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1、二氧化碳回收利用投资分析报告一、二氧化碳制干冰1、概述干冰是固态的二氧化碳，在6250.5498kPa压力下，把二氧化碳液化成无色的液体，再在低温下迅速凝固而得到。目前，干冰主要应用于冷链运输、模具清洗、食品、石油化工、电力、印刷等领域。干冰产业链原料气体能源产业干冰行业ChindbaogaO.com/模具清洗、食品、石油化工领域数据来源：生态环境部相关报告2、发展现状(1)供给市场分析在清洗方面，干冰通过专业设备将干冰和气体混合再通过管道和专业喷嘴喷射到物体表面，而达到清洗除污的效果。近年来，我国干冰行业产量呈现稳定增长趋势。根据数据显示，2020年中国干冰产量为51.1万吨，同比增长6.3
2、%,预计2021年产量将达到55万吨。20M202T年申国干冰行业产量现状及预测情况51.1产里（万吨）2014年2015年2016年2017年2018年2019件F喻数据来源：生态环境部相关报告（2）需求市场分析目前，干冰被广泛应用于冷源（冷链物流、食品保鲜）、工业及电子清洗等领域。根据数据显示，2020年中国干冰行业需求量为50.4万吨，同比增长6.2队预计2021年将达到52万吨。20142021年中国干冰行业需求量现状及预测情况6050I50.4 I叵I40302010叵吧IillIW2014年2015年2016年2017年2018年2019年21需求置（万吨）数据来源：生态环境部相关
3、报告(3)冷源(冷链物流、食品保鲜)领域市场需求状况随着城镇化进程加速、网络购物与生鲜电商蓬勃发展及人民生活水平的提高，消费者对食品保鲜的要求不断提升，带动冷链需求快速增长。根据数据显示，2020年，我国食品冷链物流市场总规模为3832亿元，同比增长13.0%,预计2022年将增至4567亿元。与水冰运输相比，干冰运输具有隔离氧气、保鲜优势，所以未来随着我国冷链物流市场规模不断扩大及人民对食品要求不断提高，干冰行业需求量也将随之增长。20172022年中国冷链物流行业市场规模现状及预测情况数据来源：生态环境部相关报告(4)工业清洗领域市场需求状况与传统的化学清洗、高压水射流清洗以及磨损性喷砂清
4、洗相比，干冰清洗优势较大。干冰清洗优势且不损伤设备干冰清洗无需拆装设各.可高温在线清洗.奇观研报告网高速低温气流中的干冰颗粒去除表面污垢，无残留.可快速、便捷清洗所产生废物的污垢残留,并节省清洗高额费用数据来源：生态环境部相关报告目前，干冰清洗被应用于清洗模具、汽车、粘结牢固的溶渣、精密的半导体元件等工业领域。随着我国工业化进程不断加快，我国工业清洗行业规模不断提升。根据数据显示，2019年我国工业清洗设备市场规模为37L69亿元，同比增长8.13%,工业清洗剂市场规模为39.38亿元，同比增长3.58%,预计2022年行业整体规模将突破千亿元。未来，随着模具制造、汽车、石油化工、电子工业等下
5、游快速发展，干冰清洗市场不断发展，干冰市场需求将持续增长。6002016-2022年中国工业清洗行业市场规模现状及预测情况数据来源：生态环境部相关报告3、发展机遇（1）我国经济发展和居民消费能力提高对需求的推动干冰广泛应用于工业制造、电子制造、冷链物流、污水处理、环保等领域。而2020年是我国“十三五”圆满收官之年，我国经济社会发展取得重大成果，2021年“十四五”规划已全面擘画，经济的发展和居民消费能力的提高为干冰产业进一步发展提供了重要的物质基础和更广阔的消费市场空间。（2）应用领域扩大刺激需求，市场空间巨大干冰除应用于食品饮料、工业、冷链物流、工业及电子清洗等领域外，也可应用于电池专用化
6、学材料、可降解塑料以及农业气肥等新兴领域。未来，应用领域不断拓展，干冰需求也将不断增长，未来市场空间巨大。二、二氧化碳基可降解塑料生产技术与投资分析1、二氧化碳基可降解塑料简介二氧化碳基生物可降解塑料是一种二氧化碳基聚合物。二氧化碳基聚合物是二氧化碳和其他单体在催化剂作用下共聚所得的高聚物。最具有工业化价值的是由二氧化碳与环氧化物共聚所得的脂肪族聚酯。目前已批量生产的二氧化碳基塑料原料主要有二氧化碳/环氧丙烷共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物等品种Qm二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下共聚可得到交替型脂肪族聚碳酸酯。这种聚合物具有良好的环境可
7、降解性。既可高效利用二氧化碳，变废为宝，又具有良好的阻气性、透明性，并可完全生物降解，有望广泛应用在一次性医疗和食品包装领域。二氧化碳基塑料使用后产生的废弃物，可以通过回收利用、焚烧和填埋等多种方式处理，废弃的二氧化碳基塑料可以像普通塑料一样回收后进行再利用；进行焚烧处理时只生成二氧化碳和水，不产生烟雾，不会造成二次污染；进行填埋处理时，可在数月内降解。二氧化碳基降解塑料属完全生物降解塑料类，可在自然环境中完全降解，可用于一次性包装材料、餐具、保鲜材料、一次性医用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑料作为环保产品和高科技产品，正成为当今世界瞩目的研究开发热点。利用此技术生产的降解塑料，不仅将工业废
8、气二氧化碳制成了对环境友好的可降解塑料，而且避免了传统塑料产品对环境的二次污染。它的发展，不但扩大了塑料的功能，而且在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充。因此，二氧化碳降解塑料的生产和应用，无论从环境保护，或是从资源再生利用角度看，都具有重要的意义。2、国内外技术进展在催化剂的作用下，环氧丙烷与二氧化碳共聚得到聚碳酸亚丙酯,副产碳酸丙烯酯。反应式如下：ZACO2皿*环氧丙烷聚碳酸亚丙酯碳酸丙烯酯如何提高聚碳酸亚丙酯的选择性，降低副产物产率是科学家研究的重点。2.1 国外技术进展美国、韩国、日本、俄罗斯和我国台湾的科学家在二氧化碳基聚合物领域进行了大量的研发工作。将二氧化碳与环氧丙烷(PO
9、)共聚的技术于上世纪60年代首次发现，但是由于副反应生成环状丙烯碳酸酯(CPe)而未能推向商业化，该副反应导致不稳定的低分子量共聚物生成。现在，由日本东京大学工程学院化学与生物技术系KyokoNozaki教授开发的新催化剂基本上解决了这一限制。新催化剂为含有2个醋酸酯配合基的双-(哌咤基甲基)-羟碘钻(In)络合物，它由醋酸钻与对应的双水杨叉二胺反应合成，随后在过量醋酸和空气存在下进行氧化而成。该催化剂可使C02与环氧化物，如环氧丙烷、环氧1-丁烷和环氧1-己烷反应可选择性地生成共聚物。例如，该催化剂可用于使CO?与环氧丙烷分子制取共聚物，其平均分子量为26500。反应发生在DME（1,2-二
10、甲氧基乙烷）溶剂和L4MPaCO2条件下，产率为99%,选择性为97%。环状碳酸丙烯酯的生成则受到抑制。这类共聚物的商业化生产为利用CO2提供了机遇，从而可减少这种温室气体排向大气该项目研究从C02与环氧化物制取脂肪族聚碳酯的商业化开始着手。得到日本新能源与工业技术开发组织的支持，并有日本3家大学（包括东京大学）和4家公司参与。美国在此基础上通过改进催化剂，于1994年生产出二氧化碳可降解共聚物。国外开展该项工作的研究单位主要有：日本东京大学、波兰理工大学、美国PittSbUrgh大学和TeXaSA&M大学、日本京都大学、埃克森研究公司等。美国空气产品与化学品公司和陶氏化学公司已合成出相应的产
11、品。到目前为止，只有美国、日本和韩国等生产二氧化碳降解塑料，美国年产量约为2万吨，日本、韩国也已形成年产上万吨规模。二氧化碳作为合成高分子材料的单体的研究工作受到了世界各国广泛的重视。二氧化碳与环氧丙烷共聚物类的脂肪族聚碳酸酯是二氧化碳合成高分子材料领域的一大亮点。这类材料具有生物降解性能,不仅解决了当前塑料制品难以降解而导致的白色污染问题，也减少了二氧化碳的排放。作为一类新型的脂肪族聚碳酸酯，二氧化碳与环氧丙烷共聚物具有透明性、生物降解性和氧气阻隔性能等特点，但是其性价比依然有待于大幅度改善，才能满足实际应用要求，今后仍需开展更深入的工作，推动二氧化碳基塑料实现真正大规模的实际应用。2.2
12、国内技术进展在国内，自上世纪90年代起，中科院广州化学所、浙江大学、兰州大学、中科院长春应化所相继开展了二氧化碳固定为可降解塑料的研究，并取得可喜进展。目前我国开发成功的二氧化碳降解塑料技术主要有3种，即中科院长春应用化学研究所的以稀土配合物、烷基金属化合物、多元醇和环状碳酸酯组成的复合催化剂为核心的高效脂肪族聚碳酸酯制备技术；中科院广州化学所的以纳米催化剂为核心的二氧化碳与环氧丙烷反应生产全降解塑料技术；广东中山大学的以高效纳米催化剂为核心的环氧丙烷高效合成聚碳酸亚丙酯树脂技术。(1) 2001年中科院长春应化所着手进行二氧化碳的固定及利用的工业化研发工作，与蒙西高新技术集团公司合作，经过3
13、年攻关,建成了世界上第一条3000t/a”二氧化碳基全降解塑料母粒”工业示范生产线。该工程由内蒙古轻化工业设计院设计，采用中科院长春应用化学研究所技术，生产规模为3000tao据称其产品可望部分取代聚偏氟乙烯、聚氯乙烯等医用和食品包装材料，并可用于一次性食品和药物包装Q截至2017年已实现运行13年多，共生产50000多吨产品，各项技术指标均达到世界领先水平。这标志着该公司二氧化碳基生物降解塑料技术跻身世界前列。该生产技术为蒙西集团与中科院长春应用化学研究所合作开发，已通过中科院高技术研究与发展局组织的专家验收和科技部“863”项目验收。同时，在二氧化碳共聚合催化体系、聚合方法等方面，蒙西集团
14、已获授权美国专利2项、中国专利3项，建立了比较完备的自主知识产权体系。该项目取得了3项世界第一：在国际上首次解决了二氧化碳共聚物的冷流难题；率先开发出具有生物可降解性能的高阻隔薄膜材料；获得全球首个二氧化碳共聚物医用可降解材料生产许可证Q该所已完成3万吨/年生产线工艺包设计。(2)由江苏中科金龙股份公司与中科院广州化学所联合研制的以CO2为原料制备完全可降解塑料材料新技术，通过国家环保总局组织的重大科技成果鉴定。该技术开发出新型C02共聚催化剂分离系统,得到了无色催化剂含量低于10ug/g的脂肪族聚碳酸酯多元醇，可以生产出聚氨酯材料。该技术具有自主知识产权，在二氧化碳催化活化技术、聚氨酯泡沫塑
15、料的高生物降解性等方面达到了国际先进水平。利用该技术每消耗1吨二氧化碳能生产出约3吨脂肪族聚碳酸亚乙酯树脂，并生产出约6吨降解型聚氨酯泡沫塑料。江苏中科金龙化工股份有限公司2万t/a二氧化碳树脂的连续生产线于2007年6月初投产。至此，该公司完成了以二氧化碳为原料生产高分子树脂的工业放大试验，建成了世界上第一条万吨级具有自主知识产权的二氧化碳制备全生物降解塑料生产线。该公司已经开发出新型聚合催化剂、新型生产工艺、新的应用领域，如全生物降解及可控生物降解高回弹软泡、塑料母粒、黏合剂、涂料等等。其最新研发的催化剂性能有显著改进，每克催化剂可生产920克产品Q(3)中山大学与广州市合诚化学有限公司、广州市天赐三和环保工程有限公司两家公司于2007年10月中旬签订合作协议，采用中山大学研发的利用二氧化碳合成全降解塑料技术，首期投资1.3亿元建设一条万吨级二氧化碳全降解塑料生产线。据悉，该项目全部建成后每年可减少4万吨二氧化碳排放量。该技术是中山大学环境材料研究所的科研团队在广州市科技局重点专项支持下，经过4年攻关完成。采用该技术已在河南天冠集团建成国内规模最大的5000t/a工业化生产线，采用高活性、高催化效率的催化剂，将天冠集团在生产酒精过程中排放的二氧化碳废气聚合成全降解塑料一一聚碳
