第一部分 总体情况篇

第一章 全球膜产业发展概况

第一节 全球膜市场概况

21世纪伊始，全球膜市场出现强劲的增长势头。2004年全球膜市场的销售额达到63亿美元，随后三年的年增长率分别为9.5%、10.1%和9.2%。2011年，全球膜及膜组件的销售额达到110亿美元。最近20余年全球膜制品销售额见图1—1。

反渗透（Reverse Osmosis，RO）是当今世界上最有效和最节能的分离技术之一。利用反渗透的分离特性可以有效去除水中的溶解盐、胶体、有机物和细菌等杂质，具有能耗低、无污染、工艺先进、操作简单等优点。反渗透占全球膜市场的45%，超滤与纳滤（Ultra-filtration、Nano-filtration，UF/NF）共占20%，微滤（Micro-filtration，MF）占30%（见图1—2、图1—3）。

一、RO市场状况

反渗透膜分为高压、中压、低压及超低压几类，近年又商品化了能在0.2~0.3MPa下出水的极低压膜。目前流行的芳香聚酰胺复合膜，其功能性也在不断扩展，是一种商品化了的抗氧化、抗污染、高通量的膜。全球RO膜组件中卷式约占91%，中空纤维式约占5%，板框式接近4%（见图1—4）。

在过去20余年间，全球RO膜及组件的销售额从1990年的6亿美元上升到2010年的30亿美元（见图1—5）。2005年前，美国一直是全球最大的反渗透膜市场，占据全球40%以上的市场份额（见图1—6）。近年来，由于亚洲、中东和拉美地区反渗透膜市场的兴起，特别是中国膜市场的崛起，导致美国反渗透膜市场份额在2005年后持续下降，2010年前后，中国已经超越美国成为全球最大的RO膜市场。

全球RO膜市场是一个由少数公司高度垄断的市场。高达95%的市场份额被陶氏（Dow）、日东电工集团美国海德能公司（Nitto Denko/Hydranautics）、东丽（Toray）、科氏（Koch）、通用（GE）、熊津（CSM）、东洋纺（Toyobo）等公司占有。其中仅陶氏和海德能两家就占据了65%~70%的市场份额，但近年来东丽公司的市场份额迅速上升，已成为陶氏和海德能的最有力竞争者。

海水淡化是RO膜的最重要用途之一。应用于海水淡化的RO膜主要供应商在20世纪末有20多家，但随着市场竞争的加剧，只有具备很强研发能力的厂商才得以生存。目前只剩下四家主要的供应商———陶氏、东丽、东洋纺、日东电工集团美国海德能公司。由于东洋纺公司的反渗透膜采用醋酸纤维材料制造，其产品主要应用在海湾地区的阿拉伯国家。海湾以外的国家和地区的反渗透膜市场几乎被陶氏、东丽和海德能三家供应商垄断。

二、UF/MF市场状况

超滤/微滤占美、日、欧整个膜市场份额的50%~60%，它们广泛应用于化工过程的分离与精制，废水的净化处理并回收有用成分，工业废水“零排放”，活性污泥膜法废（污）水处理回用等。2008年全球UF/MF相关设备的销售额达到43.67亿美元，若加上相关工程则接近80亿美元，年增长率为9%，而在废水处理领域的增长率达到11%。超滤和微滤均属于压力（低压）驱动膜过程，超滤膜平均孔径在1~50nm之间，可以分离溶液中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等。微滤膜的平均孔径在0.1~20μm之间，水处理一般用0.1~0.4μm孔径的膜，主要去除微粒、亚微粒和细粒物质。超滤膜的材质主要为聚砜（PSU）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVC）等，而微滤膜材质为醋酸纤维素（CA）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）等。此外，无机陶瓷也可制作超滤膜和微滤膜。

1995年之前，UF/MF低压膜的发展还比较缓慢。而自1995年开始，该产业快速发展，这与1993—1994年间隐孢子虫事件的爆发以及美国对水质的严格管制有关。目前UF/MF低压膜已经成为了水与废水处理业务中非常重要的单元操作。图1—7为2006年全球UF/MF膜应用领域的分布情况，UF/MF主要应用于饮用水处理（60%），其次为废水处理（22%）。需要说明的是，尽管图中显示MBR（Membrane Bio-Reactor，膜生物反应器）应用只占了相对较小的一部分（7%），但是在废水处理业务中，许多大公司的废水处理也可以归入MBR应用。同样，虽然图中RO预处理只占较小的比例（3%），但也存在MBR统计数据中类似的问题，一些工业应用和废水处理也可归为RO预处理，因此其实际使用率更高。

根据2006年的统计数据，低压膜安装应用量在美洲所占份额最大，占到了全球的44%，而欧洲为19%。环太平洋地区近年来的增长非常迅速，已达到23%（见图1—8）。由于长期干旱，澳大利亚已经转向了废水再利用和海水淡化等其他水资源，由此推动了环太平洋地区低压膜的快速增长。中东与非洲增长快速，占全球的14%。

2003年，安装应用的UF/MF膜主要集中于通用泽能（GE Zenon）、西门子（Siemens Memcor）、颇尔（Pall）、诺芮特（Norit）、旭化成（Asahi Kasei）、三菱丽阳（Mitsubishi Rayon）、久保田（Kubota）等膜生产商。西门子公司目前最大的市场是在美洲的饮用水处理领域，并占据该地区较大的市场份额。颇尔公司在美洲市场上也非常活跃。通用和久保田公司则在环太平洋地区的市场中非常活跃，其中后者最早进军澳大利亚和新西兰膜市场。

低压膜市场有个明显的趋势就是各大公司通过收购已有的公司和业务来获得市场份额。1999—2006年间，通用公司通过一系列的战略性收购，先后兼并了Glegg、Betz、Osmonics、Ionics、Zenon五家著名的水处理公司，在全球膜市场占据重要位置。经过三次收购，Memcor业务于2004年被工业巨头西门子公司收购（见表1—1）。