膜行業(yè)中國企業(yè)自主創(chuàng)新能力增強進口替代提速分析

膜行業(yè)中國企業(yè)自主創(chuàng)新能力增強，進口替代提速分析膜行業(yè)中國企業(yè)自主創(chuàng)新能力增強，進口替代提速膜產(chǎn)業(yè)作為當前國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，在國家產(chǎn)業(yè)政策大力支持下，膜材料及相關(guān)專業(yè)配套裝備及和下游膜分離技術(shù)應用領(lǐng)域發(fā)展迅速。隨著技術(shù)逐漸成熟，膜材料及膜技術(shù)應用工藝的成本快速下降，使得膜材料分離技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用成為現(xiàn)實。隨著我國膜材料質(zhì)量的不斷提高和膜應用技術(shù)的不斷成熟，相比于進口產(chǎn)品，在膜材料、膜組件、膜設備、膜應用工程等方面更低的成本優(yōu)勢將使得我國膜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，進口替代趨勢將日益顯著，國產(chǎn)膜市場份額將不斷增加。分析我國膜產(chǎn)業(yè)機遇與挑戰(zhàn)國家對水安全保障的高度重視，給膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大的市場需要。一方面，水資源短缺是我國未來幾十年可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，而解決這一瓶頸的重要途徑之一是開源和利用。開源就是海水和苦咸水淡化。作為一項水資源增量技術(shù)，海水淡化和苦咸水淡化必將成為解決沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)資源性缺水的重要手段之一。利用就是工業(yè)廢水和市政污水的再生回用。根據(jù)2019年測算的數(shù)據(jù)顯示，我國有城鎮(zhèn)污水750億噸，農(nóng)村污水259億噸，可以進行資源化的污水總量約1000億噸。此外，還有約200億噸的工業(yè)廢水可以資源化。因此，國家高度重視工業(yè)廢水和市政污水資源化，對工業(yè)廢水和市政污水資源化率的要求將越來越高，作為污水資源化的主流技術(shù)之一，膜技術(shù)在該領(lǐng)域的應用具有很大發(fā)展空間。另一方面，隨著人民生活水平的不斷提高，對飲用水水質(zhì)要求越來越高，通過對自來水的深度處理以獲取更為優(yōu)質(zhì)的飲用水，已逐漸成為迫切需要解決的問題。而膜技術(shù)在該領(lǐng)域應用前景也十分廣闊。第二，我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，給膜產(chǎn)業(yè)帶來了一個容量巨大的新興市場。功能膜材料本身屬于新材料的重要品種之一，也是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，同時，它又是眾多戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的共性技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐。目前，膜技術(shù)已成為新能源動力電池、人工臟器，生物制藥、半導體、光電、光學等產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此，隨著戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，將給膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來廣闊的應用空間。第三，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，為膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了新一輪發(fā)展機遇。目前，我國正處在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級就意味著產(chǎn)業(yè)從低附加值轉(zhuǎn)向高附加值，從高能耗高污染轉(zhuǎn)向低能耗低污染，從粗放型轉(zhuǎn)向集約型。而膜技術(shù)作為一項先進的分離技術(shù)，廣泛應用于石油、化工、食品、醫(yī)藥、冶金、電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，在物料的精準分離、濃縮、純化和精制生產(chǎn)等方面具有獨特的優(yōu)勢，可以完全替代或部分替代傳統(tǒng)的分離過程，實現(xiàn)低能耗、低污染、高附加值，助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。膜材料行業(yè)前景展望20世紀80年代以來，隨著膜材料分離技術(shù)的工業(yè)化應用迅速發(fā)展，以及膜蒸餾和滲透汽化等膜分離過程技術(shù)不斷取得突破，世界膜材料產(chǎn)業(yè)迎來了飛速發(fā)展。20世紀80年代以來，隨著膜材料分離技術(shù)的工業(yè)化應用迅速發(fā)展，以及膜蒸餾和滲透汽化等膜分離過程技術(shù)不斷取得突破，世界膜材料產(chǎn)業(yè)迎來了飛速發(fā)展。目前，國際上膜材料研發(fā)及具備產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)機構(gòu)主要集中在美國、日本和歐洲等發(fā)達國際和地區(qū)，而主要的國際研發(fā)機構(gòu)有法國國家科學研究院、新加坡國立大學、魯汶大學、俄羅斯研究院、美國能源部、屯特大學等;主要的生產(chǎn)企業(yè)包括美國GE公司、陶氏化學公司、GFT公司、UOP公司、頗爾公司、日本東麗（TORAY）株式會社、日東電工公司、株式會社久保田等。近年來，中國膜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入一個快速成長期，反滲透、超濾、微濾等膜技術(shù)在能源電力、有色冶金、海水淡化、給水處理、污水回用及醫(yī)藥食品等領(lǐng)域的工程應用規(guī)模迅速擴大，多個具有標志性意義的大型膜法給水工程、污水回用工程及海水淡化工程相繼建成。與此同時，膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值（膜制品、膜組件、膜附屬設備及相關(guān)工程的總值）大幅提升，由2009年的227億元增長至2019年中國膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達2773億元，同比增長13．7%，較十二五期末翻了一番。據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2020年，我國分離膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為2540億元，2020年，膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達2884億元，初步測算2021年膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值為3230億元。從產(chǎn)品來看，以美日為代表的國外企業(yè)在高性能分離膜領(lǐng)域優(yōu)勢較為明顯，尤其是在反滲透膜領(lǐng)域，正逐步形成了寡頭壟斷的格局，而其在氣體分離膜等熱點研究領(lǐng)域優(yōu)勢也比較明顯。相比較而言，我國在高性能分離膜研究領(lǐng)域的起步較晚，且中低端產(chǎn)品居多，尤其是在高性能反滲透膜領(lǐng)域仍與國外企業(yè)有著較大差距。近年來，我國膜材料市場發(fā)展迅速，膜材料在電子、石油化工、食品、醫(yī)藥、飲料和環(huán)保等領(lǐng)域得到較廣泛的應用，甚至日常生活如保鮮膜、購物袋、純凈水、工業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)藥處處都有膜材料的蹤影。目前中國已有一批膜技術(shù)應用開發(fā)的技術(shù)力量和專業(yè)化公司，如中國藍星集團環(huán)境工程公司、深圳金達萊公司、北京碧水源公司、廈門威士邦公司等。得益于國家政策的支持和技術(shù)水平的提高，中國的膜技術(shù)總體水平有了很大的進展，但與國際技術(shù)先進國家相比，依然存在差距。具體體現(xiàn)在：生產(chǎn)現(xiàn)代化程度低、產(chǎn)業(yè)化程度低、工藝參數(shù)控制不規(guī)范、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。整體而言，在多個方面尚未達到國際先進水平，遠不能滿足國內(nèi)市場的需求，存在較大的發(fā)展空間。我國膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值低，其產(chǎn)值僅占全球膜工業(yè)總產(chǎn)值的15%以下，同時，現(xiàn)階段國內(nèi)膜產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，技術(shù)弱仍是不容忽視的問題，目前來看，市場僅有北京時代沃頓科技打破了國外公司多年來對市場的壟斷，成為國內(nèi)膜產(chǎn)業(yè)一支勁旅。同時，膜產(chǎn)業(yè)中也存在較大問題，首先我國膜產(chǎn)業(yè)技術(shù)應用領(lǐng)域窄，層次低，我國膜產(chǎn)業(yè)技術(shù)在低端領(lǐng)域應用程度高，在高端領(lǐng)域應用不超過10%;另一方面，從小的方面看，關(guān)鍵裝備水平技術(shù)不高，大的領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)銜接度存在一定問題。另一方面，目前看，技術(shù)標準的不規(guī)范、市場競爭的無序性也讓整個市場處于混亂、規(guī)范化不足的狀態(tài)中，長遠看，上述兩個問題并不利于膜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。膜技術(shù)已成為當今水資源管理中的一個重要角色。海水淡化、工業(yè)用水處理、城市污水再生回用、工業(yè)廢水零排放、市政自來水提質(zhì)改造等是保障我國水資源安全的重要舉措。未來，行業(yè)技術(shù)將不斷取得突破，膜產(chǎn)品應用領(lǐng)域更加廣泛，膜產(chǎn)業(yè)能實現(xiàn)較好的污水資源化利用，并且通過智能化水平和信息管理，膜產(chǎn)業(yè)制造模式朝精益化發(fā)展。根據(jù)預計，我國膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)在十四五期間仍將保持快速增長，2022年膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將超3600億元。預計總產(chǎn)值2025年達到5000億元，到2027年將達到5800億元，年復合增長率在8%左右。（一）膜產(chǎn)業(yè)競爭層次在膜產(chǎn)業(yè)中，膜是指一種起分子級分離過濾作用的介質(zhì)，當溶液或混和氣體與膜接觸時，在壓力下、或電場作用下、或溫差作用下，某些物質(zhì)可以透過膜，而另些物質(zhì)則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離，這種分離是分子級的分離。國內(nèi)膜技術(shù)研究起步較晚，但發(fā)展速度非?？?，21世紀初在國家的大力支持下，膜產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)被列入國家計委高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點發(fā)展專項計劃。目前中國膜生產(chǎn)企業(yè)約有400多家，膜工程公司有近千家，但規(guī)模較大的多為外資或與境外有合作的公司。（二）膜產(chǎn)業(yè)市場份額目前，膜行業(yè)整體正由成長期向成熟期轉(zhuǎn)變，膜產(chǎn)業(yè)中企業(yè)往往會從單純的膜材料、膜組件和膜設備生產(chǎn)銷售模式向EPC、BOT以及PPP等綜合性更強的商業(yè)模式發(fā)展，向全產(chǎn)業(yè)鏈一體化方向發(fā)展，如碧水源、津膜科技等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)在膜法水處理項目中所使用的膜產(chǎn)品為企業(yè)自主生產(chǎn)。根據(jù)金科環(huán)境在其《首次公開發(fā)行股票并在科創(chuàng)板上市之補充法律意見書中》所披露的數(shù)據(jù)，其參照中國水利企業(yè)協(xié)會脫鹽分會《膜法水處理技術(shù)在水深度處理及再生回用領(lǐng)域的應用規(guī)模調(diào)研報告》，對截至2019年6月國內(nèi)已投入運行及在建的項目進行統(tǒng)計，碧水源、金科環(huán)境、津膜科技占據(jù)膜法水處理的主要市場份額。市政污水深度處理超濾項目碧水源、金科環(huán)境、津膜科技的市占率分別為39%、17%、9%;市政污水深度處理MBR項目碧水源、金科環(huán)境的市占率分別為47%、1%;市政和工業(yè)園區(qū)污廢水深度處理及再生水回用雙膜法（超濾+納濾反滲透）項目碧水源、金科環(huán)境、津膜科技的市占率分別為14%、27%、26%。（三）膜產(chǎn)業(yè)市場集中度在中國，因為水的問題比較嚴峻，因而膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域應用發(fā)展的比較快，尤其在廢水處理，特別是水資源再利用方面有廣闊的前景。從中國市政和工業(yè)園區(qū)污水深度處理主要企業(yè)項目規(guī)模來看，市場集中度較高，不論是從超濾項目、MBR項目、或是雙膜法項目（包含再生水回用），碧水源、津膜科技和金科環(huán)境三家總占比在50%左右。（四）膜產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)比較膜產(chǎn)業(yè)是典型的技術(shù)推動型產(chǎn)業(yè)，隨著膜技術(shù)在國內(nèi)外的快速推廣，膜技術(shù)將不斷升級換代，部分傳統(tǒng)技術(shù)被新技術(shù)逐漸替代是不變的規(guī)律，現(xiàn)有競爭者或潛在競爭者也可能因高技術(shù)投入而在技術(shù)研發(fā)上取得長足的進步。因此，如果現(xiàn)有企業(yè)在新技術(shù)、新工藝等方面研發(fā)不足或研發(fā)方向出現(xiàn)偏差，則可能喪失技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，在未來的市場競爭中將處于不利的地位。膜行業(yè)競爭現(xiàn)狀膜是具有選擇性分離功能的材料，當膜兩側(cè)存在推動力時（如壓力差、濃度差、電位差等），原料組分選擇性地透過膜。利用膜的選擇性分離可以實現(xiàn)不同液體或氣體組分的分離、分級、濃縮與提純。膜材料的性質(zhì)和化學結(jié)構(gòu)對膜分離性能起決定性地作用，根據(jù)膜孔徑的大小或阻留微粒的表觀尺寸從大到小可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，膜產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括膜材料以及其他附屬部件制造，該環(huán)節(jié)中各企業(yè)通常根據(jù)客戶的定制化需求進行產(chǎn)品設計并安排生產(chǎn)；膜產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括膜分離裝備加工及設備制造及膜分離技術(shù)工程公司，該環(huán)節(jié)中各企業(yè)根據(jù)下游實際應用場景，確定產(chǎn)品需求并向上游生產(chǎn)企業(yè)進行采購，采購完成后進行設備組裝或系統(tǒng)集成，最終形成可以實際用于下游應用領(lǐng)域的膜分離工藝系統(tǒng)交付客戶使用。膜科學技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用在海水淡化領(lǐng)域，我國已建成海水淡化工程135座，日產(chǎn)淡水161萬噸。其中膜法海水淡化占60%以上。在環(huán)保和污水資源化領(lǐng)域，膜技術(shù)廣泛應用于工業(yè)廢水資源化和市政污水再生回用。目前，我國已建成規(guī)模型各類膜法廢水處理工程500多個，日處理量1000多萬噸，建成規(guī)模型市政污水再生回用工程300多個，日處理量近1000萬噸。在新能源領(lǐng)域，膜技術(shù)作為新能源電池的核心技術(shù)之一，在新能源電池發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，鋰電池隔膜、氫燃料電池質(zhì)子交換膜、太陽能光伏背板膜等膜技術(shù)的發(fā)展及應用，有力地支撐了我國新能源的快速發(fā)展。在醫(yī)藥醫(yī)療領(lǐng)域，膜技術(shù)已廣泛應用于人工腎、人工肺、人工脾等人工臟器，以及生物制藥、疫苗、針劑等方面。在石油化工領(lǐng)域，膜技術(shù)已廣泛應用于有機混合物的分離、燃油脫硫、氣體分離與富集等工業(yè)過程，助力我國石油化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。膜產(chǎn)業(yè)鏈我國的膜技術(shù)研究及應用雖然相對國外起步較晚，但從2000年以后，膜技術(shù)應用的解決方案項目數(shù)量和規(guī)模增速較快，膜技術(shù)應用發(fā)展迅速，成為全球重要的新興市場。國際著名膜技術(shù)企業(yè)將中國作為其重要市場，根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，近15年來中國膜產(chǎn)業(yè)高速增長，2019年我國膜市場總產(chǎn)值達到2773億元，預計2022年將超過3600億元。膜分離技術(shù)在化工領(lǐng)域的應用前景膜分離技術(shù)是當今世界公認的最先進的化工分離技術(shù)之一，具有能耗低、無二次污染、操作簡單、分離效率高等特點，在化工生產(chǎn)中的應用日益廣泛。如用于物料精準分離的高性能膜技術(shù)，適用于高溫、高壓、高污染等極端工況下應用的陶瓷膜等特種分離膜技術(shù)，適用于酸堿制備和回收的雙極膜技術(shù)等，用于化工氣體分離、富集、純化和碳中和的氣體分離膜技術(shù)等，這些技術(shù)在化工領(lǐng)域的應用前景十分看好。新能源汽車的大力發(fā)展，帶動了動力電池用膜及燃料電池膜的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前國內(nèi)產(chǎn)品能否滿足需求。新能源用膜大都是新能源動力電池的核心部件之一。相對而言，鋰電池隔膜和光伏背板膜發(fā)展先于氫燃料電池質(zhì)子交換膜，前者應用已達到相當規(guī)模。2019年，我國國產(chǎn)隔膜產(chǎn)量達27．4億平米，2020年國產(chǎn)隔膜產(chǎn)量超30億平米。2019年，我國光伏背板膜用量達1．96億平米，而氫燃料電池質(zhì)子交換膜從九五開始研究，2010年起進入應用階段，在國家推動下，質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展速度較快。但尚有不少技術(shù)需要突破或提升，如鋰電池隔膜的基膜材料技術(shù)，氫燃料電池質(zhì)子交換膜制備技術(shù)及其氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中的相關(guān)技術(shù)，含氟復膜型背板膜生產(chǎn)技術(shù)等。膜分離技術(shù)主要下游應用領(lǐng)域和應用場景在市場競爭方面，國外在高性能分離膜領(lǐng)域起步較早，發(fā)展較為成熟，在相關(guān)產(chǎn)品領(lǐng)域具備較強的競爭優(yōu)勢和較高的市場占有率。美國、日本在高性能卷式分離膜領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢尤為明顯，代表性企業(yè)包括杜邦水處理、日本東麗、海德能等。在國內(nèi)市場，由于國內(nèi)在膜技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，多數(shù)膜企業(yè)規(guī)模較小、資金短缺，研發(fā)能力較弱，市場競爭力遠不及國外品牌。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2018年我國膜企業(yè)年產(chǎn)值億元以上的企業(yè)僅占4%左右。我國膜產(chǎn)業(yè)鏈各板塊發(fā)展膜產(chǎn)業(yè)鏈主要包括膜與原材料、膜與膜元件、膜裝備與工程、膜專用配套設備和膜運維等產(chǎn)業(yè)板塊。由于種種原因，各產(chǎn)業(yè)板塊發(fā)展還不均衡，突出問題是產(chǎn)業(yè)鏈頂端的膜與膜材料板塊比重較少，只占膜工業(yè)中產(chǎn)值的15%左右，遠遠低于發(fā)達國家的水平，這直接制約了我國膜產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。因此，應著力扭轉(zhuǎn)這一