膜分離技術(shù)行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃

膜分離技術(shù)行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃膜材料醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析據(jù)中國市場調(diào)查網(wǎng)發(fā)布的《2019-2024年中國膜材料全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展及市場投資監(jiān)測報(bào)告》醫(yī)療行業(yè)膜材料按照材料的不同可分為功能性膜材料和選擇性膜材料兩大類，其中功能性膜材料主要應(yīng)用在醫(yī)用包裝領(lǐng)域，選擇性膜材料應(yīng)用在醫(yī)療器械領(lǐng)域。醫(yī)療行業(yè)膜材料上游為聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等高分子樹脂、切片供應(yīng)商，下游為醫(yī)藥包裝企業(yè)和人工腎、人工肺等醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)。（一）選擇性膜材料具有選擇滲透的分離膜，在醫(yī)療領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。相對與水處理膜材料，盡管醫(yī)用膜材料的規(guī)模比較小，但是附加值高，涉及到制藥、細(xì)胞分離、人工臟器等醫(yī)療行業(yè)的眾多方面?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已臨床應(yīng)用的物質(zhì)分離膜，主要有人工臟器用的血液透析膜、血液過濾膜，血漿交換用的血漿分離膜和人工肺用膜等。醫(yī)用膜材料常分為人工腎用和人工肺用兩類。人工腎用膜材料主要有銅氨法再生纖維素、皂化醋酸纖維素、醋酸纖維素、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚碳酸脂、聚砜，以及聚乙烯、聚丙烯等。人工肺用膜材料主要是硅橡膠，其氧氣、二氧化碳透過性好，但其斷裂強(qiáng)度低。用白炭黑、聚乙烯，聚酰胺、玻璃纖維增強(qiáng)的硅橡膠膜，其機(jī)械強(qiáng)度和透過性均有提高。（二）功能性膜材料醫(yī)藥包裝是醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在發(fā)達(dá)國家，醫(yī)藥包裝占藥品價(jià)值的30%，而在我國只有10%。在醫(yī)藥包裝產(chǎn)品之中，醫(yī)用塑料包裝薄膜是重要組成部分，其用途十分廣泛，不僅可用于片劑、粉劑、顆粒狀藥品包裝，也可用于膏狀、液體以及藥品紙盒包裝的內(nèi)襯以及醫(yī)療器械等的包裝。而高阻隔膜包裝屬環(huán)保塑料醫(yī)藥包裝材料，尤其在輸液包裝領(lǐng)域，因其不使用粘合劑，由多層聚烯烴材料同時(shí)熔融交聯(lián)共擠出，既消除了粘合劑帶來的不穩(wěn)定性，同時(shí)又提升了膜材的性能，使其更安全、有效。陶瓷膜行業(yè)壁壘（一）陶瓷膜行業(yè)技術(shù)壁壘以膜分離技術(shù)為基礎(chǔ)的膜集成技術(shù)整體解決方案涉及材料科學(xué)、分離工程、過程工藝、環(huán)境科學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品。為滿足應(yīng)用領(lǐng)域多元化、工藝條件多樣化、運(yùn)營服務(wù)專業(yè)化的要求以及保證整體解決方案穩(wěn)定運(yùn)行的需要，陶瓷膜企業(yè)需全面掌握陶瓷膜材料制備、膜組件與成套設(shè)備開發(fā)以及膜分離技術(shù)應(yīng)用工藝設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)，并具備較強(qiáng)的系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)能力。由于各方面的關(guān)鍵核心技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)集成和運(yùn)營服務(wù)能力需要企業(yè)經(jīng)過長期實(shí)踐與技術(shù)研究的積累方可掌握，涉及多項(xiàng)專利及非專利技術(shù)，存在較高的技術(shù)壁壘。目前，具備陶瓷膜技術(shù)自主研發(fā)和綜合創(chuàng)新能力的國內(nèi)企業(yè)仍較少，僅有極少數(shù)企業(yè)能夠自主掌握包括陶瓷膜材料制備技術(shù)、膜組件與成套設(shè)備開發(fā)技術(shù)、膜分離技術(shù)應(yīng)用工藝及相關(guān)耦合技術(shù)在內(nèi)的全面技術(shù)體系。（二）陶瓷膜行業(yè)市場壁壘膜集成技術(shù)整體解決方案的應(yīng)用通常涉及對傳統(tǒng)過濾分離工藝的替代，并可能涉及對相關(guān)配套生產(chǎn)工藝的升級改造，覆蓋了下游客戶生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)。故下游應(yīng)用客戶在選擇實(shí)施膜集成技術(shù)整體解決方案時(shí)通常較為審慎，對整體解決方案的適用性、安全性、可靠性和穩(wěn)定性等有較高要求。因此，項(xiàng)目運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和過往成功案例，成為客戶選擇解決方案提供商的關(guān)鍵考慮因素，從而對新進(jìn)入者構(gòu)成一定的市場壁壘。此外，陶瓷膜技術(shù)在我國的發(fā)展時(shí)間相對較短，下游眾多應(yīng)用領(lǐng)域客戶對陶瓷膜技術(shù)及陶瓷膜企業(yè)的認(rèn)知度尚有限。行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)的品牌形象和市場地位會(huì)直接影響下游客戶對其技術(shù)和產(chǎn)品的認(rèn)識，從而影響下游客戶對膜集成技術(shù)整體解決方案提供商的選擇。（三）陶瓷膜行業(yè)人才壁壘陶瓷膜行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，涉及材料科學(xué)、分離工程及相關(guān)下游應(yīng)用領(lǐng)域的眾多前沿技術(shù)，高素質(zhì)的研究、開發(fā)、銷售人才和管理團(tuán)隊(duì)是行業(yè)內(nèi)企業(yè)經(jīng)營成功的關(guān)鍵因素。陶瓷膜材料及膜組件與成套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)，膜集成技術(shù)整體解決方案的工藝設(shè)計(jì)及項(xiàng)目實(shí)施等各個(gè)環(huán)節(jié)均有較高的技術(shù)含量，且下游應(yīng)用行業(yè)分布廣泛，應(yīng)用環(huán)境和工藝條件等存在較大差異。因此，要求技術(shù)研發(fā)和設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)和銷售人員以及經(jīng)營管理人員都需具備較高的技術(shù)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。由于國內(nèi)陶瓷膜行業(yè)發(fā)展時(shí)間較短，相關(guān)的專業(yè)人才尚有限，對陶瓷膜行業(yè)的新進(jìn)入者形成了一定的人才壁壘。陶瓷膜各細(xì)分領(lǐng)域具體應(yīng)用情況與前景2010-2012年，合計(jì)安裝了約2萬平方米，行業(yè)普及率超過60%，預(yù)計(jì)2016-2018年氨基酸行業(yè)新增產(chǎn)能和傳統(tǒng)工藝改造可形成約4萬平方米的陶瓷膜材料需求。（一）生物制藥行業(yè)截至2013年底，行業(yè)的普及率約為20%；2014年，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域新安裝與更換的陶瓷膜約為2．6萬平方米，約占全年陶瓷膜安裝總量的49．1%。（二）天然產(chǎn)物提取行業(yè)該行業(yè)對陶瓷膜的總需求容量預(yù)計(jì)將超過7萬平方米。2014年化工與石化領(lǐng)域安裝陶瓷膜面積與2013年1．14萬平方米基本持平，約占全年陶瓷膜安裝總量的21．5%。（三）食品飲料2014年安裝陶瓷膜面積約為0．75萬平方米，同比增幅超過15%，約占全年陶瓷膜安裝總量的14．2%。市場占有率有望逐步提高，成為未來污水處理及回用的主流工藝之一。我國原油產(chǎn)量保持平穩(wěn)增長態(tài)勢，2015年產(chǎn)量已達(dá)2．15億噸，陶瓷膜工藝在該領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊市場空間。主要國家和地區(qū)發(fā)展?fàn)顩r（一）美國美國在膜材料研究方面起步較早，在高性能分離膜領(lǐng)域發(fā)展較為成熟，尤其是在反滲透膜領(lǐng)域逐漸形成壟斷局勢，在氣體分離膜和液膜方面也處于全球領(lǐng)先地位。美國在高性能分離膜領(lǐng)域的代表型企業(yè)有覆蓋面較大的陶氏公司、科氏濾膜系統(tǒng)等，而專注于氣體分離膜的公司有AirProductsandChemicals公司、MembraneTechnology&Research公司等。美國在能源隔膜材料領(lǐng)域發(fā)展也較為成熟。其中，美國?？松梨谠诟裟げ牧纤璧木巯N（聚丙烯、聚乙烯等）產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝研發(fā)及產(chǎn)品銷售方面處于領(lǐng)先地位，是全球最大的聚烯烴產(chǎn)品供應(yīng)商，這為其旗下的東燃化學(xué)鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)品的品質(zhì)提供了可靠的保證。（二）日本日本的膜材料產(chǎn)品主要用于海水淡化、家庭凈化水、海水制鹽、醫(yī)學(xué)等用途，是世界各國中膜材料技術(shù)的推廣應(yīng)用方面做得最好的國家。日本政府各有關(guān)部門十分重視分離膜材料及其應(yīng)用技術(shù)的研究，先后組織了一系列國家攻關(guān)項(xiàng)目并給予經(jīng)常性的經(jīng)費(fèi)支持。而日本膜材料生產(chǎn)企業(yè)較多，且產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展比較完善，生產(chǎn)工藝比較先進(jìn)。除此之外，日本膜材料產(chǎn)業(yè)還具有以下特點(diǎn)：（1）產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)?，微濾、超濾、反滲透、氣體分離基滲透氣化等膜材料種類齊全；（2）產(chǎn)品系列化和專用化強(qiáng)，生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)用戶的需要，開發(fā)各種不同類型的膜材料和不同系列的膜材料組件；（3）注重利用公司以往的技術(shù)積累，發(fā)揮自己的技術(shù)優(yōu)勢。在高性能分離膜領(lǐng)域，日本企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也比較成熟，其中產(chǎn)品覆蓋較全面的公司有日東電工株式會(huì)社、東麗株式會(huì)社等，另外還有偏向氣體分離的宇部興產(chǎn)株式會(huì)社、專注于超濾微濾的旭化成株式會(huì)社。2017年10月18日，旭化成的水處理用中空纖維過濾膜Microza?被科威特市近郊的反滲透膜法海水淡化裝置多哈Phase1作為預(yù)處理膜采用。（三）歐洲歐洲對膜材料的研究覆蓋了膜材料學(xué)領(lǐng)域的所有方面，在滲透汽化、超濾、膜催化和膜反應(yīng)器以及一些膜過程傳質(zhì)機(jī)理方面，一直處于世界前列。其中，德國在人工腎方面與日本同處于世界領(lǐng)先地位，而法國在無機(jī)膜的研究方面技術(shù)較為先進(jìn)，意大利、比利時(shí)和荷蘭等國的膜材料技術(shù)水平也比較高。在高性能分離膜領(lǐng)域，較為領(lǐng)先的企業(yè)有法國蘇伊士環(huán)境集團(tuán)、德國邁納德公司、德國OSMOMembraneSystemsGmbH，以及以水通道蛋白和正滲透為主要特色的丹麥AquaporinA/S、專注于無機(jī)膜研發(fā)的法國TAMIIndustries、較早進(jìn)行均相電滲析膜和雙極膜研發(fā)生產(chǎn)的德國Fumatech公司等。膜及陶瓷膜的簡介膜材料是一種具有特殊選擇性分離功能的無機(jī)或有機(jī)聚合物材料，能夠?qū)⒘黧w分隔成不相通的兩個(gè)部分，使其中的一種或幾種物質(zhì)透過，從而將其它物質(zhì)分離出來。膜材料主要通過其微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行物料過濾與物質(zhì)分離，微孔結(jié)構(gòu)的孔徑大小決定了其截流物質(zhì)的范圍，孔徑分布與孔隙率則是影響膜材料分離精度與分離效率的關(guān)鍵因素。隨著膜材料制備技術(shù)的發(fā)展，膜材料的孔徑已由微米級逐步發(fā)展至納米級，其過濾范圍也由顆粒過濾擴(kuò)展至分子級分離、氣體分離等，適用范圍不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)代膜材料制備技術(shù)，已能夠根據(jù)物料體系環(huán)境和分離要求，精確控制膜材料的孔徑大小、孔徑分布與孔隙率，從而實(shí)現(xiàn)高效分離和選擇性分離功能。與傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)相比，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行物質(zhì)分離，可實(shí)現(xiàn)高精度的選擇性分離，且膜分離過程屬于連續(xù)物理過程，不需發(fā)生相變和添加助劑，因此膜分離技術(shù)具有高效、節(jié)能、環(huán)保和過濾精度高等特性，已成為分離科學(xué)中的重要技術(shù)之一?？萍疾俊陡咝阅苣げ牧峡萍及l(fā)展十二五專項(xiàng)規(guī)劃》中指出高性能膜材料是新型高效分離技術(shù)的核心材料，已經(jīng)成為解決水資源、能源、環(huán)境等領(lǐng)域重大問題的共性技術(shù)之一，在促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步與增強(qiáng)國際競爭力等方面發(fā)揮著重要作用。高性能膜材料的應(yīng)用覆蓋面在一定程度上反映一個(gè)國家過程工業(yè)、能源利用和環(huán)境保護(hù)的水平。通過膜分離技術(shù)替代傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)已成為過程工業(yè)、水資源利用等領(lǐng)域發(fā)展的重要趨勢。根據(jù)膜材質(zhì)的不同，膜可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，其中有機(jī)膜是以有機(jī)聚合物加工而成，開發(fā)應(yīng)用較早，容易制備、容易成型；但隨著膜分離技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，有機(jī)膜因其材質(zhì)強(qiáng)度、性能穩(wěn)定性、耐久性等方面的局限，難以滿足各種苛刻環(huán)境或復(fù)雜條件下膜分離應(yīng)用的需要。在此背景下，無機(jī)膜尤其是陶瓷膜克服了有機(jī)膜在耐高溫、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、機(jī)械強(qiáng)度等方面的不足，尤其適用于過程工業(yè)及特種水處理等苛刻環(huán)境或復(fù)雜條件下的膜分離應(yīng)用，近年來得到了快速發(fā)展。根據(jù)膜的孔徑可分為大孔（孔徑>50nm）、中孔（孔徑范圍2-50nm）、微孔（孔徑<2nm）。無孔致密膜包括納濾膜和反滲透膜。從膜形態(tài)看，目前超濾、微濾多使用中空纖維膜，反滲透、納濾多為卷式膜。（一）陶瓷膜及其結(jié)構(gòu)陶瓷膜是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體原料經(jīng)特殊工藝制備而成的膜。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)的膜外側(cè)流動(dòng)，小分子物質(zhì)（或液體）透過膜，大分子物質(zhì)（或固體顆粒、液體液滴）被膜截留從而達(dá)到料液不同成分的分離、濃縮和純化之目的。從結(jié)構(gòu)上看，陶瓷膜一般由支撐體層、過渡層和膜層組成非對稱結(jié)構(gòu)，其中支撐體層是構(gòu)成陶瓷膜的主體結(jié)構(gòu)，為膜層提供必要的機(jī)械強(qiáng)度，孔隙率較高、平均孔徑較大，是陶瓷膜機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性等性能的主要決定因素；膜層是涂于過渡層表面經(jīng)燒結(jié)而成的一層致密陶瓷薄膜，其厚度通常在幾十微米，通過采用不同的陶瓷粉體材料與燒制工藝，可以對膜層的孔徑大小、孔徑分布等進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制陶瓷膜的過濾范圍、分離精度等功能指標(biāo)；過渡層是膜層與支撐體層之間的一層過渡結(jié)構(gòu)，其作用在于防止膜層內(nèi)的陶瓷粉體滲入支撐體層，幫助膜層與支撐體層更好的結(jié)合。（二）陶瓷膜的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢目前，陶瓷膜材料制備綜合了先進(jìn)的新材料制備技術(shù)，已能夠根據(jù)物料體系環(huán)境和分離要求，通過陶瓷膜材料制備工藝調(diào)節(jié)陶瓷膜的孔徑大小、孔徑分布及孔隙率，分離效率與分離精度較傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)有大幅提升。除材料特性外，陶瓷膜分離以錯(cuò)流過濾方式為基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)終端過濾方式不同，錯(cuò)流過濾方式中的原料液流體以切線流過膜表面的方式高速循環(huán)流動(dòng)，過濾液（或稱滲透液）在壓力作用下透過膜表面濾出，通過原料液的循環(huán)沖刷有效抑制了傳統(tǒng)終端過濾方式中過濾介質(zhì)易被阻塞的問題，保障分離過程的連續(xù)運(yùn)行，提高了分離效率與分離精度，并有效降低了分離過程的能耗。基于陶瓷膜的特點(diǎn)和優(yōu)勢，其在苛刻環(huán)境或復(fù)雜條件下，對高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或腐蝕性體系，表現(xiàn)出了其它分離介質(zhì)或材料所不具備的適用性；且陶瓷膜可在線清洗消毒的特點(diǎn)，能夠降低分離設(shè)備的操作維護(hù)復(fù)雜度，提高分離設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行周期和使用壽命。陶瓷膜材料現(xiàn)階段主要用于替代傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)，應(yīng)用于生物與醫(yī)藥、化工、食品飲料等過程分離以及工業(yè)廢水、油田回注水、垃圾滲濾液等特種水處理領(lǐng)域中的物料分離、濃縮、提純、凈化除雜等工藝環(huán)節(jié)。在下游領(lǐng)域中，雖然傳統(tǒng)過濾分離工藝經(jīng)過多年應(yīng)用，工藝技術(shù)已相對較成熟，應(yīng)用較為廣泛；但隨著陶瓷膜優(yōu)異綜合性能的體現(xiàn)，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)正逐步替代各類傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)，應(yīng)用范圍不斷得到拓展。（三）陶瓷膜分類1、陶瓷膜按照膜的孔徑分類陶瓷膜的孔徑一般為微米級以下，依據(jù)孔徑的不同（或截留分子量的大?。?，可將陶瓷膜分為微濾膜、超濾膜和納濾膜。目前，已形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的陶瓷膜主要為陶瓷微濾膜和陶瓷超濾膜，過濾孔徑范圍更小、分離精度更高的陶瓷納濾膜在我國尚處于規(guī)模化制備技術(shù)研究階段。2、陶瓷膜按照膜的材質(zhì)分類材質(zhì)決定了陶瓷膜的物理和化學(xué)性能，進(jìn)而決定了陶瓷膜的親水性、抗污染性、耐高溫性、耐酸堿性、熱穩(wěn)定性等主要性能指標(biāo)。根據(jù)制備陶瓷膜的材料不同，主要可分為氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）、氧化鈦（TiO2）及氧化硅（SiO2）等陶瓷膜。3、陶瓷膜按照膜的構(gòu)型分類陶瓷膜的構(gòu)型與其制作工藝有關(guān)，通常分為片式膜、板式膜以及管式膜。其中，多通道管式膜因其單位體積內(nèi)的膜層面積大、機(jī)械強(qiáng)度高以及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適合于大規(guī)模應(yīng)用，而成為工業(yè)應(yīng)用的主要品種。單支（根）膜管稱為膜元件。商品化的陶瓷膜元件根據(jù)其管長、管徑、通道數(shù)以及通道直徑等參數(shù)的不同，還可進(jìn)一步區(qū)分為各種構(gòu)型。陶瓷膜分離性能和工程設(shè)計(jì)進(jìn)一步創(chuàng)新陶瓷膜在技術(shù)上具有比有機(jī)膜更好的過濾性能及更長的使用壽命，成本是影響其在水處理中大規(guī)模應(yīng)用的重要原因之一。隨著陶瓷膜分離性能和工程設(shè)計(jì)上的進(jìn)一步創(chuàng)新，尤其是新的陶瓷膜制備工藝（如相轉(zhuǎn)化法和新的燒結(jié)工藝）的應(yīng)用，價(jià)格更低、過濾效率更高、性能更優(yōu)異的陶瓷膜將會(huì)出現(xiàn)，進(jìn)而推動(dòng)陶瓷膜的應(yīng)用發(fā)展。陶瓷膜材料陶瓷膜是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體原料經(jīng)特殊工藝制備而成的膜。陶瓷膜的PH耐受范圍更廣、耐溫極限更高，化學(xué)兼容性更大，可耐壓3Mpa以上，且克服了有機(jī)膜在耐有機(jī)溶劑、機(jī)械強(qiáng)度等方面的不足，是當(dāng)之無愧的高性能膜材料。作為一種無機(jī)新型高效分離材料，由于制備技術(shù)要求較高，在我國的發(fā)展時(shí)間短，技術(shù)成熟度和認(rèn)識程度尚需提升。但由于陶瓷膜能夠更好地適應(yīng)過程工業(yè)及特種水處理等苛刻環(huán)境或復(fù)雜條件下的膜分離應(yīng)用，且考慮到陶瓷膜市場滲透率低，未來該領(lǐng)域仍有較大發(fā)展空間。與傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)相比，陶瓷膜具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：化學(xué)穩(wěn)定性極佳，能夠耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿、耐有機(jī)溶劑、耐氧化；耐高溫、耐菌，抗污染性好；機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性好；孔徑分布窄，分離精度高，可達(dá)到納