将降解“酵母”植入传统塑料 厌氧降解技术有望“根治”白色污染

随着“限塑禁塑”趋严,在“碳达峰”、“碳中和”的大背景下,对于传统塑料企业如何开发绿色和经济有效的可降解技术成为当下关注的热点,格域新材料科技(江苏)有限公司首创的厌氧生物降解技术,从源头助力国家“双碳”目标,解决传统塑料PP、PE、PVC、PET可降解问题。7月6-7日,中国化工报社可降解材料调研组走进格域新材料科技(江苏)有限公司。

厌氧生物降解技术国内首创,国际领先

成立于2013年的格域新材料科技(江苏)有限公司(简称格域),迄今已经有10年的历史,是一家从事绿色塑料可厌氧生物降解技术研发、厌氧生物降解材料生产,以及提供相关应用解决方案的国家高新技术企业。公司研发的厌氧生物降解树脂材料及产品广泛应用于工业级物流包装、食品包装、农膜地膜以及快消品等领域。

格域董事长唐成告诉调研组,2008年国家第一次限塑令出台的时候,他就开始关注可降解塑料技术,整整花了4年半时间确定厌氧降解技术这条新赛道,确定技术路径后领导团队又花了近10年时间去破解传统塑料百年不可降解的世纪痛点,2022年获得国家发明专利,为国内首创。该技术在高分子材料科学的基础上,架构了微生物学、生物化学、电化学,以及中医药学药引经典技术,创新设计了一个跨界的厌氧生物降解“酵母”复合体系;从营造传统塑料与厌氧微生物(酶)在开放环境中的共生效应着手,构建起由多种类菌材料组成的能快速富集微生物及适宜的生存环境;精心布局厌氧酶促进剂体系,形成一个以电子供体、碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水的完整厌氧生物降解复合生态体系;在塑料传统的生产过程中,就可以将降解“酵母”复合体系植入到塑料的材料结构或分子结构中,完成塑料的可降解改造,最终产物为二氧化碳、甲烷及少量氨气(如果含氮)和矿化无机盐等,不会残留任何未降解的微塑料。

格域正牵头制定工业、邮政包装、快消品及地膜厌氧生物降解等团体标准制定,2020年公司厌氧生物降解材料通过权威检测(按美国标准 ASTM D5511)3 年相对降解率超过101.6%,且与微生物已产生共生效应。2021年通过了佛陶所降解材料的双C(CMA&CNAS)检测,60天检测结果与美国标准高度匹配,绝对降解率 4.1%,相对降解率 4.7%,产品性能完全达到美英等国家标准对降解塑料严苛的要求。2022年北京中科光析化工技术研究所(简称中化所)检测,按ASTM D5511采用2.0 技术的PE 材料相对降解率达到 99.2%,PET 材料相对降解率达到98.6%。2022年12月27日与中科院理化所签约,就格域厌氧生物降解聚乙烯材料分解能力评价及相关后续合作开发达成战略共识。

技术创新成效显著

近年来,市场上主流可降解材料有PLA、PBAT等, PLA和PBAT都需要在受控工业堆肥情况下实现生物降解。而厌氧降解塑料可在低氧或无氧自然环境(如垃圾填埋场、沼气池、海水或河水下等)降解。

“我们的核心竞争力来源于顶级技术研发和技术持续升级和迭代能力,十年耕耘积累,得益于核心技术的自主创新以及科技人才的引进和培养以及具备丰富的工厂技术经验。厌氧生物降解技术基本不改变传统塑料的生产工艺、力学性能、应用场景,无需额外建厂和设备投资,成本仅比传统塑料多了15%-40%。规模化量产后成本有望进一步大幅降低,目标成本与传统塑料比不超过15%,性价比高”,格域唐成如是说。

据调研组了解,厌氧生物降解与目前市场主流可降解材料相比如下:

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技术创新关键在人才。格域历来重视技术研发和自主创新,把人才引进和培养作为工作的重中之重。

目前格域拥有与华东理工大学共建的专注于可降解高分子材料研发的联合实验室、空气能绿色工业产品包装、邮政快递包装示范工程技术中心。拥有酵母生产基地,产能5万吨中间体生产基地,建立了厌氧生物降解工程技术中心。拥有业内顶级技术研发和生产运行管理精英团队,完备的自主知识产权,包括商标和全系列的创造发明专利,行业内最先进的全自动现代化生产设备。同时公司在自主创新、专利申报、科技成果转化方面成绩显著。公司已取得发明及实用新型专利50余项(厌氧生物降解技术专利、新型包装技术专利等),另有37项正在审查或申请中。

市场合作应用成绩斐然

格域常务副总肖军告诉调研组,自2022年7月技术成熟推向市场,公司的厌氧生物降解材料已被纳入多家家电上市公司的材料采购代码,是国际大型零售商沃尔玛确认的降解包装产品。

在央企合作方面:北自所合作可降解 PP无纺布产品验证2023年 3月底完成,已实现小规模量产;中集集团可降解冷链保护膜及电子产品保护膜降解产品验证,已到试单阶段;中海外城投与国药在广西药材(1270 万亩)及海南、新疆建设兵团农膜等种植项目合作,首批实地验证 4 月份已开始,海南市场预计 8 月份下定单;中国石油辽阳石化合作可降解聚酯(PET)项目立项,力争2023 年 9 月底前完成立项工作。中石化茂名石化合作也在积极推进中,尽快在供给端落实降解塑料的生产等。

在上市公司与国外企业合作方面: PVC 薄膜细分龙头金三洋产品试生产验证 3 月底完成,已实现小规模量产;福州某军工企业 PA 纺丝产品验证2023年5月已完成,力争三季度小规模量产;美的电器海外部降解材料包装项目开始启动; 英国 THQ 为代表的汽车配件降解包装产品量产;希姆科技等多家北美外贸商及某政府集采机构合作。具体来看:

在PE/PA共挤膜领域:已经有超过100家工业客户充气包装正在转化成可降解的材料,美国的IT巨头,英国某汽车零配件客户等正在持续下单。

在PA领域:公司正在跟国内的一家上市公司进行降解薄膜的验证阶段,还帮助国内某军工客户生产线完成了降解尼龙纺丝的生产工作。

在PE领域:央企冷链保护膜及电子产品保护膜已经进入到立项和验证阶段。

在PP领域:某央企PP无纺布降解项目已完成验证阶段,并且已推向市场。

在PET领域:山东某化纤集团已经开始验证,中石油辽阳石化已立项和验证阶段。

在农用地膜领域:辽宁灯塔市四家用户已建立合作,2022年7月已在数十亩农地开始铺设;山东数家农用薄膜商已达成合作意向。

随着越来越多的央企、上市公司、国外企业立项并且通过验证有的已小批量生产,公司的销量存在确定性地上涨预期。预计在今年第四季度厌氧降解树脂的产能会爆发,订单会爆发。有望成为公司利润的新增长点。2023年的公司营收预计会达到9279万元,2026年有望达到7.9亿元,净利润也会突破2.5亿元。

下游用户惠盛贸新塑料制品有限公司吴正兴董事长告诉调研组,为响应江苏省餐饮行业用可降解餐盒号召,公司与格域形成战略合作,惠盛PP餐盒已用格域的厌氧生物降解树脂,已出样品等待检测,但订单已供不应求,格域厌氧降解树脂在储存、价格、重量和成本方面都比PLA、PBAT有优势。

禁塑令推动可降解塑料快速增长,今年5月10日,商务部以及发改委联合发布了《商务领域经营者使用、报告一次性塑料制品管理办法》,5月17日,河南省人大常委会公布《河南省禁止不可降解一次性塑料制品规定(草案)》并向社会各界征求意见等等。从国家到地方,对于一次性塑料制品的污染问题越来越严格,同时也蕴藏着巨大的商机。在市场空间上,格域董事长唐成告诉调研组,格域目前服务两个领域:一是传统塑料改造,据欧洲塑料技术委员会报告,全球每年新增的塑料是3.6亿吨,其中1亿吨在中国生产。如全部改造成厌氧可降解塑料,仅降解酵母将超过1万亿。二是对地球上80亿吨存量塑料从源头上先堵截白色污染产生。

在调研组看来,核心技术优势、先进的管理理念、过硬的技术,是格域能够得到央企、上市公司和国外企业的认可。格域厌氧降解技术不仅可帮助到传统塑料企业,对于地球现有的存量白色污染治理也同样意义重大。


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