水處理行業(yè)調(diào)研報(bào)告,分析膜技術(shù)走向
水世界導(dǎo)語(yǔ)
隨著城鎮(zhèn)污水處理率不斷提升,提高城鎮(zhèn)污水處理效果將逐漸成為行業(yè)未來(lái)發(fā)展重點(diǎn),膜法因其運(yùn)行穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),受到水處理行業(yè)的青睞,現(xiàn)今膜技術(shù)在不斷進(jìn)步,產(chǎn)品質(zhì)量在提升,故國(guó)內(nèi)膜法水處理市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張有望提速。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,“十三五”期間膜法水處理行業(yè)將以10—15%的復(fù)合增速擴(kuò)容。
重要概括
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水處理技術(shù)上是膜技術(shù)對(duì)活性污泥的全面改造替代及推廣
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膜法水處理出水水質(zhì)明顯好于常規(guī)處理方法;
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排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,利好膜行業(yè);
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膜技術(shù)逐漸成熟、膜材料成本逐漸下降;
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膜元件的生產(chǎn)和研發(fā)是整個(gè)膜法水處理產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)核心,收入和利潤(rùn)占據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的近50%;
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反滲透膜的市場(chǎng)規(guī)模占比高約45%,技術(shù)含量、壁壘、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高;
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膜元件高端市場(chǎng)被國(guó)外巨頭壟斷,利潤(rùn)豐厚。低端市場(chǎng)暫無(wú)壟斷,競(jìng)爭(zhēng)非常激烈;
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膜產(chǎn)值有望從2015年850億元,增長(zhǎng)到2020年2000億元,年均20%。
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膜元件生產(chǎn)向高端發(fā)展是大勢(shì)所趨;
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純粹的膜制造企業(yè)向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),被國(guó)內(nèi)環(huán)保巨頭并購(gòu)也是一大趨勢(shì);
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國(guó)內(nèi)環(huán)保巨頭并購(gòu)膜制造企業(yè),向上延伸產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且淮筅厔?shì), 行業(yè)前幾名幾乎都參與對(duì)膜技術(shù)公司的并購(gòu)。(例如2015年萬(wàn)邦達(dá)、維爾利的兩宗并購(gòu))
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觀察環(huán)保行業(yè)前幾名,全面進(jìn)入拼爹時(shí)代。例如碧水源有國(guó)開(kāi)行,萬(wàn)邦達(dá)有神華和中石油。中小膜企業(yè)加入有大型國(guó)企背景的環(huán)保巨頭產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)會(huì)更高。
一、水處理行業(yè)的概況
我們先來(lái)普及一下污水處理市場(chǎng)概況、水處理過(guò)程及膜的應(yīng)用情況。
1. 水資源、污水水質(zhì)的分布
2. 污水處理市場(chǎng)的概況
2003-2014 年,全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的年均增速達(dá)到25.16%,到2014 年,數(shù)量達(dá)到6031 座,不過(guò)增速已經(jīng)放緩,2014 年增速為12.43%。
同期,城鎮(zhèn)污水處理量年均增速達(dá)到18.35%,到2014 年已經(jīng)達(dá)到494.30 億噸,但增速同樣下降到了8.38%。同時(shí),據(jù)住建部數(shù)據(jù), 2010-2015 年城市污水處理能力年均提高6.09%,至2015 年已經(jīng)達(dá)到14028 萬(wàn)立方米/日,再生水能力提高到2317 萬(wàn)立方米/日。在2010 年,城鎮(zhèn)污水處理率已經(jīng)達(dá)到72.90%,由于后續(xù)數(shù)據(jù)缺乏,但推測(cè)其比率已超過(guò)80%,因此未來(lái)城鎮(zhèn)污水處理走勢(shì)趨緩,增量空間有限,存量運(yùn)營(yíng)將成為關(guān)鍵。
另外,相比于城鎮(zhèn)污水處理,工業(yè)廢水治理市場(chǎng)已經(jīng)處于減速區(qū)間,全國(guó)工業(yè)廢水治理投資完成額已經(jīng)負(fù)增長(zhǎng), 2014 年增長(zhǎng)-7.72%,為115.25 億元。
? 要點(diǎn)總結(jié)
截止2015年末,中國(guó)約有6500座污水處理廠,城鎮(zhèn)污水處理能力約2.17億噸/日,全球污水處理能力約10億噸/日
3. 污水來(lái)源和處理流程
我們以市政污水處理為例,處理的對(duì)象是排放到市政管網(wǎng)中的污廢水。這些污廢水有三大來(lái)源:生活污水、工業(yè)污水、初期污染雨水, 其中,工業(yè)污水一般要經(jīng)過(guò)預(yù)處理,達(dá)到國(guó)家和地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)才能排放到市政管網(wǎng)中。當(dāng)然,偷排、不達(dá)標(biāo)排放是另外一個(gè)問(wèn)題。
在對(duì)水處理流程中,廢水一般要經(jīng)過(guò)初沉池、生化反應(yīng)器、二沉池等環(huán)節(jié),在生化反應(yīng)器中,由于采用不同的固定微生物的方法,因而出現(xiàn)氧化溝、傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O、SBR、A/O、MBR 等水處理技術(shù)。通常所說(shuō)的膜法水處理,指的就是MBR 水處理技術(shù),目前,其使用的主要是微濾膜和超濾膜。
4. 膜法水處理和傳統(tǒng)水處理的區(qū)別
使用膜法技術(shù)可以大幅度提高產(chǎn)水水質(zhì)。按處理深度,可將污水處理分為一級(jí)處理、二級(jí)處理和深度處理。一級(jí)處理的主要目的是去除懸浮狀態(tài)固體,常采用物理法,對(duì)于BOD5的去除率一般在20%~30%;二級(jí)處理的目的是進(jìn)一步去除污水中膠體和溶解性污染物,常使用生物法,BOD5的去除率在90%以上;深度處理以達(dá)到更高的處理與排放要求或污水回用為目的。
膜法技術(shù)通常用于處理二級(jí)處理活性污泥出水,或者將膜處理系統(tǒng)直接置于生化池,代替原有二沉池、絮凝沉淀池等環(huán)節(jié)。使用膜法技術(shù)改造之后,傳統(tǒng)污水處理工藝可以直接生產(chǎn)出高品質(zhì)再生水。
? 要點(diǎn)總結(jié)
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水處理行業(yè)具有剛性需求屬性
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水需求持續(xù)增長(zhǎng)
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污水處理市場(chǎng)快速發(fā)展,但增速已放緩
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以水處理為主要手段的水資源循環(huán)利用是解決上述矛盾方案
二、政策向?qū)?
近年來(lái),膜技術(shù)水處理行業(yè)的相關(guān)政策。
2015年4月國(guó)務(wù)院發(fā)布“水十條”,其中明確:敏感區(qū)域(重點(diǎn)湖泊、重點(diǎn)水庫(kù)、近岸海域匯水區(qū)域)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn);建成區(qū)水體水質(zhì)達(dá)不到地表水Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)的城市,新建城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。“水十條”提標(biāo)改造投資空間預(yù)計(jì)約400億。
? 要點(diǎn)總結(jié)
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水資源安全是國(guó)家安全的重要組成部分,近年來(lái)國(guó)家大力扶持水處理膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高,利好膜行業(yè)。
三、膜法水處理介紹
1. 概要
膜技術(shù)是膜分離技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng),是仿生物學(xué)膜,通過(guò)人工材料(膜材料)實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)分離的技術(shù)。膜分離是以對(duì)組分具有選擇性透過(guò)功能的膜為分離載體,通過(guò)在膜兩側(cè)施加一種或多種推動(dòng)力,使原料中的組分選擇性地優(yōu)先透過(guò)膜,從而達(dá)到混合物分離,并使產(chǎn)物提取、濃縮、純化等的一種新型分離過(guò)程。
膜的分離精度主要取決于其過(guò)濾孔徑大小,可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)膜。膜技術(shù)廣泛用于環(huán)境、能源、電子、醫(yī)藥等各個(gè)方面。由于膜技術(shù)可以去除常規(guī)處理工藝難以去除的水污染物,在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)受到重視。
不同種類(lèi)的膜技術(shù)分別應(yīng)用于不同的細(xì)分領(lǐng)域,主要包括市政污水處理及再生、自來(lái)水處理、工業(yè)水回用、海水淡化、家用凈水器等。
2. 技術(shù)原理
膜材料(Membrane)制作:膜是具有選擇性分離功能的材料,以膜為分離介質(zhì),通過(guò)在膜兩邊施加一個(gè)推動(dòng)力(如濃度差、壓力差或電位差)時(shí),使原料側(cè)分組選擇性的通過(guò)膜,以達(dá)到分離提出的目的。根據(jù)壓差驅(qū)動(dòng)膜分類(lèi),或根據(jù)孔徑大小及可通過(guò)溶質(zhì)大小的不同,膜材料制作可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)膜四種。
膜元件(Element)制作:膜元件是將膜材料以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi),通過(guò)較小體積擴(kuò)大膜面積和提高膜的工作效率的裝置。膜元件的作用是用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮。膜元件制作分為平板式、卷式、管式、中空纖維式四種。
膜組件(Module)制作:由若干膜元件與自控系統(tǒng)組成的設(shè)備集合體為膜組件系統(tǒng);膜組件及其系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)膜分離作用的主要載體。
膜材料 - 孔徑大小、過(guò)濾效果示意圖1
3. 膜材料的材質(zhì)分類(lèi)
根據(jù)制造材質(zhì)不同,膜可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜。
無(wú)機(jī)膜主要是陶瓷膜,玻璃膜,金屬膜,其過(guò)濾精度較低,選擇性較小。有機(jī)膜由高分子材料加工而成,如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚砜(PES)、聚砜(PS)、醋酸纖維素(CA)等,由于有機(jī)膜過(guò)濾精度較高,選擇性大,廣泛應(yīng)用于水資源化領(lǐng)域與工業(yè)特種分離等領(lǐng)域。
目前大型水處理方案中使用較多的為偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)材質(zhì)制作的微濾/超濾膜元件。反滲透膜的制造材質(zhì)多為醋酸纖維素(CA)等。
4. 膜材料的形狀分類(lèi)
根據(jù)不同形狀,膜可以分為中空纖維膜(PVDF)、平板膜(MBR)、管式膜和卷式膜。
膜的形狀是由制作和裝配工藝決定的,中空纖維膜在水處理應(yīng)用領(lǐng)域使用廣泛。平板膜一般僅在水資源化領(lǐng)域中的部分工藝中使用,如部分膜生物反應(yīng)器(MBR)中,管式膜則主要用于垃圾滲濾液處理和高固含量液體分離。
5. 膜法水處理的技術(shù)類(lèi)別
根據(jù)技術(shù)類(lèi)別分類(lèi),主要包括膜生物反應(yīng)器(MBR)、連續(xù)膜過(guò)濾(CMF)、浸沒(méi)式膜過(guò)濾(SMF)和雙向流膜過(guò)濾(TWF)。
膜生物反應(yīng)器(MBR),是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。其主要工藝原理是用超/微濾膜分離技術(shù)取代傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池和常規(guī)過(guò)濾單元,實(shí)現(xiàn)高效的固液分離和生物菌群的截留,經(jīng)其處理后的出水直接達(dá)到高品質(zhì)再生回用水標(biāo)準(zhǔn)。
以MBR為核心的三級(jí)水處理系統(tǒng)是目前好、具有一定成本效益的保護(hù)水環(huán)境和飲用水源的解決方案,多用于污水排放標(biāo)準(zhǔn)高的傳統(tǒng)污水廠提標(biāo)改造、擴(kuò)建工程,或新建緊湊高效型的污水處理系統(tǒng)。出水水質(zhì)遠(yuǎn)超未來(lái)幾年的排放標(biāo)準(zhǔn),出水可安全排放至敏感水環(huán)境中、在農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)生產(chǎn)中重復(fù)使用,以及地下水回灌。目前在中國(guó)市政污水處理領(lǐng)域MBR使用較為普遍,
連續(xù)膜過(guò)濾(CMF),是以中空纖維超/微濾膜組件為中心處理單元,配以特殊設(shè)計(jì)的管路、閥門(mén)、自清洗單元、加藥單元和自控單元等,形成閉路連續(xù)操作系統(tǒng),原水在一定壓力下透過(guò)微濾/超濾膜進(jìn)行過(guò)濾,達(dá)到物理分離凈化的目的。
浸沒(méi)式膜過(guò)濾(SMF),是超低壓中空纖維膜技術(shù)與連續(xù)膜過(guò)濾技術(shù)相結(jié)合而派生出來(lái)的一種新型的膜過(guò)濾處理工藝。它使用開(kāi)放式中空纖維膜組件,將膜直接置于充滿待處理水的膜池之中,通過(guò)泵的負(fù)壓抽吸和大氣壓力,使水透過(guò)膜表面,從中空纖維膜內(nèi)側(cè)抽出,達(dá)到過(guò)濾凈化的目的。
CMF和SMF主要用來(lái)處理相對(duì)清潔的水,如地表水、地下水、污水處理廠或預(yù)處理后尾水、海水淡化和純水制備過(guò)程中反滲透(RO)膜組件的前處理水等。供水深度凈化處理中CMF、SMF應(yīng)用相對(duì)較廣。
雙向流膜過(guò)濾(TWF),是在膜分離過(guò)程中,通過(guò)對(duì)原水的進(jìn)出方向進(jìn)行周期性倒換,在分離過(guò)濾的同時(shí),利用原水對(duì)污染較重的一端進(jìn)行清洗,以保持膜的良好通透效果,達(dá)到持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行原水分離凈化的效果。
膜法水處理 - 工藝對(duì)比示意圖
6. 膜法水處理應(yīng)用范圍
膜技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用約占國(guó)內(nèi)分離膜市場(chǎng)的85%份額,是分離膜的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
膜法水處理技術(shù)目前主要應(yīng)用于污水處理(包括市政污水處理和工業(yè)污水處理)、給水凈化(包括市政給水凈化和工業(yè)給水凈化)、海水淡化(苦咸水淡化)和純水制備等領(lǐng)域。
大規(guī)模水處理中,微濾膜、超濾膜更適用。在大規(guī)模的水處理工程中,包括市政污水處理和工業(yè)廢水處理,采用膜法水處理工藝的情況下,使用的大部分是微濾膜和超濾膜,這主要與這部分的水處理的要求和該種膜的特性有關(guān)。在大規(guī)模污水處理過(guò)程中,由于處理量大,最后的出水的標(biāo)準(zhǔn)要求并不高,并不要求達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。
反滲透膜更適用于生產(chǎn)性用水等領(lǐng)域。反滲透膜主要應(yīng)用在生產(chǎn)性工業(yè)純水領(lǐng)域,主要是制藥、微電子、食品、化工等技術(shù)要求較高的領(lǐng)域,同時(shí)在海水淡化也是一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。反滲透膜和納濾膜成本較高,且由于其孔徑較小,出水率較低。比如,對(duì)于反滲透膜而言,其進(jìn)水和出水一般是2:1的關(guān)系,也就是說(shuō),至少有一半的水損失掉。不過(guò),如居民自行飲用,亦或者對(duì)于食品、制藥等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)水的品質(zhì)要求較高的話,比如說(shuō)純水要求等,在這些生產(chǎn)性或消費(fèi)性用水中,反滲透膜更加適用。
膜法水處理 – 應(yīng)用領(lǐng)域示意圖
注:其他領(lǐng)域 - 特種分離一般是指發(fā)酵、制藥等如菌體分離、生物法生產(chǎn)丙烯酰胺、血液透析。
實(shí)際應(yīng)用中需要應(yīng)用多種膜技術(shù)
7. 膜技術(shù)和核心優(yōu)勢(shì)
? 要點(diǎn)總結(jié)
膜法水處理的優(yōu)勢(shì)明顯、出水水質(zhì)高,市場(chǎng)空間廣闊,但成本較高。
四、膜行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和利潤(rùn)分布
1. 水處理產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D
2. 膜法水處理產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D
3. 膜法水處理的產(chǎn)業(yè)鏈包括
上游:包含膜材料、膜組件制作。膜材料分為反滲透、納濾、超濾、微濾四種。膜組件分為中空纖維式、平板式、卷式、管式四種。上游膜材料的性能和價(jià)格直接影響膜組件設(shè)備的性能、膜法水處理工藝的優(yōu)化空間和水處理設(shè)施的投資成本與運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。膜材料/膜元件制作和研發(fā)在整條產(chǎn)業(yè)鏈中擁有更高的技術(shù)先進(jìn)性和盈利性。
中游:包含工程的技術(shù)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工程建設(shè)。技術(shù)和工藝設(shè)計(jì)主要分為膜生物反應(yīng)器(MBR)、連續(xù)膜過(guò)濾系統(tǒng)(CMF)、浸沒(méi)式膜過(guò)濾(SMF)和雙向流膜過(guò)濾技術(shù)(TWF)。
下游:包含水處理設(shè)施的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)。主要涉及給水處理、污水處理、海水淡化、超純水制作以及膜的清洗、更換等。
4. 產(chǎn)業(yè)鏈的收入、利潤(rùn)分布
? 要點(diǎn)總結(jié)
膜法水處理產(chǎn)業(yè)鏈50%以上的收入和利潤(rùn),都在膜材料和組件的制造環(huán)節(jié)。
五、國(guó)內(nèi)膜技術(shù)水處理的發(fā)展歷程
通過(guò)梳理行業(yè)產(chǎn)值變化規(guī)律,以及相關(guān)政策和標(biāo)志性事件,中國(guó)膜法水處理行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:
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實(shí)驗(yàn)室階段(2001年之前):我國(guó)早在1967年就開(kāi)始了反滲透膜的研制工作,1986年CA非對(duì)稱(chēng)反滲透膜實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,1991年MBR技術(shù)傳入中國(guó),1998年第一個(gè)采用MBR工藝的中水回用裝置在大連建成,處理量為200噸/天。這一階段膜技術(shù)主要集中在大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室小試、中試階段裝置。
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小型工程應(yīng)用階段(2001-2006年):2001年國(guó)家推出膜產(chǎn)業(yè)化政策,膜法水處理工藝進(jìn)入深入研究階段,部分處理量為幾百至幾千噸/天的小型MBR污水處理工程開(kāi)始建造,2004年慈溪杭州灣航豐水廠建成,成為第一個(gè)規(guī)模5萬(wàn)噸/天以上的膜法城鎮(zhèn)供水項(xiàng)目。
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規(guī)模化工程應(yīng)用階段(2006-2011年):2005年國(guó)家推出的節(jié)能減排和污水資源化政策促進(jìn)膜產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。以采用MBR工藝的北京密云4.5萬(wàn)噸/天再生水項(xiàng)目為代表的萬(wàn)噸級(jí)以上膜法污水處理裝置陸續(xù)投運(yùn)。這一階段由于2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2007年無(wú)錫太湖藍(lán)藻事件的催化劑作用,公眾對(duì)水安全的重視程度顯著提升,為膜法技術(shù)規(guī)?;茝V奠定了基礎(chǔ)。
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全面推廣階段(2011年至今):國(guó)產(chǎn)膜材技術(shù)逐漸成熟,價(jià)格下降,同時(shí)伴隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格和民眾環(huán)保意識(shí)增強(qiáng),膜法技術(shù)在全國(guó)多地開(kāi)始商業(yè)化應(yīng)用,目前全國(guó)投運(yùn)或在建的萬(wàn)噸級(jí)MBR城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)已達(dá)上百個(gè)。
我們認(rèn)為中國(guó)膜法水處理行業(yè)的發(fā)展遵循以下規(guī)律:環(huán)保指標(biāo)日趨嚴(yán)格是促使產(chǎn)業(yè)發(fā)展的外因,而以碧水源、津膜科技為代表的一批國(guó)內(nèi)膜企技術(shù)水平提升以及公眾環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)則是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力,同時(shí)標(biāo)志性事件在關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)起到了催化劑作用。
六、膜材料市場(chǎng)和未來(lái)趨勢(shì)分析
1. 國(guó)外市場(chǎng)
全球膜及膜組件市場(chǎng)銷(xiāo)售額,從1999年44億美元上升到2014年186.80億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率7-8%。
2. 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)
我國(guó)膜產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值(指膜制品、膜組件、膜附屬設(shè)備及相關(guān)工程的總值)從1993年2億元上升到2015年近850億元,復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)20%,其中水處理領(lǐng)域占到85%以上。
工信部提出"十三五"我國(guó)膜工業(yè)發(fā)展目標(biāo)是,年均增長(zhǎng)率將達(dá)到或超過(guò)20%,故保守預(yù)測(cè)到2020年達(dá)到2000-2500億元,膜產(chǎn)品出口產(chǎn)值每年超過(guò)100億元。
3. 膜材料成本逐漸下降
在當(dāng)前市場(chǎng),膜技術(shù)在污水處理行業(yè)推廣應(yīng)用面臨的重要的制約因素是較高的成本。隨著膜技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的不斷推進(jìn),加上國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)愈發(fā)明顯,膜材料及膜技術(shù)應(yīng)用成本都趨于下降。而膜材料價(jià)格不斷下探,不僅拓寬了膜法水處理應(yīng)用范圍,膜產(chǎn)品在污水處理領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用將成為現(xiàn)實(shí)。
以MBR膜為例,過(guò)去的20多年間,受益于膜工藝設(shè)計(jì)的改進(jìn)、運(yùn)行維護(hù)方案的優(yōu)化和膜壽命的延長(zhǎng),膜產(chǎn)品及其工藝以指數(shù)形式下降,整個(gè)生命周期成本從1992年400美元/㎡降低至2005年不足50美元/㎡。
在實(shí)際應(yīng)用中,傳統(tǒng)工藝污水廠的單噸造價(jià)為1000–1200元,而采用MBR工藝的污水廠單噸造價(jià)一般都在1500元左右??紤]到財(cái)政部有望出臺(tái)的補(bǔ)貼政策,可抹平膜技術(shù)與傳統(tǒng)工藝的造價(jià)差距。運(yùn)行費(fèi)用方面,以MBR為例,在考慮技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的能耗下降和污泥處置要求的情況下,膜處理的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用與傳統(tǒng)工藝差距僅有20%。
下圖以碧水源膜組件投資成本為例。
4. 膜法水處理廠的變化
市政大規(guī)模MBR應(yīng)用和膜法市政水廠的規(guī)模變化,與整個(gè)膜法水處理行業(yè)產(chǎn)值的變化趨勢(shì)高度一致。因此可以認(rèn)為,以上兩類(lèi)膜技術(shù)的應(yīng)用在膜法水處理產(chǎn)值的快速增長(zhǎng)中起到了主導(dǎo)作用。
城鎮(zhèn)污水處理和城鎮(zhèn)供水是膜法水處理技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)所,絕大多數(shù)膜法城鎮(zhèn)污水處理廠使用MBR技術(shù),大部分膜法城鎮(zhèn)水廠采用微濾膜,部分出水指標(biāo)較高的水廠同時(shí)使用反滲透膜。另外,未來(lái)在工業(yè)污水處理以及再生水領(lǐng)域,膜法技術(shù)也將有較大發(fā)展空間。
5. 行業(yè)趨勢(shì)
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膜元件生產(chǎn)高端化。
膜元件生產(chǎn)和研發(fā)一直是整個(gè)膜法水處理產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)核心,占據(jù)利潤(rùn)金字塔頂端位置。目前低端膜市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化程度逐步升高,但由于技術(shù)壁壘下降,競(jìng)爭(zhēng)趨于激烈,導(dǎo)致利潤(rùn)率逐步下降。反觀高端膜市場(chǎng),由于技術(shù)差距,大部分市場(chǎng)份額仍然被國(guó)際品牌占領(lǐng),利潤(rùn)率維持在較高水平。高利潤(rùn)必將吸引更多企業(yè)進(jìn)入,膜元件生產(chǎn)向高端發(fā)展是大勢(shì)所趨。
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向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸
膜法水處理產(chǎn)業(yè)鏈由膜元件研發(fā)和制作、膜組件制作、成套解決方案提供、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等幾部分組成。由其中一點(diǎn)切入,向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸,可以迅速擴(kuò)大公司營(yíng)業(yè)收入和利潤(rùn)總額,帶來(lái)公司的高速成長(zhǎng),同時(shí)塑造品牌形象,提高抗風(fēng)險(xiǎn)能力,降低平均成本。因此,向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸是行業(yè)發(fā)展的另一大趨勢(shì)。
七、國(guó)內(nèi)膜技術(shù)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局
1. 競(jìng)爭(zhēng)格局
2. 國(guó)內(nèi)膜企規(guī)模兩極分化趨勢(shì)明顯
目前,中國(guó)膜工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)約400家,企業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)兩極分化趨勢(shì)。大多數(shù)國(guó)內(nèi)膜企業(yè)有規(guī)模較小,研發(fā)實(shí)力較弱,資金實(shí)力較差的特點(diǎn)。
年產(chǎn)值500萬(wàn)左右的小規(guī)模企業(yè)占膜企總數(shù)的約85%;年產(chǎn)值1000萬(wàn)以上一億以下的中等規(guī)模企業(yè)約占10%;年億元產(chǎn)值以上企業(yè)僅占企業(yè)總數(shù)的5%,但這一類(lèi)企業(yè)集中了行業(yè)約90%的營(yíng)業(yè)收入。如圖所示,2015年碧水源年?duì)I業(yè)收入為52.1億,超過(guò)所有年產(chǎn)值一億元以下膜企業(yè)的營(yíng)業(yè)收入總和。
國(guó)內(nèi)膜企中一批規(guī)模較大,競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的企業(yè)已登錄資本市場(chǎng)。目前在主板上市的膜法水處理相關(guān)標(biāo)的有碧水源、津膜科技、南方匯通、維爾利和萬(wàn)邦達(dá)。其中,津膜科技和南方匯通主要以膜制造商的角色出現(xiàn);碧水源和維爾利是主流的膜工程商;萬(wàn)邦達(dá)在2015年與日本東麗成立合資公司,開(kāi)始生產(chǎn)MBR膜元件和膜組件,并借此機(jī)會(huì)切入膜法水處理市場(chǎng)。另外,在新三板市場(chǎng)有大概35家膜法水處理相關(guān)標(biāo)的。
3. 反滲透(RO)膜市場(chǎng)
反滲透膜主要用于脫鹽、超純水制造、海水淡化領(lǐng)域。反滲透膜技術(shù)壁壘遠(yuǎn)高于微濾和超濾膜。在RO膜元件制作所使用的50余種原材料和輔料中,聚酯無(wú)紡布、濃水隔網(wǎng)等至今尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
反滲透膜市場(chǎng)份額占比大。
1)技術(shù)含量高的的是膜元件環(huán)節(jié)(反滲透、超濾和微濾)。
2)在各種膜組件中,反滲透膜的市場(chǎng)規(guī)模占比高,達(dá)到45%左右,微濾膜膜組件其次,占比30%左右,納濾和超濾膜占比在20%左右。
反滲透膜屬于寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局,國(guó)產(chǎn)化率低。
1)全球反滲透膜屬于寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局,主要有7大生產(chǎn)廠商,包括陶氏化學(xué)、日東電工、日本東麗、美國(guó) GE、美國(guó)科氏、韓國(guó)世韓和時(shí)代沃頓。
2)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)陶氏反滲透膜領(lǐng)域市場(chǎng)占有率第一,國(guó)產(chǎn)膜僅時(shí)代沃頓占比10%左右(2012年)。
4. 超濾(UF)/微濾(MF)膜市場(chǎng)
超/微濾膜主要用于污水處理及回用,給水凈化以及海水淡化預(yù)處理領(lǐng)域。是中國(guó)目前膜產(chǎn)業(yè)中企業(yè)數(shù)量、產(chǎn)品種類(lèi)、型號(hào)多,能與國(guó)外產(chǎn)品相抗衡的領(lǐng)域。
超濾/微濾膜市場(chǎng)的三個(gè)特點(diǎn):
1)國(guó)內(nèi)超濾/微濾膜市場(chǎng)還沒(méi)有形成壟斷局面。目前高端市場(chǎng)由科氏為首的國(guó)外企業(yè)占據(jù)了大部分,中低端市場(chǎng)由國(guó)內(nèi)的企業(yè)瓜分。
2)超濾/微濾膜國(guó)產(chǎn)率目前達(dá)到50%左右。其中的代表企業(yè)有津膜科技和海南立昇。
3)國(guó)產(chǎn)膜性?xún)r(jià)比更優(yōu)秀:國(guó)內(nèi)UF/MF性能與國(guó)外相當(dāng),價(jià)格卻只有國(guó)外企業(yè)的一半。
4)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,低端產(chǎn)品利潤(rùn)率下滑。
? 要點(diǎn)總結(jié)
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反滲透膜的市場(chǎng)規(guī)模占比高,被國(guó)際巨頭占據(jù)或壟斷
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超濾/微濾被國(guó)內(nèi)外大廠瓜分,尚未形成壟斷,但價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈
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替代進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)膜市場(chǎng)份額逐步增加