巴西国家化学公司(Braskem)近日公布的数据显示，全球生物基聚合物年产量已突破100万吨，迈过一个具有标志性的门槛。随着技术的不断进步，现在生物基聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)产品性能已经与石油基产品不相上下，聚碳酸酯(PC)等工程塑料的生物基产品商业化也已提上议程。弗里多尼亚(Freedonia)集团最新研究报告也显示，全球生物塑料需求量将显著增加，比如2016年前美国生物塑料需求量年均增长率就将达到20%，到2016年，美国生物塑料需求量将达到25万吨，超过2011年的两倍，其中非降解生物塑料需求量将近一半。生物基塑料工业的发展似乎不再是雷声大雨点小。
聚烯烃成本开始具有竞争力
生物基聚乙烯(PE)是目前商业化进展最顺利的生物塑料产品，也是全球产量最大的生物基塑料。目前，生物基PE约占生物塑料28%的市场份额。尽管与石油基PE相比，目前生物基PE因生产成本较高，使其售价高出石油基产品15%~20%，不过对于一些特定的目标市场，这样的价格仍然可以被接受。有业内人士表示，随着越来越多的生物基PE生产商进入市场以及技术的进一步发展，生物基PE售价偏高的问题有望得以解决。
比如，美国陶氏化学和日本三井化学分别出资50%，计划在巴西建设世界上最大的生物聚合物投资项目，该厂将于2015年投产，每年生产35万吨的PE树脂将用于软包装、保健和医疗市场。有分析认为，该合资公司的经营范围涵盖从甘蔗到生物高分子的整个产业链，因此生产成本有望接近石油基产品。
Braskem除利用当地的甘蔗乙醇为原料来生产乙烯和PE之外，还积极推进生物基聚丙烯(PP)商业化生产，目前正在建设的3万~5万吨/年的生产厂，预计2013年投产。德国朗盛公司此前表示，将采用Braskem公司的生物基丙烯生产合成橡胶。目前日本马自达公司已经开始探索将生物PP应用于汽车行业，计划到2013年推出部分采用纤维素PP材料的汽车。
随着生物基聚烯烃应用范围的扩大，其商业化进程将稳步推进，业内人士指出，由于具有和石油基产品相同的性能，生物基聚烯烃产能未来将持续扩大，并稳居全球生物塑料产量第一的宝座。
PLA应用范围有望扩大
聚乳酸(PLA)是全球应用最广的可降解生物基材料。作为聚苯乙烯的绿色替代产品，PLA已经被用于制造酸奶杯和其他食品容器、塑料袋等。由于有稳定的应用，PLA装置的规模也普遍在10万吨级，NatureWorks位于美国的14万吨/年PLA生产装置已平稳运行多年，普拉克公司在泰国7.5万吨/年PLA生产装置今年2月也已投产。此外，NatureWorks还将在泰国建设一个14万吨/年的PLA生产装置，计划于2015年投产。
尽管性能稍差和生产成本较高仍制约着PLA的进一步商业化推广，但业内依然比较看好PLA的前景。不少专家认为，目前PLA的成本依然有下降空间，而通过与石油基产品共混或者添加改性剂，可以提高PLA的性能。技术的不断改进，也让PLA自身的性能有了很大提高。比如，在今年4月，普拉克公司宣布，采用该公司独有技术后，PLA产品可以在80℃~150℃保持稳定，从而使PLA在食品包装的应用范围进一步扩大。
PET商业化试点工作起步
与生物基聚烯烃相比，100%的生物基PET商业化推广进程相对滞后，但是相关的准备和研究工作也在有条不紊地进行。
在众多食品公司的强势推动下，采用甘蔗乙烯生产的生物基乙二醇已经被广泛用于PET的生产。如今这些企业正在积极探索，采用生物质生产PET另一种合成原料精对苯二甲酸(PTA)，随之推出完全由可再生材料合成的生物基PET。
可口可乐公司已承诺，2020年该公司所有的PET容器都将100%采用生物材料。为实现这一目标，2011年12月，可口可乐公司与美国生物技术公司吉沃(Gevo)和Virent签署协议，开发商业规模生物合成对二甲苯的工艺，实现PTA原料的绿色化。
日本东丽公司也积极进行生物基PET商业化试点。2011年东丽成功利用Gevo公司的生物基对二甲苯全球首次生产出纯生物基PET。日前东丽公司与Gevo签订合同，优先购买Gevo制造的生物基对二甲苯，用于小规模生产生物基PET。东丽将通过此次合作开发生物基PET量产技术，并计划在2013年推出商业化产品。
PC、PHA前路依旧还很漫长
以生物原料生产的PC和聚羟基脂肪酸酯(PHA)等塑料产品也受到市场的关注，但要实现全面的商业化推广，依然还有很长的路要走。
以生物质生产的异山梨醇为原料生产PC的工艺与传统的化学法相比，不需要使用有毒的光气和安全性广受争议的双酚A，日本三菱和法国罗盖特公司都有计划开发此产品。但均表示其经济性和质量有待于提高。
今年年初，由于市场前景不明，ADM公司决定从与Metabolix公司合作生产的5万吨/年PHA项目中退出。据悉，目前PHA产品比同类塑料价格高出约1.65美元/千克。
(中国化工报) |
