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【全面解读】风口上的“膜+”概念

文章来源:中国化工报   2016-05-06

标签:膜行业分离膜海水淡化

借鉴目前流行的“互联网+”,我国膜行业也正形成“膜+”概念。“十三五”期间,我国膜产业将获得大发展,膜在水资源、环境保护、新能源和传统工业改造等四大领域的应用研究应得到进一步加强。

“膜+”概念在我国工业界走俏 膜行业快速发展

膜技术目前正广泛应用于海水淡化、污水处理、海洋油气开采、海水养殖、中药生产、食品加工等领域。随着膜技术应用领域的不断增加,“膜+”概念也逐渐形成了。“十二五”末期,我国膜行业达到了千亿元产值,而且还继续保持快速增长,预计“十三五”末期产业规模相比“十二五”末期翻番。那么,“膜+”新模式是否拥有足够的发展空间?欲产值翻番,未来膜行业发展突破口在哪里?


翻番期冀再翻番

经过多年的努力,我国膜产业由小行业发展成为“十二五”末期产值达1000多亿元的产业,中国已经成为膜工业大国。“十一五”期间,膜行业在技术方面取得长足进步,其中微滤、超滤、反渗透等膜制作技术已经达到了较高的水平。“十二五”期间,随着膜产业被列入战略性新兴产业,发展速度更快。在“十二五”期间,膜行业每年以20%多的速度增长。其中,2014年,膜行业的增长速度达到26.9%。

不过,经过“十二五”期间的快速发展,部分膜产品产量已经达到饱和。对此,中国膜工业协会秘书长尤金德认为,“十三五”期间,膜行业的企业不应该单纯进行扩大性生产和重复性建设,而应该加强膜原料国产化研究。重要的是在一两种关键膜材料上取得突破性进展,例如,PVDF膜材料国内已经做出来了,今后应加大产业化的研究。

尤金德表示,中国GDP预计到“十三五”末要翻一番,而膜行业发展速度年年高于国家GDP增速,所以膜行业“十三五”末一定能完成在“十二五”基础上翻一番,产值达到2500亿~3000亿元。

尤金德告诉,近几年来,我国膜行业在出口方面实现年百亿元的销售收入。虽然我国在膜质量和膜装备等方面与世界上其它膜工业大国相比还稍差一些,但由于我国膜原材料、膜制造、膜原件、膜装备和膜应用工程等方面具有人工便宜、产品成本低的优势,我国膜产品出口第三世界国家占很大比重。未来,结合“一带一路”战略出口亚、欧、非洲等地区将会大有作为。因此,出口在“十三五”期间仍是膜行业发展的重要部分。


“膜+”耦合多行业

南京工业大学副校长、国家特种分离膜工程技术研究中心主任邢卫红表示,膜是利用材料的特殊结构来实现物质高效分离的一些材料和技术。根据膜高效分离特性,膜可以在其他产业中大规模应用。伴随着海洋强国战略的实施,膜技术已经在海洋油气开采、海水养殖、海洋环境保护等方面有所应用。在化工领域,膜技术广泛应用于催化、分离、化工原材料的综合利用和回收、水循环、污水处理等方面。

中国工程院院士高从堦认为,借鉴目前流行的“互联网+”,膜行业可以提出“膜+”概念。“十三五”期间,让膜促进更多产业的发展。

中科院烟台海岸带研究所研究员胡云霞建议,“膜+”首先要建立好框架,其次要在框架中对膜技术进行精挑,再次将精选的膜技术与不同行业耦合,用“分离膜+产业”模式来实现高效、集成、节能、减排、绿色、符合国家战略要求的发展方式。

  

北控阿科凌曹妃甸海水淡化有限公司生产车间

以海水淡化为例,邢卫红告诉,虽然环保人士认为,海水淡化产生的浓盐水会对环境产生较大的影响,但是如果与其他行业进行耦合,这个问题就可以解决。例如,海水淡化产生的浓盐水可以与盐化工进行耦合,浓盐水就可以“变废为宝”。

尤金德认为,“十三五”期间,膜行业能够取得重大发展,关键在于膜技术能否在一些新的应用领域取得突破性进展,比如发酵行业、制品行业、造纸行业零排放等。同时,膜行业要和老旧工业改造相结合,把回收工业废料作为下一步工作重点。

“膜+”能源行业也受到业内关注。业内人士认为,“十三五”正渗透盐差发电技术应继续研究,向前推进。胡云霞表示,虽然国际上盐差发电已经做到中试阶段,但是效率还有待提高,希望膜技术专家、企业家一起努力把盐差发电技术继续向前推进。膜色谱对于第四代核能发展有重要意义。天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室教授何本桥告诉:“锂6和锂7是第四代核能重要的原料。用膜色谱技术分离锂6和锂7同位素,理论的分离因子是1.08。目前在实验室中,他们的技术已经达到1.06,还在做更深入的工作。”

“膜+”还可以解决居民生活中的水、能源和食物等方面问题。目前,我国在海洋牧场和渤海粮仓投入大量资金,而海洋牧场、渤海粮仓和海洋养殖用水量很大,大力发展膜技术可为其解决水源问题。另外,气候变化等原因会造成局部地区部分时段干旱,膜技术及应用的发展要有足够能力提供廉价间断式的供水以保证农业的正常生产。以色列农业的快速发展离不开滴灌技术和水肥技术,我国可以发展正渗透技术,助力水肥一体化技术发展,成本可行性需要进一步研究。


应用待继续扩展

尤金德指出,“十三五”期间,膜产业要同时从膜研究、膜制造和膜应用方面发力。其中,膜在水资源、环境保护、新能源和传统工业改造等四大领域的应用研究应得到进一步加强。

“同一种膜应用于不同工艺,要求也会不同,因此,各种膜都要加强应用工艺研究和对应的市场应用,这样才能保证‘十三五’末期,膜应用工程实现千亿元的收入。”尤金德说。

胡云霞表示,目前,我国部分膜技术研发能力已居世界前列,但应用方面与进口膜差距较大。例如,在农产品、食品的浓缩加工中,应用国产膜和进口膜对加工效果影响颇大,因此,在食品、蛋白、酶等加工过程中,国内企业绝大部分使用的是进口膜。

对此,高从堦表示,成熟的膜技术重点在推广应用,但是发展中的膜技术需要小试、中试和工程示范,一定要和相关应用部门直接结合,才能加快应用进度。

业界一致认为,我国膜行业发展要再加大应用研究力度,促进膜产业向更高品质发展。

中药是我国在自然科学方面实现突破的一个重要领域。屠呦呦在2015年获得了中国第一个自然科学方面的诺贝尔奖。中药企业通过膜技术应用的使用提高了经济效益和社会效益,但从需求出发需要更多地借助膜技术应用解决现有问题。

南京中医药大学教授郭立玮表示,根据多年的探索,膜技术在中药加工方面有很强的适用性。近几年,位列我国药业排名前几名的扬子江药业、太极集团、劲牌有限公司(劲酒生产企业)都比较系统地用到了膜技术,而且膜技术带来了非常显著的经济效益和社会效益。

南京中医药大学教授朱华旭告诉记者,中药传统的水提过程用膜处理替代后,可以减少能耗50%以上。大家熟知的柴胡,由于其挥发油含量低,在生产中面临油水分离的问题。目前,许多中药企业所用设备是化工行业20多年前的设备,太极集团等一系列中药企业面临着改造和新产业升级,对膜的需求量非常大。因此希望膜行业专家、企业能用膜技术帮助中药企业进行产业升级,节能降耗。

除了中药行业,膜技术在其它行业也要不断扩展应用。国家发改委综合利用处处长杨尚宝表示,随着技术不断推广,膜和膜技术将应用于更多的领域。但这个过程中,如何把现有的膜技术工程化将会成为挑战。

他认为,膜技术工程化进程中,一定要结合国家发展战略来发展技术、装备和规模。第一,膜技术和膜装备必须固化到产品中。用户买产品并不是简单衡量原器件或技术的堆叠,而是更多地考虑品牌和稳定性。因此,膜技术和膜装备固化形成的高质量产品,将来的推广应用价值就会较高。第二,膜产品工程化规模很重要。许多膜技术可以做到很优异,但是工程化应用当中,需要考虑两个因素:一方面是膜技术本身在非实验状态下的运行稳定性,另一方面是膜技术在短期或长期能否产生经济效益。第三,膜技术工程化要结合国家发展的战略规划。目前,膜技术和膜应用的传统应用领域是海水淡化处理和污水处理。在下一步发展中,膜技术和膜应用应该与国家战略结合起来。比如,膜技术和膜应用与当前强调“精准扶贫”结合;“一带一路”战略中,海水淡化、水处理与水环境保护结合;习主席提出“青山绿水就是金山银山”,即是对我国大江河治理提出的要求,膜技术也可以与水环境治理结合。

 

第四届WaterEx北京水展上平板膜生物反应器吸引了专业参观者

发展需金融助力

我国膜行业发展很快,但在具体应用上还存在不足。因此,业内人士认为,当前膜行业与金融行业结合发展越来越重要,膜行业应该引导资金向膜技术应用方向倾斜,帮助企业实现膜技术的科研成果工业化。

邢卫红告诉,目前,膜行业已经与南京膜材料产业投资管理有限公司和江苏金茂投资管理股份有限公司开展了长期合作。其中,南京膜材料产业投资管理有限公司是产业资金管理,偏重于科研成果由实验室迁移到工厂试验;江苏金茂投资管理股份有限公司侧重于帮助企业扩大规模。

投融资可以加速科技成果转换,针对膜行业的专业投融资基金更加重要。

南京膜材料产业投资管理有限公司是江苏省第一支投资膜材料产业的专业基金公司。该公司主要由膜材料技术研究院牵头,依托南京工业大学膜材料的研究优势,立足于包括膜原料、膜装置在内的膜一条龙产业链投资。其资金主要由政策引导基金和社会资本组成,主要针对膜材料行业进行投融资,把膜技术、成果转化和应用相结合。

南京膜材料产业投资管理有限公司总经理刘延林表示,产业基金与社会基金的不同之处在于,社会基金通常会更关注产业和企业的成熟度,主要考查利润指标、收入指标等;而产业基金主要考量膜行业的前景,用金融手段引领社会资本参与把技术人才和产业联结起来,帮助企业平稳渡过小试和中试阶段。

江苏金茂投资管理股份有限公司正在江苏沿海地区组建新材料和新能源投资基金,下一步将积极推进膜技术重大科技成果转化,做大做强江苏沿海地区膜科技产业。

江苏金茂投资管理股份有限公司副总裁黄勇告诉,发展膜关键共性技术非常需要投资。15年前膜产业产值15亿~20亿元,现在产值已经突破1000亿元,“十三五”末膜产业产值要在2000亿~3000亿元,每年增长速度都很快。鉴于我国目前95%以上的行业产能过剩,金融资源更应该投入成长潜力巨大的膜行业等新兴行业而非传统行业。

“引入投资可以打破产业间的界限,把不同行业的产业链进行整合。例如,PPP推广让更多的社会资金参与到政府的公共项目中。资金进来可以参与膜技术开发,同时也可以并购相关技术配套企业,最终为客户提供多元化的解决方案。”黄勇说。

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