2022年聚乳酸行业发展现状及未来趋势分析.docx

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1、2022年聚乳酸行业发展现状及未来趋势分析1 .降塑令持续升级,PLA迎需求拐点1.1 第一梯队:中、欧政策度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。由于吸管、 方便袋、地膜等需求刚性,未来替代品市

2、场空间广阔。1丄1中国:国家和地方持续推进,各省进度不开展全国限塑,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。.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”一关于进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

3、布后,国家商务部、国家邮政局等部门出台相关法案, 全力支持禁塑政策。图7: 2016-2022年玉米价格（单位:元/电 截至日期2022年4月20日）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

4、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

5、推进。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个/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、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

6、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9: 2015-2021年玉米及秸秆产量1.1.3 美国等:相对滞后,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,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

7、,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。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

8、 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。图10: 2021年市场普遍路径计算聚乳酸生产成本（单位:万元/吨）当条弟留库生物可降解材料性能各异,相较下PLA和PBAT艺相 对成熟,具备更高经济效益是当前传统塑料市场的主要替代 品。1）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

9、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60,非常柔软,具有极大的伸展性可 用来制作各种薄膜产品,但由于结构柔软,强度低无法作为支 架材料。2）从生产艺和经济效益来看,相比其他生物可降解材 料,PLA和PBAT的售价最低,且生产艺相

10、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外的可比材料,并且2020年PBAT产 能已达至28.49万吨/年,未来仍有望继续扩。其他生物可降 解

11、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。图11:全产业链覆盖下PLA的理论成本（单位:元/吨）玉米秸秆为原料甘蔗渣为原料玉米为原料020004000600080001000012000140001600018000原料成本，人工、能源、折旧及其他成本弘泰充泰智库

12、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,PLA是最具“双碳”意义的材料。1.3 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818

13、4.2万吨,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: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：19年我国塑料 吸管使用量

14、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85.2万吨。综上所述,2019年合计主要 一次性塑料用品消耗量约629.2万吨,占塑料制品总产量8% 我们预计未来随着政策在2022年和2025年两个时间节点开展, 生物可降解材料渗透将快速提升,PLA作为市场主流替代品 将迎来广阔市场需求。图14: 2020年全球聚乳酸行业产能市场结构（）-Natureworks -TCP吉林中粮海正生物用蟠他1k口厂yr 57 zfTJF2 .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

15、全生物降解的新型绿色塑料。PLA由玉米、 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。目前聚乳酸生产的主流工艺是“两步法“。全球聚乳酸制 作工艺包括三类,分别为“两步法”

16、、“一步法”、以及“回收法”。 1) “两步法”是当前市场主流生产艺,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羚基发生直接缩合脱水 反应产生聚乳酸的种合成加工艺,其优点在于单体转化 率高,加工艺简易,因此生产成本较低。3) PLA的化学 “回收法”,该艺可再细分为三类: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, 再经纯化分离,后

17、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。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2.5-2.9万元/吨之间,售价大幅高于传统塑料每吨 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15： 2021年全球聚

18、乳酸行业产能市场结构(%) Natureworks -TCP丰原生物海正生物中粮科技同杰良光华伟业国外其餌.政策刺激PLA需求释放,行业迎来第一波扩产。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270万吨,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。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“两步法艺时,合成聚乳酸的中间体,也叫乳酸 的二聚物

19、。其主要生产方式是以乳酸为原料,乳酸需要在 120-135C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14210 C之间,过程中 会产生高浓度乳酸,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

20、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碍。图17:公司1721年营收、净利润、经营性净现金 流经赛动雌净流量（百万元,左励一官收YOY （%,右轴）斗宗弟智厚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

21、,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,而導热油或电加热方式又成本较高,且对 缸体材料有更髙的要求。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:部分催化劑由于是粉 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

22、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髙丙交酯综合收率,须对整个丙交酯艺 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,用乳酸生产丙交酯提高综合收率难点在于:缩聚反应中 难以控制产生510个乳酸的寡聚体;各个环节产生的乳 酸、低聚乳酸以及高聚乳酸难以回收利用;缩聚反应和解 聚反应的产物难以分离出反应体系;单的提纯方法难以分 离出所有储分,且难以在化学纯度、光学纯度以及产物

23、收率 方面做到平衡。全球聚乳酸处于扩产期,对中间品丙交酯需求大增。全 球丙交酯产能紧缺,2019年以前国内聚乳酸生产企业的丙交 酯一直是从TCP公司购买,但随着18年12月TCP完成整条 聚乳酸产业链布局后便终止向外继续销售丙交酯,转为其生产 线自用。其他具备丙交酯生产能力的企业主要是NatureWorks, 其丙交酯产能仅能满足自身聚乳酸生产线需求。目前丙交酯 产能紧缺,掌握丙交酯技术和生产工艺的企业具备更高的产业 链价值。图18:公司1721年毛利率、净利率、ROE （摊薄）（%）一翔率 一净利率 一ROE （摊落）猛胡来皆厚丙交酯技术和产能方面,国产化替代已实现突破。自国 外企业对国内断

24、供丙交酯后,我国聚乳酸企业开始加快研发 丙交酯生产技术。到2019年底,海正生物率先打破技术瓶颈, 掌握丙交酯生产技术;随后丰原生物、金丹科技、中粮科技等 公司相继公布研发成果。截至2021年丰原生物公开信息显示, 其10万吨聚乳酸产线已分两期建成,且实现丙交酯自供; 202I年金丹科技年报显示,于22年1月已完成年产1万吨的 丙交酯生产线,且具备大规模工业化扩产的条件；中粮科技 在近期公告宣称,未来拟建设3万吨/年的丙交酯生产线,目 前产品处于中试阶段,且已有样品。伴随着丙交酯技术的逐步 成熟,国内企业有望打破技术和产能瓶颈。综合考虑未来聚乳酸产能规划,需匹配丙交酯交货能力 至百万吨级别。截

25、至2022年5月,国内虽然多家企业已具备 丙交酯生产技术,但实际产能仍处于较低位置,仅15万吨/ 年（中粮科技和光华伟业丙交酯处于在建/拟建状态,因此不 予计算）。另一方面,据我们统计,我国未来3-5年中,使 用“两步法”生产艺的企业聚乳酸产能规划在216万吨左右, 结合每生产1万吨聚乳酸需要丙交酯1.05万吨来计算,预计 未来3-5年聚乳酸产能将对应约227万吨丙交酯产能。因此, 中短期丙交酯企业扩产能力是胜负手。3 .长期PLA市场取决于成本,一体化是趋势塑料制品作为大宗商品,终端客户对价格敏感度髙。目 前多家企业已逐渐突破丙交酯技术,正加速规划产能落地, 预计未来国内聚乳酸市场将会出现3

26、-5家实现丙交酯环节大 规模生产的企业,并且将持续降低成本。应用场景的替代进度 和市场需求释放将取决于降本增效程度。在控成本方面,需 要解决主要原材料（玉米）稳定供给和一体化产能布局两大 关键环节;技术和艺升级上,研发PLA改性技术、医疗器 械等高端场景应用将为产业链带来高附加值。圏19: X型生产系统乳酸rPLA中间体（丙交酯/己内酯）生物医用3D打印生态纤缰次性降解制品石油开采水处理医药农药电子清洗聚氨酯髪丙爆酸脂当完未来驾库3.1 乳酸和原材料环节是远期降本和扩产抓手聚乳酸产业链扩产,带动对玉米需求大幅提升。根据不 完全统计,截至2021年全球乳酸产能达115万吨/年,其中, 中国乳酸产

27、能约52万吨/年。预计在未来3-5年国内乳酸产能 新增361万吨,届时国内乳酸产能将达到年产413万吨的产能。 若依据生产1吨乳酸需要消耗1.5吨玉米来计算,国内乳酸企 业对玉米的需求量将从?8万吨/年跃升至619.5万吨/年。国内玉米供需紧平衡,价格或保持高位运行。根据农业 农村部市场预警专家委员会（2022年4月）对中国农产品供 需形式预测,21/22年（21年10月到22年9月）我国玉米 产量约为27255万吨,同比增长1189万吨;进补充2000万 吨;总消费28770万吨,延续紧平衡状态。具体来看,需求 端缺口增大:1）饲料方面,1季度生猪存栏量在减产,未来 随着猪价回升,猪周期需求

28、复苏,将带来玉米饲料新增1700 万吨的需求;2）玉米传统深加工领域需求走弱。受玉米价格 高企,深加工企业利润下降等影响,抑制其后期开工率;此 外,国家宣布将严控燃料乙醇生产,政策管控将进步降低深 加工需求,对玉米需求压带来一定缓解。供给端紧张加居: 1）国内受疫情管控影响,东北、华北部分玉米主产区物流受 阻,北方港口玉米库存偏低,玉米供给受限;2）国际方面, 俄乌冲突持续,乌克兰作为全球第四大玉米出口国,21年对 外出口 3161万吨,约占全球出口总量的16.85%,而中国为其 主要出口国,21年我国进乌克兰玉米823万吨,占总进 额约29%。俄乌冲突或影响乌克兰玉米生产和出口,加大我 国玉

29、米进压。3）玉米种植成本上升,21-22年,我国玉 米种植成本持续上升,21年国内地租增幅约35-50%,化肥上 涨30%,而上涨趋势一直延续到22年。另一方面,国家一号 文件明确强调保障农民种粮利润,导致成本向下游传导,从 而抬升整体玉米价格中枢。因此,综合来看,22年我国玉米 或延续紧供需平衡态势,由于多因素扰动,预计国内玉米市 场价格仍将保持在高位区间运行。减少对玉米依赖,拓宽秸秆等原材料品类。目前,理论 上可替代玉米的乳酸生产原料包括玉米秸秆、甘蔗渣、木薯、 甜菜等。若从废料利用、经济效益、原材产量、技术可行性 来看,玉米秸秆有望成为未来理想的乳酸生产原料之一。图20:公司产业布局1）

30、技术进行到中试阶段桔秆生产乳酸技术已进入中试阶段,技术难点有望突破。 玉米秸秆的主要成分为纤维素（32%36%）、半纤维素 （35%40%）及木质素（17%20%） 纤维素是由葡萄糖组成 的大分子,多糖纤维素和半纤维素可以通过处理得到发酵原料 还原糖类,进而发酵生产乳酸。目前,开发桔秆的主要难 点在于生产过程中酶的添加量、生产成本控制等问题。不同 的酶添加量对秸秆的处理结果不同,国内对于秸秆发酵作为碳 源的研究尚处于早期。当前国内涉及该项技术研发的公司包 括凯赛生物、星汉生物、丰原生物等,并且前两者研究已经 走到中试阶段,而丰原生物已建成1000吨/年玉米秸秆生产乳 酸的工业示范项目,公司公告

31、称,预计到2025年有望实现秸 秆生产聚乳酸系列产品。2）原材料供应充裕玉米秸秆产量充足,业使用仍具较大空间。根据国家 统计局数据,2015-2021年我国玉米产量均保持在2.5亿吨/年 以上,假设草谷比例为1.25:!计算,15-21年玉米秸秆产量不 低于3亿吨/年。从回收率和利用率来看,目前全国秸秆回收 率为82%,综合使用率约84%,那15-21年我国每年大约有 4725万吨以上玉米秸秆被回收后未被合理开发利用。若依据 丰原生物玉米秸秆开发聚乳酸的转换比例:生产1吨聚乳酸需 要4吨玉米秸秆原料来计算,那4725万吨玉米秸秆可以满足 1181万吨的聚乳酸产能需求。因此,面对未来国内聚乳酸仅

32、 267万吨左右的产能,玉米秸秆作为原材料备选方案大幅缓解 单一玉米原材料供给紧张局面。3）成本优势显著玉米一聚乳酸/甘蔗渣聚乳酸/玉米秸秆聚乳酸的转化率分 别为2.25吨玉米43.5吨甘蔗渣/4吨玉米秸秆可生产1吨聚乳 酸。我们假设以玉米2837元/吨、甘蔗渣360元/吨、玉米秸 秆420元/吨计算:生产吨聚乳酸时,对应玉米、甘蔗渣、 玉米秸秆为原料的成本分别为6383元、4860元、1680元。因此,在实现经济效益最高方面,使用秸秆生产聚乳酸能够 大幅优化原料成本结构。图22:公司18-21H1营收、净利润、经营性净现金流豆宗弟智库3.2 产业链一体化布局有助于降本增效聚乳酸全产业链布局,

33、有利于控制成本。聚乳酸生产成 本主要由原料、人工、能耗、折旧等成本组成。目前聚乳酸 企业在使用“两步法”生产聚乳酸时,其生产成本的计算方式 存在两种路径:1）公司掌握部分生产艺,需要对外采购乳 酸或丙交酯来生产聚乳酸,生产和成本稳定性受上游供应商 制约。乳酸为原料生产聚乳酸。根据海正生物招股书显示, 2018-2021H!年公司乳酸入库均价已从0.76万元/吨上升至 0.99万元/吨,公司纯聚乳酸销售均价约2.43万元/吨,按照 公司21Hl纯聚乳酸产品20%的毛利率计算,其生产成本大 约在1.94万元/吨,其中原料成本约占71%。中间体丙交酯 为原料生产聚乳酸。根据中粮科技问询信息,21年丙

34、交酯售 价在1.8-2万元/吨之间,原料成本较19年上升50%。参照18 年海正生物使用外购丙交酯生产聚乳酸的成本结构,即直接原 料成本占生产成本的85.85%,丙交酯成本上升至2万元时, 聚乳酸生产成本大约在2.45万元。2）成本最低路径:企业已打通原料乳酸丙交酯聚乳酸 各环节技术,配备上下游完整的产业链。在此路径下,若以 玉米为原料,且价格为2837元/吨的条件下计算,每生产1吨 聚乳酸的市场理论成本在1.58万元左右,最低可达到1.3万元 /吨。若未来能够实现秸秆或甘蔗渣替代玉米生产PLA,那么 生产成本可达到1.1-1.4万元/吨。综合比较:一体化成本在1.1-1.4万元/吨,乳酸聚乳

35、酸 1.94万元/吨,丙交酯-聚乳酸2.45万元/吨,一体化成本优势 显著。综上所述,相较当前聚乳酸2.5-2.9万元/吨的售价而言, 未来聚乳酸价格具备较大下降空间。因此,在未来可降解塑 料市场过渡到成本驱动的市场环境时,拥有先进原材成本解决能力,以及一体化产能布局能力的聚乳酸企业将会成为最终 市场角逐的胜者。图23:公司18-21H1毛利率、净利率、ROE （摊薄）（）毛利率一净利率一ROE （摊薄）豆来皆厚3.3 改性技术和降本能力打开市场空间PLA材料性能好,应用场景较传统塑料有效拓展。过去 对PLA的讨论主要集中于替代不可降解塑料实现减少塑料污 染问题,其传统意义的使用领域主要为一次

36、性塑料制品。但 PLA本身也具备些其他独特的特性,如生物相容性、良好 的抑菌性、窒息性、保暖性等。它可通过生产和加工技术的 改进,或者后期改性,使得PLA具备某些独特的功能或大幅 度提升其综合性能,从而有效扩展其应用领域。举例来看, PLA已在生物医学领域得到突破性运用,根据其生物可降解 性,它被大量使用在手术缝合线中,PLA缝合线在伤口愈合 后被自动降解吸收,且无需二次手术拆线。此外,聚乳酸改性 材料也逐渐在3D打印材料领域兴起,PLA材料易于打印, 与ABS相比,PLA具有更好的刚性和类似PC的强度,且无 须封闭腔体,低收缩率,不翘边、不开裂,可以打印大尺寸的 模型等。未来PLA的应用领域

37、有望随创新工艺的成熟不断打 开,并且随着PLA成本有效控制和性能有效改进,其创新应 用需求市场将进步扩大。4 .国内厂商弯道超车,行业进入高景气区间4扩产高峰将至,行业进入高景气区间2021年聚乳酸迎行业拐点,国内企业开始弯道超车。聚 乳酸发展起源于国外。20世纪50年代,杜邦公司最先完成 “两步法”工艺,并制得聚乳酸材料。到20世纪80年代,聚 乳酸开始被广泛运用于医药领域,随后国外企业借助先发优势, 不断拓展其应用范围,完善聚乳酸技术。发展至今,国外部 分公司已经抢占全球主要的市场份额。根据数据统计,截至 2020年美国Natureworks和荷兰TCP公司合计拥有全球聚乳 酸产能73%。

38、国内聚乳酸的应用起量主要受限塑政策推动, 国内PLA企业发展迅速,技术瓶颈突破后已开始大规模扩产。截至2021年,我国聚乳酸产能市场份额已从20年7%跃至 37%,国产企业加速崛起。图25: 18-22Q1营收、净利润、经营性净现金流经营活动现金净流量（百万元,左轴）营收YOY （%,右轴）.-a库高景气区间厂商普遍享受0红利,3-5年竞争重心将往降 本提效转移。经过本轮扩产,国内将完成完整的产业链布局: 成本优势显著的一体化布局厂商有4家,分别是Nature works. TCP、丰原生物、光华伟业，而2-5年后有望上 升至9家,国内如同杰良、金丹科技、中粮科技等已在建设 一体化产能。贴近终

39、端需求端且掌握丰富聚乳酸改性技术 的公司有3家,分别为光华伟业、海正生物和中粮科技,同杰 良也在积极研发储备该环节。我们预测2年一3年时间窗口期 内,扩产速度快的厂商普遍能享受B红利。但3年后随着国 内各环节产能落地,市场竞争将显著加剧,尾部或将出清:随 着产能集中释放,供给速度加快,对价格冲击度大,市占 率提升能力（大宗商品需求+控制成本能力）及垂直场景拓展 能力（高端需求+改性合成等应用端研发能力,适用医疗、3D 打印等场景）将成为控本和应用端研发能力将成为市场胜负 手。4.2 2025年降塑令下PLA大宗需求208万吨2-3年内行业扩产驱动主要是禁塑令推进,根据国内 关于进步加强塑料污染

40、治理的意见中,“禁塑的关键 时点、限塑地区、限塑产品等条件,以及供给释放进度,对 22-25年的PLA市场空间进行预测。预测内容主要包括一次性 塑料袋、一次性餐具、快递包装、农用塑料膜、一次性吸管 五个板块。1） 一次性塑料袋市场空间:塑料袋消费主要发生在超市、商场、集贸市场、小商店、 外卖打包以及家用等场景。假设塑料袋使用量与我国除汽车 以外的社零消费总额成正相关,但与限制政策（特指收费限制 型政策,客户需付费购买塑料袋）为反比,因此假设我们预测 2021-2025年塑料袋消耗量增速为7%/3%/4%/4%/4%。各地可 降解塑料袋的渗透率逐步推进,推进顺序为省会一地级市县城一乡村,假设21

41、-25年,可降解塑料在一次性塑料袋的渗透率为 12%/18%/30%/35%/40%o图26: 18-21Q1毛利率、净利率、ROE （摊薄）（）号率 净利率 ROE （雑薄国泰未来智库2）快递包装业务:全国快递业务量预计到2025年我国快递业务会达到1500 亿件,22-25 CAGR为7%。此外,根据前瞻产业研究院调查, 2019、2020年全国塑料包装快件占比为34%和35%,我们假 设22-25年塑料包装快件的占比为35%;另一方面,经研究院 计算,一次性塑料的使用量约为40.87g/件,结合政策实施时 间和地区,从2022年开始,可降解塑料逐渐开始渗透,22- 25假设可降解塑料在快

42、递领域渗透率为22%/43%/58%/63%3） 一次性餐具：一次性餐具在政策中实施分为两个特定区域,1）餐饮 堂食,2020-2025年主要限塑区域;2）外卖服务,限塑从 2025年开始逐渐趋严。由于一次性餐具主要运用领域为外卖 服务,所以一次性餐具的渗透率到2025年有望加速提升。 根据前瞻产业院预测的外卖交易额和平均单笔订单金额计算 21-25年订单数量。平均每单外卖大约使用塑料约34g。同时 假设一次性堂食餐具约占外卖塑料使用量的10%,再根据政 策实施城区和时间,我们预计21-25年可降解塑料在一次性餐 具领域的渗透率为8%/9%/10%/20%/50%o4）农用塑料膜:农用薄膜方面

43、,目前国内政策主要倡导农用膜回收使用、 且禁止使用厚度小于0.1毫米的聚乙烯农用地膜,鼓励使用可 降解材料。我们分析基于当前可降解塑料成本仍大幅髙于PE 等传统塑料,叠加政策强制性相比一次性塑料产品要弱,因此 预计该领域可降解塑料渗透要到2023年才能逐渐显现,该类 市场有望在产能瓶颈解决后,也就是25年后有望加速提高渗 透率。我们预计2023-2025年其渗透率为1%/3%/5%。TCP Natureworks金丹科技丰原生物京粮龙江宁夏启玉图27:金丹科技全球产能排名第三时Galactic瑞士 JungbunzJauer河南星汉山东百旗山光弘泰先来皆厚5) 一次性吸管:根据政策显示,从20

44、20年底开始,我国将全面禁止使用 一次性吸管,吸管市场有望成为限塑令首先完成的领域。市 场数据显示,每年我国吸管使用量达460亿根,约3万吨。 PLA材料高售价导致前期选择使用纸吸管的客户较多,而后 期虽然PLA价格下降,但随着竹吸管等新型生物基材料进入 市场,将会成为多种新型材料共存局面。假设未来对吸管的 需求不变,保守估计21-25年可降解塑料在吸管领 域的渗透率在 20%/30%/40%/45%/50%。综上我们预计到2025年,国内限塑令有关的可降解塑料 市场空间达411万吨,CAGR (21-25)达61.5%。到2025年预计我国PLA降塑令相关大宗需求将达208 万吨。目前,可降

45、解塑料市场主要被传统淀粉基(占比 32%)PLA (32%)、石油基PBAT (23%)可降解塑料占 据。从PLA的力学性能数据来看,由于其易注塑和挤出,难 吹塑成膜的特性,聚乳酸主要用于生产一次性餐具和吸管, 而在生产薄膜类产品时一般采用PLA与PBAT溶液共混的方 法,加入一定比例PBAT和增溶剂,改善PLA的机械性能。 相关研究表明,按重量比例,PLA:PBAT=60:40时,两者性 能已得到互补;当比例为50:50时,薄膜微观形貌更均匀、 致密。从成本角度来说,近5年PLA成本略高于PBAT,未 来随着PLA规模化生产带来的成本降低,竞争力有望加强, 我们预计在2022/2025年,P

46、LA在一次性餐具和吸管领域的 渗透率分别为50%/80%和60%/90%;在一次性塑料袋、快递 包装、农用地膜领域,2022/2025年PLA渗透率为30%/45%。 综上所述,2022/2025年我国政策覆盖领域的PLA市场需求将 分别达40万吨和208万吨,CAGR (22-25E)预计达到 72.8% 图28： 2018-2021年公司分产品营收占比(%)5.重点公司分析5.1 光华伟业:3D打印材料龙头,积极布局降塑令赛道 公司是新三板挂牌公司,所属层级为基础层,采取集合 竞价交易。2016年4月公司在新三板挂牌,同期公司被誉为 中国好材料“3D打印行业领军企业”；2021年公司成功入

47、选广 东省专精特新“小巨人企业。公司是3D打印材料全球龙头企业。公司成立于2000年, 以生物降解材料的合成起家,掌握乳酸丙交酯聚乳酸相关制 造技术,具备丙交酯、聚乳酸、聚己内酯、乳酸脂等环境友 好型生物材料以及改性材料的生产能力;公司持续挖掘聚乳酸 的应用场景,产品范围从早期的可降解材料,拓展至可降解 材料、改性制品、以及3D打印材料并行的产品矩阵。公司 3D打印整体解决方案能力突出,3D打印增材ESUN品牌在 全球占据第一的市场份额,其工业级和消费品3D打印均处于 中高端水平。公司加速业务扩张,销售规模稳健提升。收入端: 2020/2021年公司营业收入分别为2.06/2.74亿元,同比增

48、长 46%/33%;归母净利润为0.16/0.13亿元。同比增长456%/- 17%营收明显增长的原因主要系降塑令等政策刺激、以及 终端应用场景多样化带来市场规模进步提升;同时,公司 继续优化营销渠道,开发索尔维、雷孚斯等合作方,进步扩大产品品类。2021年公司归母净利润下滑主要系汇率损失和 海运费上涨。盈利端:近三年,公司净利率、ROE （摊薄） 波动较大,2019/2020/2021公司净利率分别为2%/8%/5%。公 司主要以出口为主,采取美元结算方式,受汇率和原材料成本、 海运等影响,导致近年盈利指标出现明显波动。图32:公司聚乳酸&乳酸产能（单位:万吨）140 120 -100 80 11860 40 -20 -15乳酸,现有产能在建产能公司掌握聚乳酸产业的“卡脖子”技术,拥有丙