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「600584资金流向」中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会

白色污染是人类社会发展的一大挑战。21世纪以来,全球出现了退化的趋势。2020年,中国正式由“限塑”转为“禁塑”,国内可降解产业进入快速发展时期。需求空间大,供给格局雏形尚未出现。我们相信,2021年,可降解行业将迎来一个“黄金时代”。

抽象的

为了解决白色污染,塑料限制政策是超重。塑料污染,又称白色污染,是指塑料制品被丢弃,使用后变成固体废物而造成的污染。随着经济的发展,白色污染已经成为人类面临的一个主要问题。21世纪以来,一种退化趋势从发达国家开始,并逐渐蔓延到发展中国家。世界主要国家相继出台了相关政策。随着2020年《关于进一步加强塑料污染治理的意见》的发布,中国正式加入“塑料禁令”行列,进入可降解时代。

可降解市场前景广阔,成本控制决定了可降解市场的天花板。2019年,中国塑料制品产量达到8184.2万吨,其中可降解塑料实际消费量仅为4.4万吨,占比不到1%。展望未来,我们认为可降解塑料的主要应用场景包括快递、外卖、超市购物、农膜等领域。根据计算,我们预测,到2022年底,中国对可降解塑料的需求将增加到70.8万吨,到2025年将进一步达到174万吨(CAGR为78%),具有很大的发展潜力。可降解塑料种类繁多,实际推广需要充分考虑性能和性价比。降低成本的速度和程度决定了推广进度。目前,PBAT(聚对苯二甲酸丁二醇酯-己二酸酯)和聚乳酸(PLA)是两个极具发展潜力的产品。

PBAT是石油基可降解塑料的明星产品,2021年进入爆炸第一年。目前,海外PBAT在规模和技术上都领先于国内企业,有巴斯夫、诺华蒙特等代表性企业。随着国内科研机构和企业投入的不断增加以及国内生产企业的升级,我们相信2021年有望进入大规模扩产的第一年,计划中的新增产能将在三年内突破200万吨(到2020年底约17万吨)。我们相信国内各大企业没有技术障碍。目前,成本控制能力强、化工产能大的企业有望在2022年后逐步胜出。从长远来看,关注万华、华丰等化工巨头需要在PBAT布局上取得进展。

PLA是生物降解塑料的代表产品,技术门槛有望成为高利润的护城河。聚乳酸(PLA)是一种由玉米等农作物合成的新型可生物降解材料,受丙交酯高科技门槛的限制。NatureWorks、Total Corbion等外国公司仍是全球领先的供应商。目前国内有浙江海正、丰源生化、金丹科技(报价300829)等少数企业,已逐步放开全流程。考虑到进入门槛高,我们相信未来两年PLA有望保持较高的盈利能力。

在全球限制和禁止塑料的背景下,2021年对可降解塑料的需求将进入高速发展阶段,我们相信可降解行业具有突出的投资价值和机遇。与相对明确的需求不同,行业的供给格局尚不明朗。我们认为选股的逻辑应该着眼于当下(技术突破、先发优势等。)和对未来的憧憬(企业质感,大能力等。).

风险

政策进展低于预期;企业可降解项目建设进度低于预期。

主体

可降解塑料:解决白色污染的最佳选择

塑料污染又称白色污染,是指包装袋、农用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品造成的污染。使用后被丢弃并变成固体废物。传统塑料制品主要以聚乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物为主,200年难以降解。目前,传统的塑料垃圾处理方法有填埋、焚烧、再生造粒和热解四种。填埋塑料会严重阻碍地下水的渗透,其添加剂也会对土地造成二次污染;燃烧塑料会产生有害气体;回收造粒会将可回收塑料分解成颗粒,再制成塑料,但不适用于塑料膜等层压塑料;热解是利用塑料中有机物的热不稳定性,通过加热将其分解。然而,塑料废弃物的处理仍然存在几个问题:1)产量巨大,但回收利用很少。根据环境署2018年的报告,全球生产了90亿吨塑料产品,其中只有约9%得到回收。2)废塑料分类困难。3)废塑料综合处理成本高。

图表:塑料污染严重

中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会

来源:百度图片,CICC研究部(引用号601995,诊断学)

政策指导,全球退化趋势

可降解塑料是指塑料的大分子链在特定环境下被光或微生物切割成小分子,最后变成水和二氧化碳的一种塑料。它是通过添加一定量的添加剂(如淀粉、变性淀粉或其他纤维素、光敏剂、生物降解剂等)制成的。)在生产过程中使材料稳定和下降根据降解机理,可降解塑料可分为三类:光降解塑料、生物降解塑料和光生物降解塑料。2019年生物降解塑料应用需求总量近120万吨。应用领域方面,西欧主要用于垃圾袋、购物袋、包装材料;美国主要用于垃圾袋、购物袋、医用材料、农膜等。在标准方面,我国与生物降解相关的标准与国际标准基本同步。目前有40项国家标准和行业标准,其中产品一般技术要求标准11项,特定产品标准21项,树脂相关标准7项。

为了控制白色污染,近年来,世界上许多国家都出台了一些政策,包括征收塑料增值税或费用,禁止或限制传统塑料袋的使用,以及通过立法推广可降解塑料。其中,欧美发达国家和地区起步较早,意大利于2011年全面禁止使用非生物降解塑料,美国于2002年要求实行国家制度

定生物可降解农用塑料,亚洲大部分国家在2019年陆续开始实行限塑令。我国也采取了多项措施,2007年颁布“限塑令”,2018年颁布第一个生物降解农用覆盖薄膜国家标准,2020年颁布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,在多个场景中禁用不可降解塑料,实现从“限塑”到“禁塑”。据联合国环境规划署调查显示,目前全球限制一次性塑料制品使用的国家或地区至少有67个,2019年全球新开展限塑令国家超过15个。随着全球及中国的限塑和禁塑政策的逐步落地,可降解塑料凭借其短期内降解和对环境无害等优势,对传统塑料的替代空间巨大。


  图表: 全球可降解塑料政策梳理


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  资料来源:前瞻网,各政府网站等,中金公司研究部


  可降解塑料介绍


  塑料制品可依据可降解性和原材料来源分为四大类。目前,世界各国对于塑料污染问题的关注逐渐加深,各种形式的环保政策不断出台,随着“限塑”的观念在全球逐渐达成共识,可降解塑料制品被推向了时代风口。可降解塑料主要有石油基和生物基两种,顾名思义其原材料分别来源于石油和生物制品。由于化石能源的不可再生性,生物基塑料制品逐渐走入大众的视野。随着技术的发展,可通过改性和共混等方式提高生物基塑料的性能,使其可以在硬度、透明度、强度、耐热性的方面媲美石油基塑料。


  图表: 塑料产品类型分类


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  资料来源:欧洲生物塑料协会,中金公司研究部


  可降解塑料种类众多,性能各异。(1)淀粉基塑料,是对淀粉改性后,使其变成热塑性淀粉而得,具有耐热性较低,成膜性较好,价格低的特点。(2)PLA,又称聚丙交酯,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物,具有硬度高、力学强度和耐热性能较高、成膜性能差等特点,且价格较低。(3)PHA,是由很多细菌合成的一种胞内聚酯,其耐热性、力学强度、耐水解、成膜性等性能优异,对降解环境要求低,但价格高。(4)PBS是由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成而得,PBSA是丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物,它们与PHA性能类似,但价格更亲民。(5)PBAT是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,兼具PBA和PBT的特性,延展性、断裂伸长率、耐热性等较好,但只有在堆肥接触特定微生物时方可发生降解,价格较低。


  图表: 可降解塑料的主要性能差异


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:CNKI,中金公司研究部


  图表: 2018-2024E全球生物塑料产能


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:欧洲生物塑料协会,nova-Institute,中金公司研究部


  图表: 2019年全球不同类型生物塑料产能


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:欧洲生物塑料协会,nova-Institute,中金公司研究部


  市场前景光明,成本控制决定可降解市场天花板


  2019年我国塑料制品产量达到8184.2万吨,约占全球总产量23%左右。其中我国仅塑料袋年使用量即超过了400万吨,此外外卖和快递行业的加速发展正在加剧这一问题。与此形成鲜明对比的是,2019年我国可降解塑料实际用量仅4.4万吨,可降解塑料在塑料制品中占比不足1%。由于工程塑料对性能要求更高、且回收更为容易,我们认为可降解塑料的推广将更加依赖于民用领域。我们根据不同终端需求以及相对应的渗透率测算,我们预计至2022年末我国可降解塑料需求提升至70.8万吨,至2025年进一步达到174.0万吨。


  图表: 可降解塑料需求测算


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:万得资讯,中金公司研究部


  可降解市场前景光明,快递、外卖、购物袋等诸多领域有望加速推广普及


  线上消费普及,快递包装替代需求旺盛


  随着网购的逐渐普及,快递包装成为我国塑料包装的主要使用领域之一。根据国家邮政局数据,2019年,我国完成快递业务量635.2亿件,同比增长25.3%。为防止编织袋、塑料袋和封套等包装对环境造成严重污染,2018年颁布的《快递封装用品》系列国家标准首次提出“快递包装宜采用生物降解塑料”。2016年以来,菜鸟网络、京东等平台也制定了支持生物降解塑料发展的措施。在政策引导和相关企业的双重作用下,生物降解塑料对传统塑料包装制品替代空间巨大。


  根据央视财经,2019年全国快递消耗塑包装180万吨[1],我们据此测算快递件对塑料的单位消耗量约为30克。考虑到我国快递行业仍以两位数的高速增长,同时我们假设可降解塑料使用占比的持续提升,我们测算2022年国内快递消耗可降解塑料约为35.7万吨,2025年进一步提升至94.9万吨。


  图表: 快递中塑料应用场景


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:垃圾分类APP,中金公司研究部


  图表: 中国快递业务量


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  资料来源:万得资讯,中金公司研究部


  外卖增长迅猛,一次性餐具替代需求潜力大


  在忙碌的城市生活中,外卖逐渐成为人们重要的饮食方式。根据美团研究院及中国饭店协会发布的报告,2019年我国外卖市场交易金额将达6035亿元,同比增长30.8%。由于外卖广泛使用一次性餐具,涉及袋、碗、汤勺和汤杯等塑料制品,这使得塑料制品的使用量大幅增加。2017年6月,美团外卖、行业协会及多家餐饮品牌共同发起《绿色外卖行业公约(绿色十条)》,推动使用绿色餐具。考虑到生物降解塑料可有效解决这一问题,我们认为其市场需求有望快速增长。


  据艾瑞咨询,2019年中国餐饮外卖产业对应约144亿笔外卖订单,以外卖包装50万吨塑料消耗计算,平均单笔外卖对塑料的消耗量约为35克。考虑到外卖的环保政策推广力度更大,我们假设2022/2025年可降解塑料渗透率分别为15%/30%,届时对应拉动可降解塑料需求分别为13.0及34.6万吨。


  图表: 外卖中塑料应用场景


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  资料来源:puworld,中金公司研究部


  图表: 中国外卖收入规模


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  资料来源:艾瑞咨询,美团,中金公司研究部


  商超、集贸等场景购物袋需求平稳,可降解渗透率亟待提升


  自2008年国内推广“限塑令”以来,超市、商场的塑料购物袋使用量降幅明显,从顶峰100万吨左右下降至70万吨左右。由于部分场景仍保留基本需求,我们预计商超使用塑料袋已经难以大幅下滑。在此背景下,可降解塑料袋对部分传统塑料袋替代仍有较大发展空间。塑料购物袋主要应用场景为商超和集贸市场,我们判断商超渗透率提升速度将高于集贸市场渗透率。根据各自的渗透率假设,我们预计2022/2025年在购物袋领域的用量分别为6.5和13万吨。


  图表: 商超塑料应用场景


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  资料来源:puworld,中金公司研究部


  传统农膜污染严重,行业替代空间广阔


  地膜是农业生产的重要物质资料之一,地膜覆盖可以显著提高土壤温度、防止土壤水分蒸发、提高肥效、保持土壤疏松等。但目前国内多使用传统聚乙烯薄膜,在自然环境条件下难以降解,加之缺乏有效的治理措施,废旧地膜在农田土壤中逐年增多,污染持续加剧。主要危害表现在残膜阻碍土壤水分的渗透,降低土壤通透性;残膜与根系直接接触,阻碍根系伸展,影响作物生长,引起作物减产。2015 年以来,农业部启动了“全国生物降解地膜评价试验”专项,3年的试验结果显示,生物降解地膜是传统聚乙烯地膜良好的替代者,具有良好的应用前景。


  根据智研资讯,2017年国内农用塑料薄膜产量为268万吨,考虑到行业整体增速较为缓慢,我们预计2020及2025年将小幅增长至293万吨及308万吨。相较于其它应用领域,我们认为农膜领域相对推广较慢,预计2022及2025年渗透率分别为3%和5%,对应需求为9.1和15.5万吨。


  图表: 农业塑料应用场景


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:百度图片,中金公司研究部


  图表: 农用塑料薄膜产销情况


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  资料来源:智研咨询,中金公司研究部


  成本控制是可降解渗透率提升关键


  可降解塑料价格显著高于传统塑料,降本成其推广关键。目前主要的可降解塑料如PLA、PHA、PBAT等的价格分别在1.6-3万元/吨,4万元/吨,1.4-2.5万元/吨,大约是PE价格的2-5倍,PCL的价格甚至达到7万元/吨,是PE价格的9倍;而传统的不可降解塑料如PP、PET、PE等价格较低。可见目前可降解塑料的价格显著高于传统的不可降解塑料,较高的生产成本是可降解塑料推广的主要障碍,也是生产企业的重点突破方向。


  图表: 可降解塑料与传统不可降解塑料的价格对比


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:CNKI,卓创资讯,中金公司研究部


  石油基可降解塑料—聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)


  PBAT是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。PBAT属于热塑性石油基的生物降解塑料,兼具PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)的特性,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和力学性能,是一种全生物可降解塑料,在堆肥等接触特定微生物条件下可发生降解。PBAT的原材料是己二酸(AA)、对苯二甲酸(PTA)和1,4-丁二醇(BDO),在一定比例下合成得到PBAT,主要有三种合成方式,分别为共酯化、分酯化、串联酯化。


  图表: PBAT的主要合成方法流程图


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:流程化工网,中金公司研究部


  国内技术实现突破,即将进入大规模扩产阶段


  国内PBAT、PBS现有产能达17.1万吨/年,规划产能达超200万吨/年。海外的主要PBAT生产厂商是巴斯夫和意大利Novamont,目前产能分别为7.4万吨/年和10万吨/年,分别占全球产能约16.4%和22.2%;国内PBAT的产能大约在17.1万吨/年,其中金发科技(行情600143,诊股)、蓝山屯河及金晖兆隆的产能较大,分别为6万吨/年、3万吨/年和3万吨/年。面对广阔的可降解塑料需求,国内各大厂商积极扩张产能,未来三年规划新增产能超200万吨/年,2022年开始进入产能集中释放期。


  国内生产工艺水平仍需进步,2021年行业步入大规模扩产元年。在生产工艺方面,与国外相比,国内厂商普遍采用直接酯化法,工艺水平与海外企业仍存在一定差距,产品在高端应用领域有待突破。目前国内主要进行PBAT材料研究的既有科研院所,如中科院理化技术研究所、中科院化学研究所、清华大学等,也有化工企业,如蓝山屯河等。其中中科院理化所研究出了成本低、力学性能高、生物安全性良好的PBAT材料,并授权汇盈新材料、金晖兆隆和悦泰生物等公司进行生产;蓝山屯河、中科院化学所等均具备自主研发生产能力。


  图表: 全球PBAT、PBS企业产能


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:生物降解材料研究院,中金公司研究部


  产业链:上游为PTA、BDO、AA等单体,供应过剩、原料充足


  PBAT上游原材料为PTA、BDO、AA,原材料成本占比大。PBAT属于石油基可降解材料,其上游原材料为PTA、BDO、AA等单体,由于PBAT需要在堆肥环境下降解,其下游包括垃圾分类回收及降解处理产业。生产1吨的PBAT,需要0.4吨PTA、0.43吨BDO和0.35吨AA。在PBAT生产成本中,原材料成本占约72%,其次为单位设备折旧成本,第三为人工成本。


  图表: 2019年PBAT成本构成


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  资料来源:珠海万通环评报告,中金公司研究部


  大炼化陆续投产,PTA过剩周期来临。精对苯二甲酸(PTA),是石脑油通过提纯、提炼得到对二甲苯(PX),在催化剂作用下,氧化并经加氢精制、结晶、干燥等步骤得到PTA。目前全国PTA产能较高,2020年产能和产量分别为5696万吨、4938万吨,分别同比增长17.3%、10.3%。PTA的下游产品主要是用于涤纶长丝(52%),其次为聚酯瓶片(17%)和聚酯切片(14%)。随着大炼化的陆续投产,各企业目前的PTA扩产产能已达3300万吨/年,较当前产能约扩产60%。随着这部分产能在未来3年内陆续投产,PTA可能阶段性进入产能过剩时期。


  图表: PTA产能产量开工率


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  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  图表: 2019年PTA下游占比


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  图表: PTA未来扩产规划


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  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  开工率低,BDO产能长期过剩。1,4-丁二醇(BDO)是一种无色或淡黄色油状液体,其下游应用包括PTMEG、PBT、γ-丁内酯等,2019年各自消费占比分别为54%、27%、13%。我国BDO产能长期处于过剩状态,2020年全国BDO产能达到216万吨/年,四年年均复合增长率为6.1%;然而,2020年开工率仅为57%,较2016年开工率已下降14.17pct。此外未来在建、拟建的BDO产能在百万吨以上,且装置趋于大型化,行业产能过剩问题日益严重,PBAT作为BDO的重要下游,其广阔的市场需求有望吸收BDO的过剩产能。


  图表: BDO产能产量开工率


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  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  图表: 2019年BDO下游占比


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  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  AA开工率长期处于低位,PBAT、尼龙有望缓解供过于求局面。己二酸(AA)是一种重要的有机二元酸,具有羧基的性质。2016-2020年,我国AA的产能从238.5万吨/年增长至271万吨/年,四年年均复合增长率为3.25%;同期开工率长期处于低位,从52.58%变化至56.58%,供给远大于需求的情况一直未得到改善。下游应用方面,AA主要应用在PU浆料、鞋底原液、其他类弹性体、PA66等,消费占比分别为41%、23%、16%和12%。而PBAT作为新兴下游,其需求爆发有望缓解AA供大于求的局面;同时国内己二腈突破在即,2022年后尼龙高速增长可能进一步带动AA需求。


  图表: AA产能产量开工率


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  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  图表: 2019年AA下游占比


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  资料来源:卓创资讯,中金公司研究部


  生物基可降解塑料—聚乳酸(PLA)


  聚乳酸又名聚丙交酯,是一种新型生物可降解材料。聚乳酸不仅具有聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等石油基材料的实用性能和成型加工性能,而且具有良好的生物降解性、生物相容性和生物可吸收性。聚乳酸在降解过程中,主要以水解为主,不需要辅以特定水解酶,降解后生成二氧化碳和水再次进入生态循环,不会对环境造成污染,是世界公认的环境友好型新材料。


  图表: 聚乳酸生产和降解流程图


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:欧洲生物塑料协会,中金公司研究部


  聚乳酸(PLA)为主要生物基可降解塑料之一,市场份额占比最大。根据BCC Research数据,2019年聚乳酸市场份额预计占生物基可降解塑料的70%。聚乳酸以其优良的特性和广阔的应用范围,可逐渐替代纤维、医用材料、包装材料等石油基塑料制品,实现生物降解,消除目前困扰世界各国的“白色污染”问题。包装是生物基塑料主要应用行业,医疗健康或成为未来主要增长驱动。根据BCC Research统计数据,包装仍是聚乳酸等生物基可降解塑料最主要的下游应用行业,且远高于其他,2019年包装行业使用生物基可降解材料大约84.5万吨。值得注意的是,由于聚乳酸等材料拥有独特的生物相容性以及其他可以媲美石油基降解材料的物理属性,进而在医疗行业得到快速的发展,2014年至2019年的复合增长率高达50.4%,并且在未来仍将给整体需求带来增量。


  图表: 2019年各类生物基可降解塑料市场份额占比


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:BCC Research,中金公司研究部


  图表: 生物基可降解塑料的主要下游应用


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源::BCC Research,中金公司研究部


  聚乳酸理论合成路线主要有两种,“二步法”为目前主要工艺合成路线。直接缩聚法:又称“一步法”,此方法的优点在于乳酸单体转化率较高,合成路线简单,不需要经过中间体的纯化,因而成本较低。但是因为在反应过程中会有水的产生,目前还没形成分离水的有效方法,因此会影响聚乳酸的分子量及其微观分布,最终导致无法获得高品质、高分子量的聚乳酸产品。目前国内仅同杰良公司采用“一步法”制备聚乳酸。开环聚合法:又称“二步法”,此方法在于先使用乳酸反应获得低聚物,解聚生成中间体—丙交酯,再通过丙交酯开环缩聚制备聚乳酸。此方法制备的聚乳酸在分子量、微观结构方面都可控、可调,因此成为目前市场中主要制备聚乳酸的方法,但同时因为工艺流程中需要涉及丙交酯的纯化过程,工艺流程相对复杂、冗长,直接导致生产成本的增加。


  图表: 聚乳酸制备方法


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:CNKI,中金公司研究部


  海外聚乳酸企业龙头地位显著,国内企业加速布局


  技术壁垒高,国外聚乳酸龙头企业占据全球大部分市场份额。国外主要生产聚乳酸的企业有美国嘉吉的NatureWorks公司、法国Total公司和荷兰Corbion公司的合建公司,这两家企业产能分别为15万吨/年和7.5万吨/年,是全球的龙头供应商。目前,导致两家公司占据大部分市场份额的主要原因在于聚乳酸行业的技术壁垒,其拥有聚乳酸制备中间体—丙交酯的高纯度、低成本制备工艺。


  国内企业逐步突破技术限制,加速布局聚乳酸产能。目前,我国聚乳酸生产规模最大且掌握丙交酯生产核心技术的企业为浙江海正生物,拥有4.5万吨/年产能且在建生产线投产后,我们认为公司整体产能将扩大至12万吨/年。国内企业集中度初步显现,聚乳酸相关专利数远超其他国家,多家企业开始积极实施产业链布局。其中,金丹科技联合南京大学,掌握有机胍催化制备丙交酯—聚乳酸的技术,并投资建设1万吨/年丙交酯生产线,我们预计在未来3-5年内产能再扩大10万吨/年。


  图表: 全球聚乳酸生产企业产能


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:生物降解材料研究院,中金公司研究部


  供不应求,国内聚乳酸价格持续上涨。随着“限塑令”等环保政策落地,可降解塑料成为传统塑料最主要的替代产品,聚乳酸的价格自2019年以来一路水涨船高。根据《每日经济新闻》报道[2],2019年初,聚乳酸的单价大约为1万元/吨,到2019年底再涨至3万元/吨,目前聚乳酸的单价飙升至4万元/吨[2]。价格的上涨原因来自于市场缺口的扩大,目前国内聚乳酸对于进口产品依赖较大,国内名义产能27.1万吨,实际有效产量远低于此。


  图表: 国内聚乳酸进出口数量


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:万得资讯,中金公司研究部


  产业链:农作物加工制乳酸,丙交酯技术为核心


  上游农作物原料可选种类多,玉米为最好农产品(行情000061,诊股)品种。目前,聚乳酸主要通过乳酸脱水制得丙交酯,再开环缩聚生成高分子聚乳酸。根据CNKI资料,1吨聚乳酸所需乳酸原料为1.37吨,理论产率为73.0%。乳酸一般通过蔗糖或者葡萄糖发酵制备,其产率较高为93.2%。对于蔗糖或葡糖糖的获取,可选择的上游农作物则相对较多,甘蔗和甜菜作为制备蔗糖的原材料,分别需要11.31吨甘蔗或9.19吨甜菜即可获得1.47吨蔗糖;葡萄糖则来源于淀粉,淀粉可通过加工玉米、小麦或者土豆制备,1.47吨葡萄糖需要1.67吨淀粉,对应农作物原料的数量分别为玉米2.39吨,小麦6.54吨,土豆9.26吨。综上所述,玉米为生产乳酸、丙交酯、聚乳酸最好的农作物原料之一,制备1吨聚乳酸或者1.37吨乳酸仅需2.39吨玉米,理论聚乳酸、乳酸产率分别为41.8%、57.3%,为所有农产品中最高。


  丙交酯中间体制备技术为工艺核心。目前,掌握高质量丙交酯制备技术且形成聚乳酸生产规模的企业全球仅三家,分别为NatureWorks、Total-Corbion和浙江海正。NatureWorks产能最大,并且拥有乳酸生产能力,其生产线生产的丙交酯产品均自给不外售。同样,Total-Corbion在近年投产了聚乳酸生产线后,所有丙交酯产品停止外售,但是因为Total-Corbion暂时未拥有自主乳酸生产线,受制于原材料的供应短缺,其7.5万吨/年聚乳酸生产线中,产量仅为2.5万吨/年。我国浙江海正的工艺技术主要来自于长春应化所,目前其丙交酯产量可实现部分自给。


  丙交酯的纯度将直接影响到所制备出的聚乳酸分子量,只有高光学纯度的聚乳酸才可以在分子量、微观结构实现可控、可调,进而影响相关产品的物理和化学属性,因此丙交酯纯化技术为聚乳酸行业竖起了较高的技术壁垒。在生产过程中,要求丙交酯中游离酸浓度小于0.063%,否则不能合成分子量高于10万的聚乳酸。


  图表: 聚乳酸生产所需原材料情况


  中金:顺应时代趋势,掘金可降解塑料产业投资机会


  资料来源:CNKI,万得资讯,中金公司研究部(价格为2020年全年均价)


  投资建议


  全球限塑禁塑背景下,可降解塑料需求2021年步入高速发展阶段,我们认为可降解行业具备突出的投资价值及机会。与需求相对明确不同,行业供应格局暂未明晰,我们认为选股逻辑应当着眼现在(技术突破、先发优势等)+展望未来(企业质地、做大能力等)。


  来源:中金公司


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