长期来看， PHA市场规模1.2万亿元，产量可达4200万吨！

PHA是微生物合成的一系列天然聚酯，目前已经发现其具有150多种不同的结构单元或单体。在实际应用中，PHA系列产品包括PHB、PHBV、 PHBH 等，各自具有不同 的属性，据全球最大的PHA行业组织GO!PHA总结，PHA系列产品具有宽阔的物性指标区间： 

•分子量在300,000-1,000,000kDa之间；

• 结晶型聚合物的熔融温度在60-170℃之间；

• 拉伸模量在10-1,000 MPa之间；

• 拉伸强度在1-45MPa之间；

• 伸长率在1%-1,000%之间。 

相对于其他石油基或生物基热 塑性材料，PHA的热机械设计区间更广（具有宽泛的使用温 度区间和宽泛的拉伸模量区间） 

相对于其他石油基或生物基热塑性材料，PHA可选择的机械性能设计区间更广（具有宽泛 的拉伸强度与宽泛的断裂 伸长率） 宽阔的性能区间印证了PHA可作为系列聚合物，而非单一产品。  

PHA综合性能好

相较于改性淀粉、PBAT、PLA等可降解材料，PHA综合性能更好。 

PHA系列产品应用场景广泛

PHA系列分子不同的属性指标意味着它们不仅可以用于不同的应用场景，如一次性制品、软质包装、纸 塑复合等，还可以通过与不同结构的PHA（对应不同物理机械性能）及其他可降解材料的共混实现更好 的物理机械性能，如与PLA共混提升其韧性、与PBAT共混提升其强度等。  

对PHA行业不同发展阶段的市场规模进行测算，测算结果如下图所示。可见， PHA市场在短期、中 期和长期的市场规模分别可以达到约629亿元、3,553亿元和1.2万亿元。

短期市场（2025年） 

• 短期内，PHA生产成本仍将高于PLA，其市场需求主要为不便于回收、易泄露到环境中的场景，市 场规模约629亿元。

• 2025年，仅麦克阿瑟基金会成员企业的PHA需求量可达125万吨，对应440亿元市场规模。

短期PHA市场规模：629亿元

在未来3-5年的短期市场内，PHA的主要市场主要为不便于回收的强需求场景，如塑料袋、农用地膜、 一次性餐饮具等，且PHA材料在可降解塑料中的渗透率相对较低。本节沿用中期市场的测算逻辑对PHA短期市场规模进行测算，根据短期市场的情况调整的各项数据假设 如下：

① 未来3-5年内，PHA生产成本将比PLA高出30%左右，售价将是PLA的1.5倍左右；② 塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中可降解塑料渗透率相对中期市场较低，假 设分别为30%、20%、30%以及10%；③ 塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中的可降解塑料的PHA含量相对中期市场较 低，假设分别为2%、5%、15%以及1%。短期市场下，PHA销售单价为35,000元/吨。测算得出，未来3-5年内，PHA市场需求量约为180万吨， 市场规模可达629亿元。

 国际品牌商承诺2025年的需求规模：440亿 

为了佐证市场规模的测算，本节根据麦克阿瑟基金会成员在2025年承诺 100%包装可重复使用、可回收或可堆肥的愿景，对其成员到2025年的可堆肥材料需求进行统计。 具体测算逻辑是： 可堆肥材料需求量=（目前塑料使用量 - 塑料承诺绝对减少量）× [100%- 2025年目标可回收塑料比重(%)-可重复使用塑料比重(%) ] 根据此逻辑，测算得到2025年麦克阿瑟基金会成员对外公开披露的可堆 肥材料的需求量为1,257万吨。PHA属于可堆肥材料的一种，若PHA在其 市场中渗透率达到10%，则PHA市场需求量可达125万吨，对应440亿元 市场规模。  

中期PHA市场（2030年）

中期，PHA成本约达到1.5万元/吨，届时，PHA主要用于塑料袋、农用地膜、一次性餐饮具等领域，总市场规模约3,553亿元。

中期PHA市场规模：3,553亿元

中期，综合考虑技术进步和原料多样化等因素，预测PHA成本将达到约 1.5万元/吨，仍然高于PP、PE等传统塑料。因此，其销售将主要在于对 可降解塑料有强需求的市场，如塑料袋、农用地膜、一次性餐饮具等，以 及一部分除塑料袋以外的塑料包装膜市场。其中，塑料袋领域所使用的传 统塑料主要为LDPE和LLDPE，农用地膜主要采用LLDPE，一次性餐饮具 主要采用PP。 本节将基于以上PHA的主要应用场景分别计算各个场景的塑料材料需求量， 进而推算中期市场的PHA市场规模，测算的各项数据假设如下：

① 以2020年各个应用场景的塑料材料市场规模及使用量为基础进行测算； 其中全球塑料袋使用规模为220亿元，市场单价为10,000元/吨； 全球 农膜使用量通过我国农膜使用量数据及我国农膜使用量占全球比例 3/4计算得出；② 假设塑料袋、农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中可降解 塑料渗透率分别为60%、50%、60%以及30%；

③ PHA适用于软质材料，预计在塑料袋中的PHA添加比例较高；农膜对 价格比较敏感，而PHA添加量的增大会导致价格上升。假设塑料袋、 农膜、一次性餐饮具以及其他塑料包装膜材料中的PHA添加量分别为 40%、10%、45%以及15%； ④ 中期市场下，PHA销售单价为25,000元/吨。 测算得出，PHA中期市场的市场需求量为1,421.3万吨，对应PHA市场规模为3,553.3亿元。  

长期PHA终局市场（2040年）

经测算，未来PHA极限成本可降至1万元左右。届时，PHA可以替代PP、PE作为包装材料，终局市场 规模可超1.2万亿元。

成本下探：极限成本1万元左右

PHA原料供应属于制造业，原材料成本占生产成本的比例较大，达50%。从原材料的选取和利用出发， 未来成本下降的空间主要在于 ① 降低碳源单位成本，如采用毛棕榈油或更加便宜的均一化处理后的地 沟油；② 通过生产工艺优化，如固定CO2降低发酵热，提高发酵转化率和提取得率，降低单位能耗， 或通过提高单台发酵罐装液量等方式优化储存。

以棕榈油为原料生产PHA为例，通过菌株改造提高发酵转化率与提取得率，可以将每吨PHA生产消耗的 棕榈油控制在1.2吨。通过在棕榈种植园当地建炼油厂，每吨棕榈油成本降低至4,000元/吨左右。加上规 模效应下制造费用、单位人工成本的有效优化，每吨PHA生产成本可以降至1万元左右，与其他可降解 材料从成本上相比处于中间位置。 

 终局市场规模：超1.2万亿

与PP、PE塑料相比，PHA具有类似的性能，尽管短期成本较高，长期来看PHA成本有望下探到1万元左 右，售价与塑料PP、PE价格相比向上浮动20%，结合其环境保护价值，合理预测终局场景下，PHA将 完全替代PP、PE材料作为包装主要用材料。

测算逻辑一：

终局场景下，PHA替代PP、PE的包装用途。测算全球用于包装的塑料消费量，根据包装用塑料中PP、 PE的占比，得到PP、PE包装用途的消费量，即为PHA市场需求量。 结合PHA终局市场单价，得到终局 市场规模。 测算的各项数据假设如下：

① 考虑到PP、PE塑料行业较为成熟，未来增长空间比较小，因此本节在利用PP、PE塑料行业的市场 规模来测算PHA终局市场规模时，不考虑市场的增长，以2020年全球塑料产量为基础进行测算；② 根据《国家地理》杂志统计，全球塑料消费量中占比最大的为塑料包装，占比约为40%；③ PP和PE作为塑料包装中的主要材料，在包装材料中占比约71%；④ 在终局市场下，PHA完全替代PP、PE材料应用于包装中，即PHA市场需求量等同于PP、PE包装材 料需求量；⑤ PHA在终局市场的单价为12,000元/吨。测算得出，全球用于PP，PE包装的塑料产量约10,422.8万吨，PHA终局市场规模将达12,507.4亿元。

 测算逻辑二：

终局场景下，PHA替代PP、PE的包装用途。PE分为LDPE、LLDPE、HDPE三种。PP，PE包装材料使 用量可以细分为PP包装用量、LDPE包装用量、LLDPE包装用量、HDPE包装用量。各自的包装用量等 于材料产量与对应材料应用于包装材料比例的乘积，通过加总可以得到对应的PP、PE包装材料使用量， 即为PHA市场需求量。结合PHA终局市场单价，得到终局市场规模。

测算的各项数据假设如下：

① 同测算逻辑一，以2020年PP、PE各细分材料的全球市场规模为基础进行测算；② 根据Plastic The Fact，在所有PP材料中，应用于包装材料的占比为44%；在所有HDPE、LDPE、 LLDPE材料中，应用于包装材料的占比分别为60%、70%、70%； ③ PP材料的市场单价10,000元/吨； HDPE、LDPE、LLDPE材料的市场单价分别为10,000元/吨， 12,500元/吨，9,400元/吨； ④ 在终局市场下，PHA完全替代PP、PE材料应用于包装中，即PHA市场需求量等同于PP、PE包装材 料需求量；

⑤ PHA在终局市场的单价为12,000元/吨。

测算得出，全球PP、PE包装市场需求量为10,351.7万吨，PHA终局市场规模12,422亿元。综上，在两种测算逻辑下，PHA全球市场需求超1亿吨，终局市场规模超1.2万亿元。

生物质可充分满足供给 长期来看，地球生物质供给可以满足PHA终局市场规模需求，不仅可以使用植物油作为原料，还可以使 用第二代碳源（秸秆、废弃烹饪油）、第三代碳源（甲烷、二氧化碳），确保PHA的供应稳定。

长期来看，得益于提取技术的进步和原料损耗的减少，以棕榈油为例，未来生产单吨PHA消耗的棕榈油 可以降低至1.2吨。 目前全球油棕大约1,900万公顷，产量约8,100万吨棕榈油，对应PHA最大产量为 6,750万吨，已经可以产生较大的供应量。 此外，玉米也可作为原料被利用，可通过将玉米分解为葡萄 糖，再以葡萄糖为原料生产PHA。 当前全球玉米产量为10.5亿吨，除去食品用途（11%）、饲料用途 （53%）、生物燃料和其他用途（14%），仍有22%可利用，对应PHA最大产量为4,200万吨。

秸秆资源化是可持续发展农业的大势所趋，中国约有一半的秸秆待资源化利用。秸秆主要成分为纤维素， 可通过纤维素和半纤维素水解制糖，再以葡萄糖为原料生产PHA。 满足1亿吨PHA的需求约需要6.5亿吨 秸秆，仅占全球秸秆产能不到20%，可以充分满足PHA终局市场的需求规模。 此外，除了生物质原料，PHA还可以通过固定甲烷、二氧化碳等无机碳源进行生产。 未来PHA原料多 元化将增强PHA材料的供应稳定性。 以下列出不同类型的碳源及其特点，此处的碳源分代定义适用于所 有的生物制造过程。  

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