歡迎來到中國化工信息雜志
把握機遇期,以創新賦能膜產業提升 ——訪中國膜工業協會理事長 鄭根江
2022年15期 發行日期:2022-08-12
作者:■魏坤

  隨著技術的不斷進步,我國膜產業已經成為眾多行業發展的支撐性產業,近年來在解決水資源、大氣與水環境污染,發展新能源產業,特別是提高能源、資源利用率等方面發揮著不可替代的作用。當前,“十四五”期間我國膜產業將如何發展?面臨著哪些機遇和挑戰?近日,中國膜工業協會理事長鄭根江就以上熱點話題接受了本刊采訪。

把握發展關鍵期,搶抓三方面機遇,

  【CCN】“十三五”期間,我國膜產業發展呈現出哪些新特點?

  【鄭根江】“十三五”是我國膜產業迅速發展的時期,亮點很多,主要表現在以下幾方面。

  一是科技創新能力明顯增強。截至2020年底,全國從事膜科技研究的高等院校、科研機構近百家,建立省部級以上各類創新平臺60多個,研究領域幾乎拓展到全球開展的所有膜專業領域。通過科技計劃的實施,開發形成了一批具有自主知識產權的高水平科技成果,部分技術已達到國際先進水平。整體科技水平跨上了新臺階,基本形成了有中國特色的膜科技創新體系。

  二是膜工業產值快速增長。2020年,我國膜工業總產值達3100億,比“十二五”末膜工業總產值翻了一番,并持續保持15%左右的年增長率。產業化水平也有了明顯提高,囯產化率達到65%以上。超濾膜、家用反滲透膜等產品基本已實現國產化。

  三是應用領域不斷擴大。目前,我國已成為全球最大的膜市場之一。膜產品已廣泛應用于海水苦咸水淡化、工業用水純化、污水再生回用、新能源、醫療醫藥和物料分離、濃縮、純化等工業過程。

  【CCN】當前,我國膜行業發展面臨哪些新的機遇?哪些行業的發展將拉動膜的需求增長?

  【鄭根江】當前,我國膜產業發展正處于關鍵期,機遇與挑戰同在。但總體分析,機遇大于挑戰,主要體現在以下幾方面。

  第一,國家對水安全保障的高度重視,給膜產業發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發展的瓶頸,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,海水淡化和苦咸水淡化必將成為解決沿海經濟發達地區資源性缺水的重要手段之一。利用就是工業廢水和市政污水的再生回用。根據2019年測算的數據,我國有城鎮污水750億噸,農村污水259億噸,可以進行資源化的污水總量約1000億噸。此外,還有約200億噸的工業廢水可以資源化。因此,國家高度重視工業廢水和市政污水資源化,對工業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之一,膜技術在該領域的應用具有很大發展空間。

  另一方面,隨著人民生活水平的不斷提高,對飲用水水質要求越來越高。通過對自來水的深度處理以獲取更為優質的飲用水,已逐漸成為迫切需要解決的問題。而膜技術在該領域應用前景也十分廣闊。

  第二,我國戰略性新興產業的快速發展,給膜產業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,也是國家戰略性新興產業的重要組成部分。同時,它又是眾多戰略性新興產業的共性技術和產業發展支撐。目前,膜技術已成為新能源動力電池、人工臟器,生物制藥、半導體、光電和光學等產業的關鍵技術。因此,隨著戰略性新興產業的快速發展,將給膜產業發展帶來廣闊的應用空間。

  第三,傳統產業轉型升級,為膜產業發展創造了新一輪發展機遇。目前,我國正處在產業轉型的關鍵階段,產業轉型升級就意味著產業從低附加值轉向高附加值,從高能耗、高污染轉向低能耗、低污染,從粗放型轉向集約型。而膜技術作為一項先進的分離技術,廣泛應用于石油、化工、食品、醫藥、冶金和電力等傳統產業領域,在物料的精準分離、濃縮、純化和精制生產等方面具有獨特的優勢,可以完全替代或部分替代傳統的分離過程,實現低能耗、低污染、高附加值,助力產業轉型升級。

  【CCN】總體來看,我國膜產業鏈各板塊發展不甚均衡,應從哪幾方面推動行業高質量發展?

  【鄭根江】膜產業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業板塊。由于種種原因,各產業板塊發展還不均衡,突出問題是產業鏈頂端的膜與膜材料板塊比重較少,只占膜工業中產值的15%左右,遠遠低于發達國家的水平,這直接制約了我國膜產業的高質量發展。因此,應著力扭轉這一局面。

  一是加強創新、重點突破。關鍵是加強膜與膜材料的研究,加大膜與膜材料產業化關鍵技術攻關,率先在一批重點技術領域取得突破,搶占制高點,實現跨越和引領,支撐我國膜產業高質量發展。

  二是高端引領、強鏈補鏈。大力培育高端產品,優化提升存量產品,化解中低端產品產能過剩的問題。

  三是充分發揮市場主導作用。加強功能規劃,優化產業結構和布局,推動產業集聚集約發展。

  四是加大扶持力度。建立一批膜產業示范園區,培育一批龍頭企業和標桿企業,引領我國膜產業的高質量發展。

  五是加強產業支撐體系建設。加強標準體系、質檢體系、行業評價體系和投融資體系等的建設力度,改善膜產業發展環境,推動膜產業生態系統的形成。

攻堅克難,突破技術關卡

  【CCN】在您看來,膜科學技術在哪些領域發揮了關鍵性作用?

  【鄭根江】在國內眾多重要的經濟領域,膜技術都發揮著越來越重要的作用。

  在海水淡化領域,我國已建成海水淡化工程135座,日產淡水161萬噸。其中膜法海水淡化占60%以上。

  在環保和污水資源化領域,膜技術廣泛應用于工業廢水資源化和市政污水再生回用。目前,我國已建成規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。

  在新能源領域,膜技術作為新能源電池的核心技術之一,在新能源電池發展中起著關鍵作用。鋰電池隔膜、氫燃料電池質子交換膜、太陽能光伏背板膜等膜技術的發展及應用,有力地支撐了我國新能源的快速發展。

  在醫藥醫療領域,膜技術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。

  在石油化工領域,膜技術己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過程,助力我國石油化工等傳統產業的轉型升級。

  【CCN】膜分離技術在化工領域的應用前景如何?

  【鄭根江】膜分離技術是當今世界公認的最先進的化工分離技術之一,具有能耗低、無二次污染、操作簡單、分離效率高等特點,在化工生產中的應用日益廣泛。如用于物料精準分離的高性能膜技術,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,適用于酸堿制備和回收的雙極膜技術等,用于化工氣體分離、富集、純化和碳中和的氣體分離膜技術等,這些技術在化工領域的應用前景十分看好。

  【CCN】新能源汽車的大力發展,帶動了動力電池用膜及燃料電池膜的產業發展,目前國內產品能否滿足需求,有哪些關鍵技術有待突破?

  【鄭根江】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展先于氫燃料電池質子交換膜,前者應用已達到相當規模。2019年,我國國產隔膜產量達27.4億平米,2020年產量超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,產業化發展速度較快。但尚有不少技術需要突破或提升,如鋰電池隔膜的基膜材料技術,氫燃料電池質子交換膜制備技術及其氫燃料電池產業鏈中的相關技術,以及含氟復膜型背板膜生產技術等。

加大創新力度,提升國際話語權

  【CCN】膜產業的發展離不開技術創新,未來我國膜產業應重點開展哪些領域的研究?如何將科技創新和產業化有效結合?

  【鄭根江】膜科技的持續創新是膜產業快速、高質量發展的關鍵所在。未來我國膜技術的發展方向應緊緊圍繞國家發展戰略需求,瞄準國際前沿,結合我國膜技術發展現狀,著力發展原創性、引領性技術和高端產品。

  目前,研究重點大概有以下幾方面:一是面向精準分離、濃縮、純化的特種分離膜;二是面向高溫、高壓、高污染等極端工況下應用的高性能分離膜;三是有機膜材料改性研究,優化提升有機膜性能;四是面向新能源、電子、醫療醫藥、光學等非水處理的特種功能膜。同時,應著力建立科技創新、產業培育和產業支撐相協調的科技成果轉化體系,促進產學研的密切合作,改善成果轉化環境,提高轉化效率和產業化水平。

  【CCN】當前,國際膜產品市場發展迅速。據您了解,全球領先的膜產業巨頭都在關注哪些前沿領域?我國膜產品應該如何提高國際競爭力,提升國內市場話語權?

  【鄭根江】國外膜技術進展及應用十分迅速,目前研究的主要方向大都集中在開發新的功能膜與膜材料,以及膜材料改性等方面。

  研發的重點主要包括利用新型高通量無機膜(如不對稱結構金屬膜)進行有機膜的改性,以提高通量及抗污染性能;開發有機和無機混合膜,使之兼備有機和無機膜的優點;制備精準分離的高性能膜,改革傳統分離工藝,實現產品精制和純化。

  就我國目前膜技術及產業發展現狀分析,要想提高國際競爭力,重點要跟蹤國際前沿,加強膜與膜材料技術的原始創新,發展先進膜技術,特別是引領性技術和高端膜產品,優化產業結構,提升產業水平,增強國際競爭力。同時,要加強國際交流與合作,開拓國際市場,盡快使中國膜產品融入全球膜供應鏈,提高國際市場占有率,提升市場話語權。


當前評論
亚洲一区二区三区无码久久久