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概述
调研大纲

概述

气体分离膜技术以其高效、低能及环境友好等特点,在工业分离领域具有极大的应用前景。传统气体分离膜材料气体渗透系数很低,已越来越不能满足日益增长的工业需求。开发高透过率、高选择性的膜材料是人们一直追求的目标。自具微孔聚合物(PIMs)是近年来发展的一类具有高透过性及合理选择性的高分子材料,其对气体的高透过率来源于刚性扭曲分子链的非有效折叠而产生的固有微孔结构。

聚合物膜是一种灵活、可加工且价格低廉的平台,可提供无数分离,在减缓气候变化(即碳捕获)和弹性(即水处理)方面发挥关键作用。对于气体分离,聚合物膜已广泛用于许多工业过程中的混合物分离,包括富氧、沼气净化和燃烧后碳捕获。特别是,碳捕获过程越来越受到关注,以减少对环境的排放,而膜技术由于灵活性和可扩展性而具有众所周知的优势,例如高能效和操作简单。在后燃、预燃和富氧燃烧中,CO2/N2、CO2/H2 和 O2/N2 的分离分别对环境保护很重要。

图:聚合物气体分离膜产业链图

聚合物气体分离膜行业产业链分析

膜技术产业链的上游,为膜原材料、设备等行业。其中膜原材料作为膜技术应用的基础,其性能改进与创新影响着膜分离装备性能、项目的投资成本、运营费用与潜在的应用领域。除膜原材料之外,聚合物合成设备、聚合物分离设备及聚合物脱水及干燥设备等设备市场成熟度高,供应稳定,本行业受上游原材料厂商限制程度较低。

本行业成熟的经营模式是向膜材料研发生产、膜组件设备制造和工程化实施一体化方向发展,产业链朝着膜材料的自主研发生产延伸;上游供应链效率和生产交付效率的提高,将满足客户高性价比和快速交货的需求,有利于实现市场规模复制放量。

图:聚合物气体分离膜产品图片

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2021年全球聚合物气体分离膜市场总产量为521.73万件,预计到2028年产量可达到1482.34万件,其中2022-2028年年复合增长率约为23.22%。2021年全球聚合物气体分离膜市场总产值规模约为390.56亿元,预计到2028年将达到847.58亿元。由于下游应用行业的增长以及新应用领域的拓展等因素,预计聚合物气体分离膜市场将持续增长。

从区域生产来看,美国是聚合物气体分离膜的第一大生产区域,2021年聚合物气体分离膜产量占比为44.60%。聚合物气体分离膜技术在欧美、日本最为成熟,企业投入相关产品研发和生产的时间也早于其他国家,在研发生产方面处于国际领先地位。拥有Air Products、Air Liquide、Fujifilm等行业龙头企业,综合竞争实力较强。

从区域消费来看,美国有最大份额,2021年约为36.41%,主要驱动因素为国家大力发展环保产业,相关政策补贴优惠到位,同时也是为了减少能源浪费以及环境污染。

从竞争格局来看,全球聚合物气体分离膜市场集中度较为分散。全球Top 5企业主要是Air Products、Air Liquide、Fujifilm、Honeywell和Evonik,Top 5企业2021年的市场占有率为18.26%,未来还会呈现向更分散发展的趋势。这主要是由于头部企业生产结构的转型,部分企业将研发生产重心移至聚合物气体分离膜的下游应用产品上,还有就是排名靠后的企业开始掌握核心技术,奋起直追。

从产品分类来看,聚合物气体分离膜主要分为中空纤维膜、螺旋分离膜以及其他类型的聚合物气体分离膜。其中2021年,全球市场中中空纤维膜类型占比为80.52%,远远大于螺旋分离膜以及其他类型的聚合物气体分离膜的市场份额。

从应用市场来看,2018年全球聚合物气体分离膜下游需求最大的市场是氢气回收,市场份额为39.92%,随未来绿色能源向能源主流的发展,氢气回收领域的聚合物气体分离膜占比将会逐渐升高。

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