生物降解材料：前景、多元化應用和案例實踐

導讀：從生物降解材料的生態效益來看，生物降解材料不僅可以大幅減少廢棄塑料對環境造成的影響，同時也是實現資源循環和利用的有效載體；從生物降解材料的經濟效益來看，生物降解材料包含PLA、PBS、PBAT、PPC、PCL、PGA、PHA等多個細分材料，每一種材料都擁有不同的特性，并且通過改性處理后，又能夠有效應用在生物醫療、衛生健康、紡織纖維、汽車制造、農業生產、3D打印、建筑涂料等多個領域，彰顯了其巨大的市場前景和潛力。前瞻產業研究院長期跟蹤著生物降解材料產業的發展和動態，并且在全國重點區域接受了多個咨詢項目，并且根據實際項目，給予政府和企業提供了行之有效的解決建議。

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一、未來的材料之星——生物降解材料

1. 生物降解塑料應用市場巨大，引導產業快速發展

生物降解材料領域方興未艾，有廣闊的市場空間。生物降解塑料是生物降解材料現階段最明顯，也是體量最大的一個應用場景，其主要用于對傳統非可降解塑料的替代，以此來解決傳統塑料所產生的“白色污染”問題。可以說，生物降解材料不僅可以大幅減少廢棄塑料對環境造成的影響，同時也是實現資源循環和利用的有效載體。

圖1：生物降解塑料的降解過程

資料來源：Nova Institute前瞻產業研究院

2. 生物降解材料應用廣泛，潛在市場巨大

生物降解材料的應用領域非常廣泛，還能夠在生物醫療、衛生健康、紡織纖維、汽車制造、農業生產、3D打印、建筑涂料等多個領域實現更好的應用，彰顯出巨大的市場潛力和發展前景，可以說生物降解材料是新時代下的“工業味精”。

從Nova Institute數據中得知，目前從全球產能來看，生物降解材料的產能是要大于非生物降解材料的產能的，并且隨著時間的推移，今后新增的產能將會集中在生物降解材料上，而并非傳統的非降解材料上，前景十分廣闊。

圖2：2020年全球生物降解材料及應用分布情況

資料來源：Nova Institute 前瞻產業研究院

從應用領域來看，目前生物降解材料應用在多個領域，其中包括軟包裝、硬包裝、消費品、紡織業、農業、園藝、建筑業、涂料、電子等領域，其中應用體量最大的領域仍然是包裝行業，其中生物降解材料占據了47%的市場份額。

圖3：2020年全球生物降解材料及應用分布情況

資料來源：Nova Institute 前瞻產業研究院

二、生物降解材料的多元化發展

目前生物降解材料根據原料來源可將其分為生物基和石油基兩類。生物基塑料的基本原料是可再生的天然生物質資源如淀粉（如玉米、土豆等）、植物秸稈、甲殼素等，生物基可降解塑料包括聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯類聚合物(PHAs)、全淀粉基、纖維素等。

石油基塑料則是以石油石化產品為單體形成的，石油基可降解塑料包括二元酸二元醇共聚酯系列(聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇(PBAT))、二氧化碳共聚物(PPC)、聚己內酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)等。

由于不同材料具有不同的特性，因此不同材料也能夠對應著不同的應用領域。目前在我國市場上形成工業化規模生產，并占據較大市場份額的主要為PBAT、PBS、PLA等。PPC、PCL、PGA、PHA等用作功能型材料。

表1：不同材料的特點以及應用領域

資料來源：CNKI 前瞻產業研究院

其中，PLA和PBAT/PBS產業化程度最高，所覆蓋的應用領域相對較廣，下游的應用能夠對于原材料進行有效支撐，國內外重點企業紛紛在這些領域實現了布局。

而PPC、PCL、PGA、PHA等為代表的新興生物降解材料，由于產業應用規模難以支撐、產業化重點問題難以解決、產業化成本過高等多方面原因，暫未在全球范圍內形成較大的產能。

圖4：2019年國內外生物降解塑料產能情況

資料來源：IMS Market CNKI 前瞻產業研究院

從全國來看，PGA、PCL、PHA和PPC的產能遠遠低于PLA和PBS/PBAT材料，從重點企業以及發展現狀來看，目前這四類新型材料具有發展前景，但目前各類產品的產業化仍然存在一定的問題。

圖5：目前四大新型生物降解材料發展情況

三、生物降解材料產業的案例實踐

對于生物降解材料產業而言，我們一直在跟蹤這個新興產業的發展現狀、發展問題以及發展趨勢，并且也在全國多個區域接觸到了相關的產業咨詢項目，在實踐中我們結合自身產業研究能力和成熟經驗，為部分區域的政府和企業提供了行之有效的解決建議。

案例連接：云南臨滄工業園區（高新區）產業發展規劃

臨滄工業園位于云南省臨滄市臨翔區，臨滄工業園區始建于2004年，經過10余年的發展，于2017年獲批省級高新技術產業開發區。目前，臨滄高新區是《云南省新型工業化重點產業發展規劃綱要》重點建設的30個園區之一，也是省重點培育的50個百億園區之一。2019年，國務院批復同意臨滄市建設國家可持續發展議程創新示范區，臨滄以“邊疆多民族欠發達地區創新驅動發展”為主題，重點針對特色資源轉化能力弱等瓶頸問題，探索跨越式發展新思路。

圖6：臨滄工業園區特色生物資源轉化組團示意圖

前瞻產業研究院結合市場趨勢、當地生物多樣化的資源優勢、臨滄并不具有優勢的交通現狀、其他產業的關聯性以及國家可持續發展議程創新示范區所帶來的創新資源優勢等內容，重點討論了生物集材料PLA在塑料包裝、保險包裝、農業應用領域的發展以及其他生物基材料（例如PHA）在醫療衛生健康等領域的前瞻布局應用，構筑了兩大核心發展方向，并且圍繞產業各階段的發展訴求，為其提供了產業發展思路、發展路徑、重點科研院所對接、重點招商資源導入等服務。