禁塑与限塑令之下，可降解大规模推广难言归正途！.pdf

请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 禁塑 与限塑令 之 下 ，可降解 大规模推广难言归 正途 ！ 专题报告 2020 年 7 月 2 日 张燕生 化工 行业 首席 分析师 洪英东 研究助理 请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 信 达证 券 股份有 限 公司C I N D A SE CUR I T I ES C O . , L T D北 京市 西 城区闹 市 口 大 街 9 号 院1 号 楼 6 层 研究 开 发中心邮 编： 100031信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街 9 号院 1 号楼 邮编： 100031 禁塑与限塑令之下，可降解大规模推广难言归正途！ 2020 年 7 月 2 日 禁塑和限塑令出台 ， 加强塑 料污染治理 。 2020 年 1 月 16 日，发改委和生态环境部发布了关于进一步加强塑料污染治理的意见。 其主要目标： 到 2020 年 ，率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。 到 2022年 ，一次性塑料制品消费量明显减少，替代 产品得到推广，塑料废弃物资源化能源化 利用比例大幅提升；在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域，形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。 到 2025 年 ，塑料制品生产、流通、消费和回收处臵等环节的管理制度基本建立，多元共治体系基本形成，替代产品开发应用水平进一步 提升，重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低，塑料污染得到有效控制。 出台意见背景 ： 不规范生产、使用、处臵塑料会造成资源能源浪费，带来生态环境污染，甚至会影响群众健康安全。 普通塑料和可降解塑料 。 常见的塑料包括聚 乙烯 、聚丙烯 、聚氯乙烯等 ， 化学 稳定 性 好， 不易降解 ，单位成本低 ，因此被广泛大量使用 ，但也因此 由于不规范丢弃处理容易造成污染 。 根据国标定义 ，可降解塑料是指 在规定环境条件下，经过一段时间和包含一个或多个步骤，导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能（如完整性、分子质量、结构或机械强度）和 /或发生破碎的塑料。 目前最为热门的可降解材料为 聚乳酸（ PLA）和 PBAT。 可降解材料是否真的可降解 ？ 。 为了防治随意丢弃带来的污染 ，我们希望可降解材料能在自然条件下降解 。而根据研究 ，自然条件主要包括土埋和水体 ，在土埋情况下 ， 在土填的条件下 PLA 的分子量 没有 发生 明显 的下降 ， PLA 在自然土壤环境中的降解及其缓慢 ；在天然海水中 ， PLA 52 周几乎不降解，分子量、失重、力学性能等均没有明显的变化。 PBS 和PBAT 降解速率缓慢，虽然分子量和力 学性能有明显下降，但是并没有呈现明显失重。 而可降解塑料仅在堆肥条件下发生明显的降解 ， 自然条件下是难以具备 堆肥 环境 ，而需要我们人工提供能源和环境，去处理它。 焚烧处理的污染和经济 性 ： 由于普通塑料和可降解塑料在自然条件下都难以降解 ，因此最为 合适的处理方式仍然为垃圾焚烧 。 从垃圾焚烧的污染和排放角度来看 ，二者碳排放没有差异 ，而燃烧的污染主要是 聚氯乙烯中的氯元素 ， 一方面可以减少聚氯乙烯在塑料袋中的使用 ，另一方面也可以通过过滤装臵滤除 。而从能耗角度来看 ，垃圾焚烧 发电主要的能量来源就是聚酯塑料 。最终从经济 性 角度而言 ，普通塑料比可降解塑料价格具有明显优势 ，即使未来可降解塑料 规模提升 ，也难以降到与普通塑料同等规模 。因此 ，我们认为 ， 对于普通塑料的污染防治 ， 一方面是 限制总量的使用 ，但 最重要的是做好垃圾 分类 、有效回收处理 ，而不是全面转向可降解塑料 ； 而 可降解的 PLA 等塑料 ，主要应用于不适合回收的领域 ，比如 在医疗领域， 用作免拆的手术缝合线 。 证券研究报告 行业研究 专题报告 化工 行业 张燕生 化工 行业 首席 分析师 执业编号： S1500517050001 联系电话： +86 10 83326847 邮 箱： zhangyanshengcindasc 洪英东 研究助理 联系电话： +86 10 83326848 邮 箱： hongyingdongcindasc 本期内容提要 请阅读最后一页免责声明及信息 披露 cindasc 目 录 禁塑 和限塑令！ . 1 塑料与可降解塑料 . 2 一般塑料 . 2 可降解塑料 . 3 可降解塑料是否真的可降解？ . 5 塑料焚烧的污染和经济性 . 8 污染对比 . 8 经济 性 对比 . 9 结轮 . 10 表 目 录 表 1 可降解塑料分类 . 4 图 目 录 图 1 发改委限制和禁止塑料使用措施 . 1 图 2 C-H-O 分子 . 3 图 3 聚乙烯结构 . 3 图 4 聚乳酸（ PLA）结构 . 4 图 5 聚乳酸（ PLA）和纤维素在堆肥条件下的二氧化碳释放曲线和生物分解曲线 . 6 图 6 不同聚酯材料在不同水体中 52 周内的降解失重率 . 7 图 7 常见塑料燃烧焓（ MJ/Kg） . 8 图 8 二 噁 英分子结构 . 9 请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 1 禁 塑和限塑令 ！ 2020 年 1 月 16 日 ， 发改委 和 生态环境部 发布 了关于进一步加强塑料污染治理的意见。 其 主要目标 ： 到 2020 年，率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。 到 2022 年，一次性塑料制品消费量明显减少，替代产品得到推广，塑 料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升；在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域，形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。到 2025 年，塑料制品生产、流通、消费和回收处臵等环节的管 理制度基本建立，多元共治体系基本形成，替代产品开发应用水平进一步提升，重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低，塑料污染得到有效控制。 图 1 发改委限制和禁止塑料使用措施 资料来源 ： 发改委 ， 信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 2 通知意见包括禁止、限制使用塑料制品： 1、 不可降解塑料袋 。到 2020 年底，直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区的商场、超市、药店、书店等场所以及餐饮打包外卖服务和各类展会活动，禁止使用不可降解塑料袋，集贸市场规范和限制使用不可降解塑料袋；到 2022 年底，实施范围扩大至全部地级以上城市建成区和沿海地区县城建成区。到 2025 年底，上述区域的集贸市场禁止使用不可降解塑料袋。鼓励有条件的地方，在城乡结合部、乡镇和农村地区集市等 场所停止使用不可降解塑料袋。 2、 一次性塑料餐具 。到 2020 年底，全国范围餐饮行业禁 止使 用不 可降解一次性塑料吸管；地级以 上城市建成区、景区景点的餐饮 堂食服务，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到 2022 年底，县城建成区、景区景点餐饮堂食服务，禁止使用 不可降解一次性塑料餐具。到 2025 年，地级以上城市餐饮外卖领域不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降 30%。 3、 宾馆、酒店一次性塑料用品。 到 2022 年底，全国范围星级宾馆、酒店等场所不再主动提供一次性塑料用品，可通过设臵自助购买机、提供续充型洗洁剂等方式提供相关服务；到 2025 年底，实施范围扩大至所有宾馆、酒店、民宿。 4、 快递塑料包装。 到 2022 年底 ，北 京 、上海、江苏、浙江、福建、广东等省市的邮政快递网点，先 行禁止使用不可降解的塑料包装袋、一次性塑料编织袋等，降低不可降解的塑料胶带 使用量。到 2025 年底，全国范围邮政快递网点禁止使用不可降解的塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋等。 意见的初衷是极好的，发改委在解读时提到：出台意见背景是 不规范生产、使用、处臵塑料会造成资源能源浪费，带来生态环境污染，甚至会影响群众健康安全。 其实这句话非常重要，浪费、污染和危害来自于不 规范。如果忽视这句话，一刀切的给塑料扣上“白色污染”的帽子，甚至蜂拥投资 可降 解塑 料去替代，才是因噎废食，甚至会造成新的浪费、污染和危害。 塑料 与可降解塑料 一般 塑料 塑料是高分子材料的一个重要分支，高分子就是大个儿的分子。分子由原子构成，大个儿的分子就是由一大堆原子聚在一起组合而成的。高分子主要就是 C、 H、 O 三种原子拼插而成的，拼插的规则也很简单， C 需要跟别人配 4 条共价键， H 需要配请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 3 1 条， O 需要配 2 条。 按照这个规则不断拼接下去，得到的链状分子就是高分子。一堆链状的高分子攒成一个解不开的线团，就是塑料。最常见的塑料聚乙烯就是 由 n 个这 样最基本的单元链接成的高分子。这样一个单元的 分子 量是 28，聚乙烯高分子的分子量从几万到几十万不等，可以大致想 象一下其长度。 可降解 塑料 聚乙烯的化学稳定性很好，熔点在 100以上，一般的溶剂奈何不了，更不可能溶于水。在使用时这些本来都是优点，在转身丢弃时，反而瞬间成了缺点。 在自然条件下，这个长链确实不容易断开。而我们期望的降解，是回归于自 然， 分解 成自然界存在的简单化合物。分子量几十万的长链断裂成几千，也 是不能让我们满意的。我们要求它跟空气中的 O2 结合，分解成最基本 的 CO2 和 H2O，才算是降解。 我国的国家标准 GB/T 20197-2006 降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求中对于降解塑料的定义是： 在规定环境条件下，经过一段时间和包含一个或多个步骤，导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能（如完整性、分子质量、结构图 2 C-H-O 分子 图 3 聚乙烯结构 资料来源 ： 信达证券研发中心 资料来源 ： 信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 4 或机械强度）和 /或发生破碎的塑料。 根据降解方式的不同 ， 又可分为生物分解塑料 、热氧降解塑料 、光降解塑料和可 堆肥塑料 。 表 1 可降解塑料分类 分类 定义 生物分解塑料 在自然界如土壤和 /或沙土等条件下，和 /或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成 CO2 或 /和 CH4、 H2O 及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。 热氧降解塑料 由热和 /或氧化引起降解的塑料 光降解塑料 由自然 日光引起降解的塑料 可堆肥塑料 可在堆肥化条件下 ，由于生物反应过程 ，可被降解和崩解 ，并最终完全分解成二氧化碳 、水及其所含元素的 矿化无 机盐 以 及新的生物质 ，并且最后形成的堆肥的重金属含量 、毒性试验 、残留碎片等应符合相关标准的规定 。 资料来源 ： 国窖标准 ，信达证券研发中心 现在最热门的生物分解塑料 ，其中代表性的品种为聚乳酸 （ PLA） 和 PBAT（ 己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯 的共聚物 ） 。 聚乳酸（ PLA） ，使用玉米提出淀粉，淀粉经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸。将乳酸单体以浓缩制程转变成中间型产物 减水乳酸，即丙交酯。丙交酯单体开环聚合得到 PLA。 图 4 聚乳酸 （ PLA） 结构 资料来源 ： 信达证券研发中心 请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 5 PBAT， 己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。主要是以对苯二甲酸（ PTA）、己二酸（ AA）与丁二醇（ BDO）为原料，在催化剂的作用下直接进行酯化、缩聚反应而制得。 这两种产品都是目前国内最热门的可降解塑料品种，资本快速涌向这两个产品，期望其未来成为聚乙烯等原料的替代品去生产塑料袋和一次性餐具等产品。 可降解塑料 是否真的可降解 ？ 塑料废品丢弃或者填埋，都被称作白色污染。我们想 用可降解塑料去替代，就是希望在丢弃或者填埋的条件下，塑 料制品都可以降 解回 归自 然。可 降解塑料在这种条件下是否真能在我们可接受的时间周期内降解掉 ? 从逻辑上，在自然条件下，可降解塑料是不会有很快很明显的降解发生，因为若降解的话，这个产品从生产、库存、流通，到我们手中时如何保证还可以使用？ 首先是土埋条件下的降解 ，这 最符合我们一般意义上理解的 ，丢弃后在自然条件下的降解 。根据 聚乳酸基复合材料降解行为及机制的研究，作者通过实验得到的结果是 ： 在 土 填 的条件下， 随着土埋降解时间的延长 ， 各样品对应的 GPC 曲线开始向低分子 量方向偏移 ，但并不明显 ，表明土 埋降解并没有引起 PLA 的分子量发生明显 的下 降 。 PLA 在自然土壤 环境中的降解及其缓慢 。 尽管 PLA 材料 在土埋条件下 出现了肉眼可见的性能的降低，已经易破裂，但是这 并不符合国家标准对于降解的定义 ， 也不符合我们对于减少污染的预期 ！ 我们要的降解是分子层面的长链打碎，然而这并没有 如预期发生，因为分子量没有下降。 那么 PLA 是否能够降解呢 ？降解需要什么条件呢 ？ 根据 PLA 在受控堆肥条件下的生物降解行为研究 ，实验得出 ， PLA 在降解 90 天后的生物分解率为 88.4%，表明 PLA 具有良好的堆肥降解 性 。 这次不是简单埋土里了， 而是 在 堆肥条件 降解 。实验 条件为 ： 加蒸馏水 ，将混合 物的相对 湿度 调节至 50%左右 ，温度 58 （ 2） ，维持 90 天 。在这种条件下 ， PLA 降解了接近 90%。 维持这个温度 和湿度 ，显然 自然条件下 是 难以 具备 的 ，而需要 我们人工提供能源和环境 ，去处理它 。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 6 图 5 聚乳酸 （ PLA） 和纤维素 在堆肥条件下的 二氧化碳 释放曲线 和生物分解曲线 资料来源 ： CNKI， 信达证券研发中心 再说另一种环境下的降解 ：海洋环境 。近两年网上流传很广的一个文章，说现 在外卖经济导致大量的塑料餐盒废弃，沉积到海洋里，在鱼类的体内都检测到 大量塑料颗粒，贻害无穷。 那么 可降解塑料在 海水中的表现是否优秀。 根据 典型生物降解聚酯在海水中的降解性能 的实验 ， 堆肥条件下能快速降解的聚酯在不同水体中降解失重明显降低 ， 除了 PLC 在 含菌水体中有明显失重外 ，其他聚酯在 6 种实验水体中均没有明显失重 。在静态海水和静态 河水中 ， PBAT、 PBS、 PLA 失重率均小于3%；天然海水中 ， PBAT、 PBS、 PLA 的降解速率依然很低 ，均小于 2%。 综合来看 ， PLA 在天然海水中 52 周几乎不降解 ，分子量 、失重 、力学 性能等均没有明显的变化 。 PBS 和 PBAT 降解速率缓请阅读最后一页免责声明及信息披露 cindasc 7 慢 ，虽然分子量和力 学性能有明显下降 ，但是并没有呈现明显失重 。 可见海水环境中， PLA 和 PBAT 的降解能力仍然不能让人满意。 图 6 不同 聚酯 材料在不同水体中 52 周内的降解失重率 资料来源 ： CNKI， 信达证券研发中心