一 世界發展現狀與前景
     可降解塑料一般分為光降解塑料、生物降解塑料、光和生物降解塑料、水降解塑料四大類。其中，生物降解塑料隨著現代生物技術的發展越來越受到重視，成為國際上研究開發的熱點。傳統塑料如聚乙烯等降解性能和生物相容性差，造成了嚴重的“白色污染”。而羰基生物降解塑料可定義為含有可降解添加劑的石油基塑料。

     目前在生物基材料中，發展最快的是生物基塑料。這種極具發展潛力的材料可望在許多應用領域替代傳統聚合物。

     生物塑料由生物聚合物制取，它與烴類聚合物不同，生物聚合物可被微生物破解并用作堆肥。2008年2月，生物塑料被認定為清潔技術工業的亮點。

     生物塑料是在微生物作用下生成的塑料，或者是以淀粉等天然物質為基礎生產的塑料。大到電視機的支架、電腦框體，小到小擺件、廚房垃圾袋等，生物塑料的身影隨處可覓。

     生物塑料不僅對環境友好，其對肌體的適應性也非常好，可望用于生產可被肌體吸收的術后縫合線等醫用產品。

     近年來，石油資源的日益緊缺，導致塑料原料價格飛漲。尤其是隨著可持續發展戰略的深入人心，解決塑料材料與環保的協調發展問題愈加凸顯。

     從材料發展前景看，天然聚合物如PLA、淀粉混配物、PHBV和聚羥基丁酸酯（PHB）將主導生物塑料市場，現正在開發更多的生物樹脂與傳統聚合物的混配物。

     隨著可生物降解塑料技術的發展，聚乳酸（PLA）、生物聚酯等生物降解材料的逐漸成熟，將推進塑料制品可生物降解化，為減少廢舊塑料制品帶來的污染，并最終實現資源和環境的可持續性發展找到出路。

    1. 美日歐鐘情于推廣生物塑料
 據美國從事市場研究的Freedonia集團的預測，美國對天然聚合物的需求年增長率為7.1%，將達到2012年17.5億磅（80萬噸），屆時市場銷售額達40億美元。因為適用性擴大，以及一些聚合物如聚乳酸（PLA）的成本具有競爭性，為此在包裝應用中將會有最大的發展機遇。Freedonia集團指出，淀物和發酵產品的需求將以二位數速率增長，將從2008年5.90億美元增長到2012年11.25億美元，這主要由于PLA、淀粉摻混物和透明質酸的適用性擴大以及生產技術改進所拉動。價格下降也將推動需求。PLA在包裝領域將有很大增長，尤其在熱成型容器方面。透明質酸的需求將由皮膚注射和成人整形外科治療的強勁需求所拉動。對纖維素醚的需求占總市場比例雖將有下降，但其仍將以4.2%的年增速增長，將從2008年11.10億美元增長到2012年13.50億美元。甲基纖維素因其在建筑材料如膠泥、灰泥、水泥漿和黏土中廣泛應用而占有一定優勢。Freedonia集團預計，蛋白質基聚合物如膠原質的需求也很強勁，從2008年起其市場年增長率將為6.9%，將達到2012年市場價值6.05億美元。

     美國Freedonia集團于2008年底發布預測報告，認為在今后幾年內美國對生物可降解塑料的需求將以年率15%的速度增長，這將使其需求量從2008年4.0億磅增長到2012年7.2億磅，屆時市場價值將達8.45億美元。據Freedonia集團公司分析，生物可降解塑料占美國2008年全部熱塑性樹脂需求量不到0.6%，但是如果其價格適中，則將面臨很大的發展機遇。據稱，不斷上漲的原油價格使生物可降解塑料應用升溫，生物可降解塑料來自于可再生資源如谷物，與石油基常規樹脂相比，成本更具競爭性。然而，預計生物可降解塑料應用增長需使其價格應繼續下降，另外，谷物價格的快速上漲也給生物可降解塑料價格的下降帶來壓力。該報告指出，淀粉基塑料的需求將以年率16.8%的速度增長，將達到2012年2.93億磅。其發展來自于樹脂混配物的改進以及一些應用領域的發展機遇，這些應用領域如復配的餐飲包裝以及食品行業用托盤和餐具。因能力擴增和樹脂性能改進而擴大應用，以及有更多加工商投入其中，聚乳酸（PLA）的需求年增長率為近20%。Freedonia集團公司預計，PLA在一些領域如熱成型食品包裝以及被褥和服裝纖維方面面臨良好的發展機遇。聚酯基生物可降解塑料的需求將以年率25%的速度快速增長，將達到2012年8000萬磅。包裝行業占2007年全部生物可降解塑料用量近3/4，到2012年將會有最快的應用增長。

     奧巴馬抑制溫室氣體排放的綠色新政正在助推基于可再生資源的聚合物應用，這將有助于提高美國生物聚合物的需求。分析人士指出，即使經濟狀況不佳，大量用戶仍都愿意購買環境友好的產品。美國業已提出新的能源和環境法案預計將包括排放交易法規或碳稅，這使人們更加重視環境。與傳統的塑料相比，生物聚合物將更受青睞。

     NatureWorks公司在內布拉斯加州Blair生產基于谷物的聚乳酸（PLA），主要用于包裝領域，該公司現已被農業大公司嘉吉公司全部擁有，已使其Ingeo品牌的PLA生產能力翻了一番，達到了14萬噸/年。PLA優于傳統塑料的優勢是其生產時溫室氣體排放極少，需用化石燃料也極少。此外，PLA使用最后處理方便，包括可化學循環回收和可用作堆肥。Ingeo品牌的PLA銷售在2008年底曾受到經濟衰退的影響，但截至2009年7月的幾個月內需求已經回暖。PLA的價格現已與傳統塑料相似。NatureWorks公司預計2010年北美的PLA需求增長率將回復到20%~30%。這意味著2013~2014年將需建設第二套裝置。

     NatureWorks公司也在開發從非食用生物質原料來生產生物聚合物，2009年7月已與Avantium公司簽約合作協議，開發第二代生物聚合物。總部在荷蘭的Avantium公司已開發出生物基燃料和塑料，該公司于2000年從殼牌公司剝離而組建。

     另外，2009年6月，嘉吉公司通過收購日本帝人公司持有的50%股份而全資擁有NatureWorks公司。帝人公司于2007年起持有NatureWorks公司股份，當時嘉吉公司前合資企業伙伴陶氏化學公司放棄了這項業務。帝人公司正在重組其產品業務，致力于開發其專有的抗熱PLA，應用于其汽車和電子產品核心市場。

     近年來，日本政府大力推廣生物塑料，這類外觀和普通塑料差別不大卻有益環境的塑料有望成為解決白色污染的途徑之一。日本政府為推進生物塑料等可再生資源的使用出臺了《生物技術戰略大綱》和《生物質日本綜合戰略》，其中提到，擴大生物塑料的使用是一項重要課題。《生物技術戰略大綱》設定的政策目標是，到2010年，20％的塑料要用可再生資源制造。

     美國咨詢公司弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan)2008年12月發布《歐洲生物塑料市場》研究報告，報告認為歐洲的生物塑料市場正處于新興發展期，即使在全球金融危機暴發之際，利用可再生的生物塑料代替石油生產塑料仍是政府和企業關注的焦點。

     歐洲生物塑料在終端的應用將越來越廣泛。目前，生物塑料主要應用在塑料袋、新鮮產品包裝和農膜。生物塑料正在逐步替代低密度聚乙烯（LDPE）和高密度聚乙烯（HDPE），應用在塑料袋中。相比其他傳統的塑料如聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）的終端市場滲透度，隨著環保意識的提高，生物塑料的需求正在增加，潛在市場巨大。

     從近年的價格比較來看，隨著PLA和淀粉基聚合物生產規模的擴大，價格已呈現下降趨勢，在未來幾年內，歐洲PLA和淀粉基聚合物的產量會繼續增加，所以它們的價格仍將下降。

     世界各國為了減少固體廢棄物，推進可生物降解塑料的應用，紛紛出臺了鼓勵應用生物降解塑料制品的相關政策。比如，德國傳統塑料征收Green Dot拋置費，而有OK Compost等降解證明的則可申請免稅或減稅,對傳統塑料回收重復使用也給予免稅優惠。此外，比利時、荷蘭、意大利、美國、日本也都制訂了有利于推廣降解塑料的相關政策。

    2. 生物塑料的優勢與前景
 生物塑料可以不同程度的進行生物降解，它為世界指明了一條不再依靠石油生產塑料的道路。而且生物塑料具有價格優勢、良好的環保性能、原料可再生等市場優勢。

     生物降解塑料由于具有良好的降解性，主要用作食物軟硬包裝材料，這也是現階段其最大的應用領域。但是由于生物降解塑料還未實現量產，要替代所有傳統塑料包裝并不現實。客戶更重視成本效益。當前生物降解塑料公司都在努力尋找一種令該材料能夠發揮最佳效果的使用方法，如延長產品的貨架壽命等，以開拓其應用領域。

     除了用作包裝材料，人們還在設法將生物降解塑料應用于高價值和高性能工程，這類應用潛力較大。目前杜邦公司、阿科瑪公司等已經涉足該領域。另外值得一提的是PLA，該產品性能改進后已越來越多地應用于汽車和電子產品市場。此外，天然纖維增強塑料在汽車內飾中的應用越來越多，下一步將在客車內部增加生物降解塑料的用量。2010年全球汽車行業消耗工程塑料約1900萬噸，生物塑料在汽車行業的應用潛力巨大。

     塑料在電子電氣市場也擁有巨大的應用潛力。除了手機制造商正越來越多地在手機外殼上使用PLA之外，可生物降解塑料還將擴大用于其他電子產品。

     農業公司是當前生物降解塑料市場上最成功的公司，因為他們能獲得低成本的原料。作為市場先驅者之一，嘉吉公司已從生物降解塑料業務中獲得了可觀的經濟效益。這些農業公司的傳統優勢不是銷售塑料，現在它們正在積極尋求同化工企業進行銷售方面的合作，以擴大目標客戶的覆蓋范圍。此外，帝斯曼等化工公司出于豐富產品線的考慮，也不斷在其產品系列中引入生物降解塑料品種。

     生物質聚合物不是石油等化石資源，而是采用以植物等可再生資源為出發物資的生物工藝制得的聚合物材料，從成為地球溫暖化原因的大氣中二氧化碳的減少、依賴石油的社會擺脫觀點考慮，是引人注目的材料。近年來，采取天然高分子的化學轉換、由從可再生資源的單體化學合成制得的生物質聚合物和以從可再生資源制造的有機化合物為碳源開發微生物產生的生物質聚合物。在這些生物質聚酯當中，聚乳酸和微生物產生聚酯，因為是熱可塑性高分子，一直作為最容易的材料期待實用化。

     普通塑料如聚乙烯、聚丙烯等合成樹脂以不可再生的石油資源為原料，且生產過程要消耗大量能源。以聚乙烯的合成為例，目前發達國家普遍采用管式法生產，生產每噸聚乙烯的物耗、能耗為：乙烯1.008噸，電力800千瓦時，蒸汽1噸，冷卻水120立方米，氮氣5立方米。國內聚乙烯生產與國外相比還有較大差距，物耗、能耗更高。而生物降解塑料是以可再生資源為主要原料，源于農作物，是節能環保型原料。在我國目前年消耗4000萬噸塑料中，如果其中的1/3用淀粉降解塑料替代，則可減少原油消耗至少1000萬噸。按上述聚乙烯合成能耗計算，則可省電80億千瓦時。根據全國能源消費總量與CO2排放總量估算兩者的轉換指標值，計算出生產每千瓦時電消耗0.4千克標準煤，排放1千克CO2，則全國每年累計節能可達320萬噸標準煤，相應減少CO2排放量800萬噸，另外還可節省大量水資源。用生物降解塑料大量替代通用塑料，僅原料合成節省的能耗就相當可觀。由此可見，生物降解塑料節能潛力巨大。

     此外，生物降解塑料的加工溫度通常比普通塑料低。以淀粉基降解塑料為例，由于在較高溫度下易急劇降解, 因此以淀粉為基材的降解塑料加工溫度通常在150℃以下，而一般聚烯烴塑料的加工溫度多在200℃左右，以此計算，相同產量的生物降解塑料的加工能耗明顯低于普通塑料。

     生物降解塑料可部分或完全替代通用塑料，達到減少合成樹脂用量、節約石油資源的目的，從而降低塑料對石油資源的依賴。目前全球年消費塑料達2.4億噸，年增長4%左右，如果其中的1/3用生物降解塑料替代，節省的石油資源及由此減少的污染排放等帶來的經濟效益不可估量。因此，生物降解塑料對石油的替代作用，可以在很大程度上保障中國能源安全，同時保障環境安全。

    生物降解材料在推行低碳經濟方面將發揮重要作用。日益嚴重的石油資源短缺、環境污染等問題，迫切需要尋找到利用可再生資源、可降解材料逐步替代石油塑料的有效途徑，低碳經濟的發展將給生物降解材料帶來新的發展機遇，生物降解材料市場的需求將呈!@#$%^&*式增長。

     生物降解塑料不僅在生產過程中有節能減排效果，而且在使用過程也具有環境友好的特征。普通聚烯烴塑料的合成會排放大量CO2等尾氣及污染物，而塑料制品大量使用，尤其是農用薄膜和包裝材料又造成了日益嚴重的白色污染。而生物降解塑料則不然，其原料來源是可以再生的農作物，農作物在生長過程中通過光合作用可以吸收CO2放出氧氣，其制品廢棄物可以在掩埋堆肥條件下完全降解成水和CO2，無污染物產生。我國已成功開發的新型降解塑料——CO2塑料，是以工業廢棄CO2和烴為原料共聚而成，其中CO2含量為31%~50%。與普通塑料相比，CO2塑料不僅利用工業廢氣CO2變廢為寶，有效減少溫室效應，而且對烴及上游原料石油的消耗也大大減少。近年來，用轉基因植物生產生物降解塑料的研究已經取得很大進展。隨著重組DNA技術的發展，未來用轉基因植物生產生物降解塑料的商業化，必將促進生物降解塑料的廣泛應用，進一步節約石油資源，減輕環境壓力。因此，生物降解塑料產業規模不斷擴大的過程，其實就是CO2減排的過程，可逐漸消除困擾全世界多年的溫室效應和白色污染兩大難題，促進人類、經濟與環境和諧發展。

     一次性處理的塑料瓶會引起環境問題。每年被處理的塑料瓶超過130億只。美國IBM公司和斯坦福大學于2010年3月10日宣布，正在開發新型有機分子用作為催化劑（有機催化劑），以用于生產新型生物可降解、有生物適應性的塑料。這一前景已發表在美國化學學會雜志《Macromolecules》上。強調了使用有機分子作為聚合反應用催化劑的發展機遇和挑戰。通過在合成聚合物化學中引入有機催化劑，科學家們在寬范圍的聚合技術和單體型態上開發了驗證的應用技術。多年研究的結果，這些開發可望引導出新的回收利用工藝，這一工藝有潛力可大大提高回收利用能力并使常規的PET聚酯和植物基塑料可重新利用。這一工作的重點在于開環聚合，這是利用金屬氧化物或金屬氫氧化物催化劑可實施的主要方法。而研究表明，有機催化劑顯示出的活性可與大多數活性金屬催化劑相媲美。

     隨著PLA等可生物降解塑料材料的應運而生，在原有聚乙烯等傳統不可降解塑料制品中加入適量PLA等生物材料制成的塑料制品，既可部分實現生物降解，原有的力學性能又沒有明顯的改變。這一技術突破為解決廢舊塑料制品污染找到了一條新途徑，也為塑料價值鏈帶來了新機遇。

     生物塑料和普通塑料共混使用，在日本已經比較普遍。如豐田汽車公司的塑料零部件中，30%使用了可生物降解塑料，70%為傳統塑料。這樣既提高了塑料部件的可降解程度，成本增加又不是很大，市場接受起來也相對容易一些。日本處理塑料垃圾采用焚燒的方式，部分使用生物塑料無疑減少了二氧化碳的排放量，對環境更加友好。若以填埋方式處理廢舊塑料，這種部分降解塑料制品中仍存在不可降解的部分，其對環境的影響將因生物塑料和普通塑料共混比例的不同而變化。

 人們環保意識的提高讓生產商看到了生物降解塑料在包裝市場的機會。杜邦、嘉吉、巴斯夫等知名化學品生產商紛紛以并購、合資的方式進入該市場。鑒于目前消費者對生物降解塑料的認知度不高，未來還需要大力培育市場，引導消費者。生物降解塑料是一種新型包裝材料，塑料與包裝生產商需要聯合起來宣傳并引導消費者接受這種環保材料。

    3. 各國公司加快投身生物塑料研犮與應用

    3.1. 美國
 美國塑料混配物生產商普力萬公司全球生物聚合物部指出：盡管不同產品和市場存在較大差異，但從整體上看，這一市場仍將以二位數速率增長。當今這一增長速度與可混配和可生物降解生物聚合物相維系。生物聚合物現占普力萬公司總銷售額小于1%，但公司將發展新產品，繼續擴大其所占的份額。生物聚合物是普力萬公司的策略增長平臺之一，因為它符合公司的可持續發展戰略。普力萬公司將大力發展現有的生物聚合物，如PLA（聚乳酸）、PHBV（聚-3-羥基丁酸戊酸共聚酯）和淀粉混配物，以及有高含量生物衍生物的工程熱塑性塑料和熱塑性彈性體。

     美國普立萬公司一直在為提高生物塑料的耐高溫性能而努力。該公司推出了其開發的、改善了材料抗沖擊性并可在100℃以上加工使用的可生物降解塑料技術。耐高溫產品的推出，使生物塑料在家用塑料制品中大規模應用成為可能。普立萬與全球領先的家居和辦公室配件供應商合作推出了可生物降解的浴室配件。該產品采用了普立萬開發的PHBV（聚羥基丁酸戊酸共聚酯）為基礎的生物降解材料，讓牙刷架、浴室盒、浴室杯、定量分配器、肥皂盒及浴桶等在保留原有設計和質量標準的情況下更加環保。

     最近，美國嘉吉旗下的NatureWorks公司用100%可再生植物資源為原料生產的英吉爾天然塑料及纖維，在生產工藝上取得了重大突破。新產品比老產品的二氧化碳排放量減少60%，能源消耗也降低了30%。據NatureWorks的宣傳材料稱，該產品“既滿足了市場對塑料和纖維產品兼具功能性及環保性的需求，也使公司在環保方面又向前邁進了一大步”。

     NatureWorks公司看好生物塑料應用前景，其應用將包括軟包裝和硬包裝以及食品器具、飲料包裝、紡織品、無紡布和不斷增長的耐用塑料市場。例如，美國快餐食品制造商Frito-Lay公司于2010年推出采用Ingeo生物塑料包裝的快餐食品。

     2009年5月，NatureWorks公司也在美國內布拉斯加州Blair生產裝置增設了設備，使生物塑料生產能力翻了一番，達到了140噸/年。Blair生產裝置也采用了新的生產工藝，進一步降低了裝置的二氧化碳排放和能耗。

     杜邦公司加快推銷生物基聚合物，截至2009年5月底，該公司已使其高性能、源于可再生的工程聚合物幾條生產線實現了商業化，這些可再生工程聚合物包括熱塑性彈性體和樹脂，以及應用于汽車和運動器械的長鏈尼龍。這些聚合物至少含有20%可再生材料，并且與完全石油化工基的材料相比，性能上相同或更好。客戶用于替代使用，無需作出性能和環境上的改進。

     杜邦公司推出可再生包裝聚合物材料，這種稱為Biomax TPS的材料為可再生來源的熱塑性淀粉制造，應用于包裝行業，含有85%~90%的可再生成分，適宜于制作熱成型托盤和物品、注模部件和容器。Biomax PTT材料含有35%的可再生成分，適用于包裝用途，用于注模容器、化裝品包裝和其他常用聚酯的替代部件。

     美國從事生物科學的Metabolix公司與其合作伙伴ADM公司的生物塑料合資企業Telles公司也在美國愛荷華州Clinton建設第一套生產Telles公司Mirel生物塑料產品的裝置，這套5萬噸/年生產裝置于2009年12月建成。

     美國亞什蘭公司于2010年1月宣布，由亞什蘭高性能材料部門研發的Envirez生物樹脂已被加拿大玻璃纖維船舶生產商Campion Marine公司大批量應用，將有數百艘由Envirez樹脂制造的船舶下水。據介紹，Envirez樹脂配方中使用了一定量的大豆油和由玉米所制得的乙醇，被稱為來自可再生原料的新型樹脂。亞什蘭與Campion Marine公司2008年合作，建造了世界第一艘利用生物樹脂的船舶。該船的測試數據不僅證明了Envirez樹脂在高性能游艇船舶中的應用成功，同時表明應用該樹脂造船每年可減少10萬磅二氧化碳的排放量。據稱，亞什蘭生物樹脂表現出來的杰出性能可滿足造船的需要，它能提供更高的強度和延伸率，同時減少了對石油的依賴。它是同類原料中的首選，亞什蘭將在所有船舶上應用這種材料。亞什蘭高性能材料部門在全球不飽和聚酯樹脂及乙烯基酯樹脂市場上占有重要地位，可為客戶提供膠衣、壓敏膠、結構膠及金屬鑄造設計服務方面的先進技術。

     可口可樂公司2009年5月中旬宣布，推出PlantBottle品牌新的100%循環回收塑料瓶。這種瓶子部分原料來自甘蔗和糖蜜。該公司2009年內率先在北美試推行這種新瓶子，于2010年大規模推廣應用。可口可樂公司稱，這種塑料瓶的原料中有30%以上的成分來自甘蔗和糖蜜提取物，其他為石油基聚乙烯。

     2010年3月上旬，在瓶裝水市場出現一種新的趨勢，生物塑料瓶可百分之百來自植物制造，而不是近年出現的混合復合材料制成的瓶。新推出的經濟礦泉水瓶（eco-bottles）來自于美國綠色星球礦泉水瓶（Green Planet Bottling）公司和Keystone 瓶裝水公司。美國綠色星球礦泉水瓶公司的100%植物基瓶無毒且為碳中性，而常用的塑料瓶含有石油和雙酚A成份。它們可再利用、循環利用并且可在80天內成為堆肥。綠色星球礦泉水瓶公司表示，每生產72瓶植物基瓶，可節約1加侖石油。這些礦泉水瓶生產時使用的能源和燃料也減少65%。綠色星球礦泉水瓶公司現有16.9盎司瓶，一升和12盎司瓶也已推出。

    2.2. 西歐
     德國巴斯夫公司現在生產的生物塑料包括脂肪族-芳香族共聚酯Ecoflex，以及由Ecoflex和45%PLA組成的混合物Ecovio，兩者采用受控的混配工藝可以完全生物降解。巴斯夫公司正在其路德維希港生產基地新建6萬噸/年Ecoflex生產裝置，該生產基地現生產1.4萬噸/年生物塑料。Ecoflex開發于上世紀九十年代中期，而Ecovio開發于2006年。巴斯夫公司到2010年下半年，其在德國的上述二種生物塑料總能力達7.5萬噸/年。公司在世界上也擁有許多Ecoflex合作開發項目。并拓展Ecovio技術應用于薄膜、模塑等產品。

     荷蘭帝斯曼公司是全球生命科學和材料科學公司，該公司于2010年4月16日宣布，已推出汽車行業用兩款生物基高性能材料。帝斯曼的產品展現了生物基經濟的魅力，該產品是PalapregECO P55-01，為汽車車身零部件用生物基樹脂，這些車身零部件包括外部面板在內，另一款產品是EcoPaXX，為生物基高性能工程塑料。Palapreg ECO由55％可再生資源組成，是當今市場生物基含量最高的復合樹脂材料。工業試驗證明，帝斯曼的產品能達到高的可再生基材料含量，而不會使產品性能或生產速度有任何減小。EcoPaXX是高性能的聚酰胺，它將高熔點（約250℃）、低吸濕性和優良的耐各種化學物質性能優點組合在一起。該材料約70％基于可再生資源蓖麻油的構筑基塊。2009年，帝斯曼公司從汽車和運輸部門獲得其總的凈銷售額7％。帝斯曼工程塑料分部和帝斯曼復合樹脂分部是該公司高性能材料的二個集群部門，可為汽車行業提供減輕重量、提高性能和提高燃油效率的各種解決方案。帝斯曼致力于發展高效能、可持續的材料作為其業務內涵，為全球生物基經濟的發展作出重要貢獻。這兩款產品ECO P55-01 和EcoPaXX目前正在由汽車行業包括MCR在內的幾家客戶進行最后核準。Palapreg ECO P55-01已被用于世界第一次零排放賽車冠軍賽Formula Zero競賽的小型賽車車身制作，并已獲得一級方程式比賽協會（FIA）的批準。

    2.3. 日本
 日本三菱化學公司也加快生產生物可降解和無碳排塑料，包裝是應用的初期目標，2007~2009年已生產了超過6000噸，未來將進一步增產。

     日本東麗公司與昭和公司合作開發的以PLA和纖維素為主要成分的PLA生物塑料耐熱溫度已經達到150℃，美國伊士曼公司和日本昭和高分子公司推出的生物法聚丁二酸丁二酯已經可以作為家用電器和電子儀器等的包裝材料。總之，可生物降解塑料的耐高溫性能正在逐步提升，進一步推廣應用的條件正在逐步成熟。

     豐田汽車公司計劃到2015年，將20％的汽車塑料更換為生物塑料。豐田公司2003年首次在汽車中使用了生物塑料。一款稱為“Raum”的車型的輪胎罩和車墊，采用聚乳酸和洋麻的混合材料制作而成。不過，后來沒有在其他汽車上用過生物塑料，因為這種材料成本、性能及加工成型等方面還有待完善，豐田公司并未做好大規模應用生物塑料的準備。為實現豐田汽車公司削減CO2排放量目標，生物塑料現被寄予厚望。要使生物塑料的替代率達到20%，首先要在技術方面取得突破，以解決生物塑料在耐熱性、成型性、耐沖擊性及長期可靠性等方面的應用難題。豐田汽車公司最近已開始推進上述課題的改進研究。據稱，豐田汽車公司所用的塑料件中，聚丙烯材料目前所占比例接近50%，再加上其他幾種主要塑料品種聚氯乙烯、聚氨酯及ABS，這四種材料約占車用塑料用量的80%。到2015年，豐田汽車打算逐漸將這些材料都用生物塑料來代替，而首先將更換為生物塑料的是汽車內飾件。

     日本科研人員2008年7月底宣布開發出一種由天然纖維和生物可降解塑料制成的復合材料，新材料的強度高于玻璃纖維強化塑料，這種新材料今后有望應用于汽車和飛機上。據報道，這種新復合材料由山口大學教授合田公一等人開發，原料是生產衣服用的天然苧麻纖維和以玉米為原料生產的生物可降解塑料。制作過程是，首先使用高濃度堿性溶液浸泡苧麻，接著把苧麻和生物可降解塑料按6比4的比例混合加壓并逐漸加熱，從而制成復合材料。科研人員使用2毫米厚的薄膜狀新材料進行耐沖擊測試，結果表明新材料能耐受高達13.4焦耳的沖擊能量。而如果不經過特殊處理，用苧麻纖維和生物可降解塑料簡單混合制成的材料只能耐受最高6.3焦耳的沖擊能量。

    3. 全球生物塑料市場及前景
     按照產品生命周期來分析，生物塑料產品尚處于萌芽期和發展期，市場存在巨大增長潛力，目前正在向一些終端應用領域增強滲透力度。

     據美國BCC研究公司發表的預測報告，認為到2012年全球可生物降解聚合物市場年均增長率為17.3%。2007年需求量達到了5.41億磅（24.5萬噸），預計到2012年市場將增加到超過12億磅（54.6萬噸）。2007年的市場比2006年增長1.32億磅，增長32.3%，而需求量為4.69億磅。混配塑料袋是這一市場用量最大的部門。2007年達近2.42億磅，預計對可生物降解塑料袋的需求將達到2012年5.86億磅，年增長率為19.4%。2007年稀疏填充包裝用量為1.62億磅，并將增長到2012年2.14億磅。第三個最大的應用部門是其他包裝，包括醫藥/衛生產品、農業應用和紙張涂料。目前用量為8100磅，預計到2012年將達到2.32億磅，年增長率為23.4%。BCC表示，可生物降解聚合物雖然商業化己有20年之久，但仍處發展初期。這一市場仍不夠大，主要有幾方面問題，最主要的是價格相對較高和缺乏有效混配的基礎設施。北美的可生物降解聚合物市場不如歐洲和亞洲發展得快，但具有發展潛力。美國市場的主要驅動力是環境法規的推動，最近用可生物降解聚合物代替石油基塑料正在增長。

     從可再生資源生產聚合物的技術進步將使全球生物塑料應用不斷升溫。2008年5月初在美國Milwaukee召開的塑料工程師學會年會指出，全球生物塑料生產將從2007年26.24萬噸提高到2011年99.88萬噸。截至2008年初使用的生物塑料仍僅占塑料2.31億噸的0.7%，但減少對石油的依賴和面向環境更為友好將驅動對生物塑料的需求。同時發展生物塑料對滿足環境法規是一條重要途徑。日本政府已確定目標，到2020年使日本消費所有塑料的20%來自可再生來源。德國禁上將含有大于5%有機物含量的固體廢棄物用于埋地，這將對2012年生物塑料的推行產生影響。韓國和中國臺灣地區有類似的規定。按照農場安全和農業投資法，美國要求每一個聯邦機構都必須制定使用生物基塑料的計劃。分析人士指出，除了新的法規以外，當前石油原料正面臨短缺：每使用4桶石油，而僅能新發現1桶石油。基于石油化工的塑料每年消費約25億桶石油。生物塑料的魅力正在日益提升。生物塑料正在改變塑料生命循環周期，它可從未來的植物基原料生產更可持續應用的產品。據分析預測，到2011年，全球汽車和電子領域應用的生物塑料總量比例將從現在的12%上升至近40%。除了聚乳酸（PLA）、聚羥基烷基酸酯（PHA）、聚羥基丁酸酯（PHB）以及現在使用的其他生物樹脂之外，明天的市場領先者將生產綠色的低密度和高密度聚乙烯（LDPE和HDPE）、聚丙烯（PP）、丙烯酸酯和尼龍。

     據Helmut Kaiser咨詢公司于2008年6月的分析預測，全球生物塑料市場將快速增長，年增速將達9%~10%，生物塑料市場價值將從2007年10億美元（6億歐元）增長到2020年100億美元（64億歐元）。雖然包裝仍將是主要市場，但汽車和電子行業新的應用將驅動這一增長發展。包裝所占份額將從2007年65%下降至2025年40%。Helmut Kaiser咨詢公司的分析顯示，到2025年，亞洲將成為生物塑料市場的領先地區，將占32%份額，其次是歐洲占31%，美國占28%。截至2008年6月，生物塑料約占整個塑料市場的10%~15%，但是到2020年這一比例將增大到25%~30%。隨著生物塑料材料技術性能的改進及其創新，在汽車、醫療和電子工業中將開拓新的應用。許多應用的驅動力將是生物塑料的無毒性，生物塑料將成為推向消費市場可持續的和環境友好的產品發展的主要因素。新市場和應用的開發也給供應商帶來較高的效益。

     據歐洲生物塑料協會（European Bioplastics）秘書長哈拉爾.卡伯（Harald Kab）2010年6月上旬表示，受生物聚乙烯裝置開始運轉的刺激，2013年全球生物塑料產量將是當前產量的近四倍至146萬噸/年。巴西Braskem公司正在建設的全球首套20萬噸/年生物聚乙烯工業化裝置于2010年底前投產，另外其它富產甘庶國家的一些生產商也會利用這種原料，投資建設生物聚乙烯和聚丙烯裝置。據歐洲生物塑料協會稱，該協會預測到2013年全球生物塑料產量將達到146萬噸/年，是基于兩個方面的預測，其中可堆肥生物塑料產量將從2009年時的40.9萬噸/年增長至2013年時的74.8萬噸/年；而不可堆肥生物塑料產量將從2009年時的2.5萬噸/年大幅增長至2013年時的71.5萬噸/年。分析認為，越來越多的生物塑料將出現在包裝、薄膜、購物袋、移動電話和飲料瓶等領域。可口可樂公司的PET瓶已使用了生物塑料，利樂公司也尋求使用生物塑料。當然當前生物塑料在成本上仍然高于普通塑料產品，這通常要轉嫁至消費者身上，但大部分消費者愿意支付這部分溢價。

     分析人士指出，盡管2009年前后經濟低迷，但生物塑料市場仍在很快地發展，以滿足全球快速增長的需求。預計在今后幾年內，生物塑料的開發、生產和需求將會繼續以極快的速度增長。

     德國Helmut Kaiser咨詢公司于2009年6月25日作出預估，全球生物塑料市場的年增長率為20%~30%，將從2006年4億磅（20.3萬噸）增長到2015年100億磅（454萬噸）。美國BCC研究公司發布的預測報告也顯示，全球生物塑料年增速為17%，將從2007年5.41億磅（24.6萬噸）增長到2012年12億磅（54萬噸）。

     2010年4月，業內人士分析認為，今后生物塑料市場可能要比工程塑料市場還要大。2008年之前很多客戶只是在詢問了解生物基降解材料，而現在已經直接提出要購買通過某項認證的材料。在國外，歐洲可降解塑料袋的需求已達5萬噸/年。

     據普拉克（中國）公司介紹，2009年全球聚乳酸市場需求在6萬～8萬噸，10年后全球聚乳酸市場將在百萬噸以上，甚至可能近千萬噸。生物塑料已經成為塑料原料中發展速度最快的一支力量。

     在流行綠色產品的今天，生物塑料由于其對環境和資源的保護特性而大受終端用戶的歡迎。歐洲的調查顯示，每噸淀粉基聚合物相對于一噸的礦物來源的聚乙烯，可減少0.8～3.2噸的二氧化碳排放量。因此，消費者比較樂意接受土豆做的超市購物袋，用豆油加工的汽車座位等。隨著消費者環保意識的增加，它們更愿意支付更高的價格去購買用天然原料加工的產品。

     在推廣的初始階段，生物塑料很需要政策的支持。一些發達國家采用的辦法是，政府出面規定商場和超市必須采用經PLA等生物料料改性、具有可降解性能的塑料薄膜制品，這樣的政府調節行為，對推動生物塑料產業和相關的傳統塑料/生物塑料改性及其制品加工業的良性發展是十分必要的。

     美國舊金山市議會已于2007年通過禁止超市、藥店等零售商使用傳統塑料袋的法案。該法案規定，超市和藥店等零售商只能向顧客提供紙袋、布袋或以玉米副產品為原料生產的可生物降解塑料袋，化工塑料袋被嚴格禁止。此法案就大大推動了生物塑料袋的應用推廣速度。

     阿克蘇諾貝爾聚合物化學品公司表示，生物塑料現占全球塑料總用量小于10%，但將以二位數速率增長，尤其在包裝領域和在一些更耐用的產品應用中。

     分析人士指出，生物塑料增長的驅動力有二個：消費需求和上漲的油價。很清楚，油價會再次上揚，制造生物塑料在短期內具有經濟上的競爭力，從長期看更是可持續發展的解決方案。

     生物塑料已經成為一個很可觀的市場，無論在零售市場或者在樹脂用量上。

     減少環境足跡和化學工業的創新都是發展生物塑料市場強有力的推動力。一些品牌產品生產商和零售商如可口可樂和沃爾瑪都在推進生物塑料應用方面作出很大努力。

巴斯夫公司指出，因為成本較低和具有環境效益，生物塑料在市場上將會具有較高價值。

    4. 推廣生物塑料面臨的問題
     生物降解塑料應用瓶頸正在打破。雖然從全球范圍內看，幾年前就形成了生物降解塑料熱，但由于可生物降解塑料價格相對高昂、某些性能指標與傳統塑料還有一定差距，其市場接受度還不是很高。價格高是生物塑料推廣難的最主要原因，尤其是在國際油價相對比較低的時候，傳統塑料的價格優勢非常明顯。現在，國際油價長時間徘徊在較高價格，傳統塑料的價格優勢正在逐漸縮小，尋找石油路線合成塑料替代品，尤其是可循環利用的無污染材料的工作變得更為迫切，這就為生物塑料提供了一個有利的市場支撐條件。

     其次，生物塑料的耐高溫性能不好，很多生物塑料在50℃～55℃就會變形，其應用領域和適用范圍因此受到很大限制。而且，生物塑料一般來說都很脆，抗沖擊性能不好，難以在汽車零部件等對抗沖性要求較高的領域使用。進一步改善生物降解塑料產品性能，將其推廣到電子產品，甚至是汽車材料領域，才能真正使生物塑料獲得大規模推廣應用。

     雖然生物塑料可作為改進回收利用的一種方法，可使美國用于塑料的石油消費減少10%，但制取生物塑料仍產生CO2，并且制取它所需的作物仍需要土地和水分。

     作為一個新興產業，可生物降解塑料包裝業也面臨重重挑戰。首先，包裝技術尚不夠成熟。雖然消費者對可生物降解塑料包裝的關注度在逐步提高，但與傳統塑料包裝技術相比，目前這種包裝技術還比較落后。其次，可生物降解塑料包裝的應用領域有限。雖然可生物降解塑料包裝在食品保鮮領域占有壟斷地位，但由于其在隔熱、防水、密封等性能上略遜于傳統塑料，所以在其他下游領域滲透率較低。再次，消費者的認知度不高。此外，高昂的價格也阻礙了產品的應用。

     作為生物降解塑料的原料，玉米、小麥等農作物產品的價格上漲，也推動了生物降解塑料的價格攀升。從價格上看，2007年石油基塑料的成本曾低于生物可降解塑料。例如，包裝牌號的聚乙烯和聚苯乙烯為0.65～0.85美元/磅，而可降解的聚乳酸塑料在1.75～3.75美元/磅的范圍內，淀粉衍生的聚己酸內酯為2.75～3.5美元/磅。即使在2009年2月油價下跌的情況下，生物降解塑料的價格仍比傳統的石油基塑料價格高出2.5～6.5倍。

     但國際上普遍認為，可生物降解包裝材料單位面積的價格比普通塑料貴30％就可以接受。重14克的普通聚乙烯包裝材料如果采用改性聚乳酸材料替代，質量只有1.5克。厚6微米的薄膜如實現萬噸級工業化生產，單位面積的價格將接近傳統聚乙烯薄膜。

    因此，推廣生物塑料面臨的問題是：

     一、價格問題。生物塑料現階段比普通塑料價格仍高出兩三倍，阻礙了這類材料的迅速普及。現在一些日本企業在其產品中使用生物塑料，主要是為了樹立企業的環保形象。不過，業內人士預測，一旦生物塑料進入批量生產階段，成本可大大下降。二、生物塑料和生物燃料一樣可能會與人爭糧。生物燃料來源于玉米、小麥等糧食作物，會帶動世界糧食價格上漲。以玉米等為原料的生物塑料也可能導致同樣的問題。目前，日本、美國等國的科學家已著手采用廢木材、野草等制造生物塑料。不少專家看好生物塑料的這一研制方向。

    二 藻類基生物塑料將是快速增長的市場
 糧食作物通常被用作生產塑料的原材料，但現在，研究人員正在將未來的原料來源到海上去尋找。當“塑料”和“海洋”可以同日而語時，它往往可成為污染問題的解決亮點。

     海藻是現在研究最有希望的領域，它已經廣泛地用作為生產生物燃料的原材料，另外，它正在日益增多地拓展用于生產塑料。總部設在美國的Cereplast公司，已經從淀粉來制取塑料，預計2010年底開始生產藻類基聚合物。

     Cereplast公司首席執行官弗雷德里-克希爾（Frederic Scheer）表示，塑料行業是20世紀成功的故事，但是，它建立在單一的原料：石油基礎之上。為了使生物聚合物取得成功，需要依賴于一種以上的原料。

     發展生物聚合物的論點是，它們應使用可持續的資源作為原材料，而不是使用石化產品。現在已有一定數量的產品面世：來自美國集團NatureWorks的Ingeo產品是該公司聚乳酸（PLA）的商品名稱，它是從谷物提煉出來的聚合物；MaterBi是意大利研究團隊Novamont開發的淀粉制成的聚合物；美國化工巨頭杜邦公司生產的尼龍部分來自于蓖麻籽油。還值得一提的是最早的、業已商業化生產的聚合物之一Cellophane，即由纖維素制取。

     Cereplast公司首席執行官弗雷德里克-希爾表示，到2020年，生物塑料行業的市場價值可望達約200億美元（160億歐元）。為了實現這一目標，我們必須不遺余力地努力。而我們并不想推高淀粉價格，也不想推高食品價格。

     Cereplast公司已經開始尋找替代原料：2009年，推出了基于生物質、木屑和亞麻的生物聚合物等級。但是它相信，藻類最終可望成為比淀粉更重要的原料。希爾表示，在5年內，農業原料可望只占Cereplast公司業務的30%，另外的30%~40%可能是藻類，“其他”來源將占高達30%。

     Cereplast公司從一些公司取得原材料，正在創建“從海藻制油”業務，公司表示，它與淀粉很相似，可使用同類設備來處理它，雖然配置有所不同。

     它與淀粉基產品有很少幾點不同之處，淀粉基產品為白色，而海藻基產品為深綠色。海藻也具有明顯的氣味。Cereplast公司的工廠通常像面包店，而不像塑料工廠，采用海藻，氣味更接近魚類加工廠。

     Cereplast公司預計將有兩個藻類基等級產品于2010年底推出：一種可用于注塑，另一種可用于熱成型。其藻類基樹脂將按其淀粉基混配樹脂相同的生產線來設計。這些產品，不屬于可生物降解，但卻是部分來自可持續的資源。例如，其生物聚丙烯（Biopropylene）同樣可從石油和淀粉衍生而來，這種生物聚丙烯（Biopropylene）生產的聚合物具有與傳統的聚丙烯（PP）“類似的物理特性”。

     從展望來看，也許三年時間內，Cereplast公司就可望從藻類完全生產出這類樹脂。

     Cereplast公司認為，生物塑料的潛在市場，其中越來越重要的可望通過藻類來制取，這一市場將達到450億磅（約2000萬噸），這是可望用可持續衍生的替代方案生產的常規塑料數量。

     目前大多數，如果不是全部，生物塑料來自于“地面”（或土地種植）的作物。但比較而言，藻類可望提供關鍵的效益。谷物需要100天才能成熟，但藻類成長與收獲，為一個星期。藻類也具有較高的產率。在適當的條件下，一年內可望收獲50次，這是真正的可持續發展之舉。

     同時，藻類不是一種可替代的糧食作物：谷物可食用，而藻類不能食用。雖然有些藻類作物可直接來自大海，但大部分可在開放式池塘系統中“商業化”生長。

     藻類基塑料已非常迅速地出現而進入市場，雖然市場還很小，但由于其可再生性，而具有大的發展機遇。

     位于美國佛羅里達州的Algenol公司已開發出基于藻類的生物燃料工廠，并與眾多公司合作，包括陶氏化學公司，該公司將在得克薩斯州自由港（Freeport）建設中型規模生物煉油廠。Algenol公司已設計出將藻類轉化成乙醇的方法，稱之為直接制乙醇（Direct to Ethanol）法，乙醇然后用作原材料來制取塑料。可持續來源的乙醇已被用于制造塑料：巴西石化公司Braskem已經從甘蔗制取乙醇，然而將它轉化成聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。

     另外，全球微藻研究領先者Soley生物技術研究院（Soley Biotechnology Institute）自2000年起，已從螺旋藻生產出生物塑料。螺旋藻是藻類的一種類型。該研究院從螺旋藻微藻提取某些有用材料，產生的大量糟粕作為副產品。通過新開發的方法，該研究院已生產出生物降解塑料與糟粕。