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每週一談十一期:膜系列研究二市場篇之「海水淡化,理想很豐滿」 汪書記聊江湖

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在上期《膜系列研究一技術篇之「神奇的膜法」》中,我們從技術角度介紹了反滲透膜的原理及其基本的應用情況。國內外海水淡化是膜的主要工業應用市場;在國內,該市場主要以試點為主,其中反滲透膜成本具備一定經濟性,因而應用佔比不斷提升;整體上看,海水淡化項目增速決定了反滲透膜工業市場增速,但與其他水供應比較,海水淡化成本較高,因而已建成項目開工率不高,項目呈現非市場化推動的特徵。

1.反滲透膜市場調研:產能在提升,外資佔主導

如下圖所示,2007年以來,中國反滲透膜產量不斷增長,2007年為200萬m2,預計2013年(今年)達到557萬m2。根據數據統計,2005年中國反滲透膜市場銷售總額為10億元;2012年達到20億元,已佔世界總銷售額的20%左右(包括內資和外資)。
查看原图中國的反滲透膜市場快速發展的同時,也經歷了從外資壟斷到內資崛起的過程。2008年全球反滲透膜市場的主要玩家有:陶氏化學公司(35.71%)、美國海德能公司(32.05%)、東麗集團(26.56%)以及總和不到6%的科氏工業集團、東洋紡公司和熊津化學等。

其中,在中國市場,2005年國產反滲透膜只佔反滲透膜中國總銷售額的2.5%-5%;2008年國產反滲透膜份額已經增長至10%(其中,僅「時代沃頓」就佔了8%)。隨著國內膜市場的快速發展,國產份額有繼續增長之勢。
查看原图2. 應用市場分析:海水淡化工程政府推動,反滲透膜成本經濟型顯現
反滲透膜的應用領域有海水淡化、處理重金屬廢水、食品飲料製造等。而海水淡化是反滲透膜的一個重要應用領域。目前主流的海水淡化技術主要是反滲透、多級閃蒸和低溫多效。憑藉不斷降低的成本和較高的出水品質,反滲透膜在海水淡化領域的應用比例不斷增長。
如下圖為反滲透膜法海水淡化典型工藝流程。
查看原图以一個處理規模為6000m3/d的海水淡化工程為例,拆分處理過程中的各項成本。
查看原图查看原图由上表可以得到兩個結論:

1)三種主流海水淡化工藝中,反滲透法單位造水成本最低,但不同地區應有所差異。

2)其中,電力消耗佔了反滲透法總成本的40%,固定資產折舊和膜更換費用分別佔21%和22%。若要進一步提高反滲透法的吸引力,降低電力消耗是關鍵;與此同時,延長膜的使用壽命和減少工程支出能夠起到重要作用。

3.政府是其主要推動力,成本過高阻礙其大規模應用

根據海水淡化「十二五」規劃的統計,截至2010年底,在已建成的海水淡化裝機容量中,反滲透法所佔比例最高,為60%;蒸餾法所佔比例其次,為34. 8%;其他方法合計約5%。

由上文知,膜法海水淡化成本已經接近並低於傳統海水淡化方法。同時在海水淡化「十一五」規劃中規劃建成的6個海水淡化項目中,有2項完全使用反滲透法,3項使用熱法/反滲透法。海水淡化「十二五」規劃中明確要求建設2個以上5-10萬噸/日反滲透海水淡化示範工程以及建設1個以上5-10萬噸/日低溫多效蒸餾海水淡化示範工程。

同時通過下表又能觀察到,超濾膜與反滲透膜耦合、蒸餾法與反滲透膜法耦合等多種工藝耦合技術應用日益普遍,以最大限度降低能耗、提高出水水質和增加系統穩定性;

未來多種工藝耦合的海水淡化項目將佔據更多的市場空間。
查看原图那為何海水淡化供水遲遲不能大規模應用?因為原水供應的成本更低。

以天津為例,引灤入津的原水價格為1.75元/噸,加上處理工序、管網折舊,總成本約4元/噸。而天津北疆電廠目前海水淡化每噸水成本約4元,通過水處理,用專用輸水管網運往自來水廠原水池,運行成本增加了3.6元,達到7.6元/噸。較大的成本差異是導致天津北疆電廠海水淡化項目產能利用率僅為20%的重要原因。

4.結論:長期增長潛力較大,短期應用關鍵是成本

根據《海水淡化產業發展「十二五」規劃》:到2015年,我國海水淡化產能達到220萬立方米/日以上。鑑於2010年我國海水淡化產能僅為60立方米/日。按照至2015年海水淡化產能增加160萬噸/日、平均海水淡化設備7000元/噸日來測算,未來2010-2015年海水淡化設備投資有望高達112億元。而作為耗材的反滲透膜,若佔總投資額的23%,則市場空間的增量為25.76億元,比2012年增長128.8%。

而在短期內,由於海水淡化造水成本相較於傳統原水供應成本依然偏高,導致產能利用率偏低。未來持續地降低成本或是關鍵。
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