化工行业专题报告：生物降解塑料有望爆发增长，金发科技充分受益.pdf

请务必阅读正文后的 重要 声明部分 dTable_IndustryInfo 2019 年 09 月 05 日 强于大市 (维持 )证券研究报告 行业研究 化工 化工 行业 专题报告 生物降解塑料有望爆发增长，金发科技充分受益 投资要点 西南证券研究发展中心 Table_Author 分析师：杨林 执业证号： S1250518100002 电话： 010-57631191 邮箱： ylinswsc 分析师： 黄景文 执业证号： S1250517070002 电话： 0755-23614278 邮箱： hjwswsc 分析师： 周峰春 执业证号： S1250519080005 电话： 021-58351839 邮箱： zfcswsc 联系人：薛聪 电话： 010-58251919 邮箱： xuecswsc Table_QuotePic 行业 相对指数表现 数据来源：聚 源数据 基础 数据 Table_BaseData 股票家数 337 行业总市值（亿元） 30,766.04 流通市值（亿元） 29,216.80 行业市盈率 TTM 17.98 沪深 300 市盈率 TTM 12.1 相关 研究 Table_Report 1. 化工行业周观点（ 8.26-8.30）：万华上调 9 月 MDI 挂牌价， DSM 整合能特VE 产能 (2019-08-30) 2. 化工行业周观点（ 8.19-8.23）： DMC价格继续上涨，醋酸、 DMF 价格持续反弹 (2019-08-23) Table_Summary 全球 塑料白色污染严重， 可降解塑料是未来发展趋势 ： 全球每年塑料产量超过3.5 亿吨，产生 超过 1 亿吨白色垃圾。由于塑料制品的原料高分子树脂具有极强稳定性，在自然环境状态下需 上 百年才能降解，不仅占用大量土地资源，也会对水体、空气造成污染 。可降解塑料历经 淀粉改性塑料、 光热降解塑料 、生物降解塑料三个发展阶段，其中淀粉改性塑料和 光热降解塑料不能将塑料完全降解 ，只能将高分子塑料 裂解 为 微小的塑料片段 ，生物降解塑料是可以完全降解的材料。 生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料， 聚酯类 （ PBAT/PBS） 发展潜力巨大 ：生物降解塑料指在自然界下通过微生物（如细菌、霉菌和藻类等）的生命活动，在 180 天内完全转化成 CO2 和 H2O 的高分子材料。其 根据原材料来源不同可分为生物基生物降解塑料 （ 包括聚乳酸（ PLA）、聚羟基 脂肪 酸酯（ PHA）等 ）和 石油基生物降解塑料 （ 包括二 元 酸二 元 醇 聚 酯（ PBAT/PBS）、聚己内酯（ PCL）等 ）。 其中石油基生物降解塑料具有更优异 的热稳定性、力学强度和成膜性，而 PBAT（ 聚己二酸、对苯二甲酸 /丁二醇酯共聚物 ）原材料为 PTA、 BDO 和己二酸，国内原材料资源优势突出，未来发展潜力巨大。 受益于全球“限塑”“禁塑”， 生物降解塑料 需求增长迅速 ： 据 联合国环境规划署（ UNEP）调查显示， 全球至少已有 67 个国家 和 地区对一次性塑料 制品 采取限制措施 ， 推动可降解塑料的需求增长。 全球 2020 年 生物降解材料需求预计 达 322 万吨， 近五年 CAGR 达到 16.7%。 我国于 2008 年颁发的 “限塑 令 “，并 鼓励有条件的地区探索 “禁塑 “，自 2014 年来，吉林省、河南南乐县、海南省先后出台 “禁塑令 “，禁止生产、销售、使用不可降解的一次性制品。 我国生物降解塑料需求也快速增长， 2018 年我国生物降解塑料行业规模约 54.4 亿元，同比增长 21.1%， 产量达 65 万吨，同比增长 10.2%，需求量 45 万吨，同比增长 10.2%。 塑料 包装 及一次性塑料餐具市场体量庞大 ，农用薄膜行业 替代空间 广阔 ： 塑料包装及一次性餐具市场体量巨大，是 未来 可降解塑料最大的应用领域 ， 2018年中国的快递业务量 逾 500 亿件， 产生 塑料快递袋约 245 亿个 ，塑料编织袋约53 亿条，产生塑料垃圾约 80 万吨 ； 2018 年我国 外卖 订单量超过 110 亿单，使用一次性塑料餐具约 176 万吨 ， 未来有望逐步被 环保降解 材料替代 。 地膜是农业生产的重要物质资料之一，我国适宜地膜覆盖的耕地面积在 9 亿亩以上，目前 地膜覆盖面积只有 3 亿亩，每年 地膜 使用量超过 150 万吨 ， 主要 以不可降解的 聚乙烯（ PE）薄膜为主 ， 易 造成土壤板结、作物减产， 生物降解农用地膜已经在新疆等地成功开展示范应用，验证了可降解塑料替代普通塑料应用于农用生产的可行性，中国 巨大耕地面积为 可降解 农膜 提供了巨大的市场。 重点关注个股： 金发科技（ 600143.SH）是亚太最大的改性塑料生产企业，全球化工新材料龙头企业。目前具备生物降解塑料产能 7.1 万吨 /年 ， 主要为聚酯类的 PBAT/PBSA， 2019H1 销量 2.1 万吨，同比增长 64.6%， 有望 继续 受益于 全球生物降解塑料市场迅猛增长。 预计 2019-2021 年 EPS 分别为 0.33 元、0.35 元、 0.39，未来三年归母净利润有 20%的复合增长率。考虑到公司产能逐步放量，业绩释放， 给予 2019 年 20 倍估值，目标价 6.6 元， 维持“买入”评级 。 风险提示： 原材料价格波动风险，安全生产风险，税收优惠政策变动的风险，汇率、毛利率波动风险，贸易摩擦风险 。 重点公司盈利预测与评级 Table_Finance 代码 名称 当前 价格 投资 评级 EPS（元） PE 2018A 2019E 2020E 2018A 2019E 2020E 600143 金发科技 5.69 买入 0.23 0.33 0.35 21 16 15 数据来源： 聚源数据 ， 西南证券 -19%-11%-3%6%14%22%18/9 18/11 19/1 19/3 19/5 19/7 19/9化工 沪深 300 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 目 录 1 可降解塑料发展前景广阔 . 1 1.1 塑料造成白色污染，可降解塑料是未来发展趋势 . 1 1.2 可降解塑料历经三代发展，生物降解塑料优势显著 . 2 2 生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料 . 2 2.1 生物降解塑料可分为生物基与石油基两类 . 3 2.2 聚乳酸（ PLA）应用最广，聚酯类（ PBAT/PBS）发展潜力巨大 . 4 3 受益于全球“限塑”“禁塑”，生物降解塑料需求增长迅速，未来替代空间巨大 . 11 3.1 全球生物降解塑料需求增长迅速，欧洲市场需求最大 . 11 3.2 我国生物降解塑料处于发展初期，需求替代空间巨大 . 12 3.3 生物降解塑料下游运用广泛，未来替代潜力巨大 . 14 4 关注标的：金 发科技（ 600143.SH） . 18 5 风险提示 . 18 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 图 目 录 图 1： 2011-2017 年全球塑料制品产量及增速 . 1 图 2： 2011-2018 年中国塑料制品产量及增速 . 1 图 3：白色垃圾污染严重 . 1 图 4：生物降解材料的产业链 . 3 图 5：生物降解塑料分类 . 3 图 6：聚乳酸生态循环示意图 . 5 图 7： PLA 一步法制备 . 5 图 8： PLA 两步法制备 . 6 图 9： PBAT 结构式 . 8 图 10： 2011-2018 年我国 1,4-丁二醇产 能、产量和开工率 . 9 图 11： 1,4 丁二醇价格和价差（元 /吨） . 9 图 12： 2011-2018 年我国己二酸产能、产量和开工率 . 9 图 13：己二酸价格和价差（元 /吨） . 9 图 14： 2009-2018 年我国 PTA 产能、产量和开工率 . 10 图 15： PTA 价格和价差（元 /吨） . 10 图 16： PHA 的结构通式 . 10 图 17：全球生物降解塑料市场需求量情况 . 11 图 18：全球生物降解塑料需求分布 . 11 图 19： 2012-2018 年中国生物降解塑料行业规模 . 12 图 20： 2012-2018 年全球生物降解塑料需求 . 12 图 21： 2012-2018 年中国生物降解塑料行业需求 . 13 图 22： 2011-2019H1 快递业务量（亿件）及增长率 . 15 图 23： 2018 年中国快递业包装物（亿） . 15 图 24： 2014-2015 年中国外卖订单量及增速 . 16 图 25：常见的外卖包装盒（从左至右单重分别为 40g、 50g、 60g） . 16 图 26： 2010-2018 年中国农用薄膜产量 . 17 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 表 目 录 表 1：三代可降解塑料的对比 . 2 表 2：主要生物降解塑料性能及用途比较 . 4 表 3：聚乳酸生物降解塑料特点 . 4 表 4：全球聚乳酸主要生产企业（不完全统计） . 6 表 5：全球乳酸主要生产企 业 . 7 表 6： PBAT 和主要可降解塑料的性能对比 . 8 表 7：全球 PBAT 主要生产装置 . 8 表 8： PHA 主要生产企业及产能 . 11 表 9：生物降解塑料国际相关法律法规 . 12 表 10：中国生物降解塑料领域相关政策法规 . 13 表 11：中国省市禁止普通塑料的使用法规 . 14 表 12：发达国家绿色包装立法 措施 . 14 表 13：新快递封装用品标准中绿色包装有关的规定 . 15 表 14：国内企业颁布生物降解塑料的使用措施 . 15 表 15： 2015 年我国降解地膜评价试验地点和作物种类 . 18 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 1 1 可降解塑料发展前景广阔 1.1 塑料 造成白色污染，可降解塑料是未来发展趋势 塑料是指以 大 分子量合成树脂为主要组分，加入适当添加剂 （ 如增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等 ） ，经加工成型的塑性（柔韧性）材料或固化交联形成的刚性材料 。 2017 年， 全球 塑料产量达到 3.48 亿吨， 2011-2017 年 CARG 为 3.8%。 中国是全球最大的塑料生产国与消费国，据卓创统计数据， 我国 塑料的表观消费量 约 8000 万吨，塑料制品的表观消费量 约 6000 万吨 。 2017 年我国塑料市场的规模约 2.4 万亿元，预计 2023年将达到 3.3 万亿元， CAGR 为 5.1%。 图 1： 2011-2017 年全球塑料制品产量及增速 图 2： 2011-2018 年中国塑料制品产量及增速 数据来源： plasticseurope， 西南证券 整理 数据来源：卓创资讯 ， ,西南证券 整理 塑料 在给人们带来方便的同时，也带来极大的环境污染。 20 世纪 50 年代以来，全球共生产 约 83 亿吨塑料，其中 63 亿吨已成为塑料垃圾。 据 世界环境日网站声明 ，目前 每年 仍 有超过 1 亿吨白色垃圾 产生 。由于 塑料制品 的 原料 高分子树脂具有极强稳定性，在自然环境状态下 需 几百年 才能降解 ， 降解过程不仅占用大量土地资源，也会对水体、空气造成污染，白色垃圾污染问题 已经引起 各国 的 高度 重视 。 图 3： 白色垃圾 污染严重 数据来源：西南证券 整理 0%1%2%3%4%5%012342011 2012 2013 2014 2015 2016 2017全球塑料制品产量（亿吨） 同比增长 -20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%02000400060008000100002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018中国塑料制品产量（万吨） 同比增长 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 2 塑料按照降解方式可分为 不可降解塑料 和 可 降解塑料 。 可降解塑料 是指各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害物质的塑料 ， 也被称为可环境降解塑料。 不可降解 塑料 则指无法或者很难通过微生物降解的塑料 ，它们往往在自然界中经过上百年才能被 缓慢 降解 。 1.2 可降解塑料 历经三代发展，生物降解塑料优势显著 从上世纪 60年代第一项 可 降解塑料专利的申请到上世纪 90年代 可 降解塑料开始规模生产，可降解塑料的研究和开发 历经 近六十年发展。从技术革新角度 来看 ，可降解塑料的发展经历 以下 三个阶段 ： 第一代降解塑料是淀粉改性塑料 ：这类可降解塑料是在传统单体聚合的过程中加入淀粉等添加剂进行改性，使塑料在一般环境中可以裂解成微小的塑料片段。但这种降解方法并不能将塑料完全降解，其剩余的塑料片段不仅难以回收，还会对生态环境造成与普通塑料同样的危害。 第二代降解塑料是光热降解塑料 ：光降解塑料的主要降解机理是在光（通常为紫外线）和热的作用下，高分子链中的某些光敏成分发挥作用，使高分子链断裂 、 分子量降低，从而达到降解目的。但无论是哪种光降解塑料，其 降解性都不完美，很大程度上受到温度、光照强度等自然条件的约束 ， 埋藏在地下的地膜甚至会由于没有光照而收效甚微或根本无法分解 第三代降解塑料是生物降解塑料 ：近 10 年来降解塑料的研发主要集中在生物降解塑料方面，这类降解塑料的基料即可生物降解，可在细菌、真菌、藻类等自然界中普遍存在的一些微生物的作用下，断裂高分子中的长链，从而达到降解目的。 表 1：三代可降解塑料的对比 淀粉改性塑料 光热降解塑料 生物降解塑料 技术路线 基料是传统单体 ； 加入淀粉等添加剂 基料是传统单体 ； 添加光敏剂 基料即可生物降解 降解特点 一般环境中降解 ； 降解效率低 光照条件下降解 光降解调节剂控制降解诱导期长短 堆肥降解效率高 优缺点 不能完全降解 ； 难以回收利用 降解过程中受环境条件影响大 可完全降解 ； 生产成本较高 数据来源： CNKI， 西南证券 整理 2 生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料 生物降解塑料指在自然界下通过微生物（如细菌、霉菌和藻类等）的生命活动就能引起降解的塑料 ，其作用机理一般分为生物物理作用与生物化学作用。生物物理作用 指随着附着在材料表面微生物的不断增殖，高分子材料发生水解、电离、质子化等物理分解过程，生成分子结构不变的低聚物碎片或单体； 生物化学作用 指在微生物分泌的酶等物质侵蚀下，聚合物逐步断裂并氧化分解，或被微生物吸收作为呼吸作用原料，代谢成 CO2 和 H2O 的过程。理想的 生物降解塑料 是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分 （ CO2、 H2O） 的高分子材料。 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 3 生物降解塑料上游包括天然物质如淀粉、纤维素等，也包含石油化工产品如 PTA、 1，4-丁二醇、己二酸 等。生物降解塑料的下游广泛应用于塑料包装、 医疗、农业、汽车、电子行业、日用品 等领域 。 图 4： 生物降解材料的产业链 数据来源： CNKI、 西南证券 整理 2.1 生物 降解塑料 可分为生物基与石油基两类 根据塑料降解程度的 不同 ， 生物降解塑料可分为完全生物 降解 塑料和 不完全生物降解塑料（ 生物破坏性塑料 ） 。 不完全生物降解塑料 是指在普通塑料（不可降解的塑料）中加 入 一些可降解的生物物质，比如淀粉 、 纤维素 、蛋白质 等 ，但普通塑料部分仍不可降解 ； 完全生物降解塑料 是 指在堆肥条件下，通过微生物的作用，可在 180 天内转化成二氧化碳和水的降解材料 ， 其性能与普通塑料几乎相同 ， 也被称为“绿色塑料”。 完全生物降解塑料 按 制造工艺 不同，分为 微生物合成降解塑料、化学合成降解塑料、天然高分子共混降解塑料 ； 根据原材料来源 不同 又可分为生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料 。 生物基可 降解 塑料 包括聚乳酸（ PLA）、 聚羟基烷酸酯 （ PHA） 等 ； 石油基 生物降解 塑料 包括 聚 丁 二酸丁二醇酯（ PBS）、聚 己内酯 （ PCL） 等。 狭义上所称的生物降解塑料均为完全生物降解塑料。 图 5：生物降解塑料 分类 数据来源： CNKI、 西南证券 整理 下游 食品和快递包装、医疗、农业、汽车、电子行业、日用品等 中游 生物降解材料 上游 淀粉、纤维素、乳酸 、 1， 4-丁二醇 、 己二酸 、对苯二甲酸等 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的 重要 声明部分 4 表 2： 主要 生物 降解 塑料 性能及用途 比较 降解塑料 生产方式 主要种类 优缺点 降解途径 主要用途 PHA （聚羟基烷酸酯） 是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚酯 聚 3-羟基丁酸酯（ PHB）、聚羟基戊酸酯（ PHV）及 PHB 和PHV 的共聚物（ PHBV） 物理性能和机械性能与聚丙烯塑料接近高强度、高模量、耐热性能好，但是价格昂贵，性能还需改进 在生物体内可完全降解成 -羟基丁酸、二氧化碳和水 药物释放系统、植入体及一些痊愈后在人体中无害分解的器件 PLA （聚乳酸） 是以微生物发酵产物 -乳酸为单体化学合成的聚酯 不同立构规整性产品如L-PLA， D-PLA 和 DL-PLA 良好的防潮、耐油脂和密闭性，在常温下性能稳定，模量、光泽性较好，生物相容性好 在温度高于 55或富氧及微生物的作用下会自动降解生成二氧化碳和水 一般塑料如薄膜、饭盒、杯子等，农林环保、纺织、 3D 打印、生物医疗等领域 PCL （聚 -己内酯） -己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物 PCL 与合成塑料、橡胶、纤维素及淀粉具有很好的相容性，通过共混及共聚可得到性能优良的材料 具有较大的延展性，优良的生物相容性、记忆性和降解性，易成型加工 在厌氧和需氧的环境中， PCL 都可以被微生物完全分解，但降解速度较慢 生物医疗和食品包装材料、制成薄膜及其它制品 PBS （聚酯类） 以脂肪族酸、丁二醇为原料，有石化路线 ,也可生物发酵途径生产 PBS、 PBA、 PBSA、 PBAT 等 原料来源丰富，生产工艺简单，可共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，成本较低，具有良好的力学性能、加工性能和热稳定性；模量、光泽性一般 在堆肥等接触特定微生物条件下才发生降解，降解速率尤其是崩解速率稍差 可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域 数据来源： CNKI， 西南证券 整理 2.2 聚乳酸（ PLA） 应用最广， 聚酯类（ PBAT/PBS）发展潜力巨大 目前商业化的生物降解塑料有聚乳酸（ PLA）、聚羟基脂肪酸酯（ PHA）、聚丁二酸丁二醇酯（ PBS）、聚丁二酸 -己二酸丁二醇酯（ PBSA）、聚对苯二甲酸 -己二酸丁二醇酯（ PBAT）等，其中 PLA 目前应用最为广泛， PBAT 应用前景最为突出。 2.2.1 聚乳酸（ PLA） 聚乳酸（ PLA）又称聚丙交酯 ， 是 以乳酸为单体脱水聚合 生成，目前 是 产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的 生物基和 生物 降解 塑料 。 乳酸可以用 玉米、木薯、秸秆等可再生生物质 作 为原料，来源广泛且可再生。 PLA 使用后可以堆肥降解成 CO