生物降解领域新进展：新型“菌—酶”协同系统，100%降解PET废弃塑料【附生物降解塑料技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

近日，江南大学吴敬教授团队在废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)生物降解领域取得进展。研究团队设计开发了具有自主知识产权的“菌—酶”协同系统，可实现PET废弃塑料100%降解。相关研究成果日前发表于国际期刊《国际生物大分子杂志》。

目前，物理法熔融再生是实现废弃PET回收利用的主要手段，但由于回用过程中原料批次波动大、稳定性差等问题，导致熔体的品质不理想。同时，化学法则是通过醇解、氨解等方法将废弃PET进行降解，但降解过程条件苛刻，需对原料含水量有着严格的控制。针对上述问题，吴敬团队经过长期科研积累，提出“菌酶协同增效”的理念，在酶法降解过程中引入特异性微生物，构建出新型“菌—酶”协同系统，可实现废弃PET完全降解与再利用，杜绝微塑料、微颗粒的产生。

吴敬教授表示，生物降解技术具有能耗低、环境友好等优点，逐渐成为处理PET污染最安全、彻底的方法。在此基础上，回收的单体可作为原料再聚合，创制出生物基塑料制品，加速石油基塑料制品的迭代更新。

图片来源：摄图网

技术价值观察

生物降解塑料产业链的上游为原材料的生产，按照原料来源分类，原材料大致分为生物基塑料和石油基塑料。其中，生物基塑料(如淀粉基塑料、PLA、PHA等)的基本原料是可再生的天然生物质资源如淀粉(如玉米、土豆等)、植物秸秆、甲壳素等，石油基塑料(如PBAT、PCL、PBS、PGA等)则是以石化产品为单体形成的;生物可降解塑料产业链的中游为可降解塑料制品的生产;产业链下游为生物可降解塑料的应用，涉及领域包括包装、电子、汽车&运输、消费品、纺织、农业、涂料、3D打印、现代医药、建筑&建造等。

研究团队构建出新型“菌—酶”协同系统，可实现废弃PET完全降解与再利用。因此从物降解塑料产业链上看，该技术处于产业链的上游原材料环节。

宏观市场观察

——全球生物降解塑料技术周期：处于成长期

1989-2019年，全球生物降解塑料行业专利申请人数量及专利申请量大体呈现增长态势，在该阶段，技术有了突破性的进展，市场扩大，介入的企业增多，专利申请量与专利申请人数量急剧上升。虽然2020年全球生物降解塑料行业专利申请人数量及专利申请量有所下降，但是这两大指标数量仍较多。整体来看，全球生物降解塑料技术处于成长期。

注：当前技术领域生命周期所处阶段通过专利申请量与专利申请人数量随时间的推移而变化来分析。

——全球生物降解塑料行业专利申请量及专利授权量：行业授权比重逐渐下降

2010-2019年全球生物降解塑料行业专利申请数量大致呈现逐渐上升的趋势，2020年全球生物降解塑料行业专利申请数量有所下降，为5029项。

在专利授权方面，2010-2020年全球生物降解塑料行业专利授权数量呈现先上升后下降的趋势。2020年全球生物降解塑料行业专利授权数量仅有1114项，创下自2010年起历史最低，授权比重仅为22.15%。

2021年1-8月，全球生物降解塑料行业专利申请数量和专利授权数量分别为1097项和68项，授权比重为6.20%。

——全国生物降解塑料产业发展规模

根据国家能源集团技术经济研究院数据，近年来，随着国内禁限塑政策逐步落地，可降解塑料市场需求增速不断升高。2016-2021年中国生物降解塑料销量从15万吨增长至120万吨，年均复合增速达52%。根据海正生材招股说明书的数据，“十四五”期末我国生物降解塑料的消耗量预计达470万吨，前瞻预计2022年中国生物降解塑料销量约169万吨。未来，随着限塑令立法和执法力度的加强、生物降解塑料行业技术进步，我国生物降解塑料行业销量将进一步增长。

根据普拉司网数据，2023年3月中国生物降解塑料均价约为2.255万元/吨，估算2022年中国生物降解塑料行业市场规模约381亿元。

——中国生物降解塑料相关产品进出口情况

从中国生物降解塑料相关产品进出口总额来看，2017-2021年我国生物降解塑料相关产品均处于贸易顺差状态。2021年我国生物降解塑料的相关产品进出口总额为59.25亿元，同比增长38.14%;实现贸易顺差20.01亿元，同比增长4.82%。整体看来2021年我国生物降解塑料的相关产品进出口总额和贸易顺差均有较大幅度增长。

进口额为19.62亿元，同比增加64.87%;出口额39.63亿元，同比增长27.88%;

2022年1-4月，我国生物降解塑料的相关产品进出口总额约为24.60亿元，同比增长58.76%;实现贸易顺差

进口额为5.61亿元，同比增长17.93%;出口额19.00亿元，同比增长76.82%;实现贸易顺差13.39亿元，同比增长123.54%。

——行业发展趋势预判

目前，中国生物降解塑料上游原料和下游应用产业均已成熟，未来几年在“禁塑令”的推行下，产业将聚焦技术研究、降低成本以及扩大应用面三个方向发展：

中国生物降解塑料技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与生物降解塑料关键技术强关联的城市集群主要集中在华北和华南地区，并且以河北、广东省为重点发展区域，未来布局生物降解塑料技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华北、华南优先导入，其中可重点关注河北省沧州市任丘市、广东省深圳市福田区所处生物降解塑料产业相关企业，以及该地方对于生物降解塑料的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国生物降解塑料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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