2022年全球及中国聚羟基脂肪酸酯(PHA)行业现状及竞争格局分析,成长潜力巨大「图」-不锈钢3D打印工厂

2022年全球及中国聚羟基脂肪酸酯(PHA)行业现状及竞争格局分析,成长潜力巨大「图」-不锈钢3D打印工厂插图

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一、PHA概述

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是由很多细菌合成的一种胞内聚酯,在生物体内主要是作为和能源的贮藏性物质而存在,它具有类似于的物化特性及合成塑料所不具备的、、、、气体相隔性等许多优秀性能。

1、可降解塑料分类

可降解塑料是塑料行业的细分领域,传统塑料采用PP、PE、PET等材料;可降解塑料主要采用PLA、PHA等生物基生物降解材料以及PBAT、PCL等石油基生物降解材料。

可降解塑料分类

2022年全球及中国聚羟基脂肪酸酯(PHA)行业现状及竞争格局分析,成长潜力巨大「图」

资料来源:公开资料整理

2、可降解材料对比

相较于改性淀粉、PBAT、PLA等可降解材料,PHA综合性能更好。PHA系列分子不同的属性指标意味着它们不仅可以用于不同的应用场景,如一次性制品、软质包装、纸塑复合等,还可以通过与不同结构的PHA(对应不同物理机械性能)及其他可降解材料的共混实现更好的物理机械性能,如与PLA共混提升其韧性、与PBAT共混提升其强度等。

PHA与其他可降解材料对比

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资料来源:公开资料整理

3、PHA类型及性能对比

从物理性能上看,PHBV与PHB强度较高,韧性相对较差,适用于注塑、纤维等应用;P34HB与PHBH的第二单体比例具有较高的灵活度,可以实现不同的强度与韧性,可应用于吹塑、流延、注塑、纤维等多种应用场景。从加工性能上看,PHBV与PHB加工窗口相对较窄,加工性能较差或差;而PHBH、P34HB的加工窗口更宽,具有更好的加工性能。

不同PHA类型的机械与加工性能比较

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资料来源:公开资料整理

二、PHA行业政策背景

近年来,相关部门也在积极出台政策鼓励生物可降解塑料的使用和推广。2022年,国家市监局、标准委制定并发布了《生物降解饮用吸管》、《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》,工业部等五部联合发布了《关于推动轻工业高质量发展的指导意见》,明确提出发展新材料、全生物降解地膜等材料低碳技术发展工程,以及可降解材料制品的绿色产品消费。

可降解材料行业相关政策

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资料来源:政府公开报告,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国聚羟基脂肪酸酯行业发展监测及发展战略规划报告》

三、PHA行业产业链

1、产业链

PHA作为生物可降解材料,与传统石油基塑料在产业链上游存在差别。PHA的上游原料主要是各种可再生物质(包括糖类和油脂等)原料的供应商。中游由PHA供应商对上游原料进行微生物发酵,后经提取、造粒等工艺,得到PHA原料(粉末或粒子形态)并销售给产业链中下游,下游为制品厂、品牌商。

PHA产业链

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资料来源:公开资料整理

2、生产成本

PHA原料供应属于制造业,原材料成本占生产成本的比例较大,达50%。以棕榈油为原料生产PHA为例,通过菌株改造提高发酵转化率与提取得率,可以将每吨PHA生产消耗的棕榈油控制在1.2吨。通过在棕榈种植园当地建炼油厂,每吨棕榈油成本降低至4000元/吨左右。加上规模效应下制造费用、单位人工成本的有效优化,每吨PHA生产成本可以降至1万元左右,与其他可降解材料从成本上相比处于中间位置。

PHA生产成木

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资料来源:公开资料整理

四、PHA行业现状

1、塑料回收价值

中国正大力发展塑料循环经济,致力于从源头预防和减少可能产生的塑料污染。据中国物资再生协会再生塑料分会统计,2021年中国塑料回收价值达1050亿元。

2017-2021年中国废塑料回收价值

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资料来源:中国物资再生协会再生塑料分会,公开资料整理

2、产能

从生物可降解材料产能方面来看,根据EuropeanBioplatics,2021年全球生物塑料生产能力约为155.3万吨,预计2026年可达529.7万吨,20-26年复合增长率27.4%。

2020-2026年全球生物塑料生产能力

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资料来源:European Bioplatics,公开资料整理

3、价格

从可降解材料价格来看,短时间内,由于PHA发展阶段较短,PHA行业处于产业化初期,供给量有限,供需矛盾突出,PHA售价处于高点。未来随着PHA的商业化成熟,供应量上升,成本降低,PHA的售价将会明显下降。

PHA与PLA、PBAT的单吨售价区间

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资料来源:中国塑料协会降解塑料专业委员会及生物降解材料研究院,公开资料整理

五、PHA行业竞争格局

近三十年来,来自英、美、日、中等国的多家公司为PHA实现规模化生产做出了诸多尝试。随着合成生物学技术的发展,人们获得了更加高产的PHA生产菌株,极大提升了PHA产量,有效降低了PHA的生产成本。目前PHA行业主要企业有Kaneka、Danimer、CJ-Bio、RWDC

和蓝晶微生物,国外企业布局较多,国内还有很大的发展空间。

PHA行业主要企业概览

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资料来源:各公司官网,公开资料整理

六、PHA行业未来市场规模测算

1、短期市场

根据短期市场的情况调整的各项数据假设如下:①未来3-5年内,PHA生产成本将比PLA高出30%左右,售价将是PLA的1.5倍左右;②塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中可降解塑料渗透率相对中期市场较低,假设分别为30%、20%、30%以及10%;③塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中的可降解塑料的PHA含量相对中期市场较低,假设分别为2%、5%、15%以及1%。短期市场下,PHA销售单价为35,000元/吨。测算得出,未来3-5年内,PHA市场需求量约为180万吨,市场规模可达629亿元。

2、中期市场

中期,综合考虑技术进步和原料多样化等因素,预测PHA成本将达到约1.5万元/吨,仍然高于PP、PE等传统塑料。基于以上PHA的主要应用场景分别计算各个场景的塑料材料需求量,进而推算中期市场的PHA市场规模,测算的各项数据假设如下:①以2020年各个应用场景的塑料材料市场规模及使用量为基础进行测算;其中全球塑料袋使用规模为220亿元,市场单价为10,000元/吨;全球农膜使用量通过我国农膜使用量数据及我国农膜使用量占全球比例3/4计算得出;②假设塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中可降解塑料渗透率分别为60%、50%、60%以及30%;③PHA适用于软质材料,预计在塑料袋中的PHA添加比例较高;农膜对价格比较敏感,而PHA添加量的增大会导致价格上升。假设塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中的PHA添加量分别为40%、10%、45%以及15%;④中期市场下,PHA销售单价为25,000元/吨。测算得出,PHA中期市场的市场需求量为1,421.3万吨,对应PHA市场规模为3553.3亿元

3、长期市场

合理预测终局场景下,PHA将完全替代PP、PE材料作为包装主要用材料。测算的各项数据假设如下:①考虑到PP、PE塑料行业较为成熟,未来增长空间比较小,因此本节在利用PP、PE塑料行业的市场规模来测算PHA终局市场规模时,不考虑市场的增长,以2020年全球塑料产量为基础进行测算;②根据《国家地理》杂志统计,全球塑料消费量中占比最大的为塑料包装,占比约为40%;③PP和PE作为塑料包装中的主要材料,在包装材料中占比约71%;④在终局市场下,PHA完全替代PP、PE材料应用于包装中,即PHA市场需求量等同于PP、PE包装材料需求量;⑤PHA在终局市场的单价为12,000元/吨。测算得出,全球用于PP,PE包装的塑料产量约10,422.8万吨,PHA终局市场规模将达12,507.4亿元。

PHA行业市场规模测算

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资料来源:《PHA生物可降解塑料产业白皮书》,公开资料整理

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