
傳統聚醚多元醇受制于石油資源的減少和不可再生性,而植物油多元醇憑借環保和資源可再生性等特點正備受關注。“雙碳”背景下,隨著對可持續產品的關注力度持續加大市場對對生物基聚氨酯制成的材料的需求也在不斷增長,作為豐富原材料資源的植物油多元醇是實現生物基聚氨酯的重要手段之一。
幾十年來來全球領先的公司一直在生物基材料的研發方面持續投入——利用植物油如大豆油、棕櫚油、蓖麻油等為原料,開發了一系列植物油多元醇,隨著雙碳的正式推進和可持續理念的發展,近幾年植物油多元醇已經在聚氨酯一些主力應用領域方面一定程度地替代了石化基多元醇。
植物油多元醇發展前景廣闊
率捷咨詢認為:和石油基多元醇相比,植物油多元醇總體能源消耗可降低23%,非可再生資源消耗降低61%,可以減少36%溫室氣體排放。

目前,我國植物油多元醇仍處于初級階段,產能較小,下游應用領域還有待進一步開發。但可以肯定的是,生物基產業是一片廣闊新藍海,隨著應用領域的越加廣泛,以及產品性能的不斷優化,植物油多元醇在未來將獲得較大的發展空間。
從原料端,植物油的選擇有哪些?
植物油多元醇是以可再生原料為基料,其產業鏈源頭將不再是油田,而是從農田開始。作為商業應用植物油多元醇原料的選擇從一開始就必須需要考慮其經濟性和適用性。率捷咨詢研究發現從成本、產量和適用性等角度考慮,大豆油、棕櫚油、蓖麻油和菜籽油在植物油多元醇領域應用最廣。

其中大豆油的得益于產量基數的特點而占據原材料供應份額的優勢最大。據率捷咨詢統計,2020年大豆油全球產量超過6000萬噸,主要產自中國、美國、巴西和阿根廷。基于大豆的地理位置分布和生長規律,大都在南北半球都有種植,因此其收割不存在季節性,全年供應較穩定。

作為植物油的另一個主要源頭——棕櫚油主要產自東南亞地區,印尼和馬來西亞的棕櫚油產量分別占全球的57%和27%。棕櫚油雖然是產量最大的植物油,但由于其生產存在一定的季節性,且有著毀林風險的棕櫚油基的可持續性也遭到部分國家及地區的質疑。馬來西亞提高棕櫚油暴利稅起征點也為棕櫚油的價格及供應帶來不確定性。另外,棕櫚油基的多元醇由于不耐低溫容易凍住,在下游在實際運輸儲存及生產過程中使用便利性受限。

第三個主要植物油體系——蓖麻油全球86%產自印度,但由于其全球產量不及150萬噸,成本優勢不明顯。因此,率捷咨詢基于當前的研究認為:大豆油在未來植物油多元醇的發展中仍是最主要的原料。
另外基于中國人口數量及巨大的市場消費,餐飲及居家烹飪對植物油需求量持續增加,除了本土,對外進口依存度也較高,若在未來對生物基的需求增加了,也需要考慮植物油工業用途與食物鏈和飼料鏈的競爭。

全球植物油產量分配(按種類和地區/國家分)
從供需,全球植物油多元醇的市場情況如何?
全球氣候變暖和氣候變化已經是客觀存在全球問題,隨著全球對可持續發展的重視程度持續加大,率捷咨詢通過調查發現越來越多的產業鏈生產商主動尋找能夠替代石化類產品的生物類產品,從而減少對石油的依賴性和碳足跡。與此同時,未來碳交易也將成為一種經濟利益驅動。因此,植物油多元醇的需求將會越來越大,據歐盟《工業生物技術遠景規劃》規劃統計,2030年生物基原料替代6%-12%化工原料、30%-60%精細化學品由生物基制造;我國規劃未來現代生物制造產值超1萬億元,生物基產品在全部化學品產量重點比重達到25%。
目前,植物油多元醇生產企業主要是歐美企業,有傳統的化工企業如巴斯夫、陶氏、杜邦等,也有原來以農業為主的企業,如美國嘉吉。國內玩家較少,僅少量企業能較大規模地生產,如海珥瑪。但隨著技術改善,下游接受度、生物基滲透率的提高,相信將會吸引更多的資本進入生物基多元醇的賽道。
從下游,植物油多元醇的實際應用情況如何?
率捷咨詢研究發現植物油多元醇可以替代傳統石化基的多元醇應用在聚氨酯行業,如軟泡、硬泡和CASE。根據下游實際應用情況和要求不同,植物油多元醇可以在分子量、結構做出改變,目前應用在下游的添加量范圍在10%-50%。
作為聚氨酯消費主力的軟泡領域,植物油多元醇目前可以應用在家具(枕頭、床墊)、汽車座椅和鞋墊等方面。但是受其加工過程和物理特性的限制,還不能完全替代石化類多元醇。如在汽車座椅,用植物油多元醇生產的泡沫回彈性整體物性表現仍與傳統石油基產品存在差異,且存在一定的氣味困擾,率捷咨詢統計發現目前在汽車座椅總量中的植物油多元醇的添加量還處于5%-15%左右。雖然目前尚未大規模應用,基于企業責任及可持續,一些汽車品牌如福特、沃爾沃、寶馬等目前都在加大力度積極發展生物基材料在汽車領域的應用。
硬泡領域,主要是應用在外墻保溫噴涂和保溫板材,其優劣勢如下表所示。出于成本和物理性能的考量,建筑領域主要是用植物基多元醇和傳統石化基多元醇搭配使用,中和兩者性能優缺點。

來源:率捷咨詢研究
面對未來,我們需要做什么?
率捷咨詢認為生物基多元醇行業的整體發展離不開政府的推動和政策支持。如在美國,美國農業部于2011年推出USDA標簽認證,標簽上標有最終制品的生物基含量,便于政府和消費者采購時區分(政府優先采購標準:生物基含量不低于25%)。另外,生物基多元醇還沒有明確的行業標準和質量檢測標準,現有傳統聚醚的國標或已不太適用,下游應用比較模糊,仍在摸索階段。而對于植物油多元醇生產商,需要與下游積極合作,開發更多應用的可能性,提高替代率。
率捷咨詢統計發現目前生物基多元醇在聚氨酯行業的替代率還不及5%,按照在2030年實現用生物基產品替代20%石化產品的愿景規劃,目前生物基多元醇發展還存在缺口,未來需求量可觀,發展空間廣闊。