2022年中国生物基可降解材料技术与行业研究报告

1Copyright ©DeepTech 2022.All rights reserved.目录2Chapter 1 序曲政策市场资本三轮驱动，可降解材料产业迎风起势06Chapter 2 肯綮PLA 技术及行业应用14Chapter 3 锋镝PHA 技术及行业应用25Chapter 4 乘风技术创新力增强反哺产业，生物手段赋能传统制造将改变供应格局3543结语研究背景0445版权说明3“双碳”目标、环境污染等问题已经迫在眉睫。为减少不易降解的石化塑料造成的白色污染，我们一直在寻找可降解材料，生物制造是路径之一。在化工领域，生物基可降解材料也可用合成生物学的方法来做，PHA 、 PLA 等都有对应广阔的市场。从当前国内外最新的合成生物学技术进展来看，若能产生核心突破，如对微生物进行基因操作，将会对行业产生重大颠覆。尤其是在微生物发酵生产新材料部分，一些小分子化学品、高分子、中间体等，会有较大发展。再过五年、十年，中国在各个生物制造领域会达到世界一流水平。未来非常重要的一点是，在某个大众领域出现新的爆款产品，能使家家户户都切实感觉到合成生物学在解决大众的问题。本研究报告对中国生物基可降解材料技术和行业进行了非常仔细的调研和分析，产生了客观的结论，对行业的投资人，技术发明和跟踪人以及相关企业很有参考价值。——清华大学生命科学院化学工程系教授 陈国强博士撷英生物基材料既属于科技行业，也属于低碳行业，被发改委列入《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》。生物基可降解塑料是生物基材料应用最为广泛的类型之一，本报告对生物基可降解材料的研究重点集中于生物基可降解塑料，同时也包括其他典型非塑料场景。基于“双碳”背景，锚定绿色生物制造的目标，生物基可降解材料得益于优秀的碳减排能力，成为替代和补充石化基材料的最佳选择。多个国家地区掀起“限塑禁塑”热潮，将可降解材料产业推上风口浪尖。本报告以技术发展为切入点，聚焦最具商业前景产品PLA（聚乳酸） 、最具创新力产品 PHA（聚羟基脂肪酸酯） ，以产学研情况为主轴，从政策驱动到产业成果复盘中国降解材料发展历程，纵览可降解材料行业现状、生态前景。此外，本报告系统地梳理关注生物基降解材料技术的企业、科研院校、专业人才、资本等，深刻剖析当前积极推进技术产业化的中坚力量，研判技术及产业化面临的挑战与机遇。研究背景与研究思路4降解（degradation）：受环境条件的影响，经过一定时间和包含一个或多个步骤，结构发生显著变化、性能丧失（如：完整性、相对分子质量、结构或力学强度）的过程。可降解塑料（degradable plastic）：指在自然界如土壤和 / 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，经过一段时间和包含一个或更多步骤，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）或发生破碎的塑料。生物基材料（bio-based Materials）：是指利用可再生生物质或经由生物制造得到的原料，通过生物、化学、物理等手段制造的一类新型材料，如生物塑料、生物质功能高分子材料等。生物基材料区别于用煤、石油等不可再生石化资源为原料生产的传统化工材料产品，其具有原料可再生、减少碳排放、节约能源等特性，部分品类还具有良好的生物可降解性，是新材料产业发展的重要方向。聚乳酸（PLA）：聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。聚羟基脂肪酸酯（PHA）：PHA 是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯，是一种天然的高分子生物材料，同时具有良好的生物相容性、生物可降解性和热塑性，可作为生物医用材料和生物可降解包装材料等。5名词释义6◼ 背景：生物基材料细分产品众多◼ 政策：“限塑令”叠加“两会最强音”，可降解材料产业迎风起势◼ 呼吁：后石油时代白色污染治理迫在眉睫◼ 研发：学术领军人为技术打下坚实根基，青年学者不断求索勇攀高峰◼ 专利：成果和发展趋势以聚乳酸、复合材料、高分子材料等为主要方向◼ 资本：围猎碳中和，可降解材料企业屡获融资Chapter 1 序曲政策、市场与资本三轮驱动，可降解材料产业迎风起势生物基材料按可降解与否分类可分为生物基可降解材料与生物基不可降解材料，其中，生物基可降解材料具有传统石油塑料等高分子材料不具备的绿色、环境友好、原料可再生以及可生物降解的特性。按是否为聚合物分类可分为生物基聚合物（生物基塑料）与生物基非聚合物。生物基可降解塑料是生物基材料应用最为广泛的类型之一，本报告对生物基可降解材料的研究重点集中于生物基可降解塑料部分，同时也包括其他非塑料场景。7背景：生物基材料细分产品众多图 1丨生物基材料按能否降解分类（来源：DeepTech）类型产品生物基非聚合物生物基复合材料淀粉基塑料材料及制品、木塑材料、竹塑材料其他生物基制品功能糖产品、化妆品、护肤品、生物柴油生物基橡胶生物基植物橡胶、生物基合成橡胶生物基涂料生物基改性沥青卷材、生物基高分子防水卷材、生物基防水涂料生物基化学纤维海洋生物基纤维、生物基可再生纤维、生物基合成纤维生物基材料助剂生物基阻燃剂、生物基表面活性剂、生物基润滑剂、生物基增塑剂、生物基胶黏剂、生物基清洁剂生物基聚合物生物基聚合物（塑料）环氧树脂（EPO）、聚氨酯（PU）、醋酸纤维（CA）、聚对苯二甲酸乙二醇（PET）、聚对苯而就按丙二酯（PTT）、三元乙丙橡胶（EPDM）、聚乙烯（PE）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）、聚酰胺（PA)、聚羟基脂肪酸酯（PHA)、聚乳酸（PLA）、淀粉混合物表 1丨生物基材料按是否为聚合物分类（来源：DeepTech）生物基材料生物基可降解材料生物基不可降解材料生物基可降解聚合物（生物基可降解塑料）生物基可降解非聚合物从“限塑令”至“禁塑令”，政策在三个阶段呈现出宏观向微观、由指导性政策向强制性政策发展的特点，可降解塑料产业迎发展蓝海。2022 年以来全球首个“限塑令”发布叠加两会最强音，可降解材料产业迎风起势。政策：“限塑令”叠加“两会最强音”，可降解材料产业迎风起势设 置 三 个 关键 节 点《关于进一步加强塑料污染治理的意见》《“十四五”塑料污染治理的行动方案》2020 年至今2020 年 1 月对政策的执行进行细化《商务部办公厅关于进一步加强商务领域塑料污染治理工作的通知》《重点新材料首批次应用示范指导目录（2021 年版）》第一阶段：限塑第二阶段：过渡第三阶段：禁塑弱作用力宏观层面明确了采用可生物降解新材料代替传统塑料的路径强制性政策刺激行业发展限 制 一 次 性发 泡 塑 料《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录（第一批）》2007－2017 年1995－2004 年限 制 塑 料 袋生 产 和 销 售《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》《商品零售场所塑料购物袋有偿使用管理办法》“ 洋 垃 圾 ”禁 令《禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案的通知》2017－2019 年2017