2022年中国水处理膜行业专题调研与深度分析报告（简版）
一、膜技术应用场景广泛，工业用水处理排在首位
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离可以实现不同液体或气体组分的分离、分级、浓缩与提纯。膜分离技术是以膜材料为核心，利用膜的选择性分离功能实现的基于分子量级别的精细分离技术。
膜材料的性质和化学结构对膜分离性能起决定性地作用，根据膜孔径的大小或阻留微粒的表观尺寸从大到小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。各种类膜材料应用技术的概况如下：
图表1：各种类膜材料应用技术概况
资料来源：Wind、韦伯咨询
我国膜技术应用场景非常广泛。其中：工业用水处理应用排在首位，占比近1/3；其次是能源行业和工业废水处理应用两大领域，分别占1/5左右；其余应用领域包括医用行业、市政污水处理、城镇饮用水处理、海水苦咸水淡化等。
图表2：膜技术应用场景各领域分布情况
资料来源：Wind、韦伯咨询
二、膜产业获国家重点培育，“十四五”膜法水处理产业发展提速
膜产业是我国高科技战略性产业，膜产业在“十二五”期间由于同时占据了节能环保和新材料两大战略性新兴产业，被列为国家产业发展的重点方向，得到重点培育。“十三五”期间政策方向上明确了高性能分离膜材料作为关键战略材料的发展重点，其中高性能分离膜材料被列入关键性战略材料，膜产业得到了迅速的发展。
在《中国制造2025》中把膜产品作为关键材料的发展重点，提出到2025年水处理膜材料的成本下降20%以上，特种分离膜和气体分离膜能耗下降20%，以分离膜材料为核心的分离装备成为石油化工、煤化工等行业的主要分离手段，分效率提高30%，国产化率将超过50%。
图表3：“十四五”时期中国膜产业发展规划及主要指标
资料来源：Wind、韦伯咨询
《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》于2021年6月颁布。《规划》旨在有效缓解我国城镇污水收集处理设施发展不平衡不充分的矛盾，系统推动补短板强弱项，全面提升污水收集处理效能，加快推进污水资源化利用，提高设施运行维护水平。
由于水资源短缺及水处理标准的提高将推动污水处理产业的升级，膜工艺在污水资源化市场将得到更广泛的应用。“十四五”期间膜处理市场将超过千亿级，水资源利用效率的提高将进一步激发产业发展。
三、水资源短缺及水质污染严重，水处理膜市场需求巨大
根据世界银行2016年公布的数据，中国水资源总量为28,180亿吨，该数值仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国，在214个国家和地区中名列第五位。2021年，国家水利部公布全国水资源量为29638.2亿吨,总量仍然保持在较高水平。但是，考虑到我国人口基数，人均水资源占有量仅为2,000吨左右，远低于国际平均水平。因此，我国属于水资源相对匮乏国家。
图表4：2021年全国水资源主要指标
资料来源：Wind、韦伯咨询
2021年，全国地表水监测的3632个国考断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面（点位）占84.9%。全国仍有1.2%的地表水国考断面水质为劣Ⅴ类，少数地区消除劣Ⅴ类断面难度较大。全国近岸海域劣Ⅳ类海域面积比例占9.6%。此外，个别地区生态破坏、局部区域生态退化还较为严重。
图表5：2021年全国地表水体总体水质情况
资料来源：Wind、韦伯咨询
近年来，随着人口和经济增长以及城市建设速度加快，全国用水需求整体保持在高位，在2019年达到5,990.90亿吨。2021年，全国用水总量为5920.2亿m3，与2020年相比增加107.3亿m3。《全国水资源综合规划》指出：到2020年，全国用水总量力争控制在6,700亿吨以内；到2030年，全国用水总量力争控制在7,000亿吨以内。尽管我国水资源供应紧张，但用水需求仍保持在高位。
图表6：1997-2021年全国用水量分类别变化趋势（亿吨）
资料来源：Wind、韦伯咨询整理
此外，水处理分离膜主要应用于水处理工程项目中，水处理分离膜的使用寿命一般远低于工程项目的运营期间。因此，水处理分离膜兼具项目运营所需的耗材属性。目前中国投入运行或在建的MBR系统已有200多个万吨级MBR系统在市政污水处理领域得到应用。我国MBR系统累计处理能力从2010年的200万吨/天增长至2019年的1980万吨/天左右。随着膜应用的不断推广，已用水处理分离膜达到使用寿命后的换膜需求同样带来了较大的市场空间。
图表7：国内市政污水领域MBR系统应用及处理能力（万吨/日）
资料来源：Wind、韦伯咨询
四、全球市场被跨国巨头主导，国内企业技术实力有待提升
水处理膜行业在我国尚属于新兴行业。国际知名膜制造企业已掌握了水处理分离膜相关的生产技术并且具备了较成熟的生产经验。在国内水处理需求快速增长的带动下，国内水处理分离膜制造企业也取得了快速发展。同时，由于生产高品质水处理分离膜技术难度较大，生产企业的工艺控制水平直接影响产品性能和生产成本。国内仅少部分行业领先企业的产品可与国际知名膜制造企业形成直接竞争。
图表8：中国和国外先进企业反渗透膜脱盐率对比
资料来源：Wind、韦伯咨询
国外高性能分离膜领域起步较早，发展较为成熟，在相关产品领域具备较高的市场占有率；以8英寸反渗透膜元件为例，仅杜邦水处理、日本东丽、海德能三家就占据国内市场70%左右的份额。得益于国家政策支持、产业链的整合、相关技术的发展，国内厂家在成本控制、产品分离效果等方面，较之于国外品牌有一定的竞争优势。
图表9：重点企业8英寸反渗透膜元件市场份额（%）
资料来源：Wind、韦伯咨询
值得注意的是，中化国际、万华化学等传统化工企业近期纷纷开始进军反渗透膜等高端膜市场，希望能凭借其在原料、资金和规模等方面的优势，助力中国高端膜行业实现突破。
五、海水淡化规模快速扩大，有力拉动反渗透膜市场需求增长
随着水资源危机不断加剧，海水淡化在解决全球缺水问题中发挥着越来越重要的作用。根据GWI发布的数据：2017-2022年，全球海水淡化市场增长率为7.3%，2022年新签约海水淡化工程水量规模高达540万吨/日。
反渗透膜法和多级闪蒸法是目前全球海水淡化的主流技术，其中反渗透技术因其一次性投资小、能耗低、操作简便、建设周期短等优势，发展迅速，已占到全球海水淡化总产能的65%以上。由于技术已趋成熟，反渗透海水淡化工程造价和运行成本持续降低，吨水能耗降至4kWh/m3以下，淡化成本降至5-6元/m3。海水淡化反渗透膜是膜法海水淡化系统的核心材料和关键部件，预计至2023年全球海水淡化反渗透膜市场容量约为40亿元，折合8英寸膜组件70-80万支。
图表10：全球海水淡化技术主要类别及市场份额
资料来源：Wind、韦伯咨询
作为我国海洋战略的重要组成部分，海水淡化产业正处在规模化应用的关键时期。近年来，全国海水淡化工程总体规模呈现快速增长的趋势。截止2021年底，我国已建成海水淡化工程144个，工程规模185.64万吨/日，同比增长12%。
图表11：2014-2021年全国海水淡化工程规模及增长情况（万吨/日）
资料来源：Wind、韦伯咨询
我国已掌握反渗透和低温多效海水淡化技术，关键设备研制取得突破，相关技术达到或接近国际先进水平。截止2021年底，全国应用反渗透技术的海水淡化工程规模122.88万吨/日，占全国总工程规模的66.19%，利用水处理分离膜的反渗透技术成为现阶段我国海水淡化的主要技术。
图表12：2021年国内海水淡化工艺应用情况分布
资料来源：Wind、韦伯咨询
2021年6月，国家发展改革委、自然资源部印发《海水淡化利用发展行动计划（2021—2025年）》明确：到2025年，全国海水淡化总规模达到290万吨/日以上，新增海水淡化规模125万吨/日以上，其中沿海城市新增105万吨/日以上，海岛地区新增20万吨/日以上。不断增长的海水淡化需求将有力拉动反渗透膜市场的进一步发展。
此外，水处理膜可广泛应用于市政污水处理、黑臭水体治理、城市供水、农村污水处理、工业废水处理等传统领域；在垃圾渗滤液治理、家庭净水、盐湖提锂等新兴应用场景都具有广阔的市场空间。
