Строительные блоки и полимеры на основе био

Лён и конопля используются в производстве биокомпозитов - биопластиков, строительных плит и блоков, бетонных смесей, текстильных материалов, мебели, деталей для авто-, мото, авиатехники, катеров и яхт... Предполагается, что волокно и костра будут восстребованы для производства биокомпозитов даже больше, чем для производства прядильных и нетканых материалов. В этой связи, интересен отчет о перспективах производства биокомпозитов, подготовленный международной экспертной группой по биополимерам во главе с Nova-Institute.

 

Начнем с итогов года

 

Замена пластиков из углеводородов  на биополимеры – один из путей улучшения экологической ситуации на нашей планете и формирования устойчивого развития. Но пока биополимеров производится очень мало, а сектор биополимеров существенно меньше, чем сектор производства продовольствия и кормов. В 2019 году общий объем производства полимеров со средней долей биологического сырья 43% составил 3,8 млн. тонн, или  1% от объема производства полимеров на основе ископаемых углеводородов. При этом было использовано всего 4,3 млн. тонн биомассы, включая потери при конверсии. Наибольшая доля биомассы приходится на побочные продукты (46%), в основном глицерин от производства биодизеля, который используется для производства эпоксидных смол на биологической основе. Пищевые культуры для производства, например, PLA или био-ПЭ составляют в общей сложности 37%. 9% - это целлюлоза для ацетата целлюлозы, и 8% - это непищевые растительные масла, такие как касторовое масло для полиамидов.

Однако по сравнению с 2018 годом объем произведенных биополимеров увеличился примерно на 3%,  и эта тенденция CAGR, как ожидается, будет продолжаться до 2024 года.

 

 

Также следует отметить, что теперь производство полимеров на биологической основе стало намного более профессиональным и специализированным. В бизнес разработки и производства био-альтернативы вошло большое количество различных производителей и поставщиков  - 170 компаний - от стартапов до транснациональных корпораций, причем практически для каждого из применений пластиков из углеводородов. 

 

 

 

К настоящему времени Азия стала ведущим регионом, в котором установлены крупнейшие в мире производственные мощности на основе биотехнологий (45%). К сожалению, большое количество игроков рынка био-полимерных материалов расположено в Азии, что затрудняет проверку каждой заявленной и установленной мощности и их фактического производства. За ней следует Европа с 26%, Северная Америка с 18% и Южная Америка с 10% соответственно. В ближайшие пять лет доля Европы вырастет до 31%. Все же другие регионы столкнутся с уменьшением доли  С ожидаемым среднегодовым темпом роста в 7% в период между 2019 и 2024 годами в Европе наблюдается самый высокий рост мощностей на основе биологических полимеров по сравнению с другими регионами мира. Это увеличение в основном связано с более высокими производственными мощностями для ПЭ, ПП, ПА, ПГА, ПЭФ и новых добавленных казеиновых полимеров, которые производятся только в Европе.

 

Увеличение производственных мощностей в период с 2018 по 2019 гг. в основном обусловлено расширением в Европе производства поли-бутиленадипат-терефталата (PBAT) и крахмалсодержащих полимерных соединений, а также  производством во всем мире эпоксидных смол. Кроме того, в 2019 году впервые поступили в продажу новые мощные полибутиленсукцинаты, ​​сополимеры (PBS (X), а также полиэтилен (PE) и полипропилене (PP) на основе био. Ожидается, что  рост эпоксидных смол, полипропилена и полигидроксиалканоатов (PHA) будет  значительно расти до 2024 года.

 

В связи с тенденцией устойчивого увеличения объемов производства полимеров на биологической основе, в дальнейшем необходимо учитывать потребность в сырье, то есть  количестве выращенной для сбора биомассы. Эта задача особенно актуальна из-за регулярных дебатов по вопросу целесообразности, допустимости использования сельскохозяйственных пищевых культур для производства полимеров на биологической основе и регионах для их выращивания. На рисунке показано процентное распределение 5 миллионов тонн биомассы, необходимое для всемирного производства 3,6 миллиона тонн биополимеров.

 

 

 

Из чего, для чего и перспективы

 

Сегодня основным сырьем для биомассы, используемым для производства полимеров на основе био, являются биогенные побочные продукты (46%). Особенно побочный продукт глицерин, образующийся при производстве биодизеля и в основном используемый для производства эпоксидной смолы (через эпихлоргидрин в качестве промежуточного продукта). Крахмал и сахара составляют 37%  необходимой биомассы, целлюлоза (в основном для ацетата целлюлозы) - 8%  и пищевые и непищевые растительные масла, такие как касторовое масло - 9% . 

 

Из 3,6 млн. тонн произведенных в 2019 году полимеров на биологической основе (полностью и частично на биологической основе, за исключением биоразлагаемых PBAT и PBS на основе ископаемого топлива) только 1,6 млн. тонн (43%) являются фактическими биополимерными частями полимеров. Учитывая этот факт, исходного сырья требуется в 3 раза больше, чем используется для формирования продукта. 

 

Наиболее важными движущими силами рынка в 2018 и 2019 годах были бренды, которые хотят предлагать своим клиентам экологически чистые решения, а критически важные потребители, ищущие альтернативы нефтехимическим продуктам. Если бы биополимеры были приняты в качестве раствора и продвигались так же, как биотопливо, можно было бы ожидать ежегодные темпы роста от 10 до 20%. 

 

Сегодня полимеры на биооснове могут использоваться практически во всех сегментах рынка и разных областях применения, но применение для каждого полимера очень разное. В отличие от 2018 года, в 2019 году потребительские товары составляют наибольшую долю фактически произведенных полимеров на основе био. При этом доля текстиля (тканых, нетканых и волокнистых, в основном-  политриметилентерефталат (ПТТ) и ацетат целлюлозы (CA) материалов) составлялет наибольшую долю (20%). На втором месте по производству и использованию биопластиков – автомобильная и  транспортная промышленность (15%),  по 13% приходится на производство биополимеров для строительства зданий и сооружений (в основном эпоксидные смолы, PA и PUR), потребительских товаров из биопластиков (в основном эпоксидные смолы, PA и PUR) и гибкой упаковки (в основном крахмалосодержащие полимерные соединения, PBAT и PE), 11% приходится на долю продукции «жесткая упаковка» (в основном, PET, PLA и PBAT). Сегменты рынка электротехники и электроники, функциональные, а также сельскохозяйственные и садоводческие товары сегмента Био занимают менее 10% рынка.

 

Причины торможения био-полимерной отрасли 

 

Важнейшим фактором для биоиндустрии является проблема изменения климата, которая продолжает побуждать фирменные компании рассмотреть возможность использования материалов на основе био, которые обычно имеют более низкие выбросы углерода с точки зрения использования сырья (возобновляемый углерод по сравнению с ископаемым углеродом) и производства по сравнению с ископаемыми материалами. Исходя из уже существующей технической зрелости биополимеров, можно было бы ожидать более значительную долю рынка. Однако до сих пор два основных преимущества биополимеров не были политически вознаграждены. 

 

Первое преимущество заключается в том, что полимеры на биооснове заменяют ископаемый углерод в процессе производства на возобновляемый углерод из биомассы. Это необходимо для устойчивой, благоприятной для климата индустрии пластмасс. Слабая политическая поддержка и сложная конъюнктура рынка сохраняются, в первую очередь из-за низких цен на сырую нефть

 

Второе преимущество обеспечивается более чем половиной производимых полимеров на биооснове: они являются биоразлагаемыми (в зависимости от окружающей среды) и поэтому могут быть решением для замены пластмасс, которые попадают в окружающую среду, так как их невозможно собрать (например, изделия из микропластика).  Только несколько стран, таких как Италия, Франция и, возможно, Испания, планируют политически поддерживать дополнительные меры для  их утилизации.

 

Однако биоразлагаемость и биологическое происхождение не признаются основанием для освобождения от единого пластикового запрета Европейского Союза, принятого в 2019 году. Согласно Запрета (вступит в силу летом нынешнего года) почти все биоразлагаемые и биоразлагаемые полимеры подвергаются коллективным штрафам и санкциям наравне с пластмассами из ископаемого сырья и также запрещены. Только так называемые «природные полимеры», то есть созданные непосредственно природой, освобождаются от уплаты.

Также ожидается освобождение от запрета изделий из микропластика ( в настоящее время действует ограничивающий регламент REACH, PHB)

 

Строительные блоки используются для синтеза структурных и функциональных полимеров, а также ингредиентов в различных других применениях, таких как пищевые продукты. , корма, косметика или фармацевтика. Общая производственная мощность строительных блоков на основе био увеличилась примерно на 8% (230 000 т / год) в 2019 году, хотя некоторые пионеры обанкротились. Это увеличение в основном связано с эпихлоргидрином (ЭХГ) и производством недавно добавленного строительного блока на основе биогруппы нафты. Общий прогноз по строительным блокам на основе био во всем мире указывает на рост на 5% (CAGR) до 2024 года с 1,4-бутандиолом (1,4-BDO), различными производными фурана, L-молочной кислотой, нафтой и 1,3 -пропандиол (1,3-PDO) является основным драйвером.

 

 

Отчет о рынке и тенденциях написан международной экспертной группой по биополимерам во главе с Nova-Institute на основе данных, ежегодно публикуемых Европейской биопластикой ( www.european-bioplastics.org/market ), и отчета Нова-Института.  Он освещает 18 строительных блоков на основе био и 17 полимеров, . В него также добавлена информация о  полимерах нафты и казеина на биологической основе добавлены в качестве нового строительного блока, комплексные расчеты и пояснения по био-полиэтилентерефталату (ПЭТ) и био-полиуретанам (PUR).  Кроме того, новый выпуск содержит анализ развития рынка и производителей в расчете на один строительный блок и полимер, так что читатели могут быстро получить обзор событий, которые выходят далеко за рамки объема и объемов производства.В качестве дополнительного бонуса в отчете содержится подробное, всестороннее экспертное мнение о текущем состоянии и будущем развитии подхода баланса биомассы

 

Получить полную информацию

 

Отчет «Строительные блоки и полимеры на основе био - глобальные мощности, производство и тенденции 2019-2024» доступен по цене 3000 евро на сайте www.bio-based.eu/reports. 

 

Краткий отчет публикуется с разрешения руководства Nova-Institute