绿色系列:PET回收(供给篇)——“低值料、高值用”重点关注

国金证券研究
作者:陈屹、杨翼荥
摘要
■ 投资逻辑
本篇报告是绿色系列报告的第二篇,着重针对PET回收技术、布局企业进行分析。PET回收现阶段主要以物理法为主,产业链及工艺也相对成熟,但后期伴随需求的进一步提升,化学法将成为未来发展的重要方向,目前我国布局化学的企业相对较少,能够先期形成经济性的规模化的企业有望获得行业的先发优势。
核心结论
物理法行业基础相对较好,企业的加工技术和改性会形成终端差异。国内对PET回收布局时间相对较长,但基本长时间集中于物理回收赛道。在终端产品的改性和优化过程中,对企业的技术水平有一定的要求,较多的小规模技术储备不足的企业仅能针对产品进行降级应用,比如生产填料、地毯丝等;同时由于物理回收对于原材料具有一定的要求,多数以PET瓶为主,回收水平相对较高,后续进一步拓展存在限制,而我国禁止废旧塑料进口,解决来料问题将是不分企业拓展业务的思考方向,带动部分企业规划出海布局基地;
化学法仍处于不断突破过程,未来发展空间较广。化学法能够较大程度扩展PET回收的原料范围,从瓶片扩展至纤维、膜材,废旧纤维的回收率低,价格便宜,对于原料的成本相对可控,有利于进一步扩大发展规模。但目前化学法的路径并不完全成熟,多数大型企业采用热解工艺进行油品等回收,PET专项回收循环技术量产企业相对较少,成本还需进一步优化,但已经有企业先期形成了初步的技术突破,若有企业形成规模效应,有效控制成本,有望获得先发优势;
生物法目前仍然处于探索阶段。从生物法的反应路径看,其对PET的回收可以做到来料范围的拓展,且能够形成高值利用,在产品布局方向上有更多领域的延伸空间,但工程化应用尚未成熟,成本仍然相对较高。
化学法和生物法具有进一步加速发展空间。化学法rPET和原生PET的性能接近度高,已经具备多领域应用基础。目前国内已有物理法路径参混部分泡料进行降级应用,也有少部分化学法工艺进行纤维生产,伴随化学法工艺进一步成熟,装置规模放大,预估化学法的rPET的经济性将获得进一步优化,先期满足下游“绿色”品牌的市场需求;人工智能的发展对合成生物有明显的推动作用,酶降解工艺有望获得明显加速。现阶段生物法仍然面临酶活性低,生产成本高的问题,而AI人工智能的发展有望大幅缩短基因和蛋白改造的时间,通过机器计算和模拟降低改造的成本,有望加速提升生物法PET降解的效果。
全球布局化学法PET回收的企业主要以大型化工巨头企业和单一领域的初创型企业为主。大型石化企业先期具有产业链基础,多数选择热解工艺形成有效协同布局,但同时也外研合作开辟新的回收路径,以满足行业新的发展趋势;
初创型企业多数采用新路径或者新的工艺,在专项技术的研发力度和突破上相对领先,但多数初创企业资金和工程化能力及经验上相对欠缺,导致部分项目兑现时间相对较长。
投资建议
PET再生材料应用要求不断提升,将大幅带动行业需求,行业潜在发展空间巨大,而其中几类企业将相对收益:
实现PET回收的高值化应用的企业:能够满足下游领先企业高端服装的产品需求,能够从产品定价获得盈利空间;
能够扩展应用原料,能够实现低成本管控的企业:破除传统PET回收的限制,使用成本更低的原材料进行产品生产,降低外部约束带来的不可控风险,形成成长空间;
能够突破技术、工艺路径障碍,采用生物法或化学法经济性生产rPET的企业,有望获得成本和市场双重突破。
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目录
一、PET回收工艺现状:瓶片相对成熟,纤维任重道远
1. 物理法PET回收成熟,产品梯级利用,但原料来源相对受限
2. 化学法仍处于持续突破中,未来应用空间较大
3. 酶解新工艺,暂未形成大面积工程化,但有加速可能
二、碳排环保助PET回收获绿色附加值,新赛道有望获得突破
1. PET回收可以有效降低碳排,形成有效的碳排经济赋能
2. 再生PET已经能够形成应用基础,行业的发展有望获得加速
三、PET回收领域,低值原料、高值利用的路径值得重点关注
1. 全球企业开启PET回收布局,不同阵营的发展方向呈现明显区别
2. 国内多数以热解和物理法布局PET回收,差异化定位和化学法有望成为新的焦点
四、投资建议
五、风险提示
正文
一、PET回收工艺现状:瓶片相对成熟,纤维任重道远
在塑料回收领域,一般根据回收工艺的差异会分为四级,其中一、二级回收都属于物理回收,三级、四级属于化学回收。一级回收针对干净的单一种类塑料,主要为工厂回收,二级回收则通过破碎、清洗、挤压、造粒等步骤处理更复杂的塑料制品。三级回收是通过化学技术来处理废弃塑料获得相应单体或化工原料。四级回收是能量回收,将最终无法进一步化学回收的废塑料进行燃烧,获取热能。物理回收具有方法简便、成本较低等优势,但针对的产品种类相对受限,获得的产品品质也会有一定的影响,而化学法回收的种类相对较多,可以处理更多领域的原料来源,但工艺难度明显提升。
图表1:塑料回收的主要化学法路径

来源:科贸化学回收研究院等,国金证券研究所
物理回收材料应用受限,部分产品只能降级应用。工业上将回收分为升级回收和降级回收两种类型,升级回收指材料回收后可再用于高端应用,降级回收则是材料回收后再用于制备比原来产品价值低的产品,如聚酯纤维或长丝回收后制成聚酯短纤维,用于制作毛绒玩具、填充材料或室内装饰品等。在中国PET回收体系中,主要以物理回收为主,主要针对PET瓶的回收和再利用,经济闭环产业链已成型。我国PET回收料的40%-60%用于纤维的生产,且有部分是降级回收,仅能用于箱包、地毯等领域;相比之下化学法的技术仍有难点,目前能够工程化的装置相对较少,且规模较小。
图表2:物理法和化学法回收的差异比较

来源:《食品工业科技》,国金证券研究所
1.1、物理法PET回收成熟,产品梯级利用,但原料来源相对受限
PET物理回收,是将废PET进行机械加工后造粒,再加工成塑料制品或者纺丝制成PET纤维,是一种简单且成本低廉的物理循环方法,也是目前最为常用的PET回收路径。PET物理回收工艺由分类、分拣、清洗和干燥、尺寸减小、熔体过滤、重整和压实步骤组成。
图表3:PET常见的物理回收的过程

来源:《食品工业科技》,国金证券研究所
物理工艺相对成熟,但对原材料有较高要求。物理回收一般包括一级回收和二级回收,其中一级回收主要是用于处理第一类无污染的废料,原料比较单一,一般生产厂家就可以进行回收处理;二级回收主要是用于处理使用后废弃的PET聚酯。物理法具有操作简单,回收过程投资相对较少等优点,因而发展速度相对较快,产业链布局也相对成熟。由于物理回收不改变分子结构,对于原材料的利用范围相对有限,主要以处理瓶片为主,现在采用物理方法回收的PET比例约占总量的80%以上。
原材料的回收程度相对较高,后续进一步放大规模或将受到限制。由于物理法主要针对PET瓶片,主要的回收来源是饮料包装瓶,因而物理法的发展将很大程度受到原料回收利用的程度影响。目前来看,饮料包装瓶的回收利用是最为成熟的,在主流国家的回收利用率基本已经提升至较高水平,中国目前的PET饮料包装瓶的回收率已经提升至94%以上,回收路径较为成熟,利用率较高,且自2017年开始,国务院办公厅印发的《禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案》,禁止进口来自生活源的废塑料,2020年11月24日,生态环境部、商务部、国家发展和改革委员会、海关总署联合发布公告,明确自2021年1月1日起,禁止以任何方式进口固体废物,物理法回收的PET瓶片来源是影响行业扩展的重要因素,后续进一步大幅增长的空间或将相对有限。
图表4:PET饮料包装瓶的回收已经达到较高水平

来源:《饮料工业》,国金证券研究所
物理法回收会导致一定的性能的下降,后端加工需要一定程度改性,在应用上也会相对受限,导致出现较多降级应用的情况:
力学性能出现下降:PET分子链中含有酯键,在机械回收的二次加工过程中,微量的水分就能使其分子链在高温下发生断裂,致使其相对分子质量下降,色差增大,黏度降低,影响产品的力学性能;
产品存在杂质问题:物理回收后的PET聚酯进行二次加热的过程中,杂质含量有所提升,可能会导致回收的产品中杂质含量超标,在应用上受到制约,比如回收料生产长丝过程中,原料中较小的杂质将导致纤维断裂,进而导致长丝生产线停机,因而回收材料需要经过过滤精度达20μm的过滤后,才能在下游纺丝生产线上加工成长丝;
物理回收的循环次数有限:在PET物理回收过程中,PET的分子量和断裂伸长率均受挤出次数的影响,挤出次数在4-5次时,PET的性能退化十分明显,几乎不能再回收利用。
原料成本较高,经济效益受到影响。由于瓶片的回收体系相对成熟,供给量较为有限,因而物理法回收的原料成本相对较高。而目前再生PET产品的市场价由于产品质量低于化石产品的价格,物理法加工的初步利润空间有限,而在后续的加工过程中,由于再生产品杂质问题,做长丝或者短纤的加工费用会有所提升。
图表5:PET聚酯切片和再生PET切片的价格变化趋势

来源:卓创资讯,国金证券研究所
物理法的后续加工或将对布局企业形成一定的定位区分。在产品生产上,由于物理回收过程中很多杂质和污染物无法被消除,当重新利用这些PET产品时,杂质的存在会限制PET下游产品的应用,加工技术能力不强的企业,一般只能用来生产纯度要求较低的地毯、纤维和家居产品,无法用来生产高值化产品,难以获得有效的附加值提升。另外,在PET的物理回收过程中,主要以热机械降解和寿命期降解为主,而在PET聚合物在后处理过程中的热机械降解和寿命期降解都产生低分子挥发性化合物,这些化合物在固态时大部分被包裹在聚合物中,在再加工过程中,这些化合物可能通过熔体扩散阻碍有效的再加工,这些化合物不仅会损害产品特性,还对加工过程有害,因为有些化合物可能会腐蚀加工设备,从而影响材料的性能。
1.2、化学法仍处于持续突破中,未来应用空间较大
PET化学降解是PET高分子链上的酯键发生断裂,生成对苯二甲酸和乙二醇等多种单体的过程,可以看作是聚合物生成的逆反应,通过化学法回收不仅能够得到高纯原材料,还能够实现PET的闭合循环,几乎所有类型的废旧PET都可以通过该方式实现解聚,产品可以延续高值应用。
PET塑料和纤维的表现不同,纤维的处理难度要求提升。虽然PET塑料和纤维的组分相同,但其在分子量、分子结构上具有明显不同,两种不同的PET聚酯之间的差异特性就导致其后续的回收工艺会产生不同。由于纤维的应用场景相对多样,纤维回收料的复杂程度明显提升,回收率是预先切断/连续、染色/白色,干燥/潮湿、单一种类/不同材料混合,都会对后续的处理产生明显的影响,依靠物理法进行处理,难以做到全面升级回收。
图表6:PET塑料和PET纤维的特性不同

来源:《PET低温降解及强化过程的研究》,国金证券研究所
化学法的原料处理范围更广,未来拓展空间相对较大。PET瓶片的回收率较高,原料供给受限,化学法的来料可以从PET塑料进一步扩展至PET纤维,不仅大幅降低了PET回收的来料成本,更是大幅扩展了PET回收范围,在后续进行规模化扩充中,减少原料的限制,同时能够稳定原料的生产成本。
聚酯的化学降解可以追溯到50年代,几乎与它的商业生产同时进行,化学降解目前的方式相对较多,可以通过使用特定的试剂经过各种途径进行,即醇解、水解、氨解、胺解和糖酵解、热解等,不同的降解路径所产生的产品也有明显不同。
图表7:废PET化学法工艺的产物分布

来源:《化工进展》,国金证券研究所
1.2.1、醇解(甲醇解/二元醇解)——工程化基础好,但投资大,有较高技术要求
以乙二醇(EG)或甲醇等醇类为解聚剂,在高温条件和催化剂作用下分解PET,生成对苯二甲酸双羟乙酯(BHET,PTA和乙二醇酯化结合)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)等单体,形成单体后下游可以对接更多的应用领域,比如BHET可以延伸生产不饱和树脂、聚氨酯泡沫、共聚酯、丙烯酸涂料和疏水性染料等。
甲醇醇解:以甲醇为溶剂,在高温髙压的条件下将PET废弃物解聚为DMT和EG的过程,反应中需要加入少量催化剂,能够得到纯度较高的DMT产品。甲醇醇解的产物容易蒸出,易于纯化,但过程中使用的溶剂甲醇易挥发,过程需要高温高压,反应条件苛刻,不易控制,反应过程复杂多变,导致行业内有工程化,但产能扩展不多,美国杜邦和伊士曼公司也对应开发出连续和阶段式甲醇醇解工艺。
乙二醇醇解:二元醇解,也称糖酵解,以过量的二元醇为溶剂,常用EG、二甘醇和丙二醇等,其中EG的应用最为广泛,一般在常压、180-240℃的条件下进行,反应最终形成BHET,可以较为容易的集成到常规的PET生产路径中去,乙二醇醇解的反应条件相对温和,溶剂EG沸点高不易挥发,反应过程除低聚物外无其他副产物产生且PET的转化率高,是相对更具有前景的分解工艺。
醇解的工程化基础相对较高,但仍然存在系列的问题需要解决:①催化剂的金属遗留问题:常规的醇解在无催化剂参与的条件下基本不发生,为了加快反应速率,常常需要加入一些金属催化剂,在降解完成后,会不同程度的残留在BHET中,造成产物提纯困难;②制造过程的金属离子会影响终端产品生产:PET生产制造过程引入的金属离子也会残留在产物中,会对下游产品的色度和安全性造成威胁,使其无法生产高附加值的食品包装材料;③经济型影响:催化剂的循环利用率差,会带来催化剂成本提升,后端分离困难需要吸附(活性炭、吸附树脂)等环节,BHET如果含有较多杂质,对于后端产品的高值化应用也会产生影响,降低产业链的附加值。
目前醇解工艺典型的商业化代表就是日本帝人公司开发的复合糖解法,把EG糖解和甲醇酯交换联合应用在废旧PET的回收循环利用中,乙二醇醇解后的产物直接与MA进行酯交换得到DMT,再将DMT与EG进行反应得到PET,实现闭环回收。
1.2.2、水解(酸性/碱性/中性)——研究较早,少量工程化,但环保压力大
废弃PET的水解法是在酸性、中性或碱性的条件下实现PET以水为溶剂的解聚反应,产物为TPA和EG。该法是起步较早的化学回收法,也形成了小规模的工业化运转,但由于环保问题,市场应用相对受限。
酸性水解:浓硫酸催化,高温分解PET为TPA(对苯二甲酸)和EG,能够得到高纯度TPA,但需经过滤、洗涤等步骤,过程中会产生大量的酸性废液,同时浓硫酸严重腐蚀设备且过程中产生的EG容易被浓硫酸碳化,部分原料无法回收利用;
中性水解:高温高压水蒸气分解,无催化剂,产物为TPA和EG,反应过程中需要高温高压,因此对于工业化的设计和应用要求非常严格,不易操作;
碱性水解:一般使用氢氧化钠或氢氧化钾作为催化剂,在高温高压下进行,降解产物需加酸近一步反应后才能得到TPA产品。碱性水解能够获得高纯度的TPA产品,但与酸性水解相似,过程中仍会产生大量碱性废液,同样会对环境和设备造成严重危害,且产生的EG同样难以回收。
酸性、碱性水解会产生大量的酸性或碱性废水,环保处理成本较高,同时受制于催化剂的属性,生产装置的耐腐蚀性要求极高,工业生产的经济型难以兑现;而中性水解虽然耐腐蚀和环保要求降低,但需要高温高压,生产控制难度提升,且能耗成本大幅增长。因而虽然水解工艺的研究时间长,工艺成熟度较高,但工程化的问题较多,经济型表现一般,近些年工业化进展有所停滞。
1.2.3、氨解/胺解——产物多样化布局,成熟度相对较低
以液氨或胺类为解聚剂,生成对苯二甲酰胺(TAPA)或者TPA的衍生物以及乙二醇。
胺解法:一般以有机胺为溶剂,在低于100℃和少量催化剂的条件下解聚得到TPA铵盐的过程,该反应条件温和,有机胺类对聚合物降解速率快于传统的醇类降解速率,收率和纯度相对较高,不同胺的使用使得胺解产物具有多样性,后端的产品布局应用可以相对广泛;由于胺解过程中容易发生多种副反应从而降低主产物产率,使解聚过程难以控制,因此该法在工业化应用上存在一定难度,一般用于PET纤维表面改性,很少用于PET的深度降解,暂未有工业化报道;
氨解法:回收PET与反应,产生对苯二甲酸乙酰胺和EG的过程,产生的对苯二甲酸酰胺经过滤、洗涤、干燥后,纯度高,主要用于生产涂料和硬化剂等。氨解法的研宄明显较少,氨对PET的降解过程需要催化剂的作用,且其比胺解速率要慢得多,工程化基础较差。
氨法的原料液氨具有毒性,需要有较高的安全处理措施和尾气回收装置,胺法的原材料需要使用到有机胺,回收难度大,成本明显大幅提升,生产产物分离复杂,终端产品虽然可以实现高值化应用,但工业化难度大,成熟度较低。
1.2.4、PET的热解——产物选择性较低,应用基础较好,经济性一般
PET热解工艺是将长链的PET通过高压高温热处理方式破坏PET的酯键,转换为小的、简单分子,过程需要持续高温、隔绝氧气的环境,主要产品是油品、合成气和焦炭。由于热裂解时发生断裂的酯键位置不确定,所以一般热裂解产物也较为复杂且难分离。
热解对于原材料的选择性较低,实际应用的适应性较好。常规热解不仅可以处理单一原料,还能有效处理混合物,所生产的液体油品可以不需要通过再次增值处理用于不同领域,如熔炉、锅炉、汽轮机及柴油发动机,在处理实际塑料废弃物方面是否用范围较广。
热解对于产物的选择性较低,经济价值受到一定的限制。尽管热解过程具有较短的反应时间和较宽的操作条件,PET直接热解的产物选择性较低,热解反应过程相对剧烈,导致反应产物组分复杂,PET的热解产物主要为固态和气态,液产物收率通常不超过10%,固体产物非常复杂,含有近30多种成分,苯甲酸收率最高2-3成,还包含7%的焦炭,焦炭与这些有机产物均为固体粉末,包覆在石英砂表面无法分离,相较于以定向转化为目标的PET化学降解稍显不足。
后续热解主要向产物经济价值升级方向进行发展,一方面通过定向催化提高产物的选择性;另一方面进行后端材料延伸处理:
应用催化热解工艺,提升热解销量和目标物(苯、烷基苯等)的选择性,比如利用沸石类催化剂提升芳烃的生产量;通入水汽提高苯的收率等,但催化热解中的催化剂的稳定性和重复使用性能上仍有巨大障碍,在经济性上会产生较大影响。
采用不同温度,多段的复杂工艺获得高值终端产品,比如碳材料、合成气(甲烷、CO)等。从目前研究来看,碳材料的转化往往需要更高的热解温度和更为复杂工艺流程。此过程中很大一部分的PET原料转化成其它物质,但这部分的物质并未被妥善利用或使用。这类方法虽然获得了价值较高的碳材料,但是生产成本还是制约了其进一步的工业化发展。
图表8:废弃PET制备电容储能性能优异的多级孔碳材料

来源:《化学进展》,国金证券研究所
综合来看,目前化学法对于PET回收的技术工艺仍然并未达到完全成熟的状态,部分工艺已经有具有一定的工程化的基础,但仍然需要不断优化和完善的空间,对于产品质量、生产的经济型等问题仍然需要突破,因而能够在相关工艺形成质量和成本的双向控制的企业有望先期获得这一路径的发展优势,从而较好突破市场,形成较大的提升空间。
1.3、酶解新工艺,暂未形成大面积工程化,但有加速可能
除了传统的物理法和化学法,新的酶解工艺伴随生物技术的不断成熟,形成了新的发展路径。利用PET水解酶(如PETase)在温和条件(pH7,30-50℃)下分解PET产生TPA和EG。自1977开始,PET的酶降解路径开始获得持续关注,行业内不断寻找可以高效进行PET分解的细菌或者水解酶。自2005年首次能够分解PET的角质酶被报道,目前喊个与内已发现近20种不同的天然PET水解酶,包括酯酶、脂肪酶和角质酶。大多数PET水解酶在70摄氏度的高温和一定的酸碱度条件下才能表现出可观的水解活性,在常温和中性酸碱度条件下活性较差。2012年研究人员发现的叶枝堆肥角质酶(LCC),也只有在72摄氏度和pH值8.0的条件下,才能实现10小时内降解90%经过预先处理的PET塑料。
2016年日本京都工艺纤维大学和庆应义塾大学联合在《科学》上报道了一种可以分解PET的细菌,能够表达出角质酶类似酶IsPETase,可以将PET塑料降解为TPA和MHET,PETase可以在常温、中性酸碱度条件下降解PET,约6周内就能够将0.2毫米厚的低结晶度PET薄膜完全降解,其降解产物也不会对环境造成污染。以此为基础很多研究获得了更多的高活性水解酶突变体,从而实现PET的分解回收,以此为基础Carbios公司宣布开发了这种生物法回收PET的工业化原型,准备进行商业化推广。
图表10:PET生物降解的发展历程

来源:《塑料降解酶FAST-PETase的分子改造与酶学性质研究》等,国金证券研究所绘制
生物解聚和资源化利用PET是低能耗、环境友好的发展路径,反应条件较为温和,具有定向选择性,产品杂质相对可控等,但目前细菌的效率低、耐受性不高,在仍然有较多的问题需要解决:
反应条件要求较高,稳定性较差:微生物和酶对反应条件较为敏感,需在较为温和的条件下运行,反应时间较长,且微生物和酶的稳定性较差,比如IsPETase在中温或是常温环境中表现出了对PET较高的水解活性,但是它的稳定性不甚理想,在37℃工作24h后就会失去活性,目前对于IsPETase突变体仍然处于研究中,需要综合提升热稳定性、催化活性和水解活性等。
图表11:PET生物降解重要的酶IsPETase结构

来源:《塑料降解酶FAST-PETase的分子改造与酶学性质研究》,国金证券研究所
基因改造工程相对较难:2016年,Yoshida等人成功分离出一株能够降解和同化PET的细菌,它不仅可以产生PET水解酶来解聚PET,也可以代谢酶解产物TPA和EG,但天然微生物缺少遗传操作平台,大多数已鉴定的能够分泌PET水解酶的微生物都是非模式微生物,遗传背景复杂,难以进行基因工程改造,而且PET水解酶的表达量不足以满足大规模需求。
酶的抑制问题仍然需要解决:以PET水解酶对PET材料进行分解,但PET降解产物会对PET酶解造成产物抑制,逐步降低反应效率和速度;
酶解后的高值化应用仍需解决:很多降解反应中,PET分解的小分子直接被代谢矿化,没有被用于生产高价值化合物,造成了碳损失,并未形成较高的再生意义;
目前针对生物法PET回收过程的问题,主要以两类策略为主:
提高PET降解酶热稳定性的策略——提升PET降解酶的热稳定性可以提高酶解聚反应的效率,通过蛋白质工程改造提高PET水解酶的活性和热稳定性,主要方法包括糖基化修饰、表面盐桥优化、金属离子结合位点突变以及引入二硫键等。
提高PET降解酶产量的策略——通过宿主细胞表达系统的构建,利用宿主细胞大量生产活性蛋白分泌至培养液中。目前已有多种表达系统可以用来表达PET降解酶,如大肠杆菌表达系统和毕赤酵母表达系统等,通过将重组蛋白分泌到胞外可以减少蛋白在胞内的聚集、包涵体的形成以及对宿主细胞的负担或者毒性作用,另外保持生物活性,在提取酶的过程中,也极大的减少和简化了细胞破碎、蛋白纯化和下游加工步骤,从而显著降低酶制剂生产成本。
生物法PET回收可以扩展至PET纤维回收,未来的发展空间进一步扩大。不同PET材料具有不同的结晶度,无定形薄膜结晶度约为8%,瓶子为20-30%,而纺织品则高达40%,一般PET水解酶通常对低结晶度的PET表现出较高活性,因而对于纤维的处理相对困难,但目前行业内已经形成了处理目前无法回收的有色、多层或纺织废弃物等,同时生产出食品接触级的PET产品的酶解聚技术。由于物理法的工艺限制和化学法尚未全面突破,目前只有不到1%的纺织废料用于回收制造服装和纺织品的新纤维,其余的大部分被送往焚化炉或垃圾填埋场,未来生物法回收PET将有望突破原料限制形成更大的发展空间。
在应用环节上,未来PET的回收也有望不仅仅局限于现有的化学法路径的产品再造,有望进一步以废旧PET作为“能量”来源,形成更为广泛的产品链条,提升产品附加值。
图表12:生物转化PET的路径或策略

来源:《聚对苯二甲酸乙二酵酯(PET)的生物解聚和资源化利用》,国金证券研究所
总结来看,物理法应用成熟,化学法有发展空间,生物法仍处于摸索中,但有发展潜力。
国内对PET回收的布局时间相对较长,但基本长时间集中于物理回收领域。在终端产品的改性和优化过程中,对企业的技术水平有一定的要求,导致我国PET回收的物理工艺应用范围较广,但也存在着明显的差异化产品布局,相对较多的小规模技术储备不足的企业仅能针对产品进行降级应用,比如生产填料、地毯丝等;同时由于物理回收对于原材料具有一定的要求,后续进一步拓展存在限制,解决来料问题将是重要拓展方向,出海布局或将成为部分路径;
化学法仍处于不断突破过程,仍有进一步扩充发展的空间。化学法能够较大程度扩展PET回收的原料范围,从瓶片扩展至纤维、膜材,在未来发展过程中,对于原料的成本相对可控,有利于进一步扩大规模发展。但目前化学法的路径仍然并不成熟,多数企业也主要采用热解工艺进行油品等回收,PET专项回收循环技术目前量产企业相对较少,成本还需要进一步优化,若未来能够有企业形成规模效应,有效控制成本,将有望获得较大的发展空间和领先优势;
生物法目前仍然处于探索阶段,未来AI赋能后有形成弯道超车的潜力。从生物法的反应路径看,其对PET的回收可以做到来料范围的拓展,且能够形成高值利用,在产品布局方向上有更多领域的延伸空间,具有更多的发展空间。但目前生物法工程化尚未成熟,但人工智能的工具的应用有望对行业进行有效增速,若能够对酶活性和适用范围进行有效拓展,是具有弯道超车的可能性。
二、碳排环保助PET回收获绿色附加值,新赛道有望获得突破
2.1、PET回收可以有效降低碳排,形成有效的碳排经济赋能
全球PET需求持续提升,对化石资源、环保和碳排构成三维影响。伴随人口提升,生活水皮改善,消费场景增多,塑料及纤维的需求量仍然处于持续攀升态势,不仅带来前段化石资源的进一步消化,同时由于废旧塑料形成处理压力仍然持续攀升,环保的问题更加严重,而目前从消化的角度看,多数产品以焚烧和填埋为主,大幅增加了温室气体的排放。而以rPRT作为化石原生PET的替代,将同时满足终端的产品需求,处理废旧的PET垃圾,同时有效降低碳排。
PET回收在使用中可以形成明显的双向碳排节约:①废旧PET处理中,多数由于焚烧形成的二氧化碳排放;②替换化石能源生产PET及其他材料节约的化石能源开发。根据目前材料替代环节来看,1吨涤纶原丝基本会产生4.8吨左右的碳排,而使用废旧PET回收生产再生涤纶纤维,碳排将明显下降至1.1-1.8吨左右;1吨原生PET塑料树脂大约需要排放2.23吨二氧化碳,而生产1吨再生PET塑料树脂只需要排放0.91吨二氧化碳,再生PET减排比例可达60%,能够大幅降低PET需求带来的全产业链碳排问题。
目前来看废旧PET的应用趋向于政策和品牌推动,在先期应用过程中,供给和市场在持续扩充过程,对于循环再生材料能够形成一定的产品溢价,除此之外,在碳排交易相对成熟市场,比如欧盟,通过使用再生材料能够有效提供企业当期的碳排指标,在常规产品应用价值基础上,同时附加产品碳排的绿色溢价。根据欧盟单吨碳排70欧元计算,如果能够形成全产业链的再生PET提花,能够提供较多的碳排溢价赋能。
图表13:废PET再造长丝生产线具有深度降碳潜力(kgCO2eq)

来源:《环境工程》,国金证券研究所
图表14:再生材料能够明显降低碳排,具有领先的环保效应

来源:《应用技术》,国金证券研究所
2.2、再生PET已经能够形成应用基础,行业的发展有望获得加速
rPET和原生PET的性能接近度高,已经具备多领域应用基础。通过将以化学法回收的BHET作为原材料聚合形成rPET和化石能源原生PET进行常规物理、力学和热性能的检测,可以明显发现,除再生PET对色度产生了一定的影响外,r-BHET的加入对PET力学性能的影响不大,且提升了PET的热稳定性,通过后期的工艺优化可以有效对现有PET材料形成替代。
图表15:使用r-BHET后的PET性能对比

来源:《理论研究》,国金证券研究所
日本帝人公司目前已经开发出迭代产品Nanofront®超细PET纤维,通过化学法再生PET原料制成的纳米纤维可获得与原生原料制成纤维相同的功能。目前化学法再生的PET纤维已经能够应用于:①服装纺织品:满足了服装良好的舒适性、透气性和易染色性等性能要求;②家纺产品:如床上用品、窗帘、沙发布等,再生PET差别化纤维可提供柔软、耐磨、易打理的特性;③产业用纺织品:如过滤材料、绝缘材料、包装材料等,再生PET差别化纤维具有较高的强度和耐磨性,可满足各种工程需求。
图表16:各种再生纤维路径的应用情况及场景

来源:《应用技术》,国金证券研究所
人工智能的发展对合成生物有明显的推动作用,酶降解工艺有望获得明显加速。蛋白质作为生命的基础,由氨基酸链组成,并通过折叠成复杂的形状来发挥其功能。然而,预测蛋白质的具体折叠方式一直是一项极具挑战性的任务。现阶段,生物法回收PET仍然面临酶活性低,生产成本高的问题,但已经有了较为明显的优化。PET水解酶的表达纯化和PET单体的生物转化需在不同宿主、不同批次培养中进行,具有较高的成本,而AI人工智能的发展有望大幅缩短基因和蛋白改造的时间,通过机器计算和模拟降低改造的成本,有望加速提升生物法PET降解的效果。
2022年,德克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队引入了机器学习系统MutCompute,该算法在经过对超过1.9万个的蛋白质结构的深度学习后,能够预测蛋白质中可被优化的突变位点,采用机器学习的方法对已知的PET水解酶PETase做了改造,获得热稳定性、可溶性和催化活性都显著提高的IsPETase变体FasT-PETase。它是目前相较于其他APETase突变体表现更为突出的版本,在50℃下,对低结晶度PET塑料的降解能力显著提高。2023年,谷歌旗下的AI公司DeepMind成功地解密了蛋白质结构的谜题,通过AlphaFold算法创建了一个庞大的数据库,其中包含了超过2亿种已知蛋白质的结构,英国朴茨茅斯大学酶创新中心的科学家们正在利用AlphaFold的模型,去识别自然界中可以调整用于消化和回收塑料的酶。
化学法工艺已经有先期企业获得一定的突破,未来伴随技术和工艺的逐步成熟,经济性有望进一步提升。相比于物理法,化学法更多可以针对更为复杂的纤维级来料(泡料),处理难度进一步提升。而目前国内已经有物理法路径参混部分泡料进行降级应用,也有少部分化学法工艺进行纤维生产,伴随化学法的工艺进一步成熟,装置的规模进一步放大,预估化学法的rPET的经济将获得进一步优化,先期满足下游“绿色”品牌的市场需求。
三、PET回收领域,低值原料、高值利用的路径值得重点关注
3.1、全球企业开启PET回收布局,不同阵营的发展方向呈现明显区别
伴随国家不断提升再生材料的使用要求,领先的消费品牌也在逐步提升再生材料的使用量,再生材料成为巨大的潜力市场,参与再生行业布局的企业也相对较多。而不同赛道的企业具有非常明显的差异属性,从目前看全球主要布局再生材料的企业主要分为三类:
①长期专注塑料回收再利用的企业,比如东南亚地区,有相对较好的来源和渠道,具有回收再利用的前段经验,产能布局规模相对较大,供给体系相对成熟,但主要以PET瓶回收再利用为主,多数企业采用物理法回收,加工环节的盈利空间相对有限;
②大型化工巨头企业,通过循环材料布局提升自身产业链的“绿色”程度,满足不同国家的产品材料要求,同时也为未来巨大的潜在市场做先期储备;
③专注高端回收的初创型企业,通过采用新的路径或者工艺,将进行差别化布局,以实现进一步的适用性突破或者应用领域的拓展。
长期专注塑料再回收的企业,一般借助市场优势实现多区域的产业布局,由于PET瓶的回收再利用的成熟度相对较高,且加工的物理法工艺较为成熟,产能布局建设的难度不大,因而相比于其他工艺,这一类企业的布局产能规模都相对较大,是现阶段全球主要再生PET供给的主要力量,企业在前段对接市场的经验相对丰富;在未来发展过程中,预期物理法将以多区域布局的方式进行复制化拓展,常规路径难以获得超值加工空间,但能够在物理法应用过程中,实现低值材料的参混或者产品向高值差异化布局,或将能够形成较大的盈利改善。
(一)大型石化类企业:多路径布局为主,兼容多种合作方式
大型石化类企业,多布局热裂解路径进行塑料综合解决,但也各自形成了差异化的合作方式。受到全球塑料回收大方向的影响,石化类企业作为主要的塑料生产供应企业,也在明显加速布局塑料回收循环利用业务。但和一般的回收链条企业不同,大型石化类企业具有自身明显的属性,在材料回收方向的布局也有区别:
大型石化类企业的布局生产的产品种类相对较多,很多企业在做回收材料中,多数需要同时布局多种品类,因而能够形成适配多种类型塑料的回收再利用工艺具有较好的适用性;
石化企业多具有前期庞大的化工产品生产链条,回收循环工艺如果能够结合现有产品生产链条,形成再生材料生产,将具有较好的落实效果;
石化企业多数具有较为成熟的大宗产品的生产链条和经验,但在回收的渠道布局,产品分拣等方向产业链基础并不成熟,因而进行回收布局过程中,很多企业选择以收并购或者上下游合作的方式进行再生材料的布局;
在回收路径和技术上,大型企业也多采用外部合作或者收并购方式,加速在细分路径的研发和工程化。
巴斯夫:以物理、热解解决方案为核心,内生和方案出售双向布局
巴斯夫在物理回收领域主要以整体解决方案供给为主,涉及到来料分类,破碎清洗,塑料改性等环节,通过和行业内物理回收企业进行合作,提供核心技术、产品支撑形成产业链布局。目前巴斯夫物理回收方面着重推进改良机械回收原料,提供PET清洁方案,研发塑料添加剂等业务,形成了一体化回收解决方案,公司着重推出了机械回收用添加剂系列IrgaCycle®,能帮助树脂生产商、混料商和回收商实现更高的回收率,提高回收物的质量及一致性,并优化最终产品的性能。
图表17:巴斯夫物理塑料回收

来源:巴斯夫官网,国金证券研究所
在物理回收之上,公司以热解为主要路线布局了“化学循环”体系,提升公司再回材料的利用比例。作为全球主要的综合化工布局企业,供应的产品涉及一体化的大宗产业链条,也涉及精细化工品类,在进行回收循环产业链的过程中,也主要以热解方式进行多种塑料、橡胶的处理路径,回炉到公司现有一体化布局的产业基地,形成闭环。目前巴斯夫已与Quantafuel、ARCUS、Encina、Pyrum及NewEnergy建立合作伙伴关系,Quantafuel和ARCUS公司专门从事混合塑料废弃物热解,Encina可以从消费后报废塑料中提取的化学回收循环苯,Pyrum以及NewEnergy公司则专门从事废弃轮胎热解,通过这些合作伙伴,巴斯夫将废弃材料获得的原材料回收至公司现有体系中,替换石油基原材料,并以商业化规模向客户供应经认真的化学回收塑料废弃物原材料生产的Ccycled®产品组合,目前已经应用于(食品)包装、医疗、纺织和汽车等领域。
此外公司也进行技术输出,通过专业的再生塑料供给商进行合作,通过技术获取收益。巴斯夫与东南亚领先的再生塑料制造商Teamplas集团合作,使用巴斯夫的IrgaCycle®技术将消费后废弃物转化为高品质的再生塑料,这些再生塑料被用于生产办公设备和汽车内饰部件。
根据巴斯夫的规划,公司争取到2030年循环经济解决方案相关销售额实现翻倍,达到170亿欧元,公司聚焦原料循环、新材料循环和新业务模式三大领域,计划到2025年每年加工25万吨再生、废弃物回收原料,以取代化石原料。
图表18:巴斯夫和合作伙伴合作将热解材料投入自身一体化体系中形成产品生产

来源:巴斯夫官网,国金证券研究所
SABIC:热解工艺、化学法多路径尝试,多阵营技术合作
SABIC,沙特基础工业公司,是全球最大的石化产品制造商之一,产品涵盖化学品、通用以及高性能塑料、农业营养素和钢铁。和多数大型石化企业类似,SABIC结合自身石化产业链,进行技术累积。2023年SABIC与中国航天科技集团有限公司下属第六研究院北京航天动力研究所(BAPI)全资子公司北京航天石化技术装备工程有限公司在北京签约,SABIC获得北京航天石化航天热解SHCP®技术的准入许可协议,通过航天热解技术进行物理法塑料回收再利用布局。
SABIC是全球少数进行了PET化学法工程化布局的企业,拥有PET转化成为PBT的专利,推出了LNPELCRINiQ复合树脂-聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。SABIC通过对回收PET瓶片及其他PET垃圾解聚成其他前体化学品,经过纯化后,生产新的PBT树脂。该技术可以提升原有PET的性能,如良好的耐化学性,着色性,高流动性和阻燃性。根据SABIC的生产情况,每公斤PBT树脂需要使用67个消费后的PET水瓶(0.5升)。自2019年底推出PBT树脂材料以来,SABIC已帮助从垃圾填埋场和焚化炉转移了超过1亿个一次性PET水瓶(折算1493吨PBT)。SABIC预计,到2030年将有100亿个瓶子被回收并用于生产PBT树脂(14万吨PBT)。
再回收PBT树脂已经具有较好的产品性能,能够实现多领域应用。LNPELCRINiQ树脂是系列产品,SABIC已经进行了生命周期评估,与原始PBT相比,LNPELCRINiQ树脂将GWP降低了29%,CED降低了43%,不仅具有独立验证的可持续性效益,而且可以作为原始PBT的替代品,帮助制造商提高最终产品的可持续性,减少碳排放,对环境更加友好。LNPELCRINiQ树脂有许多不同的等级,包括玻璃纤增强和矿物增强牌号以及非溴化/非氯化阻燃和抗紫外线配方,可以考虑广泛的应用,包括消费电子外壳和组件、汽车外部部件、医疗保健应用和个人护理产品,为客户提供多种选择。
SK化学:内生外延多路径布局再生PET,热解、醇解双线推动
建设废塑料综合回收集群,以热解路线+自身产业链先期形成废塑料的回收的工程化能力。韩国SK集团自2022年就开始规划废塑料综合回收解决方案,其中热解法是重点布局的方向。2023年11月,SK化学蔚山ARC(AdvancedRecyclingCluster)项目开始建设,投资1.8万亿韩元(约100亿人民币),年回收32万吨废塑料,计划于2025年底完工,2026年投入运营。项目将集合热解、高纯度聚丙烯PP提取和解聚三大主流方向,形成综合的回收体系。同年,SK化学还与英国化学回收企业PlasticEnergy签订备忘录成立合资公司,在距离首尔西南78公里的Dangjin建设一座全新裂解工厂,计划建设6.6万吨废塑料回收产能。
收购广东树业环保切入化学法回收PET领域,开启韩国本土解聚产能布局。2021年SK化学以230亿韩元的价格收购了树业10%的股份,获得了2万吨化学再生原料生产能力的承购协议,2022年,两家公司签署了组建合资企业的谅解备忘录,计划在广东汕头建设一个10万吨的BHET(r-BHET)化学回收工厂和一个20万吨的共聚酯和PET解聚工厂。2023年SK收购了树业环保的PET解决生产装置(7万吨解聚生产线和5万吨聚酯生产能力)和专利技术,实现了PET化学法的有效布局。2025年SK宣布将在其蔚山工厂建立回收创新中心(RIC),通过化学解聚工艺生产回收BHET(r-BHET),并将其与现有的商用共聚酯生产设施相连接。该产线将验证多种以往难以通过传统方法回收的低质量废旧塑料的商业化技术,包括纤维、薄膜以及汽车零部件,而不仅限于透明瓶子。解聚试点设施计划于2026年投入运营,年产能为50吨。
图表19:SK执行“3R”战略,推进废旧塑料回收再利用

来源:公司官网,Wind,国金证券研究所
综合来看,大型石化企业先期具有产业链基础,已经具有较好的石化全产业链布局,多数选择热解工艺形成有效协同布局,但同时也和多类型企业合作,开辟新的回收路径,以满足行业新的发展趋势。
(二)初创型企业:以回收作为主要布局方向,采用新的工艺路径专注发展
伴随塑料的终端消费市场逐步扩大,再生塑料无论是从废旧垃圾处理的环保属性还是从节能减碳的循环属性出发,未来都具有巨大的潜在空间。但行业目前在处理工艺和应用领域仍然较为局限,推动了部分初创型企业开始专注于再生材料的研发和布局。但明显和大型化工企业不同,这类企业多数采用新的思路和工艺路径进行拓展,专注一类路径或者一类塑料产品,形成技术突破乃至工程化。
LoopIndustries:专注PET化学法回收技术,解决方案供应商
PET化学法回收布局9年,技术、工程或者联营方式获取收益。公司专注于PET化学法回收,通过化学解聚方式进行PET的回收再利用,将处理的原材料从传统PET瓶拓展至更多PET材料领域,也能对来源更多、处理难度更高纤维原料进行处理,进一步拓展未来的发展空间。公司的解聚工艺不需要高温高压的条件下,相对温和解聚,提纯获得DMT和MEG,然后可以通过再次聚合获得品质较好的PET材料。而公司主要以技术授权、工程化服务或者参股合资的方式获得一次性或者持续性分红。
图表20:LoopIndustries通过化学解聚生产DMT,进一步合成PET材料

来源:公司官网,Wind,国金证券研究所
公司参股印度产能正处于建设中,法国技术授权企业产能规划中。公司在加拿大建设了PET化学法回收的生产装置,用于技术研发,提供样品测试等,已经连续运行5年。公司在印度参股50%的股权建立化学法回收PET产线,规划产能7万吨,预计2027年开始运行;同时公司向法国ReedSocieteGeneraleGroup授权专利技术,未来规划2030年欧洲布局的PET化学法回收产能有望开始运行,但后面也持续面临融资问题。
CARBIOS:创新性使用生物酶法解聚PET材料,开启全球范围合作布局
CARBIOS公司在2011年创立,专注进行塑料尤其是废旧塑料酶的解聚研究,成功开发出能够对PET材料进行降解的酶。公司于2013年在欧洲证券交易所上市,2020年,公司和图卢兹生物技术研究所合作成立酶工程实验室,开发出PET高效水解酶,论文发表于《自然》杂志。CARBIOS打造的生物循环示范工厂在2021年投入运营,其后公司陆续添加了纺织品预处理生产线,开启了PET生物法解聚的工程化之路。
图表21:CARBIOS在酶解聚PET基础上提升酶的回收和开发可降解材料

来源:公司官网,国金证券研究所
法国首家生物法回收PET工厂建设中,全球范围内陆续开启布局。目前CARBIOS正与IndoramaVentures合作在法国Longlaville筹建第一家使用CARBIOS的酶解聚技术进行回收的商业工厂,并与世界酶生产领导者Novonesis签订了独家协议,为该工厂和所有未来的PET生物回收工厂生产CARBIOS的专利酶。2023年CARBIOS获得了工厂建设和运营许可证,2024年2月开始建设,预计2027年可以逐步投产,工厂建成后预计每年可处理50000吨PET预加工(相当于20亿个彩色塑料瓶、25亿个食品包装盒或3亿件T恤)。CARBIOS长期从事生物科技领域布局,受到化妆品、食品饮料和服装行业知名品牌的广泛支持,其中包括雀巢饮用水、百事可乐、欧洲三得利以及欧莱雅、Patagonia、PUMA等。
2024年CARBIOS和正凯集团签署合作意向书,计划在中国部署酶解工艺的PET回收工厂,计划年处理能力不少于5万吨。CARBIOS目前已经在全球主要的国家及地区布局了59个专利群,在中国申请了28个有效专利,涵盖工业流程和所用酶(包括工业流程中将使用的变体)。
综合来看,初创型企业多数采用新路径或者工艺实现技术突破后开始逐步拓展工程化,但由于初创型公司的业务布局相对较少,在前期工程化过程中,多数难以形成自身的资金循环,政府补助以及融资是主要的资金来源,现金流的压力相对较大,会出现项目推迟的情况;另一方面,海外布局PET回收的初创型企业在工程化方面经验不足,在产线布局及投入生产方面多需要合作方,或者需要时间累计经验。
3.2、国内多数以热解和物理法布局PET回收,差异化定位和化学法有望成为新的焦点
英科再生:物理法回收PET瓶片,布局PET再生粒子及片材。
公司主要从事可再生塑料的回收、再生、利用业务产品,在已经具有成熟的PS回升产业基础上,公司将产品种类进一步扩充至PP、PE、PET领域,公司在马来西亚已经拥有5万吨PET回收再生产能,有10万吨产能在建,规模仍在持续扩大。公司PET再生粒子以回收的PET瓶砖为原料,经过破碎、清洗、脱标、自动分选、造粒、增粘等环节,形成食品级再生粒子、纤维级再生粒子及复合片材的产品销售。
公司目前产业链延伸至PET粒子及rPET下游产品,尤其是能够应用于食品级材料,产品售价相对较高。公司2022年5万吨PET回收产线建成投产,伴随产能利用率的持续提升,公司的产品盈利也在不断改善,2023年公司PET产线的产能利用率达到69%,PET下游产品的加工配套进一步完善,带动公司PET产品的整体毛利率由2022年的0.9%提升至2.7%,2024年业务板块的毛利率进一步提升至7.2%。公司的产品主要定位在食品级等高端方向,虽然原材料品级要求相对较高,但产成品的售价也明显对应提升,未来伴随公司产线的逐步稳定,预估产品盈利空间还将有较大提升。
图表22:英科再生回收PET产品营收及盈利变化

来源:Wind,国金证券研究所
图表23:英科再生回收PET产品售价及成本变化

来源:Wind,国金证券研究所
优彩资源:物理化学法回收废旧PET聚酯,生产差别化和功能性涤纶短纤
公司以涤纶短纤为核心业务,产品主要包含化石原生低熔点涤纶短纤和再生有色涤纶短纤,整体涤纶短纤产量位于全国第14位,再生产量排名第2。公司拥有再生有色涤纶短纤16.50万吨,计划新增产能8万吨。公司以废弃聚酯材料为原料,经过物理回收的方式进行熔融加工,最终生产再生涤纶短纤,主要应用于工程用纤维、地毯用纤维、汽车内饰纤维以及服装用纤维。
由于公司终端产品的低值应用占比相对较多,因而公司再生涤纶短纤产品的售价较市场上的涤纶短纤产品的价格具有差距,具有一定的价差,但公司主要以价格相对较低的PET泡料为主要原材料,导致公司的生产成本也相对较低,给与公司一定的盈利空间。
图表24:优彩资源再生涤纶短纤营收及盈利(百万元)

来源:Wind,国金证券研究所
图表25:优彩资源再生涤纶短纤售价及成本(元/吨)

来源:Wind,国金证券研究所
天富龙:物理化学法布局PET回收领域,开发再生有色涤纶短纤。
公司以涤纶短纤产品为主要布局方向,包括化石发和再生处理两条路径,公司的再生有色涤纶短纤,针对性应用于主要应用于汽车内饰、铺地材料、家用纺织、建筑工程、鞋服材料等领域,在国内汽车内饰领域,公司再生涤纶短纤供给量位居首位。公司拥有18万吨再生有色涤纶短纤产能,以物理法作为PET回收的主要路径,在后端借助熔融着色增粘等方式对产品进行差别化处理,以满足多领域应用的产品需求。
公司的物理化学法路径通过技术处理,能一定程度上扩大对回收PET的接受范围,使用价格低廉的PET纤维回收泡料进行产品生产,在通过原液着色、聚合增粘、熔融纺丝的技术,生产差异化短纤产品,从而实现相对较好的盈利空间,目前公司再生有色涤纶业务维持在30%以上的毛利率水平。
图表26:天富龙再生有色涤纶短纤营收及盈利变化

来源:Wind,国金证券研究所
图表27:天富龙再生有色涤纶短纤价格及单吨盈利变化

来源:Wind,国金证券研究所
百川科技:物理回收PET瓶及织品,专注于再生纤维及下游纺织产业链
公司以废旧PET瓶及少量废旧PET纺织品为起点,采用物理法进行回收利用生产聚酯切片,进一步延伸至涤纶丝、涤纶布及拉链等产品,形成再生PET在纺织服装领域的全链条布局。公司建设了5万吨PET回收生产线,拥有年产3万吨干式着色法纺丝生产线,年产4000万米再生织布,年产2亿米再生拉链,进行纺织服装线的一体化布局。
受到废旧瓶片回收成本相对较高影响,公司单环节的聚酯切片的盈利空间相对有限,主要依靠再生PET丝及布的加工提升盈利空间,以全产业链的布局整合多个加工环节的利润空间,2024年上半年,公司实现整体营收1.84亿元,同比增长51.99%。
图表28:百川科技产品营收变化情况(百万元)

来源:Wind,国金证券研究所
图表29:百川科技产品毛利率变化情况

来源:Wind,国金证券研究所
海利环保:PET瓶回收利用,专注涤纶长丝生产
公司主要从事PET瓶回收再利用,从废旧聚酯瓶回收,瓶片加工提纯造粒到纺丝的完整循环产业链,拥有15万吨再生涤纶长丝的生产能力,可依客户需求定制差别化再生涤纶色丝及功能纱线。
浙江佳人:国内少数化学法PET回收量产的生产商,产品自DMT延伸至涤纶长丝等
浙江佳人原为帝人和佳人设立的公司,专注于化学法PET回收领域,先期采用帝人的乙二醇解聚-甲醇酯交换联合PET回收循环技术,建设了2.5万吨产能,2016年帝人退出股权后,公司研发团队进行了技术升级,产能提升至3万吨,年回收利用废旧纺织品4万吨。目前公司在规划二期产能建设项目,计划启动柯桥15万吨新项目,其中一期规划5万吨PET化学法回收产能,规划至2030年公司建成年产30万吨的再生聚酯产业集群。
公司化学法工艺以帝人的先期技术为基础,通过预处理-解聚-过滤分离-酯交换-提纯-精馏等工艺步骤,最终可以获得制备纯度高达99.9%的DMT新材料,通过化学法路径,可以广泛扩展来料范围,能够对废旧涤纶纺织品(含量90%以上)、PET瓶片、PET膜进行回收再利用,产品主要用于生产高值的涤纶长丝,同时也可以拓展延伸至运动、户外、时装、家纺、汽车、消费电子、食品饮料、化妆品、家电、医疗等行业领域。
成发科技:化学法PET回收工艺处于中试阶段,万吨级产线建设中
成发科技湖北有限公司,主要专注于化学法PET解聚生产BHET单体的生产企业。公司目前的化学法工艺位于中试阶段,产能1000吨。通过对PET废旧纤维、塑料瓶片进行解聚获得白色颗粒,实现原生级利用。目前,成发科技正加紧从产业化中试迈向大批量生产,万吨级项目即将进入建设阶段。
三联虹普:聚合物成套生产工艺技术提供商,具有再生聚酯设备一体化供应能力
公司在尼龙、聚酯、PC、PBT等领域具备工程化供应能力,在再生材料领域也先期进行了大量布局,能够对再生聚酯、再生聚酰胺、生物基化学纤维全流程工艺和装备技术形成一体化供应。公司子公司Polymetrix与日本CircularPETCo.,Ltd于2022年签署的亚洲单体投资最大的食品级再生PET项目已顺利实施,项目合同总额约2.81亿人民币。
公司已经实现物理法PET回收装置的成熟供应,也在积极研发布局化学法工艺。公司子公司Polymetrix是全球首家为食品级再生聚酯生产企业提供从脏瓶子的清洗、挤压、SSP(固相增粘)到生产出干净食品级瓶子原料,包括设备采购、管理、安装到交付使用的一站式系统集成解决方案供应商,Polymetrix于2018年、2022年与法国Veolia集团两次合作,连续两次打破业界单线投资规模记录的食品级再生PET全流程生产线;公司于2019年与Envases集团墨西哥公司合作建设全球首条年产5万吨级的rPET-SSP生产线。Polymetrix已经成为全球领先的从废旧瓶子-分拣-清洗-SSP-再生食品级PET瓶片全产业链核心技术的公司,在食品级再生聚酯市场上占有率达到40%。目前,Polymetrix在欧洲,美洲,东南亚等地区共有多个执行中的再生聚酯工厂项目。
公司看好化学循环更有利于解决服装废弃物循环再生的处理优势,认定发展化学回收技术是我国塑料行业可持续发展过程中的必经之路,也在积极布局聚酯行业化学法循环,实现从废旧衣物到再生聚酯切片、再生聚酯纤维,再到新衣物的“闭环”绿色循环再生过程。
精工科技:专用设备制造商,已经获得聚酯回收设备订单
公司具有50多年的装备制造历史,以“碳纤维装备”为核心产业,协同发展新能源装备、智能建机、智能纺机以及循环再生装备、新能源充电桩等业务。公司2023年进入了资源循环装备领域,已与废纺领域龙头企业建信佳人新材料签署“年产15万吨绿色再生新材料项目”一期5万吨装备销售合同,合同金额3.2亿,向建信佳人提供年产5万吨的聚酯回收生产线,能够实现8000小时连续运行,回收利用率高。公司聚酯回收生产线主要由解聚、聚合、树脂生产、电仪控制等系统组成,可实现从废旧纺织PET到再生新材料PET的绿色闭合循环,目前相关设备已开始交付。
四、投资建议
不同企业的产品和技术定位不同,类似的产业路径,产品盈利空间也会具有较大差异。虽然PET回收再国内布局时间不短,但不同企业之间的技术仍然有较大差距,且企业产品的定位也有明显不同,虽然PET瓶片相较于PET纤维的回收成本较高,但如果能够实现高值化应用,仍然能够获得较好的盈利空间;如果能够使用较低成本的PET泡料,也能够形较好的成本控制,从而兑现盈利空间。
PET再生材料应用要求不断提升,将大幅带动行业需求,行业潜在发展空间巨大,而其中几类企业将相对收益:
能够实现PET回收的高值化应用的企业:能够满足下游领先企业高端服装的产品需求,能够从产品定价获得盈利空间;
能够扩展应用原料,能够实现低成本管控的企业:破除传统PET回收的限制,能够使用成本更低的原材料进行产品生产,降低外部约束带来的不可控风险,形成成长空间;
能够突破技术、工艺路径障碍,采用生物法或化学法经济性生产rPET的企业,有望获得成本和市场双重突破。
五、风险提示
政策落地不及预期风险:再生材料的推进具有绿色属性,政策是重要推动力,若政策落地不及预期,将对行业需求产生较大影响;
产业链配套发展不均衡风险:若回收工艺突破不理想,较难对再生PET材料的成本形成有效管控,行业内的企业将难以形成规模化发展,发展进程将明显受限;
海外贸易政策变动风险:PET回收产业链涉及到回收路径,销售市场的全球化布局,若关税、政策等发生波动,也会对局部区域的货源流通产生影响;
需求波动风险:再生材料的需求本质是对原有需求场景的材料环保性替换,若PET需求产生较大变化,对于再生材料的需求也会有影响;
石化产业链价格剧烈波动风险:再生材料的定价除供需外,还明显受到替代品原生材料的影响,若石化产业链价格剧烈波动也会对再生材料的接受价格区间产生影响。
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报告信息
证券研究报告:《绿色系列:PET回收(供给篇)——“低值料、高值用”重点关注》
报告日期:2025年03月19日
作者:
陈屹 SAC执业编号:S1130521050001
杨翼荥 SAC执业编号:S1130520090002

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