化工行业专题报告：生物降解塑料有望爆发增长金发科技充分受益-20190905-西南证券-24页.pdf

请务必阅读正文后的重要声明部分 dTable_IndustryInfo2019 年年 09 月月 05 日日 强于大市强于大市(维持维持)证券研究报告证券研究报告行业研究行业研究化工化工 化工化工行业行业专题报告专题报告 生物降解塑料有望爆发增长，金发科技充分受益生物降解塑料有望爆发增长，金发科技充分受益 投资要点投资要点 西南证券研究发展中心西南证券研究发展中心 分析师：杨林 执业证号：S1250518100002 电话：010-57631191 邮箱： 分析师：黄景文 执业证号：S1250517070002 电话：0755-23614278 邮箱： 分析师：周峰春 执业证号：S1250519080005 电话：021-58351839 邮箱： 联系人：薛聪 电话：010-58251919 邮箱： 行业行业相对指数表现相对指数表现 数据来源：聚源数据 基础基础数据数据Table_BaseData股票家数 337 行业总市值（亿元）30,766.04 流通市值（亿元）29,216.80 行业市盈率 TTM 17.98 沪深 300 市盈率 TTM 12.1 相关相关研究研究Table_Report 1.化工行业周观点（8.26-8.30）：万华上调 9 月 MDI 挂牌价，DSM 整合能特VE 产能 (2019-08-30)2.化工行业周观点（8.19-8.23）：DMC价格继续上涨，醋酸、DMF 价格持续反弹 (2019-08-23)全球全球塑料白色污染严重，塑料白色污染严重，可降解塑料是未来发展趋势可降解塑料是未来发展趋势：全球每年塑料产量超过3.5 亿吨，产生超过 1 亿吨白色垃圾。由于塑料制品的原料高分子树脂具有极强稳定性，在自然环境状态下需上百年才能降解，不仅占用大量土地资源，也会对水体、空气造成污染。可降解塑料历经淀粉改性塑料、光热降解塑料、生物降解塑料三个发展阶段，其中淀粉改性塑料和光热降解塑料不能将塑料完全降解，只能将高分子塑料裂解为微小的塑料片段，生物降解塑料是可以完全降解的材料。生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料，生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料，聚酯类聚酯类（PBAT/PBS）发展潜力巨大发展潜力巨大：生物降解塑料指在自然界下通过微生物（如细菌、霉菌和藻类等）的生命活动，在 180 天内完全转化成 CO2 和 H2O 的高分子材料。其根据原材料来源不同可分为生物基生物降解塑料（包括聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等）和石油基生物降解塑料（包括二元酸二元醇聚酯（PBAT/PBS）、聚己内酯（PCL）等）。其中石油基生物降解塑料具有更优异的热稳定性、力学强度和成膜性，而 PBAT（聚己二酸、对苯二甲酸/丁二醇酯共聚物）原材料为 PTA、BDO 和己二酸，国内原材料资源优势突出，未来发展潜力巨大。受益于全球“限塑”“禁塑”，受益于全球“限塑”“禁塑”，生物降解塑料生物降解塑料需求增长迅速需求增长迅速：据据联合国环境规划署（UNEP）调查显示，全球至少已有 67 个国家和地区对一次性塑料制品采取限制措施，推动可降解塑料的需求增长。全球 2020 年生物降解材料需求预计达 322 万吨，近五年 CAGR 达到 16.7%。我国于 2008 年颁发的限塑令，并鼓励有条件的地区探索禁塑，自 2014 年来，吉林省、河南南乐县、海南省先后出台禁塑令，禁止生产、销售、使用不可降解的一次性制品。我国生物降解塑料需求也快速增长，2018 年我国生物降解塑料行业规模约 54.4 亿元，同比增长 21.1%，产量达 65 万吨，同比增长 10.2%，需求量 45 万吨，同比增长 10.2%。塑料塑料包装包装及一次性塑料餐具市场体量庞大及一次性塑料餐具市场体量庞大，农用薄膜行业，农用薄膜行业替代空间替代空间广阔广阔：塑料包装及一次性餐具市场体量巨大，是未来可降解塑料最大的应用领域，2018年中国的快递业务量逾 500 亿件，产生塑料快递袋约 245 亿个，塑料编织袋约53 亿条，产生塑料垃圾约 80 万吨；2018 年我国外卖订单量超过 110 亿单，使用一次性塑料餐具约 176 万吨，未来有望逐步被环保降解材料替代。地膜是农业生产的重要物质资料之一，我国适宜地膜覆盖的耕地面积在 9 亿亩以上，目前地膜覆盖面积只有 3 亿亩，每年地膜使用量超过 150 万吨，主要以不可降解的聚乙烯（PE）薄膜为主，易造成土壤板结、作物减产，生物降解农用地膜已经在新疆等地成功开展示范应用，验证了可降解塑料替代普通塑料应用于农用生产的可行性，中国巨大耕地面积为可降解农膜提供了巨大的市场。重点关注个股：重点关注个股：金发科技（600143.SH）是亚太最大的改性塑料生产企业，全球化工新材料龙头企业。目前具备生物降解塑料产能 7.1 万吨/年，主要为聚酯类的 PBAT/PBSA，2019H1 销量 2.1 万吨，同比增长 64.6%，有望继续受益于全球生物降解塑料市场迅猛增长。预计 2019-2021 年 EPS 分别为 0.33 元、0.35 元、0.39，未来三年归母净利润有 20%的复合增长率。考虑到公司产能逐步放量，业绩释放，给予 2019 年 20 倍估值，目标价 6.6 元，维持“买入”评级。风险提示：风险提示：原材料价格波动风险，安全生产风险，税收优惠政策变动的风险，汇率、毛利率波动风险，贸易摩擦风险。重点公司盈利预测与评级重点公司盈利预测与评级 代码代码 名称名称 当前当前 价格价格 投资投资 评级评级 EPS（元）（元）PE 2018A 2019E 2020E 2018A 2019E 2020E 600143 金发科技 5.69 买入 0.23 0.33 0.35 21 16 15 数据来源：聚源数据，西南证券 -19%-11%-3%6%14%22%18/918/1119/119/319/519/719/9化工 沪深300 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 目目 录录 1 可降解塑料发展前景广阔可降解塑料发展前景广阔.1 1.1 塑料造成白色污染，可降解塑料是未来发展趋势.1 1.2 可降解塑料历经三代发展，生物降解塑料优势显著.2 2 生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料.2 2.1 生物降解塑料可分为生物基与石油基两类.3 2.2 聚乳酸（PLA）应用最广，聚酯类（PBAT/PBS）发展潜力巨大.4 3 受益于全球“限塑”“禁塑”，生物降解塑料需求增长迅速，未来替代空间巨大受益于全球“限塑”“禁塑”，生物降解塑料需求增长迅速，未来替代空间巨大.11 3.1 全球生物降解塑料需求增长迅速，欧洲市场需求最大.11 3.2 我国生物降解塑料处于发展初期，需求替代空间巨大.12 3.3 生物降解塑料下游运用广泛，未来替代潜力巨大.14 4 关注标的：金关注标的：金发科技（发科技（600143.SH）.18 5 风险提示风险提示.18 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 图图 目目 录录 图 1：2011-2017 年全球塑料制品产量及增速.1 图 2：2011-2018 年中国塑料制品产量及增速.1 图 3：白色垃圾污染严重.1 图 4：生物降解材料的产业链.3 图 5：生物降解塑料分类.3 图 6：聚乳酸生态循环示意图.5 图 7：PLA 一步法制备.5 图 8：PLA 两步法制备.6 图 9：PBAT 结构式.8 图 10：2011-2018 年我国 1,4-丁二醇产能、产量和开工率.9 图 11：1,4 丁二醇价格和价差（元/吨）.9 图 12：2011-2018 年我国己二酸产能、产量和开工率.9 图 13：己二酸价格和价差（元/吨）.9 图 14：2009-2018 年我国 PTA 产能、产量和开工率.10 图 15：PTA 价格和价差（元/吨）.10 图 16：PHA 的结构通式.10 图 17：全球生物降解塑料市场需求量情况.11 图 18：全球生物降解塑料需求分布.11 图 19：2012-2018 年中国生物降解塑料行业规模.12 图 20：2012-2018 年全球生物降解塑料需求.12 图 21：2012-2018 年中国生物降解塑料行业需求.13 图 22：2011-2019H1 快递业务量（亿件）及增长率.15 图 23：2018 年中国快递业包装物（亿）.15 图 24：2014-2015 年中国外卖订单量及增速.16 图 25：常见的外卖包装盒（从左至右单重分别为 40g、50g、60g）.16 图 26：2010-2018 年中国农用薄膜产量.17 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 表表 目目 录录 表 1：三代可降解塑料的对比.2 表 2：主要生物降解塑料性能及用途比较.4 表 3：聚乳酸生物降解塑料特点.4 表 4：全球聚乳酸主要生产企业（不完全统计）.6 表 5：全球乳酸主要生产企业.7 表 6：PBAT 和主要可降解塑料的性能对比.8 表 7：全球 PBAT 主要生产装置.8 表 8：PHA 主要生产企业及产能.11 表 9：生物降解塑料国际相关法律法规.12 表 10：中国生物降解塑料领域相关政策法规.13 表 11：中国省市禁止普通塑料的使用法规.14 表 12：发达国家绿色包装立法措施.14 表 13：新快递封装用品标准中绿色包装有关的规定.15 表 14：国内企业颁布生物降解塑料的使用措施.15 表 15：2015 年我国降解地膜评价试验地点和作物种类.18 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 1 1 可降解塑料发展前景广阔可降解塑料发展前景广阔 1.1 塑料塑料造成白色污染，可降解塑料是未来发展趋势造成白色污染，可降解塑料是未来发展趋势 塑料是指以大分子量合成树脂为主要组分，加入适当添加剂（如增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等），经加工成型的塑性（柔韧性）材料或固化交联形成的刚性材料。2017 年，全球塑料产量达到 3.48 亿吨，2011-2017 年 CARG 为 3.8%。中国是全球最大的塑料生产国与消费国，据卓创统计数据，我国塑料的表观消费量约 8000 万吨，塑料制品的表观消费量约 6000 万吨。2017 年我国塑料市场的规模约 2.4 万亿元，预计 2023年将达到 3.3 万亿元，CAGR 为 5.1%。图图 1：2011-2017 年全球塑料制品产量及增速年全球塑料制品产量及增速 图图 2：2011-2018 年中国塑料制品产量及增速年中国塑料制品产量及增速 数据来源：plasticseurope，西南证券整理 数据来源：卓创资讯，,西南证券整理 塑料在给人们带来方便的同时，也带来极大的环境污染。20 世纪 50 年代以来，全球共生产约 83 亿吨塑料，其中 63 亿吨已成为塑料垃圾。据世界环境日网站声明，目前每年仍有超过 1 亿吨白色垃圾产生。由于塑料制品的原料高分子树脂具有极强稳定性，在自然环境状态下需几百年才能降解，降解过程不仅占用大量土地资源，也会对水体、空气造成污染，白色垃圾污染问题已经引起各国的高度重视。图图 3：白色垃圾白色垃圾污染严重污染严重 数据来源：西南证券整理 0%1%2%3%4%5%012342011201220132014201520162017全球塑料制品产量（亿吨）同比增长-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%02000400060008000100002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018中国塑料制品产量（万吨）同比增长 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 2 塑料按照降解方式可分为塑料按照降解方式可分为不可降解塑料不可降解塑料和和可可降解塑料降解塑料。可降解塑料可降解塑料是指各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害物质的塑料，也被称为可环境降解塑料。不可降解不可降解塑料塑料则指无法或者很难通过微生物降解的塑料，它们往往在自然界中经过上百年才能被缓慢降解。1.2 可降解塑料可降解塑料历经三代发展，生物降解塑料优势显著历经三代发展，生物降解塑料优势显著 从上世纪60年代第一项可降解塑料专利的申请到上世纪90年代可降解塑料开始规模生产，可降解塑料的研究和开发历经近六十年发展。从技术革新角度来看，可降解塑料的发展经历以下三个阶段：第一代降解塑料是淀粉改性塑料第一代降解塑料是淀粉改性塑料：这类可降解塑料是在传统单体聚合的过程中加入淀粉等添加剂进行改性，使塑料在一般环境中可以裂解成微小的塑料片段。但这种降解方法并不能将塑料完全降解，其剩余的塑料片段不仅难以回收，还会对生态环境造成与普通塑料同样的危害。第二代降解塑料是光热降解塑料第二代降解塑料是光热降解塑料：光降解塑料的主要降解机理是在光（通常为紫外线）和热的作用下，高分子链中的某些光敏成分发挥作用，使高分子链断裂、分子量降低，从而达到降解目的。但无论是哪种光降解塑料，其降解性都不完美，很大程度上受到温度、光照强度等自然条件的约束，埋藏在地下的地膜甚至会由于没有光照而收效甚微或根本无法分解 第三代降解塑料是生物降解塑料第三代降解塑料是生物降解塑料：近 10 年来降解塑料的研发主要集中在生物降解塑料方面，这类降解塑料的基料即可生物降解，可在细菌、真菌、藻类等自然界中普遍存在的一些微生物的作用下，断裂高分子中的长链，从而达到降解目的。表表 1：三代可降解塑料的对比：三代可降解塑料的对比 淀粉改性塑料淀粉改性塑料 光热降解塑料光热降解塑料 生物降解塑料生物降解塑料 技术路线 基料是传统单体；加入淀粉等添加剂 基料是传统单体；添加光敏剂 基料即可生物降解 降解特点 一般环境中降解；降解效率低 光照条件下降解 光降解调节剂控制降解诱导期长短 堆肥降解效率高 优缺点 不能完全降解；难以回收利用 降解过程中受环境条件影响大 可完全降解；生产成本较高 数据来源：CNKI，西南证券整理 2 生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料生物降解塑料是完全绿色的可降解塑料 生物降解塑料指在自然界下通过微生物（如细菌、霉菌和藻类等）的生命活动就能引起生物降解塑料指在自然界下通过微生物（如细菌、霉菌和藻类等）的生命活动就能引起降解的塑料降解的塑料，其作用机理一般分为生物物理作用与生物化学作用。生物物理作用，其作用机理一般分为生物物理作用与生物化学作用。生物物理作用指随着附着在材料表面微生物的不断增殖，高分子材料发生水解、电离、质子化等物理分解过程，生成分子结构不变的低聚物碎片或单体；生物化学作用生物化学作用指在微生物分泌的酶等物质侵蚀下，聚合物逐步断裂并氧化分解，或被微生物吸收作为呼吸作用原料，代谢成 CO2和 H2O 的过程。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分（CO2、H2O）的高分子材料。化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 3 生物降解塑料上游包括天然物质如淀粉、纤维素等，也包含石油化工产品如 PTA、1，4-丁二醇、己二酸等。生物降解塑料的下游广泛应用于塑料包装、医疗、农业、汽车、电子行业、日用品等领域。图图 4：生物降解材料的产业链生物降解材料的产业链 数据来源：CNKI、西南证券整理 2.1 生物生物降解塑料降解塑料可分为生物基与石油基两类可分为生物基与石油基两类 根据塑料降解程度的根据塑料降解程度的不同不同，生物降解塑料可分为完全生物生物降解塑料可分为完全生物降解降解塑料和塑料和不完全生物降解塑不完全生物降解塑料（料（生物破坏性塑料生物破坏性塑料）。不完全生物降解塑料不完全生物降解塑料是指在普通塑料（不可降解的塑料）中加入一些可降解的生物物质，比如淀粉、纤维素、蛋白质等，但普通塑料部分仍不可降解；完全生完全生物降解塑料物降解塑料是指在堆肥条件下，通过微生物的作用，可在 180 天内转化成二氧化碳和水的降解材料，其性能与普通塑料几乎相同，也被称为“绿色塑料”。完全生物降解塑料完全生物降解塑料按按制造工制造工艺艺不同，分为不同，分为微生物合成降解塑料、化学合成降解塑料、天然高分子共混降解塑料微生物合成降解塑料、化学合成降解塑料、天然高分子共混降解塑料；根据原根据原材料来源材料来源不同不同又可分为生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料又可分为生物基生物降解塑料和石油基生物降解塑料。生物基可降解塑料包括聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）等；石油基生物降解塑料包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己内酯（PCL）等。狭义上所称的生物降解塑料均为完全生物降解塑料。狭义上所称的生物降解塑料均为完全生物降解塑料。图图 5：生物降解塑料：生物降解塑料分类分类 数据来源：CNKI、西南证券整理 下游 食品和快递包装、医疗、农业、汽车、电子行业、日用品等 中游 生物降解材料 上游 淀粉、纤维素、乳酸、1，4-丁二醇、己二酸、对苯二甲酸等 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 4 表表 2：主要主要生物生物降解降解塑料塑料性能及用途性能及用途比较比较 降解塑料降解塑料 生产方式生产方式 主要种类主要种类 优缺点优缺点 降解途径降解途径 主要用途主要用途 PHA（聚羟基烷酸酯）是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚酯 聚 3-羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）及 PHB 和PHV 的共聚物（PHBV）物理性能和机械性能与聚丙烯塑料接近高强度、高模量、耐热性能好，但是价格昂贵，性能还需改进 在生物体内可完全降解成-羟基丁酸、二氧化碳和水 药物释放系统、植入体及一些痊愈后在人体中无害分解的器件 PLA（聚乳酸）是以微生物发酵产物-乳酸为单体化学合成的聚酯 不同立构规整性产品如L-PLA，D-PLA 和 DL-PLA 良好的防潮、耐油脂和密闭性，在常温下性能稳定，模量、光泽性较好，生物相容性好 在温度高于 55或富氧及微生物的作用下会自动降解生成二氧化碳和水 一般塑料如薄膜、饭盒、杯子等，农林环保、纺织、3D 打印、生物医疗等领域 PCL（聚-己内酯）-己内酯经开环聚合得到的低熔点聚合物 PCL 与合成塑料、橡胶、纤维素及淀粉具有很好的相容性，通过共混及共聚可得到性能优良的材料 具有较大的延展性，优良的生物相容性、记忆性和降解性，易成型加工 在厌氧和需氧的环境中，PCL 都可以被微生物完全分解，但降解速度较慢 生物医疗和食品包装材料、制成薄膜及其它制品 PBS（聚酯类）以脂肪族酸、丁二醇为原料，有石化路线,也可生物发酵途径生产 PBS、PBA、PBSA、PBAT 等 原料来源丰富，生产工艺简单，可共混大量碳酸钙、淀粉等填充物，成本较低，具有良好的力学性能、加工性能和热稳定性；模量、光泽性一般 在堆肥等接触特定微生物条件下才发生降解，降解速率尤其是崩解速率稍差 可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域 数据来源：CNKI，西南证券整理 2.2 聚乳酸（聚乳酸（PLA）应用最广，应用最广，聚酯类（聚酯类（PBAT/PBS）发展潜力巨）发展潜力巨大大 目前商业化的生物降解塑料有聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯（PBSA）、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）等，其中 PLA 目前应用最为广泛，PBAT 应用前景最为突出。2.2.1 聚乳酸（聚乳酸（PLA）聚乳酸（PLA）又称聚丙交酯，是以乳酸为单体脱水聚合生成，目前是产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的生物基和生物降解塑料。乳酸可以用玉米、木薯、秸秆等可再生生物质作为原料，来源广泛且可再生。PLA 使用后可以堆肥降解成 CO2和水，实现在自然界中的循环。表表 3：聚乳酸生物降解塑料特点：聚乳酸生物降解塑料特点 优点优点 具体具体描述描述 原料来源丰富，安全性强 玉米、木薯、高粱等都可以生产聚乳酸，而这些农作物均可人工大面积种植，此外秸秆、稻草等农作物或植物根茎叶也可以作为原料。焚烧时不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体，安全性强。具有良好的生物相容性和生物可降解性 聚乳酸具有生物活性，降解产物可被生物体吸收，是理想的生物医用材料。聚乳酸埋在土壤中在大自然微生物的作用下 6-12 个月就可以发生降解，变成乳酸最终成为二氧化碳和水，可谓真正的环境友好材料。化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 5 优点优点 具体具体描述描述 具有优异的抗菌性能 聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物降解塑料。机械性能，透明性，透气透氧性优异 聚乳酸塑料还有可直接采用通用塑料设备进行挤出、注射、拉伸、纺丝、吹塑等加工成型，如制成的纤维物理性能接近锦纶和涤纶，透气性和手感却好于涤纶。生产能耗低 聚乳酸的生产能耗只相当于传统石化产品的 20%50%，产生的二氧化碳气体则只为 50%。数据来源：CNKI，西南证券整理 图图 6：聚乳酸生态循环示意图聚乳酸生态循环示意图 数据来源：亚化煤化工、西南证券整理 目前目前聚乳酸合成主要有聚乳酸合成主要有 2 种方法。种方法。一步法：乳酸直接脱水缩聚。一步法：乳酸直接脱水缩聚。该法优点在于单体转化率较高，工艺简单，不需要经过中间体的纯化，因而成本较低，主要问题是产物的分子量及其分布难以控制，不易得到高分子量的聚合物。目前国内仅使用同济大学技术的同杰良公司采用一步法制聚乳酸。图图 7：PLA 一步法制备一步法制备 数据来源：CNKI、西南证券整理 两两步法：乳酸生成丙交酯，再开环聚合制得聚乳酸。步法：乳酸生成丙交酯，再开环聚合制得聚乳酸。该方法可以得到分子量和微观结构均可调的聚乳酸，但丙交酯开环聚合法要经过丙交酯纯化的步骤，生产流程长，成本较高。目前聚乳酸的生产主要采用丙交酯开环聚合工艺。化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 6 图图 8：PLA 两两步法制备步法制备 数据来源：CNKI、西南证券整理 目前全球聚乳酸产能超过 50 万吨/年。美国 NatureWorks 公司是全球最大的聚乳酸生产企业，年产能达 18 万吨，占据了全球 30%以上的聚乳酸产能。聚乳酸的生产在我国目前仍属起步发展阶段，江苏允友成年产 5 万吨聚乳酸生产线是目前国内最大的聚乳酸生产线。2018 年 6 月，丰原集团年产 10 万吨聚乳酸项目于安徽固镇县奠基，目前固镇丰原生物产业基地玉米-乳酸-丙交酯-聚乳酸的全产业链加工线正在建设中。2019 年 3 月，通辽经济技术开发区与丰原集团签约“百万吨级生物新材料聚乳酸”项目，该项目总投资 120 亿元，计划分三期建设，一期项目投资 50 亿元，年产 30 万吨聚乳酸，计划 2019 年开工建设，2021年建成投产。全部建成后形成年加工转化玉米 350 万吨、年产 150 万吨乳酸、100 万吨聚乳酸及其他生物技术产品，并配套建设 30 万千瓦热电项目。表表 4：全球聚乳酸主要生产企业全球聚乳酸主要生产企业（不完全统计）（不完全统计）序号序号 公司名称公司名称 产能产能/（万（万 t/a）主要运用主要运用 备注备注 1 NatureWorks 18 挤出和热成型、注塑、吹塑、发泡、薄膜、片材、纤维、3D 打印等 2 Corbion-Purac 7.5 注塑、薄膜、片材、纤维、热成型等 3 帝人 Teijin 0.5 发泡 4 Synbra 0.5 发泡 国外合计国外合计 26.5 5 永乐生物工程 2 发泡 6 海正生物 1.5 注塑、薄膜等 2019 年底新投产 5 万吨 7 同杰良 1.1 注塑、薄膜、片材、纤维等 8 吉林中粮 1 注塑、片材、纤维等 9 江苏允友成 5 注塑等 10 恒天长江 2 纤维 11 光华伟业 3 3D 打印等 12 海南龙都天仁 5 薄膜、片材等 13 江苏九鼎 2 薄膜、纤维等 14 浙江南益 2 薄膜、片材 15 九江科院生物 1.1 纤维、3D 打印等 国内合计国内合计 26 全球全球合计合计 52.2 数据来源：CNKI、西南证券整理 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 7 目前全球除生产聚乳酸以外，乳酸市场需求量约为 40 万吨，生产企业主要集中在美国、中国、泰国、西欧、中南美等地，近 70%的厂商采用微生物发酵法进行生产。Corbion-Purac和Cargil公司是全球前二大的乳酸制造企业，产能合计达到38万吨，约占全球总产能的50%，中国生产的乳酸约占 42%的市场份额。金丹科技是国内乳酸及其衍生产品生产的龙头企业，具备 L-乳酸年产能 10.5 万吨，乳酸盐年产能 2.3 万吨。行业内近些年陆续出现新进入者，主要原因是看好乳酸及其衍生品丙交酯、聚乳酸在可降解生物新材料领域的广阔市场前景。表表 5：全球乳酸主要生产企业全球乳酸主要生产企业 序号序号 公司名称公司名称 产能产能/（万（万 t/a）地点地点 备注备注 1 Corbion-Purac 20 荷兰、美国、西班牙、巴西、泰国 全球最大乳酸、乳酸衍生物及丙交酯供应商 2 Cargil 18 美国 专供 NatureWorks 聚乳酸生产使用，不对外销售 3 Galactic 3 比利时 4 ADM 1.5 美国 5 Cellulac 0.1 德国 计划扩产至 2-10 万吨 6 Jungbunzlauer 1.5 法国 国外合计国外合计 45.1 7 武藏野 2.5 日本、江西宜春 日本厂用化学方法生产 DL-乳酸，江西厂由 0.5 万吨 L-乳酸扩建至 1.5 万吨，并加 D-乳酸线 8 金丹 12.8 河南郸城 L-乳酸及其盐类 9 中粮生化 4 安徽蚌埠 L-乳酸为主 10 海嘉诺 1 江苏盐城 外消旋 DL-乳酸转为 L-乳酸 11 湖南安化 0.5 湖南益阳 12 凯风生物 0.5 湖北孝感 钙盐为主 13 乐达生化 0.5 河南郑州 钙盐为主 14 宜宾五粮液 0.5 四川宜宾 自用为主 15 三江固德 约 3 湖北武汉 16 富欣科技 约 1 山东淄博 17 巨能金玉米 约 0.2 山东寿光 D-乳酸 18 百盛科技 约 4 山东兖州 L-乳酸 19 新宁科技 约 0.1 浙江绍兴 D-乳酸 20 永乐生物 3 河南濮阳 L-乳酸 国内合计国内合计 32.6 全球全球合计合计 77.7 数据来源：前瞻产业研究院、西南证券整理 聚乳酸开发陆续被列入“九五”、“十五”、“863”、“973”、“火炬计划”、“十一五”、“中国制造 2015”和国家中长期科学科技发展规划重点科研攻关项目。甚至在国家的“十三五”生物产业发展规划中提到,到“十三五”末，生物基聚酯、生物基聚氨酯、生物基尼龙和生物基增塑剂的年产能分别达到 15 万吨、20 万吨、5 万吨和 20 万吨;在 10 个城市形成示范应用对石油基日用塑料制品的替代率达到 50%左右；在生物基农用地膜推广 10 万亩以上(1 亩=666.67m2)；形成一批生物基纤维新产品。生物基材料产业成为绿色与低碳经济增长的亮点,为我国经济社会可持续发展做出实质性贡献。化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 8 2.2.2 聚己二酸、对苯二甲酸聚己二酸、对苯二甲酸/丁二醇酯共聚物（丁二醇酯共聚物（PBAT）PBAT 是聚己二酸、对苯二甲酸/丁二醇酯共聚物，具有良好的生物降解性，兼具聚己二酸丁二醇酯（PBA）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的特性，热稳定性好、力学性能优良，广泛应用于包装（包括食品包装、化妆品盒、药品盒）、餐具、一次性医疗用品，农用薄膜等领域。图图 9：PBAT 结构式结构式 数据来源：CNKI、西南证券整理 表表 6：PBAT 和主要可降解塑料的性能对比和主要可降解塑料的性能对比 项目项目 淀粉基塑料淀粉基塑料 PLA PHA PBS/PBSA PBAT 耐热性能 较低 较高 高 高 高 成膜性能 较好 差 较好 较好 良好 硬度 较低 高 低 较低 低 力学强度 适中 较高 高 高 高 耐水解性能 适中 低 高 高 高 透明性 低 高 低 低 低 价格 低 较低 高 较高 较高 数据来源：CNKI、西南证券整理 全球 PBAT 产能最大的公司为 BASF，目前产能为 7.4 万吨/年。我国 PBAT 材料产业化发展速度快，行业内企业集中度高。目前金发科技每年产能为 3 万吨、金晖兆隆每年产能为2 万吨、汇盈新材料有限公司每年产能为 2.5 万吨，蓝山屯河每年产能为 0.5 万吨，3 万吨/年生产线正在建设中。目前全球 PBAT 市场需求旺盛，由于 PBAT 价格较高，国内产品主要用于出口。随着欧洲市场的需求量的逐步增加，未来几年国内 PBAT 材料的产能有望逐步提升。表表 7：全球：全球 PBAT 主要生产装置主要生产装置 序号序号 公司名称公司名称 产能产能/（万吨（万吨/年）年）产品类型产品类型 备注备注 1 BASF 7.4 PBAT 2 昭和 0.5 PBS、PBSA 已放弃 3 乐天 0.3 PBAT 正剥离出售 4 三菱 3 PBS、PBSA 5 杭州鑫富药业股份有限公司 1 PBS、PBAT 6 广州金发科技股份有限公司 4 PBAT 7 山东悦泰生物新材料有限公司 2.5 PBS、PBAT 8 新疆蓝山屯河聚脂有限公司 0.5 PBS、PBAT 3 万 t/a 生产线建设中 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 9 序号序号 公司名称公司名称 产能产能/（万吨（万吨/年）年）产品类型产品类型 备注备注 9 金晖兆隆高新科技有限公司 2 PBAT 10 山东汇盈新材料有限公司 2.5 PBS、PBAT 全球合计全球合计 22.7 数据来源：CNKI、西南证券整理 国内国内 PBAT 原材料条件良好，支撑原材料条件良好，支撑 PBAT 快速发展快速发展 PTA方面，2018年国内PTA年产能为5129万吨，产量约为4041万吨，开工率为78.8%，其下游需求略低于产量，国内已实现完全自己，目前行业生产能力过剩，PTA 的价格也处于历史低位，相对于 2018 年末的 1020 美元/吨，现在价格仅 655 美元/吨。1，4-丁二醇（BDO）方面，2018 年我国产能为 188 万吨，产量为 140 万吨，自 2015 年以来 BDO 几乎没有新增产能投放，2018 年开工率已经处于历史高位，但依然不到 75%，目前行业同样产能过剩。乙二酸方面，2018 年我国己二酸产能 256 万吨，产量 146 万吨，自 2012 年以来，乙二酸的开工率始终维持在 50%上下，同样处于产能严重过剩状态。PBAT 的发展有助于改善上游产业产能过剩的问题。图图 10：2011-2018 年我国年我国 1,4-丁二醇产能、产量和开工率丁二醇产能、产量和开工率 图图 11：1,4 丁二醇价格和价差丁二醇价格和价差（元（元/吨）吨）数据来源：卓创资讯，西南证券整理 数据来源：Wind，西南证券整理 图图 12：2011-2018 年我国己二酸产能、产量和开工率年我国己二酸产能、产量和开工率 图图 13：己二酸价格和价差：己二酸价格和价差（元（元/吨）吨）数据来源：卓创资讯，西南证券整理 数据来源：Wind,西南证券整理 0%20%40%60%80%0501001502002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018万吨 产量 产能 开工率-500005000100001500015/0116/0117/0118/0119/01 价差（顺酐法）1，4-丁二醇 0%20%40%60%80%100%120%0501001502002503002009201020112012201320142015201620172018万吨 产量 产能 开工率 05000100001500014/0115/0116/0117/0118/0119/01 价差(右轴)己二酸 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 10 图图 14：2009-2018 年我国年我国 PTA 产能、产量和开工率产能、产量和开工率 图图 15：PTA 价格和价差价格和价差（元（元/吨）吨）数据来源：卓创资讯，西南证券整理 数据来源：Wind，西南证券整理 我国 PBAT 的生产工艺条件也较为成熟。PBAT 的生产装置与 PBT、PET 及 PBS 的生产装置在聚合反应、真空系统、熔体输送、处理系统、热媒系统等方面存在诸多相似，工程转化的互通性良好。目前国内 50 万 t/a PET 装置已经实现国产化，高黏度聚合反应器等关键设备均可在国内制造，大型聚合设备的制造、检验及施工安装也已有成熟的经验和程序，可为 PBAT 产业化提供借鉴。此外，由于 PBAT 材料的分子热稳定性高、降解速度低以及分子空间大，可以与其它分子共混；同时分子链具有良好的柔性，因此 PBAT 材料向柔性发展，侧重于多品种切换，市场表现良好，特别是作为生物降解地膜的专用料方面表现突出，是公认的最具前景的生物降解材料。2.2.3 聚羟基脂肪酸酯聚羟基脂肪酸酯（PHA）PHA 是一种新型的可完全生物降解的热塑性塑料，其大多数单体为链长 314 个碳原子的 3-羟基脂肪酸，具有生物相容性、生物可降解性、压电性以及良好的使用与加工性能，其基本性能与聚丙烯相似，可在传统塑料加工机械上进行拉丝、模压、热注塑加工成型，可代替绝大部分石油基塑料原料，与聚乳酸(PLA)等其它生物降解材料相比，PHA 结构多元化，通过改变菌种、给料、发酵过程可以很方便地改变 PHA 的组成，而组成结构多样性带来的性能多样化使其在应用中具有明显的优势。PHA 可广泛应用于农业、环保、生物化工、微电材料、能源、医药、医用材料等领域。目前可以工业化生产出的 PHA 产品包括聚羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）、聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）等。图图 16：PHA 的结构通式的结构通式 数据来源：CNKI、西南证券整理 PHA 的生物合成法主要利用微生物的自身代谢来合成产物，主要有微生物发酵法，包括野生菌法和重组工程菌法，其次还有转基因植物法和活性污泥法等。目前微生物发酵法研究最为广泛，并且随着合成生物学和形态学工程等基因操作手段与蓝水生物技术的整合应用，0%20%40%60%80%100%0100020003000400050006000万吨 表观消费量 产量 产能 开工率 只给率-2000020004000600080001000013/01 14/01 15/01 16/01 17/01 18/01 19/01 价差（右轴）PTA 化工行业专题报告化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 11 有利于推进 PHA 的产业化进程；而转基因植物法和活性污泥法虽然有利于降低发酵成本，但是产率低以及提纯困难严重制约 PHA 的大规模生产应用。我国对 PHA 的研究虽然起步较晚，但目前是世界上生产 PHA 品种最多、产量最大的国家。其中，天津国韵能够每年生产 10000 吨 PHA；广东江门生物技术开发中心与清华大学合作，首次在国内外成功实现了第三代生物塑料聚 3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯（PHBHHx）的工业化生产。表表 8：PHA 主要生产企业及产能主要生产企业及产能 生产企业生产企业 产能产能/（万（万 t/a）厂址厂址 备注备注 Metabolix 5 美国 已停产 Danimer Scientific 3 美国 PG 0.5 美国 Bio-On 0.5 意大利 计划扩产至 1 万吨/年 国韵生物科技 1 中国天津 意可曼生物科技 0.5 中国山东 计划扩产至 7.5 万吨/年 宁波天安生物材料 0.2 中国浙江 数据来源：CNKI，西南证券整理 3 受益于全球“限塑”“禁塑”，生物降解塑料需求增