2023年全球及中國膜材料、陶瓷膜行業市場應用規模前景預測及重點企業市場競爭份額占比研究

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（1）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或有機聚合物材料，能夠將流體分隔成不相通的兩個部分，使其中的一種或幾種物質透過，從而將其它物質分離出來。

膜材料主要通過其微孔結構進行物料過濾與物質分離，微孔結構的孔徑大小決定了其截流物質的范圍，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鍵因素。隨著膜材料制備技術的發展，膜材料的孔徑已由微米級逐步發展至納米級，其過濾范圍也由顆粒過濾擴展至分子級分離、氣體分離等，適用范圍不斷擴大。現代膜材料制備技術，已能夠根據物料體系環境和分離要求，精確控制膜材料的孔徑大小、孔徑分布與孔隙率，從而實現高效分離和選擇性分離功能。

與傳統過濾分離技術相比，膜可以在分子范圍內進行物質分離，可實現高精度的選擇性分離，且膜分離過程屬于連續物理過程，不需發生相變和添加助劑，因此膜分離技術具有高效、節能、環保和過濾精度高等特性，已成為分離科學中的重要技術之一。科技部《高性能膜材料科技發展“十二五”專項規劃》中指出“高性能膜材料是新型高效分離技術的核心材料，已經成為解決水資源、能源、環境等領域重大問題的共性技術之一，在促進我國國民經濟發展、產業技術進步與增強國際競爭力等方面發揮著重要作用。高性能膜材料的應用覆蓋面在一定程度上反映一個國家過程工業、能源利用和環境保護的水平。”通過膜分離技術替代傳統過濾分離技術已成為過程工業、水資源利用等領域發展的重要趨勢。

根據膜材質的不同，膜可分為無機膜和有機膜，其中有機膜是以有機聚合物加工而成，開發應用較早，容易制備、容易成型；但隨著膜分離技術及其應用的發展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，有機膜因其材質強度、性能穩定性、耐久性等方面的局限，難以滿足各種苛刻環境或復雜條件下膜分離應用的需要。在此背景下，無機膜尤其是陶瓷膜克服了有機膜在耐高溫、耐酸堿、耐有機溶劑、機械強度等方面的不足，尤其適用于過程工業及特種水處理等苛刻環境或復雜條件下的膜分離應用，近年來得到了快速發展。

根據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。

中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年全球及中國膜材料市場現狀分析及投資戰略評估預測報告》

①陶瓷膜及其結構：陶瓷膜是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體原料經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，原料液在膜管內的膜外側流動，小分子物質（或液體）透過膜，大分子物質（或固體顆粒、液體液滴）被膜截留從而達到料液不同成分的分離、濃縮和純化之目的。

從結構上看，陶瓷膜一般由支撐體層、過渡層和膜層組成非對稱結構，其中支撐體層是構成陶瓷膜的主體結構，為膜層提供必要的機械強度，孔隙率較高、平均孔徑較大，是陶瓷膜機械強度、化學穩定性等性能的主要決定因素；膜層是涂于過渡層表面經燒結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、孔徑分布等進行調節，從而控制陶瓷膜的過濾范圍、分離精度等功能指標；過渡層是膜層與支撐體層之間的一層過渡結構，其作用在于防止膜層內的陶瓷粉體滲入支撐體層，幫助膜層與支撐體層更好的結合。

陶瓷膜內部微觀結構示意圖

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②陶瓷膜的主要特點和優勢：與傳統過濾分離技術相比，陶瓷膜具有以下特點和優勢：

A.化學穩定性極佳，能夠耐強酸、耐強堿、耐有機溶劑、耐氧化；

B.耐高溫、耐菌，抗污染性好；

C.機械強度高，耐磨性好；

D.孔徑分布窄，分離精度高，可達到納米級過濾；

E.易清洗，可在線通過水處理藥劑或高溫消毒，可反向沖洗；

F.膜再生性能好，使用壽命長。

目前，陶瓷膜材料制備綜合了先進的新材料制備技術，已能夠根據物料體系環境和分離要求，通過陶瓷膜材料制備工藝調節陶瓷膜的孔徑大小、孔徑分布及孔隙率，分離效率與分離精度較傳統過濾分離技術有大幅提升。

除上述材料特性外，陶瓷膜分離以錯流過濾方式為基礎，與傳統終端過濾方式不同，錯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流動，過濾液（或稱滲透液）在壓力作用下透過膜表面濾出，通過原料液的循環沖刷有效抑制了傳統終端過濾方式中過濾介質易被阻塞的問題，保障分離過程的連續運行，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。

陶瓷膜錯流過濾原理分析

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基于陶瓷膜的上述特點和優勢，其在苛刻環境或復雜條件下，對高溫、高壓、強酸、強堿或腐蝕性體系，表現出了其它分離介質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，能夠降低分離設備的操作維護復雜度，提高分離設備的連續運行周期和使用壽命。陶瓷膜材料現階段主要用于替代傳統過濾分離技術，應用于生物與醫藥、化工、食品飲料等過程分離以及工業廢水、油田回注水、垃圾滲濾液等特種水處理領域中的物料分離、濃縮、提純、凈化除雜等工藝環節。在下游領域中，雖然傳統過濾分離工藝經過多年應用，工藝技術已相對較成熟，應用較為廣泛；但隨著陶瓷膜優異綜合性能的體現，以陶瓷膜為核心的膜分離技術正逐步替代各類傳統過濾分離技術，應用范圍不斷得到拓展。

③陶瓷膜分類：陶瓷膜的種類較多，通常可按膜孔徑、膜材質以及膜構型進行分類。

A.按照膜的孔徑分類：陶瓷膜的孔徑一般為微米級以下，依據孔徑的不同（或截留分子量的大小），可將陶瓷膜分為微濾膜、超濾膜和納濾膜。

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目前，已形成產業化規模應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模化制備技術研究階段。

B.按照膜的材質分類：材質決定了陶瓷膜的物理和化學性能，進而決定了陶瓷膜的親水性、抗污染性、耐高溫性、耐酸堿性、熱穩定性等主要性能指標。根據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。

C.按照膜的構型分類：陶瓷膜的構型與其制作工藝有關，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的膜層面積大、機械強度高以及安裝方便等優點，適合于大規模應用，而成為工業應用的主要品種。單支（根）膜管稱為膜元件。商品化的陶瓷膜元件根據其管長、管徑、通道數以及通道直徑等參數的不同，還可進一步區分為各種構型

左圖，板式膜；右圖，不同構型管式膜（管徑、通道數等存在差異）

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（2）膜組件及成套設備簡介：膜組件是膜材料的最小可用膜單元，通過將膜元件與殼體、內聯接件、端板和密封圈等材料組裝而成。根據應用環境的不同，膜組件中使用的支撐材料及外殼材料主要有碳鋼、不銹鋼、鈦材等金屬材料或聚氯乙烯等聚合物材料。膜組件設計和制造中通常要考慮在單位體積的殼體中裝填更大膜面積的膜元件，以利于減小設備體積、提高成套設備處理能力。

膜分離成套設備是將膜組件、泵及配套的機架、儀表、閥門、自控、清洗加藥等設備組合構成的一套完整的膜分離設備。膜分離成套設備以膜分離技術為核心，結合不同應用環境下物料體系的特性和工藝要求進行設計，可實現對物料體系的連續化、自動化過濾和分離。

中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年中國陶瓷膜行業專項深度調研及投資可行性評估預測報告》

（3）行業發展概況：膜分離技術作為材料科學和過程工程等諸多學科交叉結合、相互滲透而產生的膜技術，因其高效分離特性，膜產業在全球范圍內受到了高度重視。近20年是我國膜產業的高速增長期，至2017年底，全球膜產值已達1050億美元，我國膜產業的總產值約為2000億人民幣，我國膜產業占全球膜產業產值比重從1999年的1.7%提升到了2017年的27%以上。膜產業被譽為發展潛力巨大的朝陽產業，在21世紀的環保、能源、化學工程與生物工程等產業中將扮演著戰略性角色。

我國膜產業的發展仍落后于歐美發達國家，但近年來國家對膜產業的發展日益重視。科技部《高性能膜材料科技發展“十二五”專項規劃》中提出，“十二五”期間，我國膜產業保持快速增長，預期到2015年達到千億元規模；產業附加值有顯著提升，陶瓷膜、MBR專用膜材料、高分子超濾微濾膜等重要膜品種的國內市場占有率顯著提高；將面向過程工業的特種分離膜材料作為產業化關鍵技術研究任務之一，針對過程工業中高溫、溶劑和反應體系等苛刻環境下的分離問題，重點突破陶瓷納濾膜材料等的規模化制備關鍵技術，引領我國膜產業向高端化發展，為我國節能減排具體目標的實現提供技術支撐。

在政策的大力支持下，我國膜技術發展活躍，膜產業增長較快。2014年，中國膜工業產值首次突破1,000億元，同比2013年增長26.9%，提前一年實現“十二五”預期目標；2015年，我國膜產值增速為15.8%。2011年至2015年，中國膜產業的產值以年均20%以上的速度增長，超過了同期中國GDP的增長速度，遠高于全球8%～9%的平均增速。“十三五”以來，我國膜產業總產值的年均增速在15%左右;2019年，中國膜產業總產值已達2773億元，同比增長13.7%，較“十二五”期末翻了一番。根據中國膜工業協會預計數據，2022年我國分離膜相關產業總產值將超過3,600億元。

國際上對陶瓷膜的研究始于20世紀40年代，但因其制備技術要求較高，早期主要在核工業領域中應用于鈾同位素的分離濃縮，未能得到推廣普及。自20世紀80年代起，隨著陶瓷膜材料制備技術和應用工藝技術的發展，商品化陶瓷膜及膜設備開發成功，陶瓷膜分離技術開始逐步取代傳統過濾分離技術，在過程工業、環境工程、氣體分離等領域得到廣泛應用。由于陶瓷膜的優異性能及其應用領域的日益擴大，引起各發達國家對陶瓷膜研究和應用技術開發的高度重視，將其作為一門新興的高技術前沿學科進行研究，因而帶動了陶瓷膜研究和產業化的全面發展。

我國對陶瓷膜技術的研究、應用起步相對較晚。20世紀90年代，中國科學院、中國科學技術大學以及南京化工大學等高等科研機構積極參與并完成了“九五”國家重點科技攻關及“863”計劃等科研項目，成功實現了陶瓷膜材料及制備研究方面的技術突破，繼而打破了國外企業在陶瓷膜產品領域的壟斷地位。

進入到21世紀，一方面，陶瓷膜技術在國內過程工業界的認知度和接受度逐漸提高，應用案例不斷增加；另一方面，隨著國內陶瓷膜企業的技術進步和市場拓展，國內企業與國外先進企業的技術和品牌差距日益拉近，國內陶瓷膜行業得到了快速發展。2014年，我國陶瓷膜設備的年安裝面積已達約5.3萬平方米（由于陶瓷膜系統的水通量及處理能力主要取決于所使用陶瓷膜的膜面積，故陶瓷膜行業通常以膜面積作為衡量膜分離設備規格與數量的統計單位。（數據來源于中國膜工業協會《2014年我國陶瓷膜應用新進展》，2015年6月）。但陶瓷膜技術在我國的發展歷程相對較短，技術成熟度和認識程度尚有待進一步提升，以陶瓷膜為核心的膜分離技術工藝在國內的應用普及率仍總體較低，未來可拓展空間廣闊。

在國家產業政策的大力支持下，國內陶瓷膜企業持續加大對陶瓷膜材料制備技術、膜組件與成套設備開發技術的研發投入力度，并逐步加強膜集成技術整體解決方案的設計能力和運營能力，提高膜分離技術工藝的適用性，以進一步滿足下游應用領域需求，這將有利于加快以陶瓷膜為核心的膜分離技術工藝及陶瓷膜產品的市場普及速度。預計2020年至2025年，全球陶瓷薄膜市場預計將以6％的復合年增長率增長。市場的主要驅動力是食品和飲料行業需求的增長。其中，水和污水處理行業預計將主導全球陶瓷膜市場。由于來自中國，印度和日本等國家的消費增加，預計亞太地區將是預測期內增長最快的市場。

（4）行業技術特點及發展趨勢：自20世紀90年代我國科研人員在陶瓷膜材料核心技術上取得突破以來，我國陶瓷膜行業經過近二十年的發展，在技術水平和產品質量等方面已經達到或接近了國際領先水平，甚至在個別性能或功能指標上已實現超越，并在生物與醫藥、化工、食品飲料等過程工業及特種水處理領域探索出了較為成熟的膜分離技術應用工藝。

隨著國內陶瓷膜行業的發展，行業技術進步與創新的速度正在不斷加快。未來陶瓷膜領域的發展趨勢將主要集中在以下幾個方面：

①膜材料的創新發展：實現陶瓷膜材料的低成本化生產，解決制約陶瓷膜推廣應用的成本經濟性問題；進一步提高陶瓷膜材料的分離精度及分離穩定性，使其在液體分離領域實現納濾級別的連續高效運行；實現對陶瓷膜表面性質的調控，通過改變其表面親疏水性及荷電性、生物兼容性等拓展陶瓷膜的應用領域。

②實現陶瓷膜組件及裝備的大型化，提升運行效率，降低綜合成本。

③多種技術的耦合：為滿足在不同領域的應用需求，需要在陶瓷膜技術之上進行多種技術的耦合，主要體現為：陶瓷膜與其他膜材料的集成應用；膜分離技術與其他技術的集成應用。

（4）行業競爭格局分析：國內陶瓷膜行業的發展時間較短，且陶瓷膜行業在技術、市場和人才等方面具有較高壁壘，國內僅有極少數具備較高綜合實力的企業能夠建立完整的膜集成技術整體解決方案業務體系。

現階段，國內陶瓷膜行業的競爭主要體現為陶瓷膜企業與傳統過濾分離工藝企業之間的技術替代競爭、國內企業面對國外先進企業的進口替代競爭，以及以有機膜為核心的膜分離技術應用企業競爭。

與傳統過濾分離工藝企業之間的技術替代競爭以陶瓷膜為核心的膜分離技術目前主要作為高效分離工藝在過程工業以及特種水處理領域中的過濾分離、濃縮提純、凈化除雜等工藝環節用于替代傳統過濾分離技術。而在上述領域中，傳統過濾分離工藝經過多年應用，工藝技術已較成熟，設備通用性較強，市場也相對較為成熟。膜分離技術企業與傳統過濾分離工藝企業之間的競爭主要表現為技術的替代競爭，即在具體應用環境條件下技術經濟合理性的競爭。與傳統過濾分離工藝相比，膜分離技術工藝因設備技術含量高、專用性強、通常采用自動控制系統等因素，初始投資可能相對較高。但膜分離技術具有分離效率和分離精度高、能耗低、產品質量高等優勢，并且能夠很好地適應各種苛刻環境和復雜工藝條件，因而后期運營維護成本通常相對較低，具有一定的技術經濟性。隨著膜分離技術的發展和市場認知度的提高，膜分離技術對傳統過濾分離技術的替代作用將進一步顯現。

中金企信國際咨詢公布的《全球及中國膜組件市場全景調研及發展趨勢預測報告（2023版）》

（5）行業內企業間的競爭：國內目前從事陶瓷膜業務的規模化企業仍較少，多數企業的業務范圍僅限于采購陶瓷膜材料及組件進行成套設備加工和工程安裝，僅有極少數企業具備自主研發、設計、生產陶瓷膜材料、膜組件與成套設備并以此為基礎向客戶提供膜集成技術整體解決方案的完整業務體系。現階段國內陶瓷膜行業內的競爭主要是國內企業面對國外先進企業的進口替代競爭。

國外陶瓷膜技術及其應用的發展時間相對較長，因此在我國陶瓷膜行業發展初期，國外先進企業憑借其技術和產品優勢，在我國陶瓷膜市場占據了壟斷地位。隨著國內陶瓷膜企業的快速發展，國外先進企業的壟斷地位已被打破，國內領先企業與國外先進企業之間的技術、產品差距被迅速拉近，并且憑借價格競爭力、產品適用性及全過程服務等優勢已在國內陶瓷膜市場占據主導地位。但國外先進企業，如法國諾華公司、美國頗爾公司、法國達美工業公司等，為重新搶占國內市場，紛紛加大了對國內陶瓷膜市場的投入力度。國外先進企業的積極投入，帶動了國內陶瓷膜技術水平的提高和應用規模的擴大，但也將加劇國內陶瓷膜行業的市場競爭，對國內企業的發展形成一定壓力。

（6）與以有機膜為核心的膜分離技術應用企業競爭：根據膜材質的不同，膜可分為無機膜和有機膜，其中有機膜是以有機聚合物加工而成，開發應用較早，且孔徑更細、過濾精度更高，成本相對較低。相比較而言，陶瓷膜具有耐高溫的優勢，并且對酸、堿和有機溶劑的承受能力較強，具有良好的物理結構穩定性、耐久性好。隨著膜分離技術及其應用的發展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，陶瓷膜克服了有機膜在耐高溫、耐酸堿、耐有機溶劑、機械強度等方面的不足，尤其適用于過程工業及特種水處理等苛刻環境或復雜條件下的膜分離應用，近年來得到了快速發展。陶瓷膜和有機膜的比較情況如下：

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綜上，陶瓷膜和有機膜擁有各自的比較優勢，但總體而言，陶瓷膜機械強度高，也更加能夠適應高溫、強酸堿、有機溶劑含量高等苛刻環境或復雜條件下的流體過濾與物質分離。但隨著有機膜生產廠家不斷提升有機膜的技術工藝，提高有機膜的各項技術指標，未來國內企業仍面臨著以有機膜為核心的膜分離技術應用企業的競爭壓力。

（8）膜處理市場概述：作為材料科學和過程工程等諸多學科交叉結合、相互滲透而產生的膜技術，因其高效分離特性，在全球范圍內受到了高度重視。從本世紀伊始，全球膜市場呈現強勁的增長勢頭，膜技術在化工、生物、醫藥、新能源、環保等產業的應用領域不斷拓展，應用深度不斷加強。國外在高性能分離膜領域起步較早，發展較為成熟，在相關產品領域具備較強的競爭優勢。我國膜產業的發展起步較晚，但近些年來膜產業日益得到國家和地方的重視，各級政府部門相繼出臺了一系列旨在推動膜材料及膜分離技術應用的產業發展政策。受益于產業政策的大力支持，以及膜技術的迅速發展和膜技術應用領域的快速拓展，我國近年來在膜領域取得了長足的進步，膜行業產值規模穩步增長。2022年我國分離膜相關產業總產值將超過3,600億元。

膜產業在“十三五”期間得以迅速發展，展望“十四五”，由于我國污水資源化利用尚處于起步階段，我國膜產業仍然具有較廣闊的發展前景。從政策角度分析，2021年1月4日，國家發改委聯合九部門印發《關于推進污水資源化利用的指導意見》，旨在加快推進污水資源化利用，促進解決水資源短缺、水環境污染、水生態損害問題。《意見》明確，到2025年，全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，京津冀地區達到35%以上;到2035年，形成系統、安全、環保、經濟的污水資源化利用格局。根據行業預測，在污水回用方面，假設到2025年，各省再生水利用率將較當前明顯提高，假設2025年全國再生水利用率將從目前的15.98%提升至35%，預計2021-2025年再生水利用設施建設-膜工藝總投資額為1055-2110億，其中膜材料銷售及換膜市場約333億元。