、27% 钢、 30%煤炭、32%鱼、33%棉花、 33%米、35%香烟、 51%猪肉 (财富/中国

4、 12/2004) 保持着众多的记录: 上海成为全球第一大港 （2004），中国成为全球最大的铜、铝、水泥和手机消费市场，第二大的个人电脑市场（2000万台 /2003年)，第二大IT硬件生产商， ， 最大的钢材生产商， 美国最大的贸易顺差国家 全球最大的制造业中心,但是 .,5,中国急需解决的问题,严重的能源短缺问题 2004年6月以来电力短缺，导致许多工厂只能部分时间运行 已成为第二大石油进口国，40石油需要进口（1亿吨/年） 26% 石油用来生产汽油；而未来10年汽车增长率约为每年30 严峻的国防和安全问题 严重的污染问题空气/水/白色 污染 各种工厂因为污染问题而关闭或禁建 生活质量、

5、健康、垃圾管理 塑料进口/依赖问题 2003年 塑料用量大约1500万吨； 2002年进口塑料约1000万吨 2003年聚酯用量约1000万吨（全球30），而生产量仅为150万吨 估计2005年塑料用量将会达到25003000万吨，2010年达到50008000万吨 农民低收入问题,需要生物降解塑料 - 再生资源 和 循环经济发展,6,中国对生物降解塑料的立法情况,中华人民共和国固体废物污染环境防治法 : 1996 “包装材料应使用环境友好的可降解材料 ” 多种全国性的规定: 1997-1999 一次性餐具（如午餐盒）必须使用可完全降解的材料 铁路系统只使用生物降解塑料容器 但是实际使用的是：

6、粘胶纤维和部分降解塑料 （改性淀粉聚乙烯/聚丙烯碳酸钙）继续污染环境 中华人民共和国固体废物污染环境防治法修订 : 12/2004 推动环境友好的生物降解塑料 不可降解塑料生产商须支付固废处置成本 许多地方性法规，但执行总是个问题 如 杭州规定2005年1月1日起禁止当地市场和商店使用不可降解塑料袋 不少其它城市进行了类似规定 希望制定新法律，并严格执行 生物降解塑料产品首先必须进入市场，证明是可行的替代方案 可立法禁止假降解及部分降解塑料制品， 以避免污染环境 可强制高端市场 （如 航空、家电、化妆品）使用生物降解塑料,7,发展生物降解塑料的良好时机,2008北京奥运会 北京将借此机会重塑形

7、象 三大主题：绿色奥运、科技奥运 、和人文奥运 2010上海世博会 已经开始长期规划 政府支持 政府对生物降解塑料和可再生资源显示出强烈的兴趣和意愿，但仍未找到良好的解决方案 十五攻关：L-乳酸和聚乳酸（特别是“一步法”聚乳酸） “863”计划：农膜等的开发； 国家中长期发展规划 ：初步确定在聚乳酸/生物降解塑料/生物质能领域投资11亿美元； 国家发改委：支持改性淀粉塑料企业，如天津丹海等。 政府能以各种方式支持和推进生物降解塑料：减免税收、无息贷款等 近期石油和塑料价格高涨 必须寻求替代品,8,2004末中国塑料价格,树脂 PET: 2004年上涨了40%以上，达到 约10,000 元/吨

8、PVC: 约10,000元/吨 PE：根据等级不同在10,000-13,000元/吨之间 PP: 约11,500元/吨（1450美元/吨） PS: 约12,000元/吨 （ 1500美元/吨 ） 热塑级PLA : 长期大宗定单约 14,000元/吨 (税前11,000元/吨出厂价) 纺粘级PLA : 长期大宗定单约 20,000元/吨 (税前14,000元/吨出厂价) 纤维 棉花纤维： 约1800美元/吨 (14000元/吨)；（棉花价格少 20%） 粘胶纤维： 约2000美元/吨 (16000元/吨 ) PLA 纤维 ：约4500美元/吨 (35000元/吨 ),如果免税或在中国制造，热塑级

9、聚乳酸价格与传统塑料相当,9,中国未来聚乳酸与降解塑料市场,一次性包装： 约150万吨/年 PP无纺布：约30-60万吨/年 PE 地膜： 约100万吨/年 (农膜：200万吨/年) 短保质期PET瓶子 ：约1万吨/年 (所有PET瓶子：约100万吨/年) 其它领域： 一次性医用材料（输液管等） 30万吨/年 玩具、文具、家电（手机、笔记本电脑等） 聚乳酸及降解塑料的未来市场大小取决于其价格和性能（如更好的气体阻隔性）,10,一次性包装市场：约150万吨/年,包装塑料：300-500万吨/年 2003 年塑料用量：1500万吨/年， 22% 用于包装 城市垃圾40-60%是塑料：包括薄膜、 餐

10、具、容器等 2004年500万吨塑料用于包装，其中1/3是一次性的（来源：海正） 2005 年估计包装塑料用量为550万吨 ，塑料使用总量为2500-3000万吨，到2010年达到8000万吨（来源：中国科技部中国生物技术发展报告） 非塑料包装材料的例子： 利乐纸盒: 120亿盒/年，0.38-0.28元/盒 （来源：中国包装协会） 聚乳酸能占塑料包装市场的多少份额？ 取决于价格和性能 塑料袋用聚乳酸尚无合适的等级。强度和弹性是主要问题；厚度影响产品成本。,11,短保质期产品PET瓶,PET瓶子市场规模：约10亿美元/年 每年100万吨PET瓶子。巨大的市场，但是 冷藏橙汁或鲜牛奶等短保质期产

11、品只占约1%市场，1万吨/年 中国的特殊情形 PET瓶子回收率达90% （远高于全球平均) 广阔的地域需要长保质期产品：矿泉水保质期须在1年以上 多数运输单位和商店没有冰箱 90%在小商店销售，10%在超市出售 大多数牛奶杀菌后在室温下长期保存 极度考虑成本；新鲜、冷藏产品的容量很小 聚乳酸瓶：短保质期、无碳酸产品 鲜牛奶、鲜橙汁、矿泉水 气体透过性强，不能用于碳酸饮料（如可口可乐、百事可乐）,12,PE地膜：约100万吨/年,中国农业： 耕地：13亿英亩；农业人口：64% 粮食产量4.85亿吨/年：麦子0.86亿吨/年，稻米1.74亿吨/年，玉米1.16亿吨/年（相当于美国的1/2） 农膜：

12、 2003年用量200万吨（1999年为110万吨） 约2/3用于温室大棚，长期多次使用 约1/3 用于一次性PE地膜。（国家统计局：110万吨/年） 价格：约2000美元/吨，0.04-0.008 mm厚（10千克/英亩，以0.04mm PE计）（来源：天津大学） 半降解薄膜（淀粉/PE，光催化降解PE/PP）：废弃的PE地膜混合到土壤中或就地焚烧，使用若干年后导致严重问题。 迫切需要生物降解薄膜! 低成本是必要条件! PLA强度问题转化为成本问题。必须共混改性。,13,中国生物降解材料/塑料的种类,变性淀粉 (非塑料，性能受限） 许多工厂，价格低廉，过去与不可降解的塑料混合 粘胶纤维：纤维

13、素 (非塑料） 许多工厂，中等价格，生产过程高污染 二氧化碳共聚物： “聚碳酸酯聚亚氨酯” 已建立一小型工厂；一家大型工业化工厂正拟建。 非生物基材料 聚羟基烷基酸酯族：PHA/PHB/PHBV 国内技术，已建立数个工厂，价格昂贵 进口的生物降解塑料产品 (PCL, PBS, ) 生物基： Novamont (Mater-Bi) 石油基： BASF (Ecoflex)及不少日韩企业 聚乳酸 NatureWorks及不少国内拟建项目计划,目前市场多大？,14,中国“完全”生物降解产品的市场（2004）,变性淀粉： 1万吨？ 0.5-1 美元/公斤 粘胶纤维： 1万吨？ 1.5 美元/公斤 聚羟基

14、烷基酸酯族： 5千吨？ 4-6 美元/公斤 二氧化碳共聚物： 1千吨？ 3-4 美元/公斤 聚乳酸 （国产及进口） 5百吨？ 2-4美元/公斤 其他进口的生物降解塑料 1百吨？ 4-6美元/公斤,目前市场极小：1-4千万美元以内 国家税收更小：1-3百万美元以内 环保费用及固废损害：不可估量,15,国外聚乳酸企业,NatureWorks 140,000 吨/年生产装置 ，2002开始运行，全球唯一的工业化规模聚乳酸装置，能够供应大量聚乳酸， 有领先于同行5-10年的规模化生产经验 过去一年中树脂价格降低了60% 2004年聚乳酸纤维进入中国市场 2005年2月非纤维用途聚乳酸树脂进入中国市场

15、不同等级聚乳酸适用于11-12种不同用途 （如吹膜、 双轴取向膜、热塑、注射成型、 瓶子、纺粘、纤维等 ） Inventa Fisher 拟在中国建立的装置有6个 其他 丰田，Hycail,16,NatureWorks 公司及其聚乳酸项目,成立于1997 嘉吉公司和陶氏化学合资,约250 人的独立公司 在明尼阿波利斯、阿姆斯特丹和东京设有办事处 在美国内布拉斯加州布莱尔市设有14万吨/年的聚乳酸厂 数百项国际专利,原嘉吉陶氏公司,NatureWorks 公司,2005年2月成立 成为嘉吉公司的全资子公司,17,聚乳酸的生产流程,淀粉,糖化,乳酸,聚乳酸,发酵,18,十四万吨聚乳酸厂,投资：3亿

16、美元 （1994： 6000 吨中试厂） 破土动工到首次生产历时19个月 历时10年开发技术、工艺和市场,布莱尔市，内布拉斯加，美国 2002年1月,19,十八万吨乳酸厂,比全球乳酸的市场还大,布莱尔市，内布拉斯加，美国，2002年12月,20,聚乳酸的优势,。完全生物降解，环保，健康 。以淀粉为原料可持续供应 。符合循环经济原则 。不受油价影响,石油迟早用完 油价必定上涨 淀粉价格稳定,21,聚乳酸的可持续供应性,减少化石燃料使用 使用天然安全的原料 采用绿色制造工艺 与现有固废管理系统相适应 可焚烧清洁燃烧 可填埋无渗滤液或有毒物质 可堆肥 可回收加工成单体或其它产品 为子孙后代创造良好的

17、生活质量,0,3,17,19,21,24,26,28,33,38,Day,47,Day,47,22,聚乳酸的价格：过去12个月降低了 60%,PLA#2002D Ex-works, large order,同期油价上 涨了一倍多,玉米价格始终稳定,23,聚乳酸的国外市场,食品包装市场 熟食、面包、糕点包装 沙拉、蛋、和蔬果农产品包装 瓶子（只适用冷藏、短保质期产品） 一次性餐盒、托盘 收缩薄膜包装 家电及消费品市场 家电外壳、刚性包装 信封透明窗口膜 纤维市场 服装 被褥/毯子 毛巾/无纺布,24,中国可能是未来聚乳酸的最大市场,中国的聚乳酸产能目标 政府于2005年3月批准了生物质能项目，启

18、动聚乳酸计划 预估2020年中国聚乳酸需求量达800-1000万吨/年 中国首家工业化规模的聚乳酸工厂计划 规模效应：须大于50,000 吨/年， 甚至100,000 吨/年 一个70,000吨/年的聚乳酸厂需要90,000吨/年L-乳酸（大于全国目前乳酸产能） 应何时建厂？2-4年后，取决于聚乳酸市场,25,中国已建或拟建的聚乳酸项目,浙江海正： 实验室装置 300吨/年，设计10,000吨/年 上海同济：实验室规模，正建1,000吨/年（一步法） 河南飘安：实验室规模，拟建10,000吨/年，仅用于无纺布 江苏九鼎：实验室规模，正建 1000吨/年，拟建 10,000吨/年，薄膜、包装用

19、Sinolac 和凯能：拟建 20,000吨/年（37,000,000美元投资) 哈尔滨威力达：拟建 10,000吨/年 (50,000,000美元投资) 济南新合纤：拟建 10,000吨/年 华源集团：拟建 20,000吨/年，（用于纤维） 秦皇岛丽华：拟建 20,000吨/年（30,000,000美元投资) 其它：安徽丰原等。不少实验室合成医用级PLA,中国需要如此多的聚乳酸竞争者么？,26,如何避免聚乳酸厂的错误投资,在聚乳酸市场成形前避免投资建立聚乳酸工厂 不同的用途需要不同的聚乳酸的配比和性能 市场的开启并非易事，需投入大量资金而数年内没有回报 生产、配方和应用存在许多窍门 小规模、

20、低投资的工厂没有竞争力 五万吨/年装置至少投入五到十亿人民幣，花数年时间 使用经过验证的技术，以约1/10规模放量 从300-500 吨/年，到5000 吨/年，再到50,000 -100,000吨/年 欢迎与NatureWorks合作 我们愿意合作建厂，转移成熟的生产技术，但首先需要开拓市场! 最快和最经济的合作途径是从下游开始，先发展市场，再谈建厂 开发了一个10,000 吨/年并且适度增长的市场后，可以讨论合作建立 50,000吨/年的工厂,27,NatureWorks是否会在中国建立聚乳酸工厂？,何时建立? - 希望2-4年内，取决于聚乳酸市场 内部条件：本部14万吨的产能是否能在1-

21、2年内用完 外部条件：中国聚乳酸市场是否会超过几万吨/年并继续增长 必然性： 届时NatureWorks 不建厂，也会有其它公司建厂 与谁合作? - 需要国内合作伙伴 设立独资企业？可能性很小 希望与国内企业合作，尤其是能帮助开拓聚乳酸市场的伙伴 购买乳酸? -很有可能 第一个聚乳酸工厂将希望购买乳酸而非自建乳酸厂 聚乳酸生产和市场已有足够的事需要操心 需要L-乳酸或D-乳酸供应商,28,阻碍聚乳酸发展的因素,“鸡生蛋，蛋生鸡”问题：没有市场容量来驱动成本降低；没有低成本聚乳酸来启动市场，来推动立法 聚乳酸成本 NatureWorks进口低价聚乳酸，而中国政府征收约25%的税 最终聚乳酸产品一

22、般比 PE/PP 产品高50-100% 因此，我们仍被限制于高端、低容量的市场 聚乳酸的性能限制 没有合适的等级用来制造低价薄膜、袋子、长保质期饮料 没有足够的改性复合配方来 性能问题转化为成本问题（如厚度较大的膜） 缺乏立法/强制措施来限制非生物降解产品的使用 较高成本、较低性能，需要立法保护 无商品化的聚乳酸/降解塑料来支撑立法,29,可能的解决途径,开启高端市场（如连锁店） 立法限用非完全降解塑料 降低降解塑料的进口关税和增值税 在中国建立聚乳酸工厂 开发塑料改性技术,30,政府可以推动聚乳酸的发展,可将降解塑料及聚乳酸产品定为免税产品来打开市场 治理环境需花费大量资金，而从降解塑料产品

23、上获得的收入有限（高税收、小容量）但却因此会扼杀降解塑料产业 应考虑免除国内外降解塑料产品的所有营业税、关税和增值税 仅此一项就可能扭转“无鸡无蛋”的局面、启动降解塑料产品市场 可立法推动降解塑料市场 强制高端市场使用降解塑料（如连锁店、大城市、国家公园、航空公司、家电、化妆品等）因为它们能承受价格差别 禁止使用导致长期环境问题的不完全降解塑料（至少对一次性产品） 对不完全降解的塑料生产商和分销商征收废弃物处置费 避免过早投资小型聚乳酸厂 聚乳酸市场成形前，不鼓励也不提供资金給企业建立聚乳酸厂 过早建太多聚乳酸厂，将导致恶性竞争，扼杀未成熟产业 只要降低进口关税和增值税，就可以NatureWo

24、rks的低价聚乳酸来启动市场!,31,合作远景,转移NatureWorks的聚乳酸技术建立聚乳酸产业 令中国节约几亿美元资金和若干年试错的时间 如能打开市场，可在2008年奥运前开始建立5万 吨/年的工厂 一个经济可行的、自我支撑的聚乳酸/降解塑料产业 在免除降解塑料税收后，政府对降解塑料市场的行政立法干预可减到最小! 缓解能源问题、农民收入问题 一个值得骄傲的、更加清洁、更加健康的现代中国！ 治理污染通常比防止污染多花几倍甚至几十倍的时间及成本,32,欢迎参与，我们需要合作伙伴 !,聚乳酸产品的加工和使用者 市场伙伴和销售代理 技术服务中心：为加工者提供支持 研发伙伴：塑料改性和新产品开发 乳酸供应商：升级、提高质量、降低成本、提供样品 聚乳酸生产伙伴：聚乳酸市场建立起来后需要 政府：降低关税壁垒、 立法、以开启市场,聚乳酸的开发将创造巨大的乳酸市场前景， 欢迎与我们一起开发聚乳酸市场!,33,谢谢！ ,