中秸(山东)秸秆综合利用有限公司董事长、技术总工 王建民
摘要:纸浆模塑秸秆纤维餐具行业的发展在我国也已经有几十年的发展历史,但是发展过程艰难而缓慢,如今在全球高速发展的时代,对能源、降解的要求使得行业发展迎来黄金红利期。同时国家出台的十四五规划中将把秸秆综合利用列入乡村振兴战略的重要举措,把禁塑限塑纳入六大重点行动,一系列政策的出台与实施都将促使行业的纵深发展。本文旨在阐述纸浆模塑秸秆纤维行业发展的过程、现状及未来发展趋势的分析,加快行业更加理性、有序的发展。
关键词:秸秆利用 纤维餐具 禁塑限塑 投资
行业发展的背景。
1.1石油资源的日益枯竭。
石油作为不可再生资源,是当前工业生产中最重要的资源之一看,被称之为工业血液,在工业生产中具有十分重要的意义,因此石油资源成为了各国最为看重的战略资源;当下随着工业生产快速发展的需要,石油资源的消耗量在不断的增长,特别是石油的形成需要几百万年的时间,周期十分漫长,决定了它的稀缺性!因此随着工业生产和社会发展的需要,石油资源的消耗量远远大于石油的形成速度,石油资源的危机成为了全球性的危机,也成为了战争的导火索。塑料作为我们身边最为熟悉的物品,几乎每天都要接触和使用,而塑料的主要成分就是石油中的碳氢化合物,我们最为常见的塑料袋主要成分就是聚乙烯和聚氯乙烯,因此我们每天都在潜移默化中消耗大量的石油资源。
1.2白色垃圾污染严重。
如果有人说二十世纪最大的发明之一,首先想到的就是塑料!塑料坑腐蚀性、质轻、价廉等特性极大的方便了人类的生活,全球平均
每1分钟消耗100万个塑料袋,全球每年塑料总消费量4亿吨,塑料的出现一度给人类生活带来了极大的便利性!但是今天再来看塑料,这又是最糟糕的发明,塑料是高分子合成材料,具有不可降解(或称为难降解)的特性,在陆地、海洋等自然状态中少则几百年,多则需要上千年才可以进行降解,而数以万计的塑料制品会构成了一片片白色垃圾的“海洋”,有严重影响了人类生活的质量!特别是近年来一些机构通过研究发现,海洋中的塑料垃圾不但严重影响了海洋生物的生存,还会通过为海洋生物体内的塑料进入人体,我们把扔掉的塑料垃圾又重新吃了回来,触目惊心!
1.3全球禁塑限塑政策的驱动。
在2018年开始欧盟对不可降解、不可回收的塑料加收环保税,征税标准为每公斤废塑征收0.80欧元(相当于6.4元人民币)税收,目的是为了减少不可降解塑料的生产和使用,但是从实施后效果并不明显,因此欧盟各国陆续出台了禁塑限塑的政策,已达到禁塑限塑的最终目的。如法国国会通过了反污染和循环经济法案的主要内容。新法案对禁用一次性塑料产品、减少塑料污染等提出了量化目标,对全面禁用一次性塑料产品规划了路线图:到2024年全面禁止一次性塑料包装使用,到2025年实现100%塑料循环利用,到2030年实现一次性塑料瓶出售量减少一半;德国为了符合欧盟旨在减少环境的塑料垃圾数量的指令,将禁止销售一切一次性塑料吸管、棉球和食品容器。德国内阁同意在2021年7月3日前结束多个品类的塑料制品的销售,包括一次性餐具、盘子、搅拌棒和气球架,以及聚苯乙烯杯子和盒子。中国在2007年颁布了《国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》,2020年1月,国家发改委、生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,被称为我国“升级版禁塑令”,开启了全面限塑禁塑的进程。
1.4秸秆焚烧所带来的的安全和环境问题。
中国是农业大国,农作物秸秆产量大、分布广、种类多,长期以来一直是农民生活和农业发展的宝贵资源。改革开放以来, 在党中央、国务院强农惠农政策支持下,农业连年丰收,农作物秸秆产生量逐年增多,随之秸秆随意抛弃、焚烧现象严重,带来一系列安全和环保问题。加快推进秸秆综合利用,对于稳定农业生态平衡、缓解资源约束、减轻环境压力都具有十分重要的意义。人们现在对秸秆处理方式最直接的行为就是在田间地头大量焚烧,这种现象在我国东部表现得尤为突出。每年夏收、秋收之后,田野里火光冲天,浓烟笼罩,有时滚滚浓烟几乎使人窒息,由于焚烧秸秆而造成的机场停运、高速公路封闭的情况时有发生,经济损失难以计数。据统计,我国现有15亿亩耕地,农作物秸秆年产出量达7.9亿吨之多,其中稻草1.8亿吨,玉米2.2亿吨,小麦1.5亿吨,还有甘薯蔓、油菜秸、大豆秸、甘蔗梢、高粱秸、花生秧及壳等产出的秸秆量都超过千万吨,而每年其中80%约6亿多吨的秸秆都被烧掉了,已经成为一大社会公害。为了解决这一问题,农业部等国家六部委于2010年4月联合发文,要求加强秸秆的综合利用和禁烧,如何开发利用秸秆已经成为当代农业发展的重大课题之一。
2.行业发展的优势。
2.1政策优势。
政策是项目发展最大的优势,国内外禁塑限塑令的发布与实施,为产业全球化的发展提供了广阔的市场空间,形成了产而无忧,销而不足的市场格局;国内政府中发改、农业、科技、财政等部门对产业的鼓励和扶持,为产业的迅速扩张奠定了坚实的基础;此外国内十四五规划的颁布,明确的将秸秆综合利用与禁塑限塑列入了五大重点工程和六项重点行动中,一系列政策的出台为项目发展提供了肥沃的土壤。
2.2原料优势。
纸浆模塑秸秆纤维餐具产品的原材料都是易于寻找的各类一年生禾本植物秸秆,特别是北方的稻草、麦草,南方的甘蔗、竹子等植物秸秆非常普遍,收储价格仅在200-400元/吨,价格低廉不同于在石油提炼出来的聚乙烯这类产品,他们会随着石油这类有限资源的枯竭而价格越来越高!而对于各级政府而言,秸秆的深耕利用是解决秸秆焚烧的重要途径,财政等部门对秸秆纤维的补贴成为了秸秆利用的又一利好政策。
同时,随着纸浆模塑产品生产技术和生产工艺的不断改进,各项能耗也在不断的降低,有些产品的成本已经低于一些发泡、塑料的产品,在未来发展的道路上成本优势在不断的显现!
2.3产品优势。
秸秆纤维环保餐具同发泡、塑料(一般是指PP材质)、淀粉等方面更具有它特有的优势:
(1)原材料可再生。秸秆都是可再生资源,而对于中国来说无论是石油还是粮食都属于紧缺型资源,所以可以供应使用的聚丙烯和粮食会越来越少,相应该类产品的供应也会减少,价格也会随之增长,终究会被市场淘汰。
(2)便于储存。秸秆餐具是经过烘干后,可以达到98%的干度,长久储存不会变质;淀粉产品含有蛋白质成分,该成分在接触空气后很容易发生霉变,因此不易长久储存。
(3)完全降解,无污染。一般的PP材质餐具是不可以降解的;而淀粉餐具里面多是掺加了滑石粉(也就是碳酸钙),只有部分可以降解,还是会造成污染;发泡餐具,不言而喻,则是完全不能降解。因此,秸秆餐具是真正意义上的环保产品!
(4)安全性更高。秸秆餐具完全符合食品容器的各类要求,生产过程中不添加任何化学助剂,对人体没有任何害处。而其余几种餐具不具备这类条件,如:发泡餐具,在遇65℃后会产生有害的二恶英,该物质可以致癌;PP和淀粉餐具在生产过程中都要添加碳酸钙成分来增加他们的挺度和强度,而碳酸钙是石灰的成份,也有害于人体健康。
2.4需求优势。
随着全球经济的发展,快节奏的工作生活以及人们生活水平的不断提高和消费观念的改变,人使用一次性包装制品的需求越来越多,而餐饮业的需求数量为最高。此外,据我国交通部门统计,每天有几千万人在流动,仅铁路交通使用快餐盒每年达5亿多只,各城市快餐业年用量达100多亿只,方便面、超市用各种托盘、杯子、航空业、其他行业用各种一次性包装制品总量超过1000亿只,且每年仍以15%的速度增长。
国际需求也在不断的增长,日韩、欧盟、北美等地区的需求量每年在以近20%的速度增长,再加上近年来美国一些州对使用秸秆环保餐具进行财政补贴,致使需求量出现了跨越式的增长。
2.5劳动力优势。
纸浆模塑秸秆餐具行业属于劳动密集型行业,自动化程度低,造成了用工多的特点,因此在国外欧美发达国家中很难见到这类大规模生产企业,原因就在于用工难、用工贵。在我国人口众多,劳动力超过8亿人,仍处于全球最高。中国劳动力人数最多,工薪水平适中,且女性劳动力较多,据国家统计局数据显示,2018年中国女性劳动参与率高达61%,不仅高于经济发展水平相近的发展中国家,也高于经济发展水平较高的发达国家,大多数国家女性劳动参与率都在50%左右,这些都为纸浆模塑秸秆餐具行业的发展奠定了很好的基础和优势。
2.6环保优势。
环保的意义不仅是指无污染,另一方面还要节省资源,尤其是不可再生资源的利用,一直是国际社会的讨论话题。而秸秆纤维产品正是利用了可再生的秸秆资源作为原材料,小麦、玉米、水稻、芦苇、棉花、甘蔗、竹子等秸秆均是优质原料,这类原料生于自然,最后又自然降解,回归自然,取之不尽,用之不竭,所以秸秆环保餐具是真正的来自于大自然的环保容器!
纸浆模塑秸秆纤维餐具在生产过程中没有废水产生,不会造成污染,残渣沉淀过程中所产生的物质经过加工后可作为促进农作物生长的有机肥料,回馈于作物的生长。秸秆餐具生产过程中的废弃边料粉碎后还可以用于喂养猪、羊、鱼等多种动物,生产过程无浪费,做到了秸秆的完全利用,深耕秸秆产业,形成了闭环的生态产业链条。
2.7社会效益。
2.7.1经济意义。秸秆具有非常大的利用价值和经济效益,再利用过程中通过成立农业合作社或秸秆利用协会的形式进行定期收购农民手中的秸秆,把为农民创收放在首位,形成企业和专业收储户连种粮农户的利益共同体。在此以秸秆生产环保餐具为例,按照每年利用3.5万吨秸秆来看,每吨400元计算,直接给农民带来的经济效益大约在1400万元,可以直接或间接带动农民就业2万余人。
2.7.2社会意义。秸秆加工环保餐具的意义不仅仅为社会创造了实实在在的经济效益,而且可以促进解决秸秆焚烧带来的安全和环境问题,减少大气污染和白色垃圾,改良土壤结构,秸秆变纸塑制品意义重大!
2.8价格优势
随着石油资源越来越匮乏和政策性限制塑料原料的生产,塑料制品的成本在持续增长,2020年以后塑料产品价格远远高出了植物秸秆纤维的价格,同时受制于不可降解的因素,塑料制品使用频率正在逐年减少和降低,反观植物秸秆纤维餐具的价格优势和环保优势在逐步显现。
3.行业发展的投资利润分析。
3.1厂房投入:自建厂房投资:总计175万
(1)、生产车间:2000平,按照400元/平,约80万。
(2)、库房:1500平,按照300元/平,约45万元。
(3)、车间装修等费用50万。
3.2设备明细及费用:1215万
3.3产能、产值及利润
3.3.1产值:
按照每台设备日产能400kg(切勿轻信所谓日产几吨的自动机设备,第一、单一盘子类产品没有竞争力,价格很低很低;第二、你找不到只要这种产品的客户;第三、大台面的模具要用7075铝,一套模具从20-45万不等),36台设备每天产能约为14t,综合年产能约为3500——4500t之间(根据产品的难易程度和重量),产值约为5900——7650万之间(具体看生产哪种产品更多一些)。
3.3.2生产成本:
常规品生产成本约为15500-21000元/吨不等,特殊品成28000-35000元/吨不等。
3.3.3销售价格:
常规品17000——23000元/吨不等,特殊异型品及专利定制产品每吨销售价格35000——50000万元不等,具体根据包装、防水防油要求而定。
3.3.4常规品利润率15%左右(不含退税)、特殊及专利产品25——40%左右,出口退税13%。
3.3.5生产成本组合:
纸浆模塑秸秆纤维餐具行业发展的预判。
4.1产品多样化,定制化。
随着市场需求的不断增大,特别是一些高端餐饮品牌对可降解包装的青睐,使得国内外众多高端餐饮、烘焙等企业将原有不可降解的塑料包装逐步替代为全降解的植物秸秆纤维包装,特别是在餐饮包装消耗量最多的中国,一些类似于北京烤鸭、大娘水饺、老干面等餐饮企业早在几年前就更换了植物秸秆纤维的包装,首先这类企业根据自己实际需要进行了外观的设计与印刷,让原本仅仅环保的产品外观更加美观;其次在基本使用性能上可以做到密封、保温、不渗漏、可冷冻冷藏,可加热可烘烤,部门产品结构可以做到0.5度斜角,解决了容量痛点。再次对于一些咖啡、奶茶等饮料杯盖子的使用可以做到了通过冷挤、热压后实现负角结构,完全解解决了杯盖杯口的密封问题。
4.2产品的普及化。
普及化主要是针对禁塑限塑要求下人们快节奏生活的实际刚性需求,特别是近年来外卖行业的发展,极大的促进了餐饮餐具包装的市场需求;同时人们生活习惯和生活水平的改变,也为一次性植物秸秆纤维餐具走进千家万户奠定了市场基础,据中国包装协会统计数据显示,预计未来5年内全球对环保餐具的需求量将超过5000亿只,自2019年以后每年以超过26%的速度增长,意味着市场需求将远远大于目前的市场供给,市场缺口大约在62%左右,将持续出现供给不平衡的状态。
行业新工艺及节能降耗技术的发展。
5.1节能降耗新技术的发展。
当前碳中和和双控要求下众多行业都面临了能耗问题,对于纸浆模塑秸秆纤维餐具行业亦是如此,虽然迎来了发展的黄金红利期,但是如何保持纸浆模塑项目长期蓝海,一方面是市场,一方面是技术的革新,只有技术的革新才能让纸浆模塑秸秆纤维餐具行业长期处于一个蓝海的市场中。山东蓝沃环保餐具有限公司董事长兼技术总工王建民率先在行业内提出了干湿压热熔技术,该技术完全颠覆传统生产工艺,生产效率是传统工艺的5-8倍,热能和电能能耗仅仅是传统工艺的1/5和1/3,整条生产线只需要1人操作,极大的节省了人工成本,同时,生产过程中的步骤更加简化,完全可以实现自动化量产,该技术目前已在国内申请专利,尚处于保密阶段。
为降低湿胚中水分含量,同时降低真空吸附的能耗,山东智沃机械设备有限公司又在同行中提出了湿胚冷挤技术,该技术是在成型湿胚的基础上增加了冷模挤压,将真空抽吸后多余的水分再次进行挤压降水,将含水量降低至40-45%左右,节省了烘干工序对热能和电能的消耗,根据对比,相对传统工艺至少可以降低7%左右的能耗;同时该工艺技术针对斜度较小、深度较深的产品通过冷挤后产品更加贴合模具与金属网,极大的降低了产品横竖面拉裂的情况,提高了产品合格率!
碳中和要求下动力能耗成为了行业发展的关键点,基富节能真空科技有限公司立足行业需求,填补节能真空获得设备行业市场之空白,解决大部分传统真空泵能耗高、设备损耗大、负压不稳等行业老大难困扰,双机头抽速快流量大,永磁变频技术可满足更大流量需求同时最大限度减少耗电。双级压缩升压技术,同等条件下对比传统水环真空泵提升真空度。自动变频恒压系统,确保压力稳定。适应生产末端变化频繁的压力需求,降低因真空问题导致的不良品率。
在节能方面对比水环真空泵节能最高可达50%,节水约90%;对比滑片真空泵节能最高约35%,根据生产线用气需求变化自动变频,不损失真空度,突破真空泵不能变频的局限。对工作环境要求低,无需专业真空泵房,工厂空地均可放置。对所抽介质不敏感,可以抽含水分高的空气、不同温度的空气以及蒸汽等介质。设备使用周期长,机器压力及流量不会随使用时间有明显衰减。对比其它真空泵抽气更快、更稳定,可提升产品良品率、提高生产效率。
5.2自动检测智能化技术的使用。
自动检测识别系统是根据医药行业的检测系统演变而来的,是指利用高清摄像头对产品进行多角度的照射采集图像,系统根据形成图像的错误代码而自动选择是否留存还是继续行进。与之相匹配的是电磁阀控制在的吹气装置,如果产品属于不良品,成像后系统将根据信号传输发送吹气指令,将不良品吹送到传送带一旁的不良品框中。目前该技术刚刚在纸浆模塑中应用,尚不成熟,也主要是针对一些普通类产品,例如盘类、碟类和结构简单的碗类等,针对结构复杂、形状怪异的产品会存在盲区,因此很难达到合格率较高的使用效果;另外纸模产品存在暗斑、压不实、网痕、透光、黑点、黄斑、缺边、大小边等几十种问题,单纯依靠摄像头的图像采集很难一次成功,特别是针对本色和机磨麦草纤维产品表面存在纤维,很容易将图像汇集成杂质,不能做出正确的判断。自动检测识别系统的应用总体来说是减少了人工、提高了效率,这就需要更多的工厂、高校、研究院所等投入更多的精力去完善和改进设备的不足,从而更好的应用在纸模行业中。
5.3无塑封口。
无缝热封口是指在餐具保温过程中表面热封一层保温膜的工艺,因为纸塑往往不能直接与塑料相结合,因此纸浆餐具产品很难在实际中无塑热封使用,为了解决无塑封口问题笔者专门设计了一款无塑封口模具及设备。原理是将切边模具上模的变压设计了众多凸起的小方点,在切边时利用切边机的冲压力将凸起的小方点冲在产品边沿,利用变压的摩擦力增大原理将热封膜压制在餐盒边沿表面,这样的目的是为了热封膜的固定性。使用的封口膜实际上是一种无塑涂布纸,可以有效的起到防水防油、保温密封的作用,无塑封口的使用使得餐盒应用范围更为广泛,底盒无需覆膜,极大的节省了生产成本,更有利于产品的普及化。
纸浆模塑秸秆餐具行业的发展经历了几十年的跌宕起伏,随着市场需求的驱动,行业的发展也进入了一个高速发展期,本文从不同方面分析了行业发展的情况,建议投资者既要把握机遇,还要理性投资,期待纸浆模塑秸秆纤维餐具行业在未来有更大的发展。
作者:王建民,男中共党员,本科学历,中国石油大学工商管理专业。
2016年——2021年1月 创办山东蓝沃环保餐具有限公司、山东沃克环保科技有限公司、山东智沃机械设备有限公司,中秸(山东)秸秆综合利用有限公司,并担任技术负责人和董事长。被中国管理科学研究院学术委员会聘为特约研究员。2019年至今担任北京创源基业自动化控制技术研究所副所长(兼)主要负责生物基秸秆纤维的提取及应用技术的共同研发。
本文来源：包装部落2018
2021.12.22-24
上海新国际博览中心
包装部落+美狮传媒集团强强联手，倾力为行业发声，开拓无限应用商机，联合创办2021上海国际植物纤维模塑产业展，致力于成为赋能植物纤维模塑全产业链的国际专业展会。在全球禁塑的大背景下，为植物纤维模塑行业构建平台，展示禁塑替代革新方案，彰显无穷环保潜力。与此同时，IPFM Shanghai 2021为植物纤维模塑行业打造各行业应用场景，开拓全域买家商机，涉及餐饮外卖、电子家电、日化美妆、奢侈品、生鲜果蔬、农产品、工业品、医疗卫生、电商快递物流、建材家居、园艺宠物、文创玩具等。
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