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分析中國膜產業的過去、現狀與未來

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分析中國膜產業的過去、現狀與未來

發布日期:2017-12-29 00:00 來源:http://www.q2pz.com 點擊:

分析中國膜產業的過去、現狀與未來

分離技術在環保領域的應用日新月異,相關產業發展更是如火如荼。無論是水處理還是大氣治理,膜的應用價值都頗為可觀。當前,我國膜市場面臨應用層次偏低,自主創新力不強等四大難題,而其在環保領域的運用價值將有望開拓新市場。

前言

2013年以來,中國人民大學膜技術創新與產業發展研究中心連續出版《中國水處理行業可持續發展戰略研究報告》,對中國膜工業、再生水行業進行深入的研究與分析,得到高校/科研機構、金融機構/咨詢機構的研究人員和環保從業人員的高度評價,成為學術界、環保界、金融界、咨詢界人士了解中國環保產業的窗口,對我國水處理行業的發展起到積極的推動作用。同時,結合十九大報告內容,為適應社會各界對生態環境越來越高的要求,膜技術也應該有著相應的創新與發展。2016年由中國人民大學出版社出版的《中國水處理行業可持續發展戰略研究報告——膜工業卷Ⅱ》在延續前期研究報告體系結構的基礎上,內容上繼續秉承精華,總結膜行業面臨的新問題與新挑戰,從技術競爭力、市場格局、企業運行模式等角度對我國膜產業進行全方位和多維度的研究與分析。本文是根據該報告中有關中國膜市場發展概況的內容重新整理編寫而成。

第一節中國膜市場發展概況

一、總體情況

膜分離技術在我國水資源、能源、環境、健康和傳統技術改造等領域已發揮關鍵性作用,成為推動國家支柱產業發展,改善生存環境,提高生活質量的共性技術。膜技術推廣應用的覆蓋面可以反映出一個國家過程工業、能源利用和環境保護的水平。經過50多年的發展,中國膜產業逐漸走向成熟。最近15年是中國膜產業的高速增長期,我國膜產業總產值從1993年2億元人民幣上升到2012年近400億元(圖1),2016年我國膜產業總產值已接近1000億元。

中國膜產業總產值增長狀況(1993-2016)

中國膜產業總產值增長狀況(1993-2016)

1999年,全球膜產業總產值在200億美元左右,中國膜產業的總產值約為28億元人民幣,僅占全球總產值的1.7%。到2016年,全球膜產業總產值達到500-600億美元左右,同年,我國國內分離膜產業總產值接近1000億元人民幣,占全球總產值的25%以上,總產值占比大幅增加。

第二節中國膜產業面臨的挑戰與機遇

一、中國膜產業面臨的挑戰

中國膜產業的發展處于戰略機遇期,同時也面臨嚴峻的挑戰,主要體現在以下四個方面:

(一)應用層次偏低,應用領域偏窄

我國膜技術應用層次偏低,應用領域偏窄,支撐我國資源節約、環境友好型社會建設力度不夠。我國膜技術應用領域主要偏重于低端水處理領域,占市場的90%左右,而發達國家這一比例在70%左右。在國外有很大市場需求的血液透析、離子交換膜材料和過程工業用特種膜材料,在我國則處于起步階段。在水處理領域,高端的大型海水淡化和大型水處理工程也主要依靠國外膜材料,因此我國膜技術的應用尚處于低端層次,應用市場也有待于進一步開發。要在大力推動水處理膜產業高端化的同時,大力發展服務于節能減排和產業升級的特種分離膜材料和離子交換膜材料,大力推進其應用技術的研發與市場開拓,進一步發揮膜技術在建設資源節約、環境友好型社會中的支撐作用。

(二)膜產業配套能力不足

目前,我國生產膜材料的上游主要基礎原材料,包括聚砜、聚醚砜、聚酰胺等高性能特種工程塑料產品質量難以滿足膜材料生產要求,海水淡化系統泵、閥、能量回收器、壓力容器等關鍵零部件尚未國產化,主要依靠進口。以膜材料領域為例,與國外相比還存在著很大差距。在技術研發方面,國內膜企業對技術研發的資金投入遠低于國外膜企業。國外大品牌的膜企業每年都會投入巨額資金進行新技術、新產品的研發,大量儲備某種或某幾種技術的第二代、第三代產品。一旦市場需求、市場份額發生變化,這些企業就會立即推出儲備的技術產品。而國內膜企業主打的膜產品往往都是最新研發的,膜技術研發并不是作為一種前沿性、前瞻性的技術儲備予以看待,中外膜企業在技術儲備的差距是十分顯著的。

全球膜與膜組器、大型水處理工程、產業技術標準主要由國際跨國公司主導,技術、資金、工程化經驗和品牌等方面優勢明顯。國外膜生產企業通過工程承包、合作建廠等多種方式搶占我國膜法水處理市場,無論是對國內膜法水處理科技提升還是產業發展都構成較大的壓力。

(三)膜產業自主創新能力不強

中國膜產業自主創新能力不強,主要體現在主要膜材料長期依賴進口,高端產業、低端環節現象嚴重。作為膜產業的核心元器件的膜材料,跟蹤開發的產品較多,自主創新產品少,導致國產膜材料市場競爭力弱,在高端市場的占有率不足10%。膜材料自主創新能力不強,導致我國大部分企業只能從事成套裝備的組裝工作,關鍵膜材料和器件依賴進口,企業利潤微薄,產業處于低端環節。盡管我國近幾年膜領域基礎研究取得較大進展,但原創性成果較少,同時由于產學研合作機制不健全,研發與產業脫節嚴重,導致成果轉移、轉化存在障礙。加強原創創新研究、完善產學研合作機制是提升我國膜領域自主創新能力的必由之路。

此外,我國膜材料創新的主體在國內高校和科研院所,相關制備技術在實驗室向產業化方向轉移時,未能實現產品化的問題一直沒有很好解決。與此同時,若干膜材料的分離機理和制備工藝未能實現實質性突破,造成在基礎結構設計上的缺陷,無法在產品性能上突破和提升。盡管“十五”規劃以來,國家在不同時期對膜領域的發展均有規劃和重點支持,但這些規劃和支持分散在不同的部委,相互之間的統籌協調少,導致創新資源分散,形成不了合力。加強創新機制研究,統籌規劃,充分整合中央、地方和企業的創新資源,優化產業布局,是“十三五”要迫切解決的重要問題。

(四)企業規模普遍小,產品質量把控不足

我國從事膜材料生產的企業規模普遍較小;從事膜工程的企業超過千家左右,絕大多數企業不具備大型海水淡化工程的設計、施工、調試運行能力。國內膜企業在產品的生產管理和質量控制上存在著不足,盡管不少企業已擁有ISO9000等多個質量認證的證書,但這些認證落實到生產中的企業比例仍有待提高。許多企業往往是為了質量認證而去獲得一個證書,并沒有始終地將質量管理理念嚴格貫徹到生產中去。如何將質量管理體系的要求真正實施到實際的生產中,真正體現出質量管理體系要求的生產標準,中國膜企業仍有待努力。

二、中國膜產業面臨的機遇

中國水資源緊缺、環境保護、新能源開發、傳統工藝技術改造的市場急需膜產業快速發展,使得中國膜產業的發展處于戰略機遇期,主要體現在以下五個方面:

(一)膜技術是解決資源型缺水,保障我國水安全的重要舉措

水資源不足已成為制約我國經濟社會持續發展的重要因素之一,特別是我國沿海地區,水資源不足已給城鎮居民供水安全和工農業用水保障帶來巨大的威脅,成為制約我國沿海地區經濟與社會持續發展的瓶頸之一。目前,我國660余座設市城市中有420多座不同程度缺水,約110座城市嚴重缺水。據統計,正常年份我國缺水總量約在400億m3左右。利用高科技手段進行“開源”是緩解水資源危機的有效途徑,提高水資源的保障能力。其中,膜法海水淡化與苦咸水淡化是提高我國水資源保障能力的重要舉措:膜法海水淡化可以提高沿海地區水資源保障能力;膜法苦咸水淡化可以提高西部地區水資源保障能力。

此外,膜法水處理技術是提高飲水安全保障能力的重要技術。據統計,我國90%的地表水和地下水受到不同程度的污染,部分地區飲水存在水質嚴重不達標、供水保證率低、水致型地方病突出等問題,嚴重影響了人體健康。采用以RO和NF為核心的液體分離膜技術,可有效實現對受污染飲用水的凈化,是目前解決飲用水污染最有效、經濟的方法。其中NF膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率。因此,把NF膜應用于飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術和常規處理工藝有較大的優勢。

(二)膜技術是能源結構調整與新能源開發的重要技術

我國以煤炭為主的能源供給造成生態環境的嚴重破壞和石油資源的短缺。天然氣資源的充分利用和生物質燃料乙醇的開發是我國能源結構調整的重要措施。膜技術用于天然氣凈化具有占地少、投資省、成本低的優勢,其研究與應用對我國天然氣的綜合利用產生重大影響。

石油目前是我國的主要能源之一,而汽油在運輸、儲存過程中揮發大量油氣造成經濟、能源的巨大浪費和嚴重的環境問題。油氣回收膜分離過程是目前最經濟實用的一種油氣回收過程,具有高效、節能、操作簡單和不產生二次污染并能回收有機溶劑等特點。另外排放氣為潔凈空氣,符合環保要求,社會效益顯著。目前世界上許多國家都在積極開展膜法汽油蒸氣回收技術的研究與開發工作。我國每年的油品損耗量高于800萬噸,每年損失200多億元。針對我國的油氣排放標準,2000多個成品油庫和近10萬個加油站必須進行油氣回收系統的安裝與改造。發展油氣回收復合氣體分離膜是解決我國目前油氣回收的最有效途徑。

(三)膜技術在水環境保護、大氣治理中承擔重要角色

我國是一個嚴重缺水的國家,同時還是一個環境污染十分嚴重的國家。污染日益嚴重、水污染處理技術落后、污水處理設施建設滯后、水資源循環回用率低是造成我國城市缺水的重要原因之一。工業廢水資源化和城市污水回用率低所造成的環境污染,不僅嚴重制約了我國經濟發展,而且嚴重影響人民的生活和健康,采用膜技術處理廢水是減輕水環境污染、減緩水資源危機的重要舉措。

我國大氣環境污染嚴重,由煙塵、粉塵、硫氧化物、氮氧化物、揮發性有機物等導致的細顆粒物PM2.5污染全面爆發。加快開發氣體凈化(特別是空氣中PM2.5的截留分離)工程化裝備及關鍵膜材料,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放,以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。膜過濾技術已經用于濕法冶金強腐蝕性液體過濾,能夠實現苛刻工況下的550℃以上高溫氣體凈化,產品的推廣應用可以帶來工業應用領域的重要技術進步。

(四)膜技術是實現傳統工藝改造,實現資源回收的關鍵路徑

膜技術是傳統工藝改造、工業節能減排和清潔生產的可靠保障。我國的過程工業本身不僅是能耗大戶,而且是環境污染大戶,其產品生產、加工過程的反應、分離、濃縮、純化,都迫切需要用新的方法改造傳統工藝,以提供工業制造技術水平。通過膜與其它過程的集成技術,改變工業生產過程中用戶的生產方式實現產業技術升級,進而實現節能環保和資源回收,實現環保由末端治理轉變為過程預防、由被動治理轉為主動預防、由耗費治理轉為增效治理。解決工業生產過程中資源的回收再利用,為國民經濟創造效益。

從最傳統的產業(如醬油醋的生產、染料的生產、中藥制備等)到高新產業(如電子器件、納米材料、生物制品等),物料的分離純化都是必不可少的關鍵環節。膜技術的推廣應用將有力加快我國采用高新技術改造現有產業的進程。在食品工業,采用膜分離技術可實現對液體食品的低溫消毒和殺菌,是改造我國傳統液體食品生產工藝的重要技術。采用膜分離技術對化工醫藥產品進行精制和濃縮,不僅能夠取代傳統的鹽析、醇沉和噴霧干燥工藝,降低水耗、能耗和成本,而且更重要的是可以提高產品品質和降低環境污染。

(五)開拓國際市場面臨空前的機遇

近年來,國產的微濾膜、超濾膜、部分反滲透膜和氣體分離膜、電池隔膜等產品,由于質量不斷提高、性能良好、價格低廉、服務及時等優勢,大批產品和工程進入國際市場。海南立升的PVC超濾膜、天津膜天膜、山東招金膜天、杭州水處理中心、北京格蘭特、廈門三達、時代沃頓、大連歐科、上海斯納普、江西金達萊、寧波沁園等企業生產的膜產品已遠銷日本、韓國、印尼、馬來西亞、印度、巴西、俄羅斯、歐洲和美國等數十個地區、國家,哈爾濱樂普生產的膜殼裝置也在國際市場暢銷。據中國膜工業協會2014年對32家大型膜企業的統計數據顯示,國內現已實現出口近30億元人民幣。

雖然我國膜產業發展較快,但總體上國際市場的競爭力相對不足。大力開拓國際膜產品、膜工程與膜服務市場,是擴大中國膜產業發展空間的重要著力點,有利于膜企業提高經濟效益、培育新的利潤增長點。擴大膜產業對外投資,完善膜產品、工程與服務的對外出口支持體系,推動擴大膜行業對外貿易規模,優化貿易結構,增強服務出口能力,培育“中國膜產品與服務”的國際競爭力,特別是在“一帶一路”沿線國家的影響力。

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