上海禁塑令9月生效！藏在政策背后的生物降解材料机遇

摘要：自20世纪初塑料诞生以来，这种轻便、便宜又耐用的材料迅速融入我们生活的方方面面——从零食包装、外卖餐盒到手机外壳，几乎无处不在。但问题也随之而来，传统塑料以石油为原料，一旦被丢弃，可能需要500-1000年才能分解，相当于从北宋至今的时间跨度。据统计，每年约有

自20世纪初塑料诞生以来，这种轻便、便宜又耐用的材料迅速融入我们生活的方方面面——从零食包装、外卖餐盒到手机外壳，几乎无处不在。但问题也随之而来，传统塑料以石油为原料，一旦被丢弃，可能需要500-1000年才能分解，相当于从北宋至今的时间跨度。据统计，每年约有800万吨塑料垃圾涌入海洋，相当于每分钟向大海倾倒一卡车垃圾。它们不仅让海洋生物误食窒息，还会破碎成肉眼难见的“微塑料”，通过食物链悄悄进入人体，长期积累可能损害消化、免疫等系统。

2025年9月1日，上海“史上最严禁塑令”将正式生效。该禁令依据《上海市人民代表大会常务委员会关于深入推进生态文明建设，打造美丽中国上海典范的决定》，由上海市发改委、市生态环境局、市场监督管理局、商务委员会等多部门联合发布。这不再是环保倡议，而是带有强制性的产业革命，其核心目标只有一个：将所有难以回收、污染环境的“伪环保”一次性餐具彻底清出市场。

既然前路已定，出路何在？生物降解塑料在这种需求下应运而生，这种材料既保留了传统塑料的轻便耐用，又具备“自我消解”的特性，它的产业化和大范围推广已成为解决塑料危机的关键突破口。预计到2030年，生物降解塑料将替代30%的传统塑料，相当于每年减少1.2亿吨碳排放。

塑料污染治理的主要原则

可降解塑料根据原料来源不同可分为生物基和化石基两类。生物基可降解塑料主要包括聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯类聚合物（PHAs）等；化石基可降解塑料包括二元酸二元醇共聚酯系列聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT），以及二氧化碳共聚物（PPC）、聚己内酯（PCL）、聚乙醇酸（PGA）等。

不同可降解塑料的性能指标

可降解塑料产业链示意图

可降解塑料需满足一定条件才能发生降解，且降解速率会受到氧气、湿度、温度、微生物等环境的影响，其中温度和微生物是最关键因素。降解过程主要分为两个阶段：（a）自然分解的塑料块与微生物分泌的酶结合，将高分子链水解成小分子量化合物。（b）小分子化合物在微生物作用下最终转化成CO2、H2O。按照降解环境不同，可降解塑料可分为可土壤降解塑料、可堆肥降解塑料、海洋环境降解塑料、淡水环境降解塑料等。

不同降解环境中的降解条件及塑料类型

优秀的生物降解塑料

生物降解塑料是一类在自然环境中可通过微生物代谢作用逐步转化为水、二氧化碳或甲烷等生态友好产物的材料，又被称为“绿色生态塑料”。相比于传统塑料，这些材料在废弃后能够在自然环境中被完全降解，从而降低对生态系统的长期负面影响。

生物降解塑料与传统塑料对生态系统的影响之所以截然不同，与两种材料的原料来源和分解性质有关。传统塑料主要由石油等化石燃料制成，其生产过程会消耗大量能源，并且释放大量温室气体，废弃后降解极为缓慢，大多累积在自然环境中，造成微塑料污染。这种污染影响到水生和陆生生态系统，包括动植物的生存和繁殖，且生态系统中的微塑料会被生物吸收，进入食物链，最终对包括人类在内的高级掠食者造成不良影响。相比之下，来源于可再生资源，如农作物或其他生物质的生物降解材料，在生长过程中通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，在理想条件下可以快速分解，同时其在分解过程中不太容易形成微塑料，因此对水体和土壤生态系统影响较小，整体碳足迹只有传统塑料的1/3。

蓝晶微生物PHA生产工艺图/发酵工业网

生物降解塑料制备工艺

生物降解塑料的制备工艺可分为原料预处理、聚合反应、树脂加工及制品成型四个核心环节。

原料预处理阶段，生物基原料（如淀粉、葡萄糖）需经净化、脱水，化石基原料（如己二酸、丁二醇）需提纯除杂，确保原料纯度达99%以上，为后续反应奠定基础。

聚合反应阶段，生物基原料通过发酵或化学催化形成单体，再经缩聚或开环聚合生成高分子树脂；化石基原料则在高温高压下通过酯交换反应聚合为树脂，反应精度控制在±2℃以内。

树脂加工环节，烘干是关键工序：

看似简单的“除水”操作，实则直接决定了最终产品的质量——轻则出现气泡、力学性能下降，重则导致材料降解失效。聚酯类可降解材料的核心优势是“可降解”，而水解是其降解的主要途径之一。但在加工环节，水解可不是好事——它会让材料在成型前就提前“老化”。聚酯类可降解材料（如聚乳酸、PBAT等）的分子结构中含有大量酯键（-COO-），而酯键在高温和水分共存的环境下极易断裂。加工时，挤出机、注塑机内的温度通常在150℃以上，此时若材料含水量超标，水分会作为“催化剂”加速酯键断裂，导致材料分子量大幅下降。

既然水分危害这么大，预烘干的核心目标就是在加工前将材料含水量降至安全范围。树脂颗粒因吸湿性需经热风循环烘干至含水率≤0.05%，避免后续加工中因水分汽化产生气泡或分子链断裂。对于薄膜、片材等连续化制品，电磁加热辊在此阶段发挥核心作用——其通过电磁感应实现均匀加热（温差≤1℃），在传送材料过程中同步完成二次烘干与定型，既保障材料含水率稳定在0.03%以下，又通过辊压修正材料平整度（偏差≤0.1mm/m），提升制品力学性能。

上海联净电磁加热辊

电磁加热辊烘干工艺图

制品成型阶段，经烘干处理的树脂通过挤出、注塑等工艺加工为膜袋、餐具等终端产品，全程需维持加工温度与树脂熔点匹配（偏差≤5℃）。

进军多领域，崭露头角

生物降解塑料凭借独特的环境友好特性，正从实验室走向田间地头与城市生活。其在农业中最大的突破是替代传统地膜。

2023年，新疆棉田采用PBAT生物降解地膜后，不仅解决了传统聚乙烯地膜残留破坏土壤的难题，还通过微生物分解转化为肥料，使棉花亩产提升15%，并节省每亩80元人工清理成本，土壤微生物多样性也显著提高。这一技术已在甘肃、云南等十余个省份推广，覆盖马铃薯、水稻等作物，年示范面积超10万亩。

类似的替代方式还出现在山东寿光的蔬菜大棚中，生物降解防雾膜正在替代传统PE膜，这种会呼吸的薄膜不仅延长了作物生长期，还能在废弃后自动降解为土壤微生物的“营养餐”。此外，由甘蔗渣制成的育苗钵也正在悄然革新农业生产模式，这类育苗钵在移栽过程中，无需从幼苗根部剥离，可直接埋入土壤，经微生物自然分解后成为有机肥。云南红河哈尼族自治州的试验显示，使用这种育苗钵的咖啡苗成活率提高18%，每亩减少塑料使用量300公斤。

生物降解塑料正引发包装行业变革。2021年，中国运鸿集团以秸秆、果蔬茎秆为原料，开发出全生物降解餐具，防水防油且可完全堆肥分解，每年替代传统塑料超5000吨，悄然改变着连锁餐饮的环保生态；2022年，广西农垦明阳淀粉公司与中国科学院合作，以PBAT/玉米淀粉复合材料为原料，研发出成本更低的全生物降解膜袋产品，可替代传统PE材料，该产品通过欧盟“工业可堆肥”认证，堆肥条件下6-12个月可完全降解为水和二氧化碳。日本明治大学用虾壳提取物和植物精油，研制出一款“可食用保鲜膜”，这种膜在自然环境中14天即可降解，用它包裹草莓、葡萄等水果，既能隔绝氧气延长食品保质期，又可直接食用。东京马拉松从2025年起全面采用这种包装，赛后塑料垃圾直接减少70%。

生物降解塑料在医疗领域所取得的突破同样令人瞩目。中国国产聚乳酸PLA缝合线已在临床应用中得到验证和推广，其在术后3个月自动降解，免去拆线痛苦；3D打印的PLA-HA复合骨支架则逐步替代金属植入物，随骨骼再生自行降解，避免二次手术风险；此外，可降解药物微球具有良好的生物相容性，在体内不会引发免疫系统的炎症反应，与普通控释的药物相比，其药物释放速率更平稳。

除上述领域外，生物降解塑料在汽车部件、渔网制造、纺织业等领域也崭露头角。在CES2025展会上，松下控股公司展示了一种100%生物质含量的海洋可降解塑料，由高浓度植物纤维素纤维与聚乳酸PLA复合而成，该材料强度与聚丙烯PP相当，已通过日本生物塑料协会认证，可用于汽车内饰部件（如仪表盘、座椅装饰），目标是减少石油基塑料使用并降低海洋污染风险；2024年欧洲生物降解材料研究院的研究发现，PLA渔网在特定条件下具有良好的降解性能，相比传统渔网，其降解速度更快，能够有效减少废弃渔网对海洋环境的长期污染。2023年，芬兰Spinnova公司与瑞典Renewcel合作，利用Renewcell专利技术将纺织废料转化为纸浆，再通过Spinnova的无化学纺丝技术制成可生物降解纤维，可用于棉混纺面料。2021年，上海凯赛生物技术有限公司与飒美特合作，运用合成生物技术，把玉米等生物质原料升级再造，研制成新型生物基面料泰纶PA56，其作为新型的生物基环保面料，具有多种传统面料的优点，且易染色，可抗菌，并能被再次利用，形成“面料闭环”。

产业及技术现状

当前，发展绿色可循环经济已成全球共识，主要举措包括减少塑料用量尤其是限制一次性塑料制品使用，加强塑料回收促进资源循环利用，发展生物基塑料降低化石资源消耗，支持可降解塑料实现绿色替代等。在使用可降解材料代替传统塑料方面，欧美等国的探索时间较早。美国、意大利、法国等欧美国家于2011年前后就陆续出台了“限塑禁塑”政策，出台时间早，政策力度较强；此外，这些国家逐步完善了堆肥设施等生物降解塑料的配套设施，为生物降解塑料的大规模应用提供了基础建设支持，其中荷兰和德国是在推行堆肥设施方面最为领先的国家，分别有95%和60%的包括厨余垃圾在内的家庭垃圾进入到工业堆肥场处理。

2021—2027年全球可降解塑料产能及预测

我国将塑料污染的全链条治理列入经济建设重点行动当中，推动构建循环经济体系，遵循减量化、回收利用、可降解替代并重的发展模式。截至2023年，我国实际已建成的可降解塑料产能达157万吨/年；预计到2025年，中国将成为全球最主要的可降解塑料生产国和供应国、产能达200万吨/年；随着中国产能增长，全球产能2025年将达350万吨/年，2027年达400万吨/年。产品主要以PBAT类（包括PBS、PBSA等）为主，占比超60%，其次为PLA占比约20%，其他类可降解塑料还有待发展。

可降解塑料需求增长也主要集中在亚洲，高端应用领域发展前景看好。2022年全球可降解塑料市场需求量约49.5万吨，乐观预计2025年达131万吨，产品主要用于包装袋、餐具、吸管、农用地膜等通用领域。其中，包装仍是最大应用领域，PBAT类占据主流，PLA位居其次。预计到2025年PBAT类用量将达到60万吨/年，PLA类用量达到50万吨/年。欧洲由于推崇塑料循环再生对于可降解的消费量占比将逐步缩小，北美地区的需求基本保持稳定，亚洲地区需求增长较快，中国将是亚洲市场的消费主力，预计2025年国内需求约80万吨，产品以PBAT和PLA为主。

全球可降解塑料需求情况

可降解塑料行业在全球范围内经过了几十年的发展历程，形成了较为完整的产业链，包括从上游生产企业到中游改性和下游终端工厂等相关行业周边。行业目前处于向上发展阶段，未形成行业垄断，相关企业产品和价格竞争激烈。

国内外主要聚乳酸生产企业产能及规划

国内外其他主要可降解塑料生产企业及产能情况

机遇与挑战并存

然而，行业在快速扩张中仍面临多重挑战。

首先，在生产成本方面，生物基原料采集加工成本较石油基原料高3倍至5倍，特殊工艺导致生产效率降低20%～30%，叠加环境评估等合规成本，短期生产成本较传统塑料高30%～100%。新疆、甘肃等地通过“农膜补贴+技术扶持”降低农用地膜使用成本，但原料本地化种植和工艺优化仍需深化。基因编辑技术、低能耗聚合路径等创新是未来方向。

其次，材料性能短板问题突出，现有材料机械强度普遍低于30MPa，耐热性不足60℃，高压环境易变形，降解速率受温湿度影响显著，难以满足食品包装、汽车部件等场景需求，需要加速研发复合改性技术。此外，降解速率调控技术尚未成熟，需平衡使用寿命与环保效益，智能温控降解技术等创新成果或可突破这一瓶颈。

再者，标准体系滞后加剧市场混乱。市场监督管理局2023年抽查显示，35%的企业使用“伪降解”材料。国际标准冲突导致2023年出口退货率增长12%。国家发展改革委2024年试点报告指出，各省市在堆肥条件、检测方法等12项指标存在差异，建议建立“纯树脂白名单”制度。海南禁塑试点通过政策覆盖和税收减免，使替代产品使用率提升至65%以上。

此外，回收体系有待完善。全国首批12个城市已建成生物降解塑料专用回收渠道，但混合垃圾填埋场景下，材料降解周期受厌氧环境影响延长至180天以上。对此，杭州“绿色账户”模式通过积分激励将回收率提升至75%，浙江海正生物通过专利创新的PLA解聚技术实现85%循环利用率，为行业闭环提供技术范本。

最后，市场推广度有待提高。调研显示，超60%消费者对耐用性和环保真实性存疑，产品平均溢价35%抑制市场普及。国家发展和改革委员会试点提出“标签透明化+阶梯定价”策略，要求明确降解条件与认证标识，并对重点场景实施“限塑补贴”；同时联合头部企业开展“以旧换新”活动。如上海凯赛生物通过“泰纶PA56面料闭环计划”，将终端产品溢价转化为品牌环保价值。