張秋棠
(內蒙古大學生命科學學院,呼和浩特 010021)
2018年在1月15日召開的綿陽市委經濟工作會暨全市金融工作會議上,市委、市政府提出當前和今后一個時期全市經濟工作的奮斗目標——“建設西部經濟強市”[1]。為實現這一奮斗目標,必須按照綠色發展的理念,調整產業結構,打造戰略性支柱產業,培養新的經濟增長。其中,大力發展綠色環保型高科技產業,既符合綠色發展的理念、調整產業結構的要求,又可以助推西部經濟強市建設。培育發展西部生物基材料產業,使之集群化,是合乎前述兩個條件的唯一不可或缺的產業。
1.材料的特點和產品。生物基材料,是利用谷物、豆科、秸稈、稻草、竹木粉等可再生生物質為原料,通過生物或化學方法合成的戰略性高分子植物纖維新材料。包括生物合成、生物加工、生物煉制過程獲得的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等基礎生物基化學品,也包括生物基塑料、生物基纖維、糖工程產品、生物基橡膠以及生物質熱塑性加工得到塑料材料等,具有可生物降解、可再生、綠色低碳、阻燃等特點。利用生物質材料制造塑料比石油基制造塑料,每噸可實現二氧化碳減排80%[2]。生物基材料產品經過生物堆肥處理,3—6個月內可以達到100%降解,而石油基產品,降解的時間是200—1 000年。生物基材料終端產品有包裝材料、布匹、工程塑料、農用地膜、醫用材料、裝飾材料、生物基橡膠、1,4-丁二醇、尼龍、托盤、購物袋、垃圾袋、餐具、汽車內飾材料、電子產品內包裝材料、酒店易碎物、服裝、育秧盤、生活器皿等。

表1 生物基材料產品和石油基原料產品對比[3]
2.產業技術和發展趨勢。生物基材料替代不可降解、不可再生、嚴重污染環境的石油基塑料,是國際新材料發展的重要方向。國外的拜耳、巴斯夫、埃克森美孚、三星道達爾、杜邦等跨國公司長期致力于生物基材料的研發[4]。目前,我國主要品種生物基材料技術水平處于世界領先地位,生物能源產業正在積極向新原料和新技術利用轉型。中科院天津工業生物研究所的高光純D-乳酸發酵技術,中科院寧波材料所的提高聚乳酸(PLA)熔體強度和結晶速度,解決PLA制備耐熱發泡片材技術,中科院天津工業生物技術研究所微生物發酵法生產丁二酸的核心技術,四川大學高分子材料無鹵阻燃高性能化的新原理和新技術、新型可生物降解和可循環利用塑料的高分子材料新技術、制備無鹵阻燃塑料和泡沫塑料新技術,解決了可同時實現環境友好阻燃與高性能化這一阻燃界公認的技術難題,發明了可反復循環利用并且可完全生物降解的高分子材料新技術,使材料技術日臻成熟[5]。目前我國生物基材料行業現以每年20%~30%的速度增長,逐步走向工業規模化實際應用和產業化階段,尤其PLA、PBS和PBAT聚合物的產業化業已得到長足發展[6]。

表2 生物基材料產品種類
3.產業布局。生物基材料產業已經被列為我國七大戰略性新興產業之一,近幾年產業發展迅猛,關鍵技術不斷突破,產品種類速增,產品經濟性增強,正在成為產業投資的熱點[7]。2014年由國家發改委、財政部、工信部、科技部、中科院等部門聯合推動的《生物基材料重大創新發展工程實施方案》,決定聯合組織實施生物基材料專項。先后批復了天津、深圳、武漢、長春、濰坊市、濮陽市6個城市生物基材料產業發展實施方案,中央財政將采取滾動方式支持試點建設。目前,我國該產業集群集中在東部環渤海、長三角、珠三角地帶,中部產業集群規劃在湖北武漢市和河南濮陽市,而西部地區該產業薄弱,規模小、產品單一,尚無產業集群發展規劃,布局極不合理。其中,東部地區約占全國該產業產能的70%。四川省加工聚乳酸(PLA)塑料制品能力有限,該產業最大生產企業為宜賓市的四川(五糧液)普什集團有限公司,以木漿粕、棉漿粕等天然纖維為主要原料,建設年產能3萬噸級新型熱塑性纖維素合成生產線,建設年產能萬噸級生物基三醋酸纖維素光學材料專用料生產線、萬噸級生物基熱塑性纖維素包裝制品生產線,產品有醋酸纖維素產品、聚酯瓶、托盤、醫藥塑料包裝[7]。
4.市場前景。預計到2020年,世界高分子材料的產量超過3億噸/年,生物基材料將替代20%左右的化學材料,大約6 000萬噸的市場規模。2016年,國內高分子材料總產量超過1億噸。而我國目前生物基材料年產能約為550萬噸,年產值3 000億元,生物基替代石油基產品不足10%。按照“十三五”規劃,預計2020年我國生物基材料產能將達1 300萬噸[8],建設PLA、PBS、PHA等產業化示范工程。未來三至五年,我國生物基材料對石油類材料的替代率將超過30%[6]。2017年環保部等十部門聯合發布的《關于協同推進快遞業綠色包裝工作的指導意見》提出,到2020年,中國可降解的綠色包裝材料應用比例將提高到50%,平均每件快遞包裝耗材減少10%以上[9]。全國共形成該產業產值7 000多億元,再加上出口市場,市場容量巨大。
由于目前西部地區該產業薄弱,規模小,產品單一,未形成產業集群。綿陽可立足西部市場,利用綿陽豐富的原材料資源、既有產業優勢和優惠政策,搶占產業發展的西部制高點。率先在西部發展生物基材料產業,形成產業鏈和實現集群化,建立西部重要的生物基材料產業中心和示范區,成為綿陽新經濟增長點的特色產品,助推西部經濟強市建設。
1.利用綿陽所具備優厚的資源條件和獨特優勢,率先在西部發展該產業。綿陽有豐富的玉米、木薯、秸稈、稻草、廢棄木材等生物基原材料資源優勢,讓資源有效集約利用,同時可解決基層政府和人民群眾關注的“秸稈禁燒”難題。目前,綿陽市內有四川開元創億生物科技有限公司的產業基礎。該企業有德國巴斯夫合作研發的新型環保科技成果,年綜合加工聚乳酸(PLA)塑料制品1萬噸,年銷售額7 000余萬元[10]。還可以利用科技城的既有產業優惠政策、優勢地位、區域優勢和有利的發展機遇,招商引資,率先在西部發展該產業。
2.選擇生物降解塑料,作為產業發展的方向。包括淀粉基材料以及聚乳酸、聚羥基烷酸酯、二氧化碳共聚物、聚丁二酸丁二酯、聚丁二酸-己二酸丁二酯、聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯等聚合物。把生產可降解塑料購物袋、外包裝材料、塑料餐具、醫用材料、農用地膜等作為產業發展的方向。由于綿陽市是西部重要的機械電子城,外圍的成都、德陽、遂寧等城市機械電子產業也很發達,需要大量的電子機械產品的包裝材料。綿陽、成都、德陽、遂寧等城市的汽車生產廠家眾多,需要大量的可以阻燃可降解的汽車內飾物,包括汽車用的窗簾、沙發外套等。隨著快遞的快速發展,需要大量的可以降解的快遞外包裝材料。加上,法國、意大利推行禁塑令,嚴禁超市提供一次性不可降解塑料購物袋。因此,生物降解塑料產業,具有較大的市場。
3.立法禁止生產銷售和提供一次性不可降解塑料購物袋、外包裝材料和塑料餐具,擴大綠色消費市場。由于生物基材料產品成本微高于石油基材料產品,市場認可度不足。產品價格相對于傳統大規模生產的石化材料沒有競爭優勢。目前國內全面實施禁塑的有吉林省和江蘇省,設區的市有云南省的麗江市和海南省的三亞市。2014年,吉林省人民政府發布《禁止生產銷售和提供一次性不可降解塑料購物袋、塑料餐具規定》(以下簡稱“禁塑令”),成為中國大陸首個全面禁塑的省份。實施以來,超市塑料購物袋、塑料餐具的替換率達到85%以上[11],有效地解決了“白色污染”問題。以此為契機,吉林省長春市建立生物基高新技術產業園,大力招商引資,中糧生化、長春必可成、長春雷冠環保塑料、浙江海正等12家,生產可以降解的生物基塑料替代品,規劃十年后產值達1 000億元,產品出口歐盟等地[12]。所以,綿陽要發展西部生物基材料產業集群,成為支柱產業,就像長春市打造生物基材料產業園,先在吉林省禁塑一樣,必須立法以嚴禁生產、銷售和提供一次性不可降解塑料購物袋、外包裝材料和塑料餐具等白色污染物。強化執法監管,建立部門協調機制、考核機制和問責制度。同時,積極協調對接環保部、農業部、中國水稻研究所、中國紡織工業聯合會、中國化纖協會等,解決項目發展的市場問題。可見,在中國禁塑比限塑更切實可行。因此,綿陽要有效地解決“白色污染”問題,培育發展生物基高新技術產業集群,必須實行立法禁塑。

表3 世界禁塑的國家、地區與城市統計表
4.招商引資,建立生物基材料產業園。積極協調,解決項目發展資金和技術問題。立足綿陽市現有的市場和產業基礎,依托綿陽市工業大企業大集團培育“領航計劃”和發展科技型中小企業“涌泉計劃”,招商引資,建立生物基材料產業園。從大企業和中小企業兩個層面展開,有針對性地實施培育扶持骨干龍頭企業。按照上游原材料到中游關鍵單體、生物基材料到下游終端制成品的技術生產路線,打造從上游原材料到下游制成品的全產業鏈,構筑產業生產到銷售網絡,培育西部最優生態產業,打造西部產業集群。
一要搞好銀企對接,利用現有國家、四川省和綿陽市各級各種基金,解決項目發展融資問題。從現有的各種基金中抽取安排專項資金,為生物基材料產業發展提供持續資金動力。二要積極協調對接中科院、四川大學、清華大學、武漢大學等科研院校,解決項目發展的技術問題。三要出臺相關配套法規政策,支持產業發展。出臺綿陽市《關于促進生物基材料產業發展的若干意見》,從組織領導、基金金融、基礎設施建設、技術創新、專業復合人才的引進和培養、外部協調服務等方面予以扶持。圍繞搭建產業集聚、企業集群發展的思路,解決目前綿陽市生物基材料產業薄弱、規模小、產品單一的問題,按照集群布局發展、重點產業突破的原則,培育結構合理的企業梯隊,創建市場為導向、龍頭骨干企業為引領、中小微企業為主體、專業化協作生產、各具特色的產業集聚區,產業集聚區以科技城集中發展區為核心,其他縣市為多點的生物基材料產業發展布局。依托區縣市現有材料和產業基礎,培育發展相關企業,最終在全市范圍內形成以點帶面、點面結合、整體協調推進的產業集群化發展格局。
十年后,綿陽市實現該產業年產值1 000億元。產業層次進一步提升,技術創新能力顯著增強,以生物塑料產業集群為核心的產業協調發展的局面初步形成,成為綿陽市戰略性支柱產業,西部重要的生物基材料產業中心和戰略性新興產業集群基地。構建與產業發展相協調的綠色產業體系,助推綿陽西部經濟強市建設。