PHA生物可降解塑料产业白皮书（2022）

PHA生物可降解塑料产业白皮书 目录 前言2 白皮书简介3 蓝晶微生物简介3 1.宏观环境：生物可降解材料是大势所趋4 1.1.气候风险与碳中和战略5 1.2.双碳目标日益明晰，降低对石油的依赖成关键6 1.3.碳中和战略为生物可降解材料提供发展机遇及产业机会11 2.PHA：最具前景的生物可降解材料18 2.1.降解性：PHA在可降解塑料中降解性更优19 2.2.应用面：作为系列聚合物，综合性能好，应用范围广23 2.3.PHA市场潜力巨大25 3.PHA行业综述30 3.1.PHA行业发展历程31 3.2.PHA主要企业概览33 3.3.PHA生产成本与售价35 3.4.PHA类型及材料应用36 3.5.PHA材料制备难点39 4.产业链价值：中短期内集中在中游供应40 4.1.定义PHA产业链41 4.2.相似产业链的价值分配42 4.3.PHA产业链的价值逻辑44 5.行业终局：趋向高集中度，将诞生巨头45 5.1.对标行业及公司46 5.2.PHA行业具备产生巨头的底层逻辑48 附录49 参考文献53 1 前言 白皮书简介 近年来，在碳中和、能源转型以及环保领域的政策推动下，生物可降解塑料作为传统塑料的最佳替代，其使用和推广得到政策大力支持。 聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate，PHA)是生物可降解材料的一种，是一系列由微生物合成的天然高分子聚合物，能够在有氧和无氧条件下实现生物降解。由于PHA具有类似塑料的物理机械性能和加工性能，工业上可以采用微生物批量生产这种聚合物并以此替代传统塑料。 PHA优秀的降解与物理性能、日渐成熟的生产技术、不断扩大的市场规模等，都为PHA的成长提供强劲的驱动力，使其成为最具成长潜力的生物可降解材料。预计在未来3-5年内，PHA市场规模将达到629亿人民币，主要市场集中在不便于回收的强需求场景，如一次性包装材料、一次性餐饮具等。 本白皮书通过梳理PHA产业，深入分析宏观环境、技术特点、行业特性、产业链价值以及行业竞争格局，为国内PHA行业把握市场机遇、实现高速发展提供重要参考。白皮书第一章分析了PHA发展的宏观环境，并总结梳理了国内外相关支持政策。第二章说明了PHA的技术特性，并重点分析了短、中、长期的市场规模及发展趋势。第三章介绍了PHA的行业现状，并集中讨论了生产成本、PHA类型及材料应用以及PHA材料制备难点等话题。第四章阐明了PHA的产业链价值，并从相似产业链的价值分配总结梳理出PHA产业链的价值逻辑。第五章主要对标了与PHA发展相似的行业及行业内的头部公司发展情况。 蓝晶微生物简介 蓝晶微生物致力于设计、开发、制造和销售新型生物基分子和材料，其中包括海洋可降解材料PHA、再生医学材料、美妆新功能成分、益生菌产品等，从而帮助消费品、食品、医疗、农业和工业等众多行业的B端客户在行业内开展差异化竞争。 在PHA领域，蓝晶微生物拥有10项PHA授权专利，在技术领域处于领先地位。同时，蓝晶微生物对PHA产业化建设具有充足的资金储备，截至2022年1月，先后完成了总额超15亿人民币的融资。此外，蓝晶微生物的PHA一期工厂即将建成，是国内首个5,000吨及以上产能的PHA项目。 1 宏观环境： 生物可降解材料是大势所趋 1.1气候风险与碳中和战略 当前全球气候变暖问题愈发棘手，气候变化引发的危机事件已然对生态环境和人类社会造成负面影响，并构成了巨大威胁，包括极端灾害事件频发、生态系统遭受破坏、社会经济负担加重等等，如若不全力以赴加以应对，至21世纪末，全球气 温将上升5℃，粮食减产将达50%，75%的物种 将面临灭绝[1]。2015年12月12日，178个国家在第21届联合国气候变化大会上通过了《巴黎协定》 （TheParisAgreement），该协定对2020年后全球应对气候变化做出了行动安排，旨在将21世纪全球平均气温升幅较工业化时期水平控制在 2℃以内，并努力将温度升幅限制在1.5℃以内， 以减缓全球变暖的趋势。2021年11月，在英国格拉斯哥举行的第26届联合国气候变化大会对此前的气候治理做出评估和总结，缔约国在加大减排力度和速度上做出承诺，并探讨了碳交易机制、新能源使用等议题。截止至今，已有58个国家承诺将在2050年实现碳中和，总排放量占全球温室气体排放量的一半以上。 面临严峻形势，我国于2020年提出“碳中和战略”，并将其上升为国家战略 中国作为《巴黎协定》的缔约国之一，于2020年9月22日在第七十五届联合国大会上提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标。2021年，全国两会政府工作报告中指出了要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，优化产业结构和能源结构，并制定2030年前碳排放达峰行动方案，开启了碳达峰及碳中和相关措施的执行。2022年，《中国碳达峰碳中和战略及路径》具体提出实现碳达峰及碳中和的非化石能源替代战略、固碳战略等八大战略。近期的二十大报告也再次提及上述概念，强调我国将要积极稳妥推进碳达峰碳中和，立足国内能源资源禀赋，有计划分步骤实施碳达峰行动，深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系，积极参与应对气候变化全球治理。 2021年，我国碳排放量较上年增加了5.8%，在全球碳排放总量中的份额增加至31.1%[2]。作为最大的发展中国家，我国从承诺达到“碳达峰”到实现“碳中和”的时间窗口仅有30年，所面临的能源和产业转型任务更加紧迫，低碳转型道路任重道远。 二氧化碳排放量（单位：亿吨） 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20112012201320142015201620172018201920202021 中国美国欧洲 来源：BPCompany [1]《中国碳中和通用指引》，BCG [2]《StatisticalReviewofWorldEnergy2022》，BPCompany5 1.2双碳目标日益明晰，降低对石油的依赖成关键 1.2.1当前世界能源结构与碳排放现状 据世界资源研究所统计，全球二氧化碳排放的主要来源是化石燃料的燃烧，占碳排放总量的75.6%[3]。 《2050年净零排放：全球能源部门路线图》指出，要想实现2050年全球净零碳排放的目标，就必须停止对化石能源的投资[4]。2021年，中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出，到2030年，我国非化石能源消费比重应达到25％左右，2060年达到80%以上[5]。 按行业划分全球温室气体排放量占比（%） 14.9% 3.4% 6.1% 75.6% 能源 工业 废弃物 农业、林业和土地利用 能源工业 农业、林业和土地利用 废弃物 来源：WorldResourcesInstitute [3]WorldResourcesInstitute [4]《2050年净零排放：全球能源部门路线图》，IEA 而石油作为化石能源的重要组成部分，其消费量在2021年全球能源消费结构中占比高居榜首，达到31.3%[2]。中国石油日消费量由 2020年的1,441万桶增加至2021年的1,544万桶，增加量占全球石油消费增加量的20%，减少我国石油等化石能源的使用对降低温室气体排放十分关键。 全球能源消费结构占比（%） 6.3% 4.3% 31.3% 6.3% 27.2% 24.6% 石油煤炭天然气 来源：BPCompany 水电核能可再生能源 随着我国石油需求量暴涨，在本土原油产量无法满足国内能源需求的情况下，原油对外依存度持续上升：中国石油对外依存度由2010年的54%逐渐上升至2021年的72%左右，石油进口量位居全球首位[6]。同时，受石油美元体系的影响，进口石油使用美元进行交易结算使得中国短时间内难以摆脱对美元的依赖，加大了美元对我国经济的影响。 近年来，中国约有59%的石油进口量来自地缘政治不稳定的国家或地区（俄罗斯、沙特、安哥拉、伊拉克），区域性战争冲突或地缘政治动荡加大我国石油海外供应的不确定性，从而影响国家能源战略安全。同时，由于全球经济增速减缓、清洁能源技术发展以及能源低碳化趋势等原因，从2001年到2021年间，一次能源结构中石油占比从38%降低至31%[2]，石油的投资规模呈减少趋势。长期来看，石油供给端的不稳定性以及投资规模缩减势必对中国能源安全带来挑战。 1.2.2碳中和的战略意义 “碳中和”战略的落地，将极大地推动中国风、光、水、核等清洁能源发展，降低我国对石油资源的依赖，并减少对美元的需求。同时，通过调整能源结构向可再生能源倾斜，不断提升国家能源安全。另外，“碳中和”战略也加快推动新能源和生物制造等相关领域的新兴产业落地，例如新能源汽车、光伏、风电、特高压、生物基可降解塑料、生物燃料、生物医药等，助力中国经济结构转型，为国家未来发展提供新的经济增长点。 在“碳中和”战略的推动下，中国的碳金融领域也将承担起帮助人民币实现国际化的重任。在碳中和战略的引导下，我国不断规范碳排放交易所管理机制，推进碳远期、碳期权等多种金融产品的发展；同时，不断扩大市场交易主体，推动碳交易市场的流动性。通过构建一个更加开放、健全的碳金融市场，为流出去的人民币提供更加安全且能盈利的栖息地，以此推动人民币的回流，建立境内外人民币的双向循环机制。与此同时，在与“一带一路”等国家和地区开展新能源贸易与技术转移等合作过程中，不断扩大人民币的使用场景也将进一步提升人民币的国际影响力。 8 1.2.3碳中和战略催生的新兴制造产业，成为应对气候变化的新利器 1.2.3.1从“新能源”维度降低对石油依赖的产业 新能源汽车产业：全球交通运输行业所需能源的95%来自石油，因此多个国家地区都在大力出台相关政策以减少燃油车的使用，例如英国宣布在2030年全面禁售燃油车、欧盟及美国加州自2035年起禁售燃油车等。各大车企也明确表示将停售燃油车，例如沃尔沃、福特、奔驰等6家企业承诺将于2040年前停售燃油车。我国政府自2009年以来推出新能源汽车补贴政策以推动新能源汽车对燃油车的替代，截至目前补贴累计投入将近1,500亿元，全国充电设施规模达到262万台，换电站1,298座，服务近800万辆新能源汽车[7]。目前，中国已成为全球最大的电动汽车市场，同时也是全球范围内电动出行商业模式创新最为活跃的地区。 锂电产业：对于新能源汽车而言，电池是最为关键的部件，约占总成本的40%。新能源汽车产业的市场增速也带动了上游锂电产业的高速发展。中国已连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。2021年，全球锂离子电池市场规模达到545GWh，其中，中国锂离子电池市场规模约324GWh，约占全球市场的59.4%，而中国锂电企业销量（含出口与国外分公司）合计达382GWh，中国企业在全球市场的占有率达到70%[8]。2021年中国锂电全行业总产值突破6,000亿元，并诞生了宁德时代这样万亿市值的超级行业巨头[9]。 光伏产业：光伏发电作为清洁电能来源之一，比核能技术更成熟安全、比水电对当地环境负面影响更小、比风电的应用场景更广泛，因此光伏成为当下实现“碳中和”目标的重要抓手。我国自2008年起出台了大量光伏产业扶持政策，2012至2019年间全国光伏（分布式+集中式光伏）补贴需求总量累计达到近1,080亿元。在国家的大力扶持下，我国光伏产业发展趋于成熟，全球前10的光伏组件企业中，中国占据7席，产量占据全球70%左右的水平，且不断突破高效电池转换效率的世界纪录。中国光伏产业经过多年发展，产业链完整，制造能力和市场占比均居全球第一，太阳能光伏产品也成为中国的一项重要出口。 [7]《国家发展改革委等部门关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》，中国政府网 [8]《2021年锂离子电池行业运行情况》，中华人民共和国工业和信息化部 [9]《2021中国锂电产业发展指数》，赛迪顾问 9 9 1.2.3