從工業(yè)廢氣中回收的二氧化碳成本很低,以二氧化碳為原料生產(chǎn)的二氧化碳基聚合物,可大幅度降低生產(chǎn)成本。
最近幾年,我國(guó)在該領(lǐng)域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作均十分活躍,內(nèi)蒙古蒙西集團(tuán)公司的千噸級(jí)生產(chǎn)線經(jīng)過(guò)幾年的技術(shù)改造,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的運(yùn)行,而且中?;瘜W(xué)股份有限公司的現(xiàn)代化二氧化碳基塑料生產(chǎn)線也已經(jīng)建成投產(chǎn),為二氧化碳基塑料的產(chǎn)業(yè)化提供了良好的示范作用。最近,德國(guó)南方化學(xué)工業(yè)公司、韓國(guó)LG化學(xué)等也在計(jì)劃進(jìn)行相關(guān)的工業(yè)化生產(chǎn)線的建設(shè)工作。但目前這類材料在成本和性能上仍然與聚烯烴有較大的差距,離大規(guī)模工業(yè)化的基本要求存在相當(dāng)大的距離。
受制于產(chǎn)能和成本等因素,二氧化碳基塑料應(yīng)致力開(kāi)發(fā)高附加值的醫(yī)用材料(如藥品包裝泡罩、醫(yī)用敷料、輸液瓶)和高端食品包裝材料(牛奶低溫保鮮膜、肉制品保鮮膜)兩個(gè)方面。目前,吉林金源北方科技發(fā)展有限公司已成功的推動(dòng)了二氧化碳共聚物在醫(yī)藥器械和醫(yī)用包裝領(lǐng)域的規(guī)?;瘧?yīng)用。
作為主要溫室氣體,二氧化碳的減排與資源化利用備受全球關(guān)注。目前我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究已取得了突破性進(jìn)展,尤其利用二氧化碳生產(chǎn)可降解塑料技術(shù)的問(wèn)世,大大提高了我國(guó)控制溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的能力。然而,截至2009年,由于種種原因,目前國(guó)內(nèi)二氧化碳降解塑料產(chǎn)業(yè)進(jìn)展遲緩。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
除了天冠之外,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)的4套二氧化碳降解塑料裝置,均未達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。目前二氧化碳降解塑料的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用正遭遇三大難題。
難題之一:成本壓力太大。目前我國(guó)開(kāi)發(fā)成功的二氧化碳降解塑料技術(shù)主要有4種,即中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所的以稀土配合物、烷基金屬化合物、多元醇和環(huán)狀碳酸酯組成的復(fù)合催化劑為核心的高效脂肪族聚碳酸酯制備技術(shù);中科院廣州化學(xué)所的以納米催化劑為核心的二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生產(chǎn)全降解塑料技術(shù);天津大學(xué)的以稀土絡(luò)合催化劑為核心的二氧化碳與環(huán)氧氯丙烷共聚反應(yīng)生產(chǎn)脂肪族聚碳酸酯技術(shù);廣東中山大學(xué)的以高效納米催化劑為核心的環(huán)氧丙烷高效合成聚碳酸亞丙酯樹(shù)脂技術(shù)。在這4種技術(shù)中,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的有3種,依次是采用中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所技術(shù)建成投產(chǎn)的內(nèi)蒙古蒙西高新科技集團(tuán)3000噸/年、中海石油化學(xué)股份公司3000噸/年降解塑料項(xiàng)目,采用廣東中山大學(xué)技術(shù)建成投產(chǎn)的河南南陽(yáng)天冠集團(tuán)5000噸/年項(xiàng)目,以及采用中科院廣州化學(xué)所技術(shù)建成投產(chǎn)的江蘇玉華金龍科技集團(tuán)金龍綠色化學(xué)有限公司2000噸/年降解塑料項(xiàng)目。
由于這些項(xiàng)目規(guī)模小,項(xiàng)目所用催化劑要么是稀土系催化劑,要么是納米催化劑,目前只能小批量生產(chǎn),產(chǎn)量低、價(jià)格貴。此外,項(xiàng)目所需主要原料之一環(huán)氧丙烷和環(huán)氧氯丙烷價(jià)格也很高,再加上不菲的新產(chǎn)品推廣費(fèi)用,導(dǎo)致二氧化碳降解塑料的最終成本高達(dá)18000元/噸以上。在石油基塑料價(jià)格隨石油價(jià)格走低的情況下,二氧化碳降解塑料企業(yè)的成本壓力越來(lái)越大,已經(jīng)影響到企業(yè)的正常經(jīng)營(yíng)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
難題之二:需求小銷售難。二氧化碳降解塑料居高不下的成本,支撐其價(jià)格始終高于石油基塑料1.5~2倍。加之其熱穩(wěn)定性、阻隔性、加工性與石油基塑料存在一定差距,限制了其只能在食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生等有特殊要求的極少數(shù)領(lǐng)域使用,無(wú)法在需求巨大的薄膜、農(nóng)地膜等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。不僅如此,即便在有限的食品包裝、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域,也面臨聚乳酸、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯等降解塑料的沖擊與競(jìng)爭(zhēng),使得二氧化碳降解塑料的消費(fèi)市場(chǎng)十分狹小,產(chǎn)品銷售困難。
難題之三:投資風(fēng)險(xiǎn)大。就單位產(chǎn)品投資額而言,二氧化碳降解塑料項(xiàng)目的投資額比煤制油還高,一個(gè)1萬(wàn)噸/年二氧化碳降解塑料項(xiàng)目,往往需要1.4億元以上的資金投入,單從經(jīng)濟(jì)效益考慮,項(xiàng)目的投資風(fēng)險(xiǎn)是很大的。中海石油化學(xué)股份公司和內(nèi)蒙古蒙西高新集團(tuán)也坦承,如果不計(jì)算節(jié)能減排和環(huán)保效益,二氧化碳降解塑料項(xiàng)目根本不賺錢(qián)甚至?xí)r錢(qián)。
據(jù)了解,2007年底至今,雖然吉林、河南、遼寧、江蘇、廣東、寧夏等省區(qū)先后推出18個(gè)累計(jì)80萬(wàn)噸/年二氧化碳降解塑料招商項(xiàng)目,但實(shí)施的只有廣州天成生物降解材料有限公司一家。
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對(duì)二氧化碳降解塑料遭遇的“叫好不叫座”尷尬,業(yè)內(nèi)專家提出了對(duì)策和建議。廣東中山大學(xué)表示,研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)天冠5000噸/年裝置運(yùn)行過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)和暴露的問(wèn)題,已經(jīng)設(shè)計(jì)出更加優(yōu)化的工藝流程,并研發(fā)出第二代性能更好的納米催化劑,這些成果已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室裝置驗(yàn)證,將用于正在建設(shè)的廣州天成生物降解材料有限公司1萬(wàn)噸/年項(xiàng)目和將要建設(shè)的河南天冠集團(tuán)2.5萬(wàn)噸/年項(xiàng)目,預(yù)計(jì)可降低生產(chǎn)成本60%,提高其產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)家應(yīng)從節(jié)能減排與環(huán)保的戰(zhàn)略高度,加大對(duì)包括二氧化碳降解塑料在內(nèi)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目的政策扶持與財(cái)稅優(yōu)惠,推動(dòng)二氧化降解塑料技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,二氧化碳的排放成倍增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè),到2012年,僅煤化工領(lǐng)域產(chǎn)生的二氧化碳就將超過(guò)3.5億噸/年。減少溫室氣體的排放和煤炭資源的浪費(fèi),需要國(guó)家政策引導(dǎo)和資金扶持。
我國(guó)是二氧化碳排放大國(guó),但由于目前經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展依然十分依賴化石燃料,減少二氧化碳的排放是相對(duì)困難的。因此如何高效利用二氧化碳已經(jīng)成為世界范圍日益受到重視的問(wèn)題,將二氧化碳固定為全降解塑料是一條公認(rèn)的有效途徑。但是,該技術(shù)因成本高,加工性、力學(xué)及熱學(xué)性能有待進(jìn)一步改善等原因,目前世界范圍內(nèi)都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。國(guó)家科技支撐計(jì)劃提出,將研制出二氧化碳與環(huán)氧化物共聚合的高效催化體系,解決本體共聚合和后處理過(guò)程的傳質(zhì)和傳熱問(wèn)題以及樹(shù)脂的實(shí)時(shí)改性問(wèn)題,突破二氧化碳樹(shù)脂的工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。課題將主要研究二氧化碳基塑料的催化活性的保持、連續(xù)共聚合工藝、聚合物的后處理方法等工程化技術(shù),解決二氧化碳共聚物工業(yè)化大規(guī)模合成所面臨的傳質(zhì)、傳熱的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題;針對(duì)二氧化碳—環(huán)氧丙烷塑料使用溫度狹窄的弱點(diǎn),引入功能化環(huán)氧化物第三單體進(jìn)行化學(xué)共聚改性,拓展其使用溫度區(qū)間;在2010年前建立1萬(wàn)噸二氧化碳基塑料生產(chǎn)線并達(dá)產(chǎn)銷售,并形成5萬(wàn)噸生產(chǎn)線的工藝包。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#