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聚乳酸与民争粮的?看看泰国Corbion是怎么造PLA的

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生物降解材料研究院报道,最近仍有人在批评聚乳酸PLA与民争粮的问题,为此我们查阅一些资料,得知美国Nature Works生产丙交酯是用玉米淀粉为原料,泰国Total-Corbion以甘蔗和白糖为原料,国产的金丹科技、安徽丰原目前主要以玉米淀粉为原料。

未来,安徽丰原、浙江友诚也计划利用秸秆纤维素生产聚乳酸。

图:最近有人批评PLA与民争粮

国内以玉米淀粉为主
第三代工艺有待突破

聚乳酸(PLA)是使用可再生的植物资源(如玉米、木薯等)所提炼的淀粉原料制成,其聚合链条如下:

淀粉---(提炼)--->葡萄糖---(发酵)--->乳酸---(环化)--->丙交酯---(聚合)--->PLA

淀粉或蔗糖的获取,一代工艺是玉米和小麦,二代工艺是木薯和甘蔗等,第三代工艺则是秸秆等农业废弃物。

据报道,国内安徽丰原和浙江友诚已储备第三代工艺。

2020年10月,安徽丰原副总经理陈礼平在接受媒体采访时表示,公司储备了利用秸秆纤维素生产聚乳酸的技术,成本过关,约4吨秸秆生产1吨聚乳酸+1吨木塑材料,该木塑材料不含双酚A,不含甲醛(脲醛树脂、酚醛树脂)。

2021年1月14日,浙江友诚集团准备在宁波市象山县总投资约51亿元建设生物基可降解新材料,建成后,将形成以第三代秸秆乳酸技术为核心的年产30万吨乳酸、20万吨聚乳酸、10万吨聚乳酸纤维的生产基地,预计实现年产值约108亿元。

据业内人士透露,目前国内企业主要是以玉米为原料,2.5吨玉米可以制造1吨PLA,6吨秸秆可以制造1吨PLA,不过,目前第三代秸秆工艺尚不成熟,算下来成本比玉米高。
降解行业2600人通讯录NatureWorks/道达尔/海正丰原/金发/屯河/金晖/道恩/康辉石化/金纬/鑫达/伊之密/长海诚宇/梅地亚包装/益安餐具盈科包装/聚点餐具/众利包装朗瑞包材/益海嘉里/中谷淀粉TUV莱茵/华测检测/SGS等


PLA消耗玉米占比很小
与民争粮一说夸大其词

玉米作为中国除稻谷、小麦以外的第三大主粮,玉米在国内70%以上用做饲料需求,其它用作工业用途,用于口粮仅占6%,所以生产PLA与民争粮一说有夸大之嫌。

玉米价格2020今年以来确实大幅上涨,从1900元/吨上涨至2900元/吨,但并非因为PLA。据生物降解材料研究院统计,现有PLA不到30万吨的产能,即便全部用玉米淀粉生产,也不过消耗75万吨玉米。要知道我国近两年玉米产量都超过2.6亿吨,区区75万吨不足以影响玉米价格大幅波动。

点击查看玉米价格上涨原因


陈化玉米也可造PLA
无需担心与民争粮

粮食一般分为新粮、陈粮和陈化粮三种。当年的粮食属于新粮;第一次储存期限超过一年的是陈粮;储存后变质的粮食是陈化粮。

由于陈化粮黄曲霉超标已不能作为口粮,国家规定,陈化粮只能通过拍卖的方式向特定的饲料加工和酿造企业定向销售。

大米一级陈化粮在我国每年有大量的库存,不仅占用了国家大量的资金,严重影响新粮的接收进库。

据业内人士透露,当初吉林大力发展PLA项目,也是看中东北平原出产大量粮食,而当地的陈化粮去处也成为一个问题,就近消耗陈化粮,无论对粮储部门还是企业都是一个双赢的局面,后来该项目因为各方面原因最终停滞。

河南金丹科技、安徽丰原,国内2大聚乳酸企业也是发端于玉米产区,它们都处于黄淮海玉米主产区(产量占全国39%),在原材料供应方面拥有成本和区位优势。

此外,使用陈化粮作为原料制作环保餐具并不鲜见。来自江西的戴澄本就曾申请专利CN 201010137734,就是使用大米(一级陈化粮)制作淀粉环保餐具。

当前聚乳酸的价格居高不下,就投入产出而言,无论是采用陈化玉米还是当年新玉米为原料,都可以获得超额回报。

国外丙交酯的发展现状
泰国以甘蔗白糖为原料

美国是世界领先的丙交酯和聚乳酸生产与使用国,对丙交酯和聚乳酸在政策、资金和研发方面的投入力度都很大。1997年,美国嘉吉与陶氏化学合资创立了嘉吉陶氏(Cargill-Dow)公司后于2001年兴建了7万吨聚乳酸厂,正式实现了聚乳酸大规模工业化生产。后来公司名称由Cargill-Dow更名为Nature Works。2009年,Nature Works将原有7万吨的聚乳酸厂扩容到14万吨产能;2014年Nature  Works增加了1万吨高光纯聚乳酸生产线,扩容到15万吨产能。


泰国是丙交酯的重要出口国之一,当地生产的丙交酯主要以甘蔗和白糖为原料。法国石油巨头道达尔(Total)和世界最大的乳酸生产商科碧恩公司(一家荷兰的上市公司)各占50%股份在泰国罗永府注册成立的合资公司:道达尔-科碧恩公司(Total-Corbion PLA),这是泰国首家丙交酯生产工厂,也是全球最大的丙交酯生产厂,年产能7.5万吨。


Total-Corbion PLA公司2017年一季度开始运营,2017年12月启动试产,2018年12月正式投产,道达尔-科碧恩公司完成新建7.5万吨聚乳酸,彻底实现了由糖-乳酸-丙交酯-聚乳酸的全产业链生产,并规划在2020年至2025年间进行大规模扩产。由于当地廉价蔗糖原料的优势,泰国丙交酯产业得到健康发展,因泰国本地的消费量有限,产品主要口到包括中国以内的塑料消费大国。但随着道达尔-科碧恩公司自身聚乳酸生产线的投产,该公司的丙交酯产品已经较少外销,并造成了中国国内聚乳酸生产企业的丙交酯原料短缺。这就是丙交酯卡脖子的来由。


2020年9月24日,道达尔科碧恩发布新闻稿,宣布打算建造其第二座PLA工厂, 年产能高达10万吨。新工厂计划位于法国Grandpuits的Total工厂, 并将于2024年投入运营。详见道达尔在法国新建10万吨PLA。


德国是欧洲率先将丙交酯生产技术实现工程化放大的国家之一。德国著名工业巨头蒂森克虏伯(ThyssenKrupp)公司旗下的工程技术公司——UhdeInventa-Fischer已经掌握了从糖-乳酸-丙交酯-聚乳酸的全套工程化技术流程,并受到德国农业部的大力支持,计划将丙交酯、聚乳酸可生物降解聚合材料进行工业化生产。此外,巴斯夫公司意大利Snamprogetti公司、荷兰Hycail公司等也相继开发了丙交酯和聚乳酸的生产技术。日本三井化学公司岛津公司武藏野化学研究所以及丰田公司等均建有工业示范装置。


附录:国内已投产(或拟建)PLA项目企业


01 浙江海正生物材料股份有限公司

浙江海正生物在2005年底正式投产第一条年产5000吨的聚乳酸生产线,发展至今年产能已达 2.5万吨,另有5万吨聚乳酸产能正在建设。

2020年12月1日,浙江海正生物材料股份有限公司3万吨/年聚乳酸生产线投产成功,实现聚乳酸树脂工业化生产跨越式增长。

02 安徽丰原生物材料股份有限公司

安徽丰原目前聚乳酸产能5万吨/年已投产,计划2021投产35万吨,2022-2025投产150万吨。2020年9月26日,安徽丰原集团年产50万吨乳酸、30万吨聚乳酸第1模块项目开工。

03 吉林中粮生物材料有限公司

吉林中粮生物材料有限公司建有年产3万吨生物基原料(聚乳酸)和年产3万吨生物基制品项目。

04 河南金丹乳酸科技股份有限公司

2020年4月份,金丹科技上市,4.42亿元募集资金中,5262.18万元用于年产1万吨聚乳酸生物降解新材料项目建设,预计12个月建成。

05 山东同邦新材料科技有限公司

2019年10月9日,山东同邦新材料科技有限公司“年产30万吨乳酸、20万吨聚乳酸、10万吨聚乳酸纤维生产线项目”环境影响评价文件由烟台市生态环境局海阳分局受理。
拟建项目分两阶段进行建设,一阶段建设周期为30 个月,预计2022 年4 月份建成,项目一期工程建成后年产15 万吨乳酸、10 万吨聚乳酸、5 万吨聚乳酸纤维;二阶段建设周期为18 个月,预计2023年10 月建成,二期工程建成后全厂年产30 万吨乳酸、20 万吨聚乳酸、10 万吨聚乳酸纤维。生产工艺采取糖发酵法后通过离子交换生产乳酸,采用二步法生产聚乳酸。

06 山东泓达生物科技有限公司

2020年4月24日,山东泓达集团阜榆精细化学品新材料项目奠基仪式在榆社县隆重举行。此项目是山西省级重点工程项目,总投资136亿元,总占地2000亩,项目分三期建设,建设周期为6年,三期建设含16万吨/年PLA,PGA等新材料。

07 浙江友诚新材料有限公司

2019年11月1日,崇左市人民政府与浙江友诚控股集团有限公司在南宁正式签署《广西聚乳酸可降解生物基新材料产业基地项目投资合作协议书》。本次签约的浙江友诚广西聚乳酸可降解生物基新材料产业基地项目,近期总投资约100亿元人民币,在崇左市中泰产业园区建设以甘蔗渣为原材料年产75万吨乳酸和50万吨聚乳酸项目。

2021年1月14日,浙江友诚在宁波生物基可降解新材料产业基地项目签约仪式在浙江省宁波市象山县举行。据了解,宁波生物基可降解新材料产业基地项目落户于我县西周镇循环经济产业园,总投资约51亿元,建成后,将形成以第三代秸秆乳酸技术为核心的年产30万吨乳酸、20万吨聚乳酸、10万吨聚乳酸纤维的生产基地,预计实现年产值约108亿元。

08 金发科技股份有限公司

金发科技在生物降解塑料方面除了有PBAT、PBSA以外还有布局PLA,年产3万吨PLA合成线计划于2021年建设完工。

09 深圳光华伟业股份有限公司

深圳光华伟业股份有限公司目前已建成年产聚合物10000吨,乳酸酯15000吨,多元醇5000吨,3D打印材料1500吨的生产能力。

10 恒天长江生物材料有限公司

恒天长江生物材料有限公司目前聚乳酸聚合产能1万吨/年。

11 河南龙都天仁生物材料有限公司

目前河南龙都天仁生物材料有限公司的聚乳酸(PLA)产能为10000吨/年。

12 东部湾(上海)生物科技有限公司

2020年4月17日,东部湾(扬州)年产8万吨替塑生物可降解新材料项目开工,项目由东部湾(扬州)生物新材料有限公司总投资5.8亿元,占地63081平方米,投产后预计年产8万吨替塑生物可降解新材料,预计2021年12月达产。项目投资方东部湾(上海)生物科技有限公司,拥有聚乳酸底层原料生产的核心配方技术及制造工艺。

13 河南永乐生物工程有限公司

河南永乐生物工程有限公司目前聚乳酸已投产20000吨/年,二期项目聚乳酸在建产能8万吨/年。

14 上海同杰良生物材料有限公司

上海同杰良生物材料有限公司目前聚乳酸产能为10000吨/年。

15 江苏允友成生物环保材料有限公司

江苏允友成生物环保材料有限公司目前聚乳酸产能为10000吨/年。

16 江苏九鼎新材料股份有限公司

江苏九鼎新材料股份有限公司目前聚乳酸产能为5000吨/年。

17 九江科院生物化工有限公司

九江科院生物化工有限公司目前聚乳酸产能为1000吨/年。

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