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1、2022年聚乳酸行业深度分析报告1 .降塑令持续升级，PLA迎需求拐点51.1 第一梯队：中、欧政策力度大61.1.1 中国：国家和地方挑卖推进，各省进度不一6112欧洲：政策明晰，最严法令进入执行期81.1.3 美国等：相对滞后，力度不及欧洲91.2 哪些可降解材料会脱颖而出？ 101.3 PLA等可降解塑料替代空间广阔122 .短期丙交酯产能和技术是胜负手132.1 政策刺激需求拐点，市场化动力不足132.2 国内已突破丙交酯技术卡脖子163 .长期PLA市场取决于成本，一体化是趋势193.1 乳酸和原材料环节是远期降本和扩产抓手193.2 产业链一体化布局有助于降本增效233.3 改性技
2、术和降本能力打开市场空间244 .国内厂商弯道超车，行业进入高景气区间254.1 扩产高峰将至，行业进入高景气区间254.2 2025年降塑令下PLA大宗需求208万吨265 .推荐标的295.1 光华伟业：3D打印材料龙头，积极布局降塑令赛道295.2 海正生物：PLA领域拓荒者，增资扩产动能足325.3 金丹科技：国内乳酸龙头，PLA 阳七加速布局355.4 中粮科技：深耕玉米深加工，前瞻布局PLA产业375.5 同杰良：任杰团队领军，掌握PLA全产业链技术395.6 丰原生物：PLA潜在龙头，f 化产能充裕416 .风险提示41图1：全球各国发布的禁塑令或限塑令6图2:欧盟禁塑政策实施时
3、间和范围9图3:2019年一次性塑料产量及占比12图4:聚乳酸碳循环产业链13图5:PLA售价显著高于传统塑料14图6:丙交酯生产步骤示意图17图7: 2016-2022年玉米价格（单位：元/吨，截至日期2022年4月20日）20图8:秸秆替代玉米生产聚乳酸21图9: 2015-2021年玉米及秸秆产量22图10: 2021年市场普遍路径计算聚乳酸生产成本（单位：万元/吨）23图11：全产业链覆盖下PLA的理论成本（单位：元/吨）24图12: PLA传统应用领域24图13:其他可开发使用领域24图14: 2020年全球聚乳酸行业产能市场结构（） 25图15: 2021年全球聚乳酸行业产能市场结
4、构（） 25图16:公司产品矩阵29图17:公司17-21年营收、净利润、经营性净现金流30图18:公司17-21年毛利率、净利率、ROE （摊薄）（） 30图19: X型生产系统31图20:公司产业布局31图21:公司淋膜纸技术应用31图22:公司18-21H1营收、净利润、经营性净现金流33图23:公司18-21H1毛利率、净利率、ROE （摊薄）（%） 33图24:公司生产过程的工艺示意图33图25: 18-22Q1营收、净利润、经营性净现金流35图26: 18-21Q1毛利率、净利率、ROE （傩薄）（） 35图27:金丹科技全球产能排名第三36图28: 2018-2021年公司分产品
5、营收占比（） 37图29: 17-22Q1营收、净利润、经营够现金流37图30: 17-22Q1毛利率、净利率、ROE （摊建）（） 37图31:公司部分产品展示40图32:公司聚乳酸&乳酸产能（单位：万吨）41图33:公司未来3-5年产能占全球比例（） 41表1：禁塑限塑阶段性任务6表2:全国部分地区限塑政策及落实情况统计7表3:美国及其他国家限塑法案9表4:可降解塑料及传统塑料性能及对比10表5:生物可降解塑料全球产能、价格对比11表6:聚乳酸生产工艺14表7: 2021年全球聚乳酸产能统计（单位：万吨/年）15表8:未来3-5年全球聚乳酸产能统计（单位：万吨/年）15表9:全球丙交酯产能
6、统计（单位：万吨/年）18表10:全球现有及拟建乳酸产能统计19表11:中国玉米供需平衡表20表12:企业聚乳酸各环节工艺情况（截至2022年4月）26表13: 22-25年我国可降解塑料市场空间测算28表14: 2022年PLA市场需求29表15: 2025年PLA市场需求29表16:公司挂牌后定增历史31表17:主要聚乳酸牌号32表18:公司增资历史（截至2022年3月）34表19:发行上市募集资金用途34表20:金丹科技原料玉米需求36表21:国内企业燃料乙醇产能（截止2020年）38表22:公司聚乳酸产能加速犷建401 .降塑令持续升级，PLA迎需求拐点1.1 第一梯队：中、欧政策力度
7、大各国政府积极制定限塑禁塑法令，推进一次性塑料改革。据国际能源署（IEA）统计数 据，过去五年中，有60多个国家实行对一次性塑料实施禁令或征税，欧盟、中国等主要经 济体政策力度不断加大，已逐步将“限塑令升级成禁塑令，并将禁塑产品范围从塑 料袋扩大至一次性塑料用品.2022年3月，来自175个国家的国家元首、环境部长和其 他代表在内罗毕联合国环境大会上达成一项历史性决议，签订在2024年底前结束塑料污 染，该协议具有国际法律约束力。由于吸管、方便袋、地膜等需求刚性，未来替代品市场 空间广阔.图1：全球各国发布的禁塑令或限塑令资料来源：IHS、前瞻产业研究院, 申万宏源研究1.1.1 中国：国家和
8、地方持续推进，各省进度不一开展全国限塑，逐步实现一次性不可降解塑料清零”计划.2008年1月，我国首次 颁布关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知，从6月1日起在全国范围内实施，禁 止企业生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋，且实行塑料袋有偿使用制度。 2012年国家加大政策力度，鼓励发展生物可降解塑料及其系列产品开发，为进一步实现全 国限塑打下基石。到2020年1月，国内史上最严限塑令-关于进一步加强塑料污 染治理的意见出台，政策明确不可降解塑料袋；一次性塑料餐具；宾馆、酒店一次性塑 料用品；快递塑料包装四项一次性产品的禁令实施时间和地区。严令颁布后，国家商务部、 国家邮政局等部
9、门出台相关法案，全力支持禁塑政策。表1：禁塑限塑阶段性任努实施品类具体任务实施地区完成时限一、商场、超市以及餐饮打包外卖 服务和各类展会活动，禁止使用不 可降解塑料袋.直辖市、省会城市、计划单 列市城市建成区.2020年底不可降解塑料袋二、规范?限制集贸市场使用不可全部地级以上城市建成区和2022年底降解塑料袋。沿海地区县城建成区三、集贸市场禁止使用不可降解塑全部地级以上城市建成区和2025年底料袋。沿海地区县城建成区一、餐饮行业禁止使用不可降解一2020年底次性塑料吸管.全国范围一次性塑料餐具二、餐饮堂食服务，禁止使用不可 降解一次性塑料餐具.地级以上城市建成区2020年底三、餐饮堂食服务，
10、禁止使用不可 降解一次性塑料餐具。县城建成区2025年底四、餐饮外卖领域不可降解一次性 塑米斗餐具消耗强度下降30%.地级以上城市2025年底宾馆、酒店一次性塑料用品一、星级宾馆、酒店等场所不再主 动提供一次性塑料用品.全国范围2022年底二、实施范围扩大至所有宾馆、酒 店、民宿。2025年底一、禁止使用不可降解的塑料包装北京、上海、江苏、浙江、袋、一次性塑料编织袋等，阐氐不福建、广东等省市的邮政快2022年底快递塑料包装可降解的塑料胶带使用量。递网点二、禁止使用不可降解的塑料包装 袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋 等.全国范围邮政快递网点2025年底资料来源：关于进一步加强塑料污染治理的意见、
11、关于进一一步加强商务领域塑料污染治理工作的通知、申万宏源研究各地区政策落实进度不一，海南和北京执行力度较大。目前，我国已有20多个地区 出台相关降塑法案。2015年吉林省率先提出禁塑政策，成为国内第一个全面禁塑的省 份，规定全省商品批发和零售等行业不得使用一次性不可降解塑料袋、塑料餐盒. 2019-2020年，各地限/禁塑政策密集出台，且大部分地区都达成阶段式开展塑料治理的共 识，分2020/2022/2025年为时间节点，分阶段完成目标限塑计划。政策实施至今，各地 区进展不同，其中海南和北京执行力度大，截至2021年海南各相关市县已淘汰关停传统塑 料制品的生产企业或生产线；各市县限塑政策普及
12、率超90%,且在全省重点行业场所生物 降解塑料替代品平均占有率已达到72.85%;北京地区限塑政策实施成果显著，2021年北 京市塑料袋销量同比下降37%;主要品牌快递的累计投入使用可降解塑料包装袋达3370 万个。除海南和北京外，山东、浙江等其他地区禁塑进展略慢。短期来看，大部分地区限 塑政策受限于不可降解塑料源头治理难、大面积推广受限、政策试点还未完成试验等问题、 供应商产能释放慢，禁塑推进较难.未来伴随着先行地区限塑目标达成带来的示范效应， 以及可替代塑料产能释放，其他省份和地区有望逐步推进。表2:全国部分地区限塑政策及落实情况统计地区发布时间政策名称主要内容落实情况吉林省2015年1月
13、吉林省禁止销售 和使用一次性不可 降解塑料袋、塑料 餐具规定全省商品批发和零售、住宿餐饮服务行业 不得销售、使用或提供一次性不可降解塑 料袋、塑料餐盒.2016年1 -5月数据显示,全省大型商超产品替换率 达90%,并且长春市欧亚集团、沃尔玛等大型连锁 超市和必胜客等餐饮集团均已和可降解塑料企业建 立起稳定供应联系。海南省全面禁止2 ”-口轿、销售和使用2020年底前，全省全面禁止生产、销售和 使用一次性不可降解塑料袋、塑料餐具。2025年底前，全省全面禁止生产、销售和 使用列入名单内的塑料制品。海南省限塑成效显著，主要落实情况包括：1）市县 禁塑工作机制初步建立；2）各相关市县均已淘汰关 停
14、塑料制品的生产企业或生产线；建立了部门联合 执法机制，行政执法案件卷宗材料齐全，结案率达 94%; 3）全省重点行业场所生物降解塑料替代品平 均占有率为72.85%,其中12个市县平均占有率超 过70%; 4个市县占有率超过60%。4）开展宣传 动员。各市县禁塑政策知晓率超90%。一次性不可降解塑 料制品实施方案浙江省2020年9月关于进一步加强塑料污染治理的实曲育到2022年，全省一次性塑料制品消费量 明显减少，替代产品得到推广；到2025 年，全省塑料制品生产、流通、消费和回浙江省各市限塑落实不一，限塑状况仍需时间推进。收处置等环节的管理制度基本建立。2020年底，在餐饮、邮政快递等重点领
15、域上海2020 年 10 月上海市关于进一 步加强塑料污染治 理的实施方案禁止和限制部分塑料制品的生产、销售和 使用；至I2021年，全市一次性塑料制品 消费量明显减少，替代产品敛唯广；到 2023年，全市塑料制品生产、回收处置等 环节的管理制度基本建立。限塑监管、处罚加强；大型超市均不可提供一次性 不可降解塑料袋c至!J 2025年底，全省地级以上城市建成区山东省2020 年 10 月山东省进一步加强塑料污染治理实加力安、和沿海县城（市、区）建成区等上述区域 的集贸市场禁止使用不可降解塑料袋。鼓 励有条件的地方，在城乡结合部、乡镇和山东省主要城市限塑普及率提高，农贸集市、小商 超等区域仍待深
16、入推进。她力案农村地区集市等场所停止使用不可降解塑他。北京2020 年 12 月北京市塑料污染 治理行动计划（2020-2025 年）到2022年，塑料污染治理政策标准体系 初步建立；到2023年，全市重点场所、 重点沿线塑料污染基本消除；到2025年， 塑料污染治理制度全面建立。限塑政策循序开展，过去一年里北京市在餐饮、外 卖、快递等重点领域取得明显进展。政府为推进限 塑政策进度已开始规划可循环快递包装规模化应用 试点；摸索社区菜市场塑料袋使用情况；加强限塑 监管力度等.政策监管力度加强，政府联合企业逐步建立降解塑河南省2022年2月河南省城市生活 垃圾分类管理办注、自3月1日政策实施起，依
17、法禁止生产、 销售和使用不可降解的一次性塑料制品。料溯源体系，推出溯源码和联盟标识，追溯塑料制品生产企业，减少不可降解塑料产品追查难等问题，/Zx/推进禁塑进程。资料来源：各省政府官网、公开资料收集、申万宏源研究注：政策落实情况根据最新网络公开信息收集，数据收集截至日期为2022年5月。1.1.2 欧洲：政策明晰，最严法令进入执行期欧盟最早开始实施限塑政策在2015年，政府提出在2019年底欧盟成员国的民众年 平均塑料袋消耗量必须低于90个/年，到2025年该数字将下降至40介/年。随后，欧盟委员会于2019年颁布史上最严禁塑令，从2019年7月1日开始，欧盟成员国需要 逐步减少使用餐具、盘子
18、、吸管、饮料搅拌器等10项塑料制成的产品，而到2021年，上 述产品必须达到全面禁止使用传统塑料生产。另外,欧盟也明确其他产品未来降塑指标，1） 包装制品，欧盟计划到2025年，所有包装制品要将传统塑料的使用量降低20%,且实现 可重复使用或可回收、可再生；并且将材料回收再利用成分提升至30%。2）塑料瓶领域， 政策指出到2029年欧盟成员国必须做到塑料瓶回收率达90%;到2030年，塑料瓶中可 再生材料使用占比不低于30%。图2:欧盟禁塑政策实施时间和范围政目标2。21 年起，金anuHura 2029年相，ek抬改变产品“收望的设计、堡产、 使用麻窜1收的方式.202的3达月.mmmas
19、wscram的审 等.次佞EMS.出田解甲 料，发愁8?不乙蛭食笈容器 用杼子.汶些用品榆2025”前.法致具体目标包2030对起，S2O3OIA 设波所可生；糊吟 3o%im生j*分.WBttmWMPS%, 8n30%.资料来源：中国农产品质量安全网.IPIF2020.申万宏源研究注：欧盟21年全面禁止的10项一次性塑料制品包括棉签、餐具、盘子、吸管、搅拌器.气球棒，以 及一些由发泡聚苯乙烯制成的产品（杯子和食品、饮料容器）和所有氧化性可分解塑料制品.1.1.3 美国等：相对滞后，力度不及欧洲美国多个州颁布禁塑令，响应全球限塑、禁塑计划。2020年美国纽约州和华盛顿 州宣布禁止一次性塑料袋，
20、正式打响禁塑战争第一枪；2021年，美国纽泽西、夏威夷 及檀香山等地区陆续发布下一阶段禁塑政策，其中夏威夷及檀香山地区禁塑政策最严，宣 告从2022年1月1日开始，所以供应商将禁止再提供一次性容器、餐盘、聚苯乙烯容器 等产品。随着各个州的禁令开始，预计禁塑政策在美国其他地区将逐渐展开。限塑逐渐成为全球焦点，各国政府已制定相应方针。从其他国家来看，塑料污染的问 题已经成为各国主要关注对象，2019年韩国、新西兰等均开始对塑料袋、塑料制品实施限 制和禁止的政策。2021-2023年加拿大、澳大利亚等国家开始加码禁塑政策力度，加拿大 政府公告到2021年底全国将会禁止使用一次性塑料袋、餐具、吸管、搅
21、拌棒等产品；澳大 利亚宣告到2023年时，将逐渐淘汰一次性塑料制品.全球对未来塑料污染清零计划已 逐渐达成共识，随着传统塑料淘汰，替代品市场空间逐步打开.表3:美国及其他国家限塑法案国家/地区政策规定美国纽约州2020年10月19日起，实施禁塑令，禁止超市杂货店使用塑料袋.美国华盛顿州 2020年起禁止使用一次性塑料袋.美国夏威夷及 第一阶段：2021年1月1日起，包括餐厅、酒吧、外妗等视顷供应商将禁止提供购塑料袋及抛弃式餐具. 檀香山第二阶段：2022年1月1日开始，所有供应商将禁止提供一次性塑料容器、餐盘、碗、聚苯乙烯容器等.自2021年11月起不主动提供塑料吸管；2022年5月开始禁止面
22、积在185平方米以上的商店和餐厅提 美国纽泽西州 供塑料袋、纸袋和保丽龙容器；在2038年禁止运输包装常用的保丽龙填充物；2044年全面限用塑料饮料 瓶.美国德拉瓦州 自2021年1月1日起禁用购物用塑料袋。美国费城 自2021年7月1日起禁用塑料袋。*4一政府宣布在2021年底全国禁用多项一次性塑料，包括购物用塑料袋、餐具、吸管, 搅拌棒、六瓶装的饮料加拿大环以及难回收的食物容器.一= 2019年1月1日起，大卖场及超过165平方米超市全面禁用一次性塑料袋；2030年前，减少50%的塑 韩国料垃圾.新西兰2019年7月1日起，大小商超全面禁止一次性塑料袋.澳大利亚2023年全澳范围内逐渐淘汰
23、一次性塑料制品。冰岛到2021年全面禁止使用塑料袋.印度到2022年消灭所有一次性塑料产品资料来源：Greenpeace.申万宏源研究1.2哪些可降解材料会脱颖而出？目前市场上可降解塑料可分为“石油基和“生物基两大类型。两者区分方式主要 以生产原料划分.石油基可降解塑料是以化石能源为原料生产，主要包括PBS （聚丁二酸 丁二醇酯）、PBAT （聚己二酸/对苯二甲酸丁二脂）、PCL （聚己内酯）等。而生物基可降 解塑料是以玉米、秸秆等生物基材为原料，主要包括PLA （聚乳酸）、PHA （聚羟基烷酸 酯）等.生物可降解材料性能各异，相较下PLA和PBAT工艺相对成熟，具备更高经济效益是 当前传统塑
24、料市场的主要替代品。D从材料性能和力学性能来看，PLA的强度、耐久度、 模量等数据都接近传统塑料，可用作塑料的替代品，但是聚乳酸的耐热性能不好，同时由 于材质较脆耐冲击性能不良，所以需要通过不同改性方式后才能使用；PHA是一种通过微 生物发酵而成的材料，其弹性高，擅长用于食品容器等领域；PBS的性能一般，介于PE和 PP之间，虽然可以直接作为塑料加工使用，但是由于生产PBS的聚合过程中会带有少量未 反应的丁二酸，从而容易老化；PBAT材料具有良好的伸展率和韧性，易于吹膜，被广泛用 于一次性包装等；PCL拥有较低的熔点，Tg通常为-6CFC,非常柔软，具有极大的伸展性可 用来制作各种薄膜产品，但
25、由于结构柔软，强度低无法作为支架材料.表4:可降解塑料及传统塑料性能及对比部分生物tb出量RJ王初障廨对比项目行科PLAPHAPBSPBAT PCLPEPSPP PET望耐热性低高I成膜性能中等较容易周i 容易低低容易容易高较高 高较高容易中等容易容易力学性能硬度高低较低低低低较局i局力学强度高低较高低低低高较高高耐久性高较低中等中等较低高高局高透明度高较高较低低中等高高较高高拉升强度 (Mpa)50403025654045.535.958.6断裂伸长度 (%)364006207308001.43505.5拉伸模量 (GPa)3.453.5-3.031.313.45Izod冲击强 度(J/m)
26、16-6045-21.448.126.7弯曲模量 (Mpa)382840004002000280900340014002650玻璃化温度 ()57-6215-32-30-60-120102-2074般形温度 ()55-100-56/4782-/47110767熔点()135-175160-17210011560130-165270资料来源：海正生物公开发行说明书，丰原生物官网*生物降解塑料研究院、申万宏源研究注1:由于传统塑料的种类较多，各种塑料的性能差异较大，上表中选取应用规模较大的传统塑料进行列示；注2: PBS生产原材部分来源于生物质材料，将生物基丁二酸与石油化工来源的丁二醇单体进行聚合
27、得到。2)从生产工艺和经济效益来看，相比其他生物可降解材料，PLA和PBAT的售价最 低，且生产工艺相对成熟，产能领先。PLA和PBAT的原料成本和工艺成熟度突出.PLA 的原材料主要以玉米和秸秆为主，材料成本相对较低。此外，其生产工艺已经逐步成熟， 可实现大规模生产，2020年全球聚乳酸产能已上升至39.46万吨/年，占据生物降解材料 主要产能份额。PBAT的核心原料为BDO,近来受大宗涨价和BDO产能阶段性紧缺， BDO价格浮动较大，长期看，其经济效益和工艺成熟度依旧高于其他可替代新型材料，根 据可降解塑料专委会数据，21年PBAT的售价在2-3.25万元之间，最高售价仍低于除PLA 外的
28、可比材料，并且2020年PBAT产能已达到28.49万吨/年，未来仍有望继续扩。其他 生物可降解材料在生产工艺和成本控制等方面均有不足。PBS受限于核心原材料丁二酸 产能紧缺，原材料售价高达2万元/吨，导致生产成本较高。PHA和PCL则是由于生产 技术仍不成熟。企业在生产PHA时受限于聚合物脱挥分离环节，产物分离纯化难度大；而 在生产PCL时，企业仍面临原材纯度提高难，生产过程易爆炸等难点。因此，技术匮乏限 制了 PHA和PCL的产能释放，缺乏大规模替代的经济效益。表5:生物可降解塑料全球产能、价格对比PBAT石化材料-PTA （精 对苯二甲酸）、己 二酸、BDO （丁二醇）BDO市场需求大
29、于（共给，勤口双控28.52-3.25将石油化工来源的单体共 聚制得政策，石油、煤材 使用受限等因素， 导致BDO原料价 格涨价15.228.3丁二酸、石化材料-BDO （丁二醇）将生物基丁二酸与石油化丁二酸和BDO供PBS工来源的丁二醇单体进行 聚合得到给紧张，丁二酸售价高达2万/吨8.629399.8133-4.5PHA活性75泥发酵和 转基因植物（微生 物发酵）将碳源直接发酵和提纯制 得，只能在细胞体内合成技木在聚合物脱挥 分离环节受阻，产能紧缩2.952.533.595.1-6.2PCL石化材料-苯酚、 环己酮将石油化工来源的单体共 聚制得产能紧缺，仅少数 企业能够生产-42-4.5资
30、料来源：海正生物公开招股说明书、百度百科、前瞻产业研究院、申万宏源研究注1:由于PCL产能较少未公布全球产能情况；注2:可生物降解塑料的市场价格来源于降解塑料专委会披露的2021年市场平均成交价格数据；传统塑料的市场价格来源于 Wind披露的塑料出厂价格；综合来看，由于传统塑料及各类生物降解塑料性能各异，且部分可降解材料应用场景 差异较大，导致各类材料不能够直接替代。但是，在实际运用中，不同的可降解材料能够 通过改性按照特定比例共聚来满足可降解塑料的替代需求.因此，综合考虑最优性能和最 具经济效益的生物可降解材料来看，PLA和PBAT在众多可比材料中脱颖而出，被市场广 泛使用，而相较两者，PL
31、A是最具双碳”意义的材料。13 PLA等可降解塑料替代空间广阔传统塑料市场庞大，PLA等可降解塑料迎广阔替代需求。以中国市场为例，中华环保 联合会塑料循环普惠专委会报告显示，2019年我国初级形态塑料产量为9574.1万吨，塑 料制品产量为8184.2万吨，产量相当于世界总产量的1/3.若聚焦一次性塑料产品来看, 塑料袋、快递塑料包装、以及农用膜占据最大的使用量：1） 一次性外卖餐具：根据YOUNG 财经报道，2019年外卖行业共产生90万吨垃圾，其中塑料占比为60.1%,约54万吨；2） 一次性塑料袋：根据中国塑协塑料再生利用专业委员会的数据显示，我国每天使用塑料袋 约30亿个。截至2019
32、年，塑料袋年使用量已超过400万吨；3）快递包装：根据前瞻 研究院，2019年全国快递业务总量达635.2件，其中塑料包装占比为33.5%,如果依据快 递塑料平均单耗40.87g计算，19年快递塑料包装总消耗为87万吨；4） 一次性吸管：根 据新华网报道，19年我国塑料吸管使用量约460亿根，每年塑料消耗量约3万吨；5）农 用地膜：根据国家统计局，2016-2019年我国农膜一直在减少，2019年农用膜产量为85.2 万电 综上所述，2019年合计主要一次性塑料用品消耗量约629.2万电 占塑料制品总产 量8%。我们预计未来随着政策在2022筋口 2025年两个时间节点开展，生物可降解材料 渗
33、透将快速提升，PLA作为市场主流替代品将迎来广阔市场需求.图3: 2019年一次性塑料产量及占比其他灵料制品使用占比一次性则使用占比快递包装一次性吸农用地时外卖盒一次性堡料袋资料来源：中华环保联合会塑料循环普惠专委会、中国塑协塑料再生利用专业委员会、新华网、前瞻产业研究院、国家统计局、申万宏源研究注：选取2019年作为参照年的主要原因系2020年限塑政策已开始执行，生物可降解材料已有加速渗透 传统塑料市场的迹象，因此以2019年为参照更能准确分析未来生物可降解材料的市场空间。2 .短期丙交酯产能和技术是胜负手2.1 政策刺激需求拐点，市场化动力不足PLA是可完全生物降解的新型绿色塑料。PLA由
34、玉米、秸秆等生物质为原料，经过微 生物发酵制成乳酸，作为制造聚乳酸原料的产业环节；聚乳酸中游环节主要承担以乳酸为 原料提取丙交酯，以及丙交酯聚合形成纯聚乳酸后通过复合改性形成下游所需求的复合改 性聚乳酸.由于聚乳酸和传统塑料性能接近，通过改性后的聚乳酸下游可以在膜袋包装、 一次性餐具、3D打印材料、医疗辅助器材等众多领域使用。另外，PLA使用后置于对堆肥 条件下可快速降解为CO2和H2O,随后在光合作用下又可以生成淀粉，被利用于下一次聚 乳酸的生产，形成聚乳酸碳循环经济.图4:聚乳酸碳循环产业链资料来源：海正生物公开发行说明书、申万宏源研究目前聚乳酸生产的主流工艺是两步法全球聚乳酸制作工艺包括
35、三类，分别为两 步法、一步法、以及回收法.1)两步法”是当前市场主流生产工艺，其原理 是将乳酸单体缩聚脱水并由两分子乳酸环化得到丙交酯后，再将丙交酯开环聚合得到聚乳 酸。目前该工艺在市场上使用最广泛，但由于工艺流程长、技术壁垒高，多数企业被卡在 丙交酯生产环节，难以突破瓶颈。2)“一步法又名直接缩聚法，指在脱水剂的存在下, 乳酸分子相互之间的羟基和陵基发生直接缩合脱水反应产生聚乳酸的一种合成加工工艺， 其优点在于单体转化率高，加工工艺简易，因此生产成本较低。3) PLA的化学“回收法”， 该工艺可再细分为三类：热裂解法、水解法及醇解法。该方法主要是将PLA高分子解聚到 其单体分子结构，再经纯化
36、分离，后续可重新聚合成PLA；或解聚成其他小分子衍生物。 面对未来怎样合理处置聚乳酸废品，回收法或是最优的解决办法.聚乳酸合成工艺工艺图解优点缺点两步法3芮爻BJLB与西爻开环含二少温制得的聚乳酸肥成弓簸 高，分子量可以达到上百 万，比较适用于规模性工 业化生产.相比于一步法而言两步法生产加工工 艺流程较长、生产成本较高.一法单循引饵较高，加工工 艺简易也无需经过中间体 的纯化，因此生产成本较 低。游离乳酸.水、彳氐聚物和丙交酯相互之/ 叁 eA ,CM,-HjO/ 的间存在平衡。反应产生的水等副产品在 黏性熔融物中较难去除，反应难以向正 方向进行。一步法较难得到高分子量的 聚合物，得到的聚合
37、物分子量一般较 低，仅为数万，且一般含带颜色。表6:聚乳酸生产工艺回收法实现回收利用小循环，是技术壁垒高，仅光华伟业等少数企业能自然资源得到充分利用够实现rPLA再利用资料来源：科学网、材料世界网、聚合猫、国家知识产权局、申万宏源研究注：光华伟业掌握回收法为一种回收聚乳酸制备精制级丙交酯的方法国内聚乳酸产能紧缺，价格高企，限制应用场景的拓展。2021年全球聚乳酸产能大约 50万吨/年，而国内产能仅18.45万吨/年.另一方面，根据我们预测，2022年我国可降 解塑料市场空间预计将超过120万吨.供需错配叠加原材料涨价等因素影响下，PLA价格 居高不下。2021年，我国PLA平均成交价约在2.5
38、-2.9万元/吨之间，售价大幅高于传 塑料每吨0.55-1.4万元的价格。此外，低经济效益也限制了 PLA前期大规模的推广，减缓 PLA市场化替代进程。图5: PLA售价显著高于传统塑料资料来源：海正生物公开发彳五兑明书、申万宏源研究表7: 2021年全球聚乳酸产能统计（单位：万吨/年）企业名称所属地区产能Natureworks美国15TCP荷兰10Synbra荷兰5Teijin日本1Hycail芬兰0.5Uhde-lnventa-Fischer德国0.05国外产能合计31.55丰原生物中国10海正生物中国3.45中粮科技中国3同杰良中国1光华伟业中国1国内产能合计18.45全球产能合计50资
39、料来源：海正生物公开招股说明书、前瞻产业研究院、申万宏源研究 注：2021年国内产能均为“两步法工艺，约18.45万吨。政策刺激PLA需求释放，行业迎来第一波犷产。在全球限塑政策逐渐落地的大背景下， 拥有聚乳酸生产能力的企业开始大规模扩产。根据市场不完全统计，在未来3-5年内，预计 全球PLA新增产能将达到270万电 其中我国聚乳酸新增产能为252万吨。预计随着限塑 政策在国内不断推进，扩产迅速的丰原生物、海正生物等龙头企业将率先占领市场，享受 政策红利.表8:未来3-5年全球聚乳酸产能统计（单位：万吨/年）企业名称所属地区备注Natureworks美国7.5 年产7.5万吨聚乳酸项目预计于2
40、024年投产国外在建产能合计丰原生物17.5 -预计2022年上半年，在安徽的聚乳酸产能增加30万70吨；另外在内蒙古和山东分别规划有30万嘛口 10万 吨聚乳酸产能浙江友诚“ 以甘蔗渣为原材料年产75万吨乳酸和50万吨聚乳酸 项目（公司或采用一步法工艺生产聚乳酸）会通股份2021年4月28日，会通新材签订年产35万吨聚乳酸 35项目投资合作协议，拟建设35万吨聚乳酸产能，其中一期5万吨聚乳酸产能建设周期为3年联泓新科截至2021年底，已完成28万吨聚乳酸项目备案，其 28中13万吨聚乳酸项目已进入建设阶段同杰良中国20 30万吨乳酸+20万聚乳酸+10万吨聚乳酸纤维线（15 万吨聚乳酸采用两
41、步法工艺）海正生物截至21年，公司2万吨聚乳酸已处于试车阶段，1.05 18万吨产能处于产能爬坡；未来拟规划年产能15万吨聚乳酸项目，预计2024年投产扬州惠通,八扬州惠通10.5万吨聚乳酸项目环评获批一期产能3.5 10.5万吨金丹科技10按照公司42211规划。公司拟建10万吨聚乳酸项 目万华化学7.5聚乳酸项目进行到中试阶段金发科技3 3万吨/年聚乳酸项目在建国内在建产能合计252 -荷兰10年产10万吨聚乳酸工厂预计于2024年投产TCP全球在建产能合计270 -资料来源：海正生物公开招股说明书、化工在线, 前瞻产业研究院、申万宏源研究 注：国内在建产能采用两步法工艺的产能约197吨；
42、数据统计截至日期为2022年5月。2.2 国内已突破丙交酯技术“卡脖子”丙交酯技术壁垒高，是制约产能扩张的关键环节。丙交酯是采用“两步法”工艺时， 合成聚乳酸的中间体，也叫乳酸的二聚物。其主要生产方式是以乳酸为原料，乳酸需要在 120-135时自酯化，在减压下除去缩聚产生的水，以打破平衡，使反应有利于缩聚。接 着用氧化锌作为催化剂，在真空条件下蒸储得到丙交酯。整个制备过程涉及工艺环节繁多， 且生产环境复杂。根据丙交酯产业现状及关键过程技术难点（佟毅等，2020当代化 工第9期），丙交酯生产技术难点主要体现在点：1）反应器材质要求苛刻目前用于丙交酯的生产温度为140 210。（:之间，过程中会产
43、生高浓度乳酸，其反应 物腐蚀性很强，需要在缩聚、解聚反应器以及物料输送泵和管道等关键单元用上耐高温、 耐腐蚀的特殊材质，且在负压环境下材质要有一定的耐久度。同时因为产业化生产要求控 制成本，材质的成本不宜过高.2）反应体系黏度过大无论是缩聚反应过程中的寡聚乳酸体系，还是解聚反应中的寡聚乳酸体系，在反应过 程中流量逐渐减小，黏度逐渐增大，这个过程会显著阻碍体系生成物的挥发，从而抑制反 应向正向进行。而且体系会形成黏度更大的釜残，釜残在温度降低之后很难采用泵连续排 料的方式排出，容易堵塞管道，使整个连续化生产失败。需要采用具有特殊功能的蒸发反 应器和泵装置，克服体系黏度大，反应产物无法及时挥出的障
44、碍.3）反应条件难以控制整个反应须在负压环境下进行.由于设备较多，系统与外界的接口也多，从而导致系 统密封难的特点，须要借助系统真空度较高的真空泵，但真空泵负荷过高容易造成设备老 化，故需要经过改良的真空系统来维持整个体系的负压。此外，体系的热交换方式也要经 过慎重选择，高压蒸汽热交换无法达到较高的温度，而醇热油或电加热方式又成本较高， 且对缸体材料有更高的要求.故该体系的反应条件需要多种设备协调配合或者巧妙设计真 空系统.4）催化剂难以选择目前催化剂主要面临问题包括：部分催化剜由于是粉末状固体，与乳酸难以完全互 溶且很难直接加入真空系统，最终影响丙交酯收率；金属类催化剂易在丙交酯内形成残 留，不利于绿色环保的理念，必须严格控制金属残留量；有机服类催化剂不含金属元素， 是未来极具发展潜力的绿色催化剂，但此类催化剂尚未在世界范围内广泛使用，其化学性 能和经济性还有待于在工程放大实验中进一步验证.5）综合收率难以提高，工艺路径需优化设计如果要显著提高丙交酯综合收率，须对整个丙交酯工艺路径进行重新设计，识别每个 环节的设备参数对产物综合收率的影响，从而妥善选择每个步骤的反应器和反应条件。目 前，用乳酸生