【发展目标】“十三五”期间,膜产业的年增长速度在20%左右,到2020年或将达到2500亿~3000亿元的规模,其中膜产品年出口产值将超过100亿元;力争实现“着力培育龙头企业”的目标,即培育10家年产值50亿~100亿元的企业、20家年产值10亿~50亿元的企业,30家年产值2亿~10亿元的企业;布局若干膜产业积聚区,推动集群创新,显著提升产业的附加值,氯碱工业用的离子膜、海水淡化RO 膜、高分子超微滤膜等重要膜品种的国内市场占有率提高30%以上。市场销售膜产品标准化覆盖率达80%以上,膜生产企业实现有标生产。
膜产业:提性能拓应用 引领“中国膜”走向世界
■ 中国膜工业协会
技术创新 各个击破
当前,水资源不足、煤炭清洁利用有待加强等问题已成为制约我国经济社会持续发展的重要因素之一。为应对水资源和环境污染的挑战、流程工业节能减排和清洁生产、能源结构调整等重大需求,应进一步提高膜性能,拓展膜技术的应用面。未来,我国膜产业的主要发展方向是:
实现膜原料/材料领域的重大创新 研究新型膜原料及配方,开发功能膜新原料。“十三五”期间,研制出 5~6 种新型制膜用基础原料,使其中 2~3 种实现产业化生产,如超微滤膜用高性能两亲、荷电性PVC、PVDF、PES等高分子原料,耐腐蚀的无机陶瓷原料,特别是聚酰亚胺等高性能树脂膜原料产业化生产。
研制新型膜配方,实现膜材料产业化 功能膜材料、PVDF/PES/PVC膜材料、医用膜材料、锂离子电池膜材料、电容器电池膜材料:用于超级电容器的聚酯、聚酰胺、聚烯烃类超薄拉伸膜材料。
在目前已有制膜方法基础上,在制膜新原理、新技术方面取得突破 实现已有各种功能膜材料的高性能化、以及面向不同应用方向的差异化膜材料;开发出具有催化、吸附等多功能、新功能膜材料及应用技术。
“十三五”期间,各类膜的技术研发重点是:
MF/UF/NF/RO膜
微滤膜及超滤膜质量实现新突破,国内市场占有率达 60%~80%;MBR膜市场占有率达80%以上。RO/NF膜技术完全达到国际先进水平。“十三五”末,国产海水淡化 RO 膜在国内市场占有率实现30%~50%;家用净水RO膜达到国际一流膜水平,实现家用净水用膜国产化80%以上。
离子交换膜
离子交换膜方面,开发出面向化工、冶金、生物工程等要求的高性能分离膜。
(1)氯碱工业用的离子膜产业化,国内市场占有率实现 10%~30%;(2)在燃料电池膜、高性能双极膜、扩散渗析膜及卷式扩散渗析设备、低电阻离子交换膜、一二价分离专用均相离子交换膜等领域研究实现新突破,形成产业化并大规模推广应用。
光电膜
(1)研发并完成锂电池膜生产升级改造,改变目前只能生产低端锂电池膜的现状;尽快实现中高端市场需求的隔膜材料国产化;重点开发基于芳香聚合物的耐高温、高电导、低界面电阻的动力锂离子电池隔膜及其应用技术。
(2)围绕太阳能光伏产业需求,研发成功双向薄膜,以进一步提升 EVA 膜性能;研发新型聚酯、PVDF基的太阳能电池背板/保护膜材料,以及包括EVA在内太阳能电池胶膜材料。
(3)围绕超级电容器电池,开发聚酯、聚烯烃类超薄隔膜材料。
新型特种分离膜
大力研发适于不同条件下的多种新型特种分离膜是“十三五”期间的重中之重:
(1)成功研发出 2~3 种具有世界先进水平的特种分离膜材料,特别是能够耐受高温、强酸强碱以及有机溶剂的分离膜材料,尤其是陶瓷膜和纳滤膜。
针对过程工业中高温、溶剂和反应体系等苛刻环境下的分离问题,重点突破陶瓷纳滤膜材料、气体分离和净化膜材料、渗透汽化和蒸汽渗透膜材料的规模化制备关键技术,引领我国膜产业向高端化发展,为我国节能减排具体目标的实现提供技术支撑;围绕过程工业的需求,重点开发高分离精度的陶瓷膜材料及膜反应器;研究陶瓷纳滤膜的微结构调控及表面功能化技术,开发规模化陶瓷纳滤膜制备技术及生产线;开发新型陶瓷纳滤膜应用装备。
(2)研发成功适用于膜蒸馏、正渗透,并建成中试规模的生产线。
围绕溶剂分离的需求,重点开发疏水型渗透汽化膜材料;开发高稳定性分子筛膜材料、有机无机复合膜材料规模化制备技术;开发中空纤维纳米杂化多层膜材料及其规模化制备技术;开发高装填面积膜组件;鼓励开发用于有机物-有机物分离的膜材料和有机气体回收的膜材料。
(3)加快特种中空纳滤膜分离材料技术及装备研制。
气体分离膜
结合国家节能减排和资源环境的战略需求以及行业发展需求,“十三五”期间气体分离膜领域需重点突破高通量、高机械强度、化学稳定性好的气体分离膜制备技术。研发重点为 CO2收集,从排放废气中回收有价物料的膜技术;减少空气中PM2.5浓度的膜技术;氨、氮、氢等气体收集膜的产业化等。
空气净化膜及应用技术
雾霾、空气突发性流行病防护等对高品质空气净化膜及其空气净化装备的需求在快速提高。目前以聚酯、聚烯烃无纺布为主流的过滤膜材料,已经不能满足要求。“十三五”期间,需要重点开发具有高精度、超级疏水、高透气率的空器净化无纺布膜材料,以及基于这些膜材料的空气净化装备、个人防护产品以及医用产品。
医用膜材料及应用技术
随着经济社会发展水平的提高,中国社会将逐渐实现全民医保、全疾病医疗的覆盖。其中,用于肝肾等治疗的血液透析膜必将快速发展。目前,透析膜的制造技术主要被德国、日本等公司掌握,我国的透析膜及组件70%依赖进口,制膜装备也完全没有国产化,同时也存在膜的血液相容性差等问题。因此,“十三五”期间,需要重点开发血液相容性好的透析用中空纤维膜材料,并实现制膜装备、组件制作装备的国产化,在满足国内需求的同时,也存在大规模出口到亚非等国的重大机遇。
四大重点推进产业发展
“十三五”期间,努力提高膜装备的国产化率,在国产高压泵、能量回收装置、检测仪等技术开发方面有新突破,达到国际先进水平。开发具有中国原创性新型膜装备,研发具有多学科、多技术(如生物、电化学、吸附/解析、氧化等技术)与膜技术、膜设备的集成系统。将智能装备、智能工厂等智能制造理念引入高压泵、能量回收装置、检测仪等膜装备制造领域;引入协同设计、大规模个性化定制、精准供应链管理、全生命周期管理、电子商务等手段重塑膜产业价值链体系,促进我国膜装备制造业转型升级与创新发展。依靠中国装备、依托中国品牌,实现膜装备由中国制造向中国创造的转变,中国产品向中国品牌的转变,完成中国制造由大变强的战略任务。
要重点开展反渗透膜及组器制备工艺与技术的研究,包含涂布方式的研究与改造、在线检测技术的研发、自动卷膜机等硬件设施的研发,以提升反渗透膜及组器的制造技术,提高产品的均一性和稳定性;实现脱盐装置用玻璃钢压力容器的技术升级。
重点开展适用于脱盐系统预处理的膜组件、连续过滤成套装置制造技术及应用工艺研发;开展结构优化的新型系列膜组件的研发,实现脱盐系统预处理膜及装置的工程化应用。
重点开展不同类型能量回收技术、智能控制技术与装置的研发,优化设计总体结构和旋转压力交换元件,研究新型耐腐蚀材料、透平辅助保护系统,开发整机零件通用化、模块化设计制造及组装技术。
重点开展系列海水高压泵及循环增压泵高效水力模型研究及总体结构的优化设计;研发高效、高可靠性、耐海水腐蚀性的复式柱塞泵和多级离心泵。
此外,还要大力开拓国际膜产品、膜工程与膜服务市场,有利于膜企业提高经济效益、培育新的利润增长点。通过着力构建公平竞争的市场环境,促进膜产业对外投资,完善膜产品、工程与服务的对外出口支持体系,推动扩大膜行业对外贸易规模,优化贸易结构,增强服务出口能力,培育“中国膜产品与服务”的国际竞争力,特别是在“一带一路”沿线国家的影响力。鼓励规模以上膜企业走国际化发展道路,积极开拓海外市场,力争规模以上膜企业都有进出口实绩。
