PHA材料替代塑料的下一個(gè)巨頭？秘其應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)突破

我國在2020年相繼提出升級(jí)版限塑令和雙碳目標(biāo)后，替代塑料已逐步提上日程。在眾多可降解材料中，PHA的降解方式是最特別和最溫和的，使用完后可100%在生物體內(nèi)降解成β-羥基丁酸、二氧化碳和水，降解時(shí)間大概 1～5 年不等。

與當(dāng)前偏主流的生物可降解材料PLA和PBAT相比，PHA結(jié)構(gòu)多元化，可通過改變菌種、給料、發(fā)酵過程來方便調(diào)控其組成，而組成結(jié)構(gòu)多樣性帶來的性能多樣化使其在應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)。

盡管我國在PHA研究方面介入較早，處于世界先進(jìn)水平，但目前僅有為數(shù)不多的幾家企業(yè)擁有完整PHA生產(chǎn)鏈。由于成本高、產(chǎn)量小，PHA一直未能得到規(guī)?；瘧?yīng)用，在可降解塑料市場(chǎng)中占有率僅為2%，暫時(shí)主要用于醫(yī)療器械等高附加值領(lǐng)域。

PLA、PBAT降解塑料處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)初期

降解塑料在中國的發(fā)展落后于歐美，但我們也具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，即一開始就定位于全生物降解而不是淀粉基降解塑料。

目前，中國生物可降解塑料上游原料如乳酸、PTA、AA和BDO，以及下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)均已成熟，但可降解塑料樹脂生產(chǎn)處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的初期，主要還是成本方面的原因。

分材料來看PLA和PBAT發(fā)展相對(duì)成熟，目前國內(nèi)已披露新建擬建產(chǎn)能以PBAT和PLA為主。目前，全球的PLA產(chǎn)能大約為51萬噸，其中中國產(chǎn)能為23.4萬噸，全球在建和規(guī)劃的產(chǎn)能共148萬噸，其中，有131萬噸在中國。

目前，全球的PBAT產(chǎn)能大約為50多萬噸，其中中國的PBAT產(chǎn)能約為37萬噸，產(chǎn)能最大的廠家為藍(lán)山屯河（12萬噸），其次為金發(fā)科技的 7.1萬噸。2020年開始中國大力推廣降解塑料的使用，當(dāng)前的產(chǎn)能并未過剩，產(chǎn)品較為緊俏，當(dāng)前的PBAT價(jià)格大約位于2-2.5萬元/噸 區(qū)間。

對(duì)于在建產(chǎn)能來說，目前的市場(chǎng)處于一種“誰先投產(chǎn)誰受益”的狀態(tài)。但是需要指出的PBAT未來規(guī)劃的產(chǎn)能十分巨大，截止2021年7月，據(jù)統(tǒng)計(jì)有706萬噸的在建和規(guī)劃新增產(chǎn)能，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)前合理的市場(chǎng)需求預(yù)期。

工業(yè)生物技術(shù)使PHA生產(chǎn)成本下降：

據(jù)了解，造成PHA生產(chǎn)成本高的因素主要有三方面：原料成本較高、設(shè)備運(yùn)行成本較高（生物反應(yīng)的時(shí)間較長(zhǎng)，需要密閉環(huán)境并嚴(yán)格控制溫度、pH值等，還需要防止雜菌生長(zhǎng)）以及產(chǎn)物純化成本較高。當(dāng)前，迫切需要利用合成生物學(xué)技術(shù)改造菌株，使PHA能與其他可降解塑料，甚至是石油基材料（塑料）在成本上能競(jìng)爭(zhēng)。

當(dāng)前，PHA和相關(guān)技術(shù)正在形成一個(gè)從發(fā)酵、材料、能源到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的工業(yè)價(jià)值鏈。未來，隨著成本的進(jìn)一步降低以及高附加值應(yīng)用的開發(fā)，PHA必將成為一種成本可被市場(chǎng)接受的多應(yīng)用領(lǐng)域生物材料，成為可降解材料未來的主要發(fā)展方向之一。

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