膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离可以实现不同液体或气体组分的分离、分级、浓缩与提纯。
膜分离技术可以根据目标物质分子量不同而实现分离,精度可以达到纳米级别,适用于产品的精制和深加工,已广泛应用于石油化工、医药、食品、电子、水处理与净化等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益。
具体来看:中国膜产品在工业用水处理领域的应用最多,约占1/3;能源行业和工业废水处理两大领域的应用紧随其后,分别占1/5的比重;医疗领域、市政污水处理、城镇饮用水处理、海水苦咸水淡化等几个领域的应用占比均在10%以下。
图表1:膜技术各类应用场景分布及占比(%)
目前,我国膜工业已经形成了完整的产业链,呈现出水处理用膜、特种分离膜、气体分离膜、能源用膜、医用膜和特种功能膜等多种膜产品并重的发展态势。
2023年,中国膜材料及组件的产值超千亿。其中,新能源用膜市场快速增长,市场份额从2022年的28%快速提升至2023年的44%;同时,传统膜产品占比从一半的份额大幅下降至1/3,医用膜产品市场份额接近9%,气体分离膜电驱动膜和无机膜三者合计占比约8%。
图表2:2023年中国膜材料及组件产品类别及市场份额(%)
虽然水处理膜需求略有减弱,但电子工业超纯水制备等领域的项目有明显增长。
膜材料是国家战略性新兴产业的组成部分,是化工新材料之一。
膜产业是指以膜材料为基础,实现不同应用功能的产业,是推动传统产业升级和未来产业发展的支撑性产业,因此也是发展新质生产力的重要方向。
我国膜分离技术起步于20世纪60年代,发展至今已经有超过60年的历史。进入21世纪以后,由于下游水处理领域的市场需求爆发式增长,我国膜产业发展迅猛。
2009年中国膜产业总产值仅为227亿元,之后呈现高速增长态势,2014年首次突破千亿元。“十三五”以来,我国膜工业总产值的年均增长率保持在15%左右,2019年末,膜工业总产值比“十二五”末增长了一倍,达到2773亿元。
2023年,全国膜工业总产值进一步增长至4300多亿元,市场规模约占全球的30%,并保持多年高速增长,在全球全球供应链中占据举足轻重的地位。
膜产业是典型的基于应用需求牵动发展的产业,随着应用场景不断扩容和技术创新迭代升级,将带动我国膜产业快速发展。预计2025年,中国膜产业市场规模将达到5000亿元的规模。
图表3:2016-2025年中国膜工业产值及增长趋势(亿元,%)
水处理膜通常是指可以起到分子级分离过滤作用的一种介质。污水处理过程中,当含有杂质的污水(溶液)与膜接触,若膜两侧的压力、溶液浓度、电荷或温度存在差异,一些物质分子便会选择性地透过膜,另一些物质则会被截留,从而使污水中不同组分分离,并最终使污水净化。
我国水资源短缺、水质污染严重的资源现状以及用水需求不断增长的矛盾促使包括水处理分离膜行业在内的水处理行业快速发展,并保持较高的关注度和景气度。
图表4:三大因素提升水处理膜行业整体市场需求
资料来源:Wind、韦伯咨询
水处理膜材料广泛应用于饮用水处理、工业废水处理、海水淡化、污水处理等领域。
在饮用水处理中,水处理膜材料能有效去除水中的微生物、重金属离子和有机物质,保障饮水安全。在工业废水处理中,膜分离技术可以实现高效、低能耗的废水回收利用。而在海水淡化领域,水处理膜材料的应用为解决淡水资源短缺问题提供了有效途径。
图表5:水处理膜主要应用领域分布及特点(一)
资料来源:Wind、韦伯咨询
此外,水处理分离膜还可广泛应用于城市黑臭水体治理、家庭净水以及城市供水等领域,并且具有广阔的市场空间。
例如,国务院颁布的《水污染防治行动计划(“水十条”)》明确提出,到2020年,地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内,到2030年城市建成区黑臭水体总体得到消除。
图表6:水处理膜主要应用领域分布及特点(二)
资料来源:Wind、韦伯咨询
随着生活生产质量提升和新兴产业不断升级发展,对膜法水处理技术和应用场景也提出了更高要求,基础水处理逐渐向深度水处理发展。其中,海水淡化、超纯水制备、盐湖提锂、废水零排放等是未来市场需求的主要方向。
盐湖卤水提取锂生产碳酸锂已是全球锂盐生产的主攻方向,而中国盐湖提锂产业贡献只占世界锂盐产业比重的10%左右,与中国锂资源赋存特点和锂盐消费市场占比极不相称。因此,加大中国盐湖锂资源的开发力度势在必行。
盐湖提锂的主要难点在于伴生离子的分离。根据盐湖卤水中锂和其他伴生离子特征,盐湖提锂技术可分为高镁锂比和低镁锂比技术。低镁锂比盐湖提锂技术主要包括沉淀法和盐梯度太阳池法。
高镁锂比盐湖提锂技术主要包括膜分离法、萃取法、吸附法等。由于我国盐湖卤水镁锂比高,杂质多,吸附+膜分离技术是适应我国盐湖提锂的主要技术路线。
图表7:2022-2025年盐湖提锂“吸附+膜技术”路线产能占比及预测
公司总部:中国-深圳
主营业务:行业研究报告、项目可行性分析报告、商业计划书、IPO及再融资募投项目可研、细分行业尽调、产业园区规划等
客服热线:段先生13480610575,刘先生14776264685(微信+电话)
联系邮箱:WBZX2019@163.com
公众号:韦伯咨询、韦伯产业智库