在上海世博会上,由海南立昇公司提供的直饮水设备保证了游客的需求。该设备核心工艺是超滤膜净化水技术,可彻底去除水中的悬浮颗粒、细菌、病毒、胶体以及大分子有机物等,对于细菌去除率基本达到100%。(本报记者 张育 摄)
10月18日,国务院正式发布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》(简称《决定》)。该《决定》在膜行业引起了极大关注。“膜产业与七大战略新兴产业中的节能环保、新能源、新能源汽车、新材料和生物五大产业密切相关。”中国膜工业协会秘书长尤金德向CCIN记者一一道来。
膜法水处理已全面开花
水处理是膜产业的传统市场,占目前膜产品应用份额的85%~90%,是目前膜产品应用的最大市场。
CCIN记者在上海世博会采访时,对世博园内的直饮水系统留下深刻印象。这是直饮水系统首次走进世博园,也是目前中国最大规模的直饮水系统。据了解,上海世博园直饮水系统由海南立昇公司提供,其核心工艺是超滤膜处理技术。“世博会直饮水系统采用的是立昇公司具有完全自主知识产权的聚氯乙烯合金超滤膜。该超滤膜可彻底去除水中的悬浮颗粒、细菌、病毒、胶体以及大分子有机物等,对于细菌去除率基本达到100%。”海南立昇公司董事长陈良刚接受CCIN记者采访时表示。
在刚刚结束的第十三届中国国际膜与水处理技术展览会上,CCIN记者还发现,膜产品在工业废水处理、海水淡化、市政污水处理等方面也是业绩颇丰。如神华煤制油有限公司在生产过程中产生大量含盐废水和硫酸铵催化剂废水,通过膜技术和蒸发器技术,这两套废水处理系统的回收率均达到约90%,每天约有8700吨高品质水能够被回用;中石化天津百万吨大乙烯项目的配套工程——大港新泉海水淡化项目,一期海水淡化能力为日产10万吨,采用超滤膜和反渗透膜系统处理,是目前亚洲最大的海水淡化工程;北京碧水源科技股份有限公司已经成功运行了10万吨/天的膜生物反应器污水处理工程,膜生物反应器污水处理工程的大型化已经走在世界的前列。
水资源匮乏是中国的基本国情,所以必须实现水资源的循环利用。据了解,目前我国水处理市场价值上千亿元。环保部科技司副司长刘志全表示,“十二五”期间,中国环保投入将达到3.1万亿元,规模将比“十一五”的1.4万亿元增长1倍以上。污水处理基础设施将会延续高速增长。
“由于具备节能环保的特性,我国膜工业市场规模近年来以每年25%左右的速度增长。今年我国涉及膜产品的整体工程市场达到约200亿元。在我国水资源稀缺和高度重视节能环保的大背景下,预计膜产品在水处理领域的需求仍将保持快速增长。”尤金德告诉CCIN记者。
新能源领域是潜在市场
搭上新能源和新能源汽车的“顺风车”,膜产品拥有了今后最大的潜在市场。
新能源发电面临的棘手问题就是能量忽大忽小。比如风能,风大和风小时产生的电能不一样。再比如太阳能,阳光强烈和没有阳光时的电能不一样。这就涉及到新能源的存储问题。清华大学液流电池工程研究中心主任王保国告诉CCIN记者:“全钒液流电池是一种面向新能源领域的新型储能电池。质子传导膜作为全钒液流电池的关键材料之一,当然会获得巨大的发展空间。”
王保国进一步介绍说:“全钒液流电池的机理与现有电池不同。它的正负极之间通过质子传导膜被分隔成彼此互相独立的两室,这张质子传导膜是全钒液流电池的核心材料之一。它不仅起到隔离正负极电解液的作用,而且在电池充放电时形成离子通道使电极反应得以完成。因此对膜的要求是必须实现质子交换功能,具有高选择性和低膜电阻。另外,膜还要有足够的化学稳定性。
据了解,2009年3月16日,投资5.56亿元的500兆瓦全钒液流电池项目正式在承德市双滦钒钛产业区开工建设。该项目所用技术由承德市万利通集团与清华大学共同开发,计划达产后形成总容量为500兆瓦的钒电池组装生产线,可实现年产值17.95亿元,实现工业增加值7亿元。同时,还可形成钒电解液、质子交换膜等5个配套的产业集群。
一盆污浊的脏水,通过膜生物反应器处理后,就变成了清水。
成为新能源汽车关键点
尤金德还告诉CCIN记者,新能源汽车中的燃料电池车同样也离不开膜产品。燃料电池用离子交换膜是燃料电池的核心材料之一。在中国推出新能源汽车产业化的战略版图中,燃料电池车的地位已经在逐步上升。科技部部长万钢最近表示,在未来的5~10年中,燃料电池汽车会成为新能源汽车的制高点。
据了解,由山东东岳集团自主研发的燃料电池膜今年已经实现国产化,打破了国外垄断,其年产500吨的燃料电池磺酸树脂离子膜生产装置已经建成投产。
上海世博会期间,由同济大学与国内五大整车厂合作生产的196辆燃料电池汽车(含90辆燃料电池轿车、6辆燃料电池客车和100辆燃料电池观光车)在世博园进行示范运营,它们以氢气为能源、真正实现了零排放,得到了一致认可。燃料电池汽车地位的提升,给燃料电池用膜带来了空间。
在新材料中彰显高性能
“东岳集团开发成功的全氟离子交换膜是氯碱行业的核心材料,为氯碱产业核心材料的国产化和产业升级发挥了重要作用。”尤金德说。
今年6月30日,由东岳集团历时8年,自主研发的全氟离子膜在万吨级氯碱装置上实现了成功应用,显示了优异的性能。这揭开了中国自主生产高性能全氟离子膜的序幕。
东岳集团研究院首席科学家张永明告诉CCIN记者:“全氟离子膜这种新材料的诞生,使我国摆脱了该产品100%依赖进口的局面,成为世界上第三个能自主生产全氟离子膜的国家。此前为了保障产业安全,我国仍保留了600万~700万吨落后的石棉隔膜氯碱装置,以保证最紧要需求。国产离子膜问世后,我国就可以着手淘汰落后的石棉隔膜氯碱装置,每年可节电约50亿千瓦时,取得巨大的节能减排效益。”
生物医药领域的增长点
上海生物医学工程研究中心研究员汲江接受CCIN记者采访说,仿生膜在生物医药领域可以大展拳脚,因为在现代生物制药的整个工艺流程中,有五个关键部位都需要用膜材料。生物制药是通过基因工程来实现的。如果把有分子识别功能的单体,通过化学的方法键合到膜的表面,就实现了在膜的孔道上装上一个具有特异功能的官能团,它就可以把目标分子抓住,从而实现特定分子的高效分离。这种特殊功能决定了仿生膜在生物制药领域备受亲睐。
据了解,仿生膜利润率通常达到水处理膜的5倍以上。目前在中国,膜材料在生物医药领域的应用有约10亿元的市场价值。
在近日举行的第十三届中国国际膜与水处理技术展览会上,中国的膜产品引起了外商的强烈兴趣。图为外商正在了解中国膜产品的性能。(除署名外,图片摄影为危丽琼。)