行業動態 | 膜產業的蝶變：一個可持續的潛力賽道
發布時間：
2024-07-09
隨著我國的環境治理力度和投入的不斷加大，行業從工程時代轉入效果時代，水處理領域的需求不斷提高，以膜濾為核心的水處理技術迎來用武之地。 在此過程中，我國的膜產業發展迅猛，膜項目數量以及規模都在以較快的速度增長，截至 2021 年，我國有 300 余座大型 MBR 水處理工程(70%左右的工程處理能力達 1 萬~5 萬 m?3;/d)。
隨著我國的環境治理力度和投入的不斷加大，行業從工程時代轉入效果時代，水處理領域的需求不斷提高，以膜濾為核心的水處理技術迎來用武之地。
在此過程中，我國的膜產業發展迅猛，膜項目數量以及規模都在以較快的速度增長，截至 2021 年，我國有 300 余座大型 MBR 水處理工程(70%左右的工程處理能力達 1 萬~5 萬 m⊃3;/d)。
據統計，我國膜產業從2009年到2021年的復合增長率高達24.77%，2021年膜產業總產值達到3230億元，預計2025年將達到5000億元。
在膜技術的應用領域，我國以規模龐大和場景多樣成為世界矚目的新興市場，是國內外膜企業的必爭之地。
經過這些年的發展，膜產業發生了怎樣的轉變，在面臨哪些機遇和挑戰，本文將圍繞膜產業的發展趨勢展開討論。
01
市場空間：一個可持續的潛力賽道
一個領域的發展前景在很大程度上取決于所針對的需求和問題。中國是世界上最大的水處理市場，從需求端來看，推動我國膜產業發展的有兩個主要因素。
一是我國水資源極度匱乏，人均占有量僅僅是世界平均水平的四分之一，按照國際標準，2021年我國有22個省處于缺水狀態，被聯合國列為13個水資源最貧乏的國家之一。
水資源短缺的問題嚴重制約著我國的工業化以及城鎮化發展，“十四五”規劃綱要提出，到2025年，我國常住人口城鎮化率將提高到65%，而實現這一要求，至少還需要新增30-50億m⊃3;的水資源。
目前，水資源短缺已經成為我國經濟社會可持續發展的瓶頸。而最好的傳統水資源替代方法就是污水資源化，我國每年污廢水排放總量巨大，但是污水的再生利用率并不高，城市污水再生利用率不足 30%，縣城污水再生利用率僅為 14%，由此可見，污水資源化潛力巨大，而膜技術在污水資源化中發揮著不可或缺的作用。
二是我國長期面臨著水環境污染的問題。目前，全國范圍仍然有10%河流水質為劣Ⅴ類，隨著流域治理進程的加快，“十四五”期間七大流域的優良水體(即 I-III 類水體)占比或將提升至 90%以上水平，所以污水廠的出水水質標準也需要不斷提升，而更高的出水水質，給膜技術帶來更廣闊的市場空間。
為了解決我國水資源短缺危機，以及水環境污染問題，我國出臺了一系列政策，大力推動污水處理及再生。在國家層面的諸多政策中提到，要加快反滲透膜、納濾膜的推廣，提高膜生物反應器性能、降低成本。
在2020年發布的《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄》中，水污染防治領域鼓勵發展的裝備就有碟式陶瓷膜分離裝備以及振動膜生物反應器污水深度處理集成裝備等等。
可見膜產業在國家戰略產業布局中的重要地位。
另外，膜在產品特征上具有明顯的消耗品屬性，相比較工程模式，更加具備可持續性，膜企業受到巨大市場波動沖擊的風險相對較小。
根據孔徑大小差異，膜材料可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。每種膜材料都有其對應的使用場景，由于膜材料優異的分離性能，在水處理工程項目中被廣泛使用，但是目前來說，市場上平均膜的壽命還是遠低于工程項目的運營期限，因此膜也成為水處理項目中的必備耗材。
綜合上述因素，膜產品是一個可持續的潛力市場，隨著市場需求的迭代升級，膜產業仍然存在十分可觀的待釋放空間。
02
應用拓展：在多場景獲得深度應用
膜技術的一個顯著優勢在于，可以實現不同組分的分離、純化、濃縮，是最適合資源化改造的水處理技術。
膜的分離精度高達納米級別，出水水質穩定，藥劑用量少，廣泛應用于工業用水處理、市政污水深度處理和再生水、超純水制備及海水淡化等場景。
應用領域一：高難廢水處理
高難廢水是指難以進行生物降解的廢水，大部分工業生產活動中排出的廢水都屬于高難廢水，比如說印染廢水，造紙廢水，皮革廢水，半導體廢水等等。
由于這類廢水的可生化性差，預處理要求高，所需要的處理技術工藝鏈較長，且占地面積大，對運營管理要求很高，如果哪個環節出了疏漏，就會出現出水不達標的風險。
而近年來，由于膜技術的可靠性高，以及成本不斷降低，以反滲透為代表的高壓膜分離技術為高難廢水處理提供了關鍵的技術支撐。通常采用超濾和納濾耦合技術，可以大大提高廢水中小分子的去除率，使膜通量保持在一個穩定的狀態，出水可靠且不容易發生膜污染等問題。
應用領域二：市政污水深度處理和再生水
膜技術在中國的使用已經超過20年，應用于眾多領域，尤其是在市政污水處理與再生領域中，累計工程應用規模最大。
在市政污水處理中，應用最廣泛的是MBR和“二級出水+MF/UF”工藝，使用該技術，可使污染物完全被截留，此外還能很好的提升污泥濃度，降低污泥負荷，提升降解效率，且能耗大大降低。而“二級出水+MF/UF+NF/RO”工藝多用于再生水生產中，比如地下水回灌、鍋爐給水、飲用水源補給，可以很好的去除鹽分以及其它難以分離的污染物。
應用領域三：超純水制備
通過采取發行刊物及舉辦會議的形式，協會提供法律領域發展的最新動態，并積極解決阻礙民主、和平發展的問題。
應用領域四：RO 為核心工藝的海水淡化
海水淡化技術主要有3種，分別是蒸餾法、電滲析法和反滲透法。據統計，在1986年至2000年，世界上的海水淡化技術是以蒸餾法為主，而2000年以后，由于反滲透技術的不斷突破，優勢逐漸明顯，市場占有率迅速提升。
目前，反滲透(RO)占已經建成的海水淡化項目比例超過60%。反滲透技術相比于多級閃蒸、低溫多效蒸餾技術，不需要消耗蒸氣，具有高效率、低能耗易自動控制等顯著優點。
效果上的優越性讓膜技術在多種場景獲得應用，隨著膜產業發展，越來越佳的成本友好性更加讓用膜需求實現了快速釋放。
03
膜之挑戰：膜產業面臨的三大挑戰
要解決我國的水資源短缺危機和污水資源化的問題，就一定離不開膜技術。但同時，膜產業在發展的過程中也面臨著以下3個問題：
問題一：膜容易發生污堵，給后期運營造成壓力
膜技術與傳統的水處理技術相比，出水水質是肉眼可見的好，但唯獨有個缺陷就是，使用時間一長，膜就容易發生污堵。由于污水的成分復雜，一些微生物和金屬離子等聚集在膜表面或者被吸附在膜孔里面，膜就會發生堵塞，進而導致膜的性能降低，縮短膜壽命。令許多企業頭痛的是，膜本身購買的時候就不便宜，膜元件還要因為膜污堵問題經常進行更換，造成后期運營成本的增加。
問題二：在高端的工業用膜市場，我國的膜技術市占率較低
近20年，我國的膜產業經歷了一個快速發展期，我們也經常聽到，我國許多企業都擁有自主知識產權的膜技術，但是這僅僅是在低壓膜，也就是微濾膜和超濾膜領域，所以目前國產膜技術主要還是應用于低端水處理領域，而在反滲透和納濾膜領域的高端工業用膜市場，國際企業占據了70%的市場份額，我國還是主要依賴進口。
問題三：產學研融合難
一些科研院所對膜的研究成果難以產業化，根本原因在于研發和應用的斷層。對于膜技術，我國和國際上相比還有較大差距，如何進行膜領域的技術創新，提高技術轉化效率，也是當今膜企需要解決的一大課題。
這些挑戰也同時是膜產業未來的突破方向。以工業用膜市場為例，這將是國產膜未來發力的重要方向之一。
結語
需求升級和產業迭代的共振時代
膜產品是水處理行業的“芯片”，膜產業是應對未來水污染、水資源短缺等社會挑戰的主力產業。因此，膜產業必將作為國家的戰略型產業發展，這是膜產業的一個先天優勢。
國內的多樣化、大規模市場特性為膜企業提供了極具想象力的市場空間。與此同時，膜行業經過這些年的發展，產品性能和成本友好度均實現了大幅度提升。
尤其是國內膜產業的快速發展，有力推動了膜技術在國內的廣泛應用。
需求升級和產業迭代的同頻共振正在開啟膜行業的新時代。隨著水處理行業下半場的到來，社會對用水安全和用水質量的要求不斷提高，膜行業也將由此迎來新的機遇。
當然，機遇總是伴隨著挑戰。膜產業的發展目前處在百家爭鳴的階段，國內有數百家品牌在參與市場的競爭，未來圍繞膜賽道的角逐也必然激烈，但這終將推動膜產業新篇章的開啟。
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