聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate，PHA)是生物可降解材料的一种，是一系列由微生物合成的天然高分子聚合物，能够在有氧和无氧条件下实现生物降解。由于PHA具 有类似塑料的物理机械性能和加工性能，工业上可以采用微生物批量生产这种聚合物并以此替代传统塑料。
PHA优秀的降解与物理性能、日渐成熟的生产技术、不断扩大的市场规模等，都为PHA的成长提供强劲的驱动力， 使其成为最具成长潜力的生物可降解材料。预计在未来3-5年内，PHA市场规模将达到629亿人民币，主要市场集中在不便于回收的强需求场景，如一次性包装材料、一次性餐饮具等。
相对于其他可降解材料，PHA在降解性及应用面上均更优：降解性能上，PHA的降解范围更广，可以在 淡水、海水、土壤、堆肥、甚至有机污泥中生物降解，还可以通过与其他材料共混来提高终产品的可降 解性；物理性能上，PHA是系列聚合物，既可以对共聚物的单体结构进行选择搭配，亦可以与其他可降解材料复配，提升共混物的物理机械性能。同时，PHA材料市场潜力巨大，供给保障充足，随着其生产成本的不断下探，有望在包装领域完全替代PP、PE，达到1.2万亿的市场规模。
PHA及其他可降解材料的降解机理
PHA的生物降解过程如下，先由微生物分泌PHA解聚酶，将不溶于水的PHA水解成水溶性的形式， 再由微生物吸收利用，生成二氧化碳和水。因此PHA可以在微生物活性较高的环境，如土壤、湖 水、海水，甚至在污水、污泥中发生降解。
PLA是由生物来源的乳酸单体经化学合成所得到的聚合物，本质上不属于天然化合物。PLA在降解前，需通过吸水断裂大分子主链中的酯键，形成低聚物，再由微生物分解成二氧化碳和水。PLA在自然条件下难以水解，需在高温高湿的堆 肥条件下进行水解反应，降解条件较为苛刻。
PHA降解的条件范围更广
Nova Institute根据降解标准和认证主题，绘制了生物可降解聚合物的降解环境图谱：① PLA仅能在工业堆肥与厌氧消化的条件下发生生物降解；② PBAT仅能在部分土壤与庭院堆肥条件，以 及工业堆肥条件下降解；③ PHA（包含PHB及其聚合物）可以在土壤、 淡水、海水、家庭堆肥、工业堆肥、厌氧消化等多种条件下进行降解。
PHA可以与其他材料共混实现更好的降解性能
由于PHA在各种自然及人工环境下均具有良好的降解 性，生产其他各类可降解材料的企业正积极尝试将材 料与PHA共混，以提升产品的降解性能。对此，蓝晶 微生物与浦景化工进行合作，使用PBAT与PLA分别与PHA共混后进行海洋降解实验。经过87天的实验，双方得到如下实验结果：① PHA纯料在海水中降解率超过86%，而PBAT纯料 的降解率仅4.3%，PLA纯料的降解率仅5.6%；② 当PLA与PHA共混后，共混物最大降解率超75%；③ 当PBAT与PHA共混后，共混物降解率超过65%。
PHA是除了木质素小于5%的纤维素、淀粉等天然大分子外，唯一能在多种条件下实现生物降解的聚合物。在日常生活中，塑料非常容易泄露到土壤、水体等自然环境中，对此，可在广泛的自然界实现降解 的PHA是极佳的解决方案。
全国堆肥基础设施欠缺，使用PHA可降低塑料处理的压力
其他可降解材料如PLA，需要工业条件的堆肥与厌氧发酵将其水解为低聚物，才能实现生物降解，而我国面临堆肥和厌氧发酵设施欠缺的问题。以生活垃圾处理为例，当前主要处理方式仍然为填埋，堆肥和厌氧发酵的处理量相对较少。据《中国生态环境统计年报》，2020年，我国生活垃圾总量2.7亿吨，填埋量2.2亿吨，堆肥量仅89.0万吨，厌氧发酵处理量356.9万吨，生物分解处理量94.9万吨。最适合进行堆肥与厌氧发酵处理的餐厨垃圾，占我国城市生活垃圾比重37%-62%，已超过现有堆肥与厌氧发酵处理 设施的负荷。发展堆肥与厌氧发酵设施任重道远，困难重重。其一，堆肥与厌氧发酵成本更高，若想提高二者在垃圾 处理中的比例，需要增大经济投入。其二，堆肥与厌氧发酵需要垃圾分类的广泛推行和严格实施，若堆 肥垃圾中出现重金属等有害化学物质，反而会加重对环境的影响。其三，中国尚未建立起完善的堆肥标 准与管理体系，在标准缺乏的状态下难以大规模建厂。在这样的背景下，无需专门的堆肥或厌氧发酵处理即可降解的PHA无疑能大幅降低塑料处理的压力。
