我國中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究

水處理網(wǎng)訊:中空纖維膜技術(shù)是解決當(dāng)前全球面臨的水資源與能源危機(jī)、環(huán)境污染等重大問題的共性關(guān)鍵技術(shù)之一，也是節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、系統(tǒng)效率與產(chǎn)品品質(zhì)提升等實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要技術(shù)支撐。本文系統(tǒng)分析了中空纖維膜發(fā)展的戰(zhàn)略需求、現(xiàn)狀與趨勢，指出了我國中空纖維膜技術(shù)在各個細(xì)分領(lǐng)域中存在的主要問題和未來創(chuàng)新重點(diǎn)，明確了2025年和2030年的發(fā)展目標(biāo)。研究提出中空纖維超 / 微濾膜、高品質(zhì)疏水膜、新膜技術(shù)、廢舊膜回收 4 個方面的重點(diǎn)任務(wù)與要求，并從人才管理、創(chuàng)新投入、行業(yè)規(guī)范、國際合作 4 個方面給出了保障措施建議，以期為我國中空纖維膜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。

一、前言

中空纖維膜是功能纖維材料與分離膜技術(shù)交叉形成的新型膜技術(shù)產(chǎn)品，具有單位體積裝填密度高、過濾面積大、占地面積小、成本相對低等優(yōu)勢，成為分離膜領(lǐng)域中發(fā)展最快、規(guī)模最大、產(chǎn)值最高的一類新型膜技術(shù)產(chǎn)品。中空纖維膜技術(shù)已成為環(huán)境保護(hù)、資源回收、新能源產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域共性關(guān)鍵技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級的重要共性支撐（見下圖），被發(fā)達(dá)國家列入重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展方向，也是我國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、科技創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵組成，如高性能分離膜技術(shù)被納入《中國制造 2025》重點(diǎn)工程項目。本文從膜材料、應(yīng)用技術(shù)等多維度研究國內(nèi)外中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析我國中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題、技術(shù)與政策瓶頸，明晰中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)和措施建議。通過總結(jié)和分析我國中空纖維膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，為我國相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)建議。

二、中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求分析

（一）發(fā)展中空纖維膜技術(shù)是保障我國水安全的重要舉措

水資源匱乏和水污染問題已成為制約社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。我國主要城市中超過 2/3 的城市缺水，年缺水總量超過 4×1010 t。同時，我國每年污水排放量超過 7.5×1010 t ，而得到有效處理與回用的不足 15%，造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)、水污染問題。膜分離技術(shù)被公認(rèn)為是實現(xiàn)污水資源化、保障飲用水安全最有效的技術(shù)手段。隨著近年來我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的提高、城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，自來水廠升級改造、污水/ 廢水處理廠提標(biāo)改造將進(jìn)入了快速發(fā)展期，為中空纖維膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新機(jī)遇和新要求。

（二）中空纖維膜技術(shù)是推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐

近年來，中空纖維膜技術(shù)應(yīng)用范圍已經(jīng)從水處理迅速拓展到石油化工、醫(yī)藥、生物、食品、電子、能源、大氣污染控制以及航天、軍工等領(lǐng)域，并逐漸替代蒸餾、萃取、吸附等傳統(tǒng)分離技術(shù)，成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級、新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支撐，為節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、產(chǎn)品品質(zhì)與系統(tǒng)效率提升提供創(chuàng)新性技術(shù)支撐。因此，發(fā)展中空纖維膜技術(shù)是實現(xiàn)諸多行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略需求。

（三）中空纖維膜高端技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展日趨緊迫

歷經(jīng) 50 多年的發(fā)展，我國在反滲透、超濾和微濾等膜材料、組件及裝置方面已經(jīng)建立了較為完備的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)體系，具有較強(qiáng)的國際影響力和競爭力；但膜科學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究與國際頂尖水平仍有差距，高精度、高性能、特種分離膜產(chǎn)品與國際一流產(chǎn)品相比仍有較大差距，龐大的高端膜市場仍被國外企業(yè)壟斷。面對發(fā)達(dá)國家對關(guān)鍵高新技術(shù)封鎖或保護(hù)的不到局面，推動我國中空纖維膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的需求日趨緊迫。

三、國內(nèi)外中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

在產(chǎn)能和市場規(guī)模方面，我國已經(jīng)成為中空纖維膜的生產(chǎn)和應(yīng)用大國。2018 年全球中空纖維膜市場規(guī)模達(dá) 1100 億元，并以 11% 的年復(fù)合增長率持續(xù)高速發(fā)展 ，2025 年將達(dá)到 2451 億元。從市場區(qū)域分布來看，全球中空纖維膜市場集中在亞洲、北美、歐洲等地區(qū)。國外主要中空纖維膜生產(chǎn)廠商有蘇伊士環(huán)境集團(tuán)、科氏工業(yè)集團(tuán)、杜邦公司、旭化成集團(tuán)、三菱麗陽株式會社、東洋紡株式會社、西門子股份公司等。這些知名企業(yè)以其品牌和技術(shù)優(yōu)勢，占據(jù)了全球高端膜分離市場 95% 以上的份額。我國中空纖維膜市場規(guī)模穩(wěn)步增長，2015 年約為 110 億元，2020 年達(dá)到 300 億元（占全球市場的20.7%、亞洲市場的 50.1%），預(yù)計 2025 年達(dá)到600 億元。2020 年，我國從事中空纖維膜研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)的企業(yè)有近200 家，總產(chǎn)能超過1×108 m²/a， 但年產(chǎn)值億元以上的企業(yè)僅有十余家，產(chǎn)值及技術(shù)實力與國外企業(yè)相比仍有顯著差距。下面從中空纖維膜材料、膜應(yīng)用等細(xì)分方向?qū)χ锌绽w維膜的發(fā)展現(xiàn)狀和后續(xù)研發(fā)重點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步分析。

（一）中空纖維膜材料發(fā)展剖析

1. 中空纖維超 / 微濾膜

中空纖維超 / 微濾膜是我國產(chǎn)量最大、發(fā)展最為成熟、市場競爭力最強(qiáng)的膜品種。2018 年全球中空纖維超 / 微濾膜市場規(guī)模約為 935 億元，2020 年到 1232 億元；2018 年我國中空纖維超 / 微濾膜市場規(guī)模約為 196 億元，2020 年達(dá)到 267.9 億元。國際中空纖維超 / 微濾膜行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)已基本成熟，形成了需求穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)充分競爭的市場格局；美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在高性能中空纖維超 / 微濾膜產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新能力上處于領(lǐng)先地位。國內(nèi)中空纖維超 / 微濾膜優(yōu)勢企業(yè)有北京碧水源科技股份有限公司、天津膜天膜科技股份有限公司、海南立昇凈水科技實業(yè)有限公司、鹽城海普潤科技股份有限公司、北京賽諾膜技術(shù)有限公司、山東招金膜天股份有限公司等；通過原始創(chuàng)新與技術(shù)集成，推出了各具特色的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品，大量應(yīng)用于國內(nèi)外大型水處理工程。未來，我國應(yīng)繼續(xù)強(qiáng)化在中空纖維超 / 微濾膜領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢，重點(diǎn)加強(qiáng)中空纖維超 / 微濾膜綠色制備技術(shù)與特種分離膜新材料研究、高性能中空纖維超/ 微濾膜組件及其集成技術(shù)研究，推動中空纖維超 /微濾膜產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2. 中空纖維納濾膜

由于中空纖維納濾膜制備技術(shù)的復(fù)雜性，高性能中空纖維納濾膜還未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。國外長期從事中空纖維納濾膜開發(fā)的膜企業(yè)有美國科氏工業(yè)集團(tuán)、德國贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)、新加坡藍(lán)海機(jī)械有限公司等。我國中空纖維納濾膜的研發(fā)主體以高等院校、科研院所為主，如天津工業(yè)大學(xué)與天津膜天膜科技股份有限公司等合作開展了中空纖維納濾膜產(chǎn)業(yè)化探索，建成了年產(chǎn)能為 4×105 m²的實驗生產(chǎn)線，實現(xiàn)了界面聚合法中空纖維納濾膜的連續(xù)穩(wěn)定制備。未來，我國應(yīng)繼續(xù)加快中空纖維納濾膜的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，重點(diǎn)開展中空纖維納濾膜高精度一體化連續(xù)制備技術(shù)與裝備的開發(fā)研究，力爭在世界率先實現(xiàn)中空纖維納濾膜的規(guī)模化生產(chǎn)。

3. 中空纖維反滲透膜

我國中空纖維反滲透膜無論是在研究深度還是應(yīng)用廣度方面都落后于國外同類產(chǎn)品。反滲透膜分離技術(shù)已成為海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備的主流技術(shù)，在全球海水與苦咸水淡化市場的比重超過 70%。2019 年，全球反滲透膜產(chǎn)值已超過 60 億美元。我國是全球最大的反滲透膜消費(fèi)國，占全球總消費(fèi)量的 26% 。日本東洋紡公司是當(dāng)前國際上唯一的中空纖維反滲透膜（醋酸纖維素膜）供應(yīng)商；天津膜天膜科技股份有限公司開發(fā)了年產(chǎn)能為 4×105 m²的中空纖維反滲透膜實驗生產(chǎn)線，但產(chǎn)品分離性能仍待提升。未來，我國應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)中空纖維反滲透膜專用聚合物材料合成與結(jié)構(gòu)控制等基礎(chǔ)研究，開展高性能中空纖維反滲透膜連續(xù)化制備關(guān)鍵技術(shù)、高效率組件填充工藝?yán)碚摰妊芯俊?/p>

4.中空纖維疏水膜

疏水膜技術(shù)已經(jīng)成為資源、環(huán)境、新能源及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)物料分離純化的重要手段，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，相應(yīng)應(yīng)用市場規(guī)模達(dá)100 億美元。國外在中空纖維疏水膜產(chǎn)業(yè)方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，疏水膜生產(chǎn)企業(yè)主要有日本住友電氣工業(yè)株式會社、三菱麗陽株式會社，美國明尼蘇達(dá)礦業(yè)及機(jī)器制造公司（3M）、默克密理博公司、戈爾公司等。國外膜科技與產(chǎn)業(yè)界逐步形成了以疏水膜微結(jié)構(gòu)調(diào)控與超疏水膜制備、新型膜接觸器設(shè)計與過程強(qiáng)化方法、面向新應(yīng)用領(lǐng)域的疏水膜過程工藝開發(fā)等為主的研發(fā)布局。我國中空纖維疏水膜產(chǎn)業(yè)起步雖晚，但已初具規(guī)模，逐步建立了從疏水膜研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化到工程應(yīng)用的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈，并在超疏水膜技術(shù)方向初步形成領(lǐng)先優(yōu)勢。未來，我國應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)高性能中空纖維疏水膜材料制備關(guān)鍵技術(shù)、中空纖維疏水膜組件、膜過程與強(qiáng)化方法、裝備 – 集成系統(tǒng)和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)等研究，特別是開展中空纖維疏水膜在人工肺等生物醫(yī)藥領(lǐng)域的專項研發(fā)。

5.無機(jī)中空纖維膜

國外無機(jī)中空纖維微濾、超濾、納濾膜已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。2016 年全球中空纖維陶瓷膜市場規(guī)模為 9900 萬美元，預(yù)計 2025 年達(dá)到 2 億美元。國外已產(chǎn)業(yè)化的無機(jī)中空纖維膜主要是 Al2O³陶瓷和不銹鋼中空纖維膜，生產(chǎn)和研發(fā)企業(yè)集中在美國、日本、歐洲。目前，我國無機(jī)膜以管式膜為主，無機(jī)中空纖維膜的核心制備技術(shù)及生產(chǎn)設(shè)備仍未能自主掌握。國內(nèi)無機(jī)中空纖維膜還未見商業(yè)化產(chǎn)品， 高性能無機(jī)中空纖維膜產(chǎn)業(yè)缺口巨大。未來，我國應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)無機(jī)中空纖維膜制備技術(shù)與裝備、高性能無機(jī)中空纖維膜新產(chǎn)品及高端應(yīng)用研究以及無機(jī)中空纖維膜工程應(yīng)用技術(shù)、裝備系統(tǒng)開發(fā)等。

（二）中空纖維膜應(yīng)用發(fā)展剖析

1. 水處理應(yīng)用

我國具有世界最大的中空纖維膜水處理應(yīng)用市場。世界水處理市場規(guī)模已超過 1 萬億美元 ， 我國“十三五”時期的污水處理市場規(guī)模達(dá)到1.39 萬億元。膜法水處理市場份額快速增長，以中空纖維膜為代表的膜分離技術(shù)在世界膜法水處理市場占據(jù)絕對主導(dǎo)地位且呈快速增長態(tài)勢。隨著膜材料成本的持續(xù)下降、工藝穩(wěn)定性的不斷提高，加拿大、新加坡、英國、澳大利亞、以色列等國家先后建成了不同規(guī)模的超濾水廠；以內(nèi)襯超濾膜為核心的膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)憑借出水水質(zhì)好、占地面積小、運(yùn)行控制方便等優(yōu)勢，已在市政污水和工業(yè)廢水深度處理與回用方向得到廣泛應(yīng)用。未來， 為適應(yīng)環(huán)境和資源高質(zhì)量發(fā)展要求，我國應(yīng)加強(qiáng)基于界面過程的膜污染理論與控制策略研究，開發(fā)面向污水資源化與能源化的水處理新技術(shù)以及面向健康飲水的關(guān)鍵技術(shù)，研制高效模塊化的膜裝備，構(gòu)建“智慧水務(wù)”系統(tǒng)。

2. 石油化工應(yīng)用

國際上，中空纖維膜在石油化工領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在石油煉化、油田采出水和石化廢水處理、石化制品及衍生品生產(chǎn)、滲透汽化分離、高純氣體制備等方向擁有廣闊的市場。在我國石化行業(yè)， 中空纖維膜應(yīng)用集中在油田采出水和石化廢水處理、有機(jī)溶劑純化回收處理、氣體分離中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）回收處理等方向。國內(nèi)涉及石化領(lǐng)域應(yīng)用的中空纖維氣體分離膜企業(yè)主要有大連天邦膜技術(shù)國家工程研究中心有限責(zé)任公司、大連歐科膜技術(shù)工程有限公司等，但年產(chǎn)值規(guī)模較小。未來， 我國應(yīng)加強(qiáng)在石化廢水深度處理、氣體分離方向的中空纖維特種膜材料、膜工藝及過程強(qiáng)化研究，開展分離膜組件、裝備和產(chǎn)品開發(fā)，實現(xiàn)石化廢水資源化利用、氣體分離、有機(jī)氣液物質(zhì)的分離純化等。

3. 生物醫(yī)藥應(yīng)用

中空纖維膜在人工腎（血液透析）、人工肺（氧合膜）、血液成分分離、中西藥藥劑分離純化等生物醫(yī)藥領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。2019 年全球血液透析市場規(guī)模達(dá)到 800 億美元，預(yù)計 2025 年達(dá)到 1015 億美元。2018 年中國血液透析市場規(guī)模為335 億元，預(yù)計到 2025 年達(dá) 1125 億元。國際知名的中空纖維血液透析膜供應(yīng)商有德國費(fèi)森尤斯集團(tuán)、美國百特國際有限公司、美國達(dá)維塔保健合作公司、日本旭化成株式會社、德國 MEMBRANA 公司等。我國從事中空纖維血液透析膜生產(chǎn)的企業(yè)有山東威高集團(tuán)、廣州貝恩醫(yī)療設(shè)備有限公司、廣東寶萊特醫(yī)用科技股份有限公司等；國產(chǎn)產(chǎn)品約占我國血液透析膜市場份額的 40%，但核心技術(shù)及原材料仍源于國外。新型冠狀病毒肺炎疫情期間廣為人知的心肺系統(tǒng)重癥治療設(shè)備——體外膜肺氧合（ECMO，即人工肺），全球僅有德國邁維柯公司、美國美敦力公司、英國索林公司等 10 余家廠商具有研發(fā)生產(chǎn)能力，而我國在相關(guān)領(lǐng)域仍存在技術(shù)空白，亟待突破。未來，我國應(yīng)加強(qiáng)血液相容性中空纖維血液透析膜制膜原料及膜表面處理技術(shù)研究， 支持中空纖維氧合膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新、藥物分離純化和精密分離用中空纖維膜技術(shù)創(chuàng)新。

4.食品飲品應(yīng)用

在數(shù)十年間，中空纖維膜在食品飲品領(lǐng)域的應(yīng)用迅速發(fā)展，涉及果汁飲料、乳品、豆制品、酒類等產(chǎn)品品質(zhì)與生產(chǎn)效率提升以及食品飲品行業(yè)廢水減排與資源回收等 。我國中空纖維膜技術(shù)在食品飲品領(lǐng)域的應(yīng)用與國外基本同步，蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司、伊利股份有限公司、光明乳業(yè)股份有限公司、北京匯源食品飲料有限公司等規(guī)模較大的飲品企業(yè)皆已使用膜技術(shù)提升產(chǎn)品品質(zhì)。我國自主研發(fā)的中空纖維超 / 微濾膜與國外同類產(chǎn)品相比，膜孔徑分布較寬，分離精度較差，抗污染性能不強(qiáng)；附加值較高的食品飲品等高端中空纖維超 / 微濾膜市場多被國外品牌占據(jù)。未來，我國應(yīng)加強(qiáng)食品級專用中空纖維膜材料及綠色制備技術(shù)、高精度抗污染中空纖維膜產(chǎn)品、膜耦合集成與分級分離技術(shù)的研究。

（三）中空纖維膜技術(shù)整體科研態(tài)勢分析

從研究論文和專利來看，我國已是世界中空纖維膜的研究大國。2008—2019 年全球發(fā)表的中空纖維膜技術(shù)相關(guān) SCI 論文共計 4314 篇，其中我國發(fā)文數(shù)量為 1476 篇，占世界總量的 34.22%， 明顯領(lǐng)先其他國家。但從總被引頻次來看，新加坡國立大學(xué)排名第一，新加坡南洋理工大學(xué)排名第二；中國入榜單位有浙江大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院，分別位列第五、第六、第七，這說明我國中空纖維膜技術(shù)創(chuàng)新質(zhì)量仍待提高。世界涉及中空纖維膜技術(shù)的專利申請共計 6525 項，排名前二十的機(jī)構(gòu)共申請 3093 項，占全部專利項數(shù)的 47.4%。在中空纖維膜國際專利申請量機(jī)構(gòu)排名中，日本企業(yè)占據(jù)前五位，且前二十名中共有8 家日本企業(yè)；我國僅有中國石油化工股份有限公司（第六）、天津工業(yè)大學(xué)（第七）進(jìn)入排名。中空纖維膜領(lǐng)域的中國專利申請共 3150 項，占全球?qū)＠暾埧偭康?48.28%，但專利權(quán)人以國外企業(yè)為主，國內(nèi)機(jī)構(gòu)的專利占比仍處于劣勢 。

四、我國中空纖維膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)存在的問題

經(jīng)過 50 多年的發(fā)展，我國分離膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展都取得了長足的進(jìn)步，建立了適合國情的膜材料設(shè)計與制備的理論框架，形成了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)、性能良好的膜產(chǎn)品，開發(fā)了系列膜集成技術(shù)和裝備。但與美國、日本、歐洲等膜產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國和地區(qū)相比，我國中空纖維膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)當(dāng)前還存在明顯不足，主要表現(xiàn)在以下 4 個方面。

（一）制膜原材料國產(chǎn)化率低，分離膜品質(zhì)仍待提升

制備微 / 超濾膜、反滲透、氣體分離膜等的主要傳統(tǒng)膜原料，如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚砜（PSF）、三醋酸纖維素（CTA）、聚甲基戊烯（PMP）等國產(chǎn)化率低，國產(chǎn)原料在分子量、分布指數(shù)控制等方面與國外同類產(chǎn)品還有較大差距，部分材料被國外禁運(yùn)。剖析原因，我國膜科技產(chǎn)業(yè)與上游原材料產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新不充分，專用聚合物材料的開發(fā)、科技攻關(guān)投入不足。因此，我國亟需針對膜材料需求，構(gòu)建聚合物材料開發(fā)、聚合反應(yīng)控制、分離膜成形等多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制， 在重點(diǎn)分離膜原材料領(lǐng)域?qū)嵤┘夹g(shù)突破，打破國外技術(shù)與產(chǎn)品壟斷。

（二）分離膜品類較單一，關(guān)鍵膜技術(shù)產(chǎn)品存在空白

國產(chǎn)膜品種較少，僅集中在中空纖維膜超 / 微濾膜等單一方向，產(chǎn)品多應(yīng)用于附加值較低的中低端領(lǐng)域；與國外同類產(chǎn)品相比，存在品質(zhì)穩(wěn)定性低， 膜分離精度、抗污染性能有待提升等問題。我國血液氧合、特種分離等膜技術(shù)與產(chǎn)品市場仍被國外企業(yè)壟斷，是當(dāng)前亟需突破的“卡脖子”環(huán)節(jié)。剖析 原因，我國在醫(yī)用疏水膜、新膜技術(shù)開發(fā)等方向的投入力度不足，“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同缺失，創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化滯后。因此，我國應(yīng)針對重點(diǎn)應(yīng)用和國家戰(zhàn)略需求，靈活組建“產(chǎn)學(xué)研用”技術(shù)和產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新 團(tuán)隊，集中力量開展科技攻關(guān)，盡快實現(xiàn)科技與產(chǎn)業(yè)突破。

（三）自主創(chuàng)新意愿不強(qiáng)、創(chuàng)新活力與能力不足、技術(shù)與產(chǎn)品迭代滯后

國內(nèi)企業(yè)跟蹤開發(fā)的產(chǎn)品較多，自主創(chuàng)新的產(chǎn)品較少，獲得專利數(shù)量偏少；知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度不夠，企業(yè)自主創(chuàng)新意愿不強(qiáng)，導(dǎo)致國產(chǎn)膜材料的市場競爭力較低，高端市場占有率極低；“產(chǎn)學(xué)研用”合作機(jī)制不健全，研發(fā)與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)嚴(yán)重，成果轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化存在障礙。剖析原因，國家對企業(yè)投入科技研發(fā)、協(xié)同創(chuàng)新的引導(dǎo)與支持政策仍顯不足， 對科技成果轉(zhuǎn)化的推動與保護(hù)政策有待完善。

（四）市場規(guī)范管理與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)有待完善

我國在中空纖維膜產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面存在明顯的短板。中空纖維膜產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定相對滯后，產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位， 知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和維護(hù)機(jī)制不健全。這些問題導(dǎo)致市場上國產(chǎn)產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，且多集中于低科技含量產(chǎn)品方向；產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，企業(yè)創(chuàng)新投入動力不足，嚴(yán)重影響了中空纖維膜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)程。

五、中空纖維膜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)與主要任務(wù)

當(dāng)前，中空纖維膜領(lǐng)域的重點(diǎn)工作有：解決一系列“卡脖子”問題并開發(fā)前瞻性技術(shù)，支持原創(chuàng) 研究與產(chǎn)品研發(fā)，推進(jìn)具有應(yīng)用潛力的新膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，利用膜技術(shù)促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級并拓展膜技術(shù)在新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和高端制造戰(zhàn)略實施。

到 2025 年，重點(diǎn)解決中空纖維膜領(lǐng)域的一系列“卡脖子”問題，在制膜原材料、高端分離膜制造與應(yīng)用等方面初步形成國際競爭力；中空纖維超 / 微濾膜行業(yè)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，在部分新膜及生物醫(yī)用專用膜方向?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破；顯著提高傳統(tǒng)膜原材料的自給率，開發(fā)新型自具微孔聚合物（PIM）材料、有機(jī)框架（MOF/COF）材料、聚甲基戊烯（PMP）、分子篩膜材料，聚芳硫醚等特種分離膜原材料及相應(yīng)的制膜技術(shù)與裝備。

到 2030 年，重點(diǎn)開發(fā)一系列前瞻性中空纖維新膜技術(shù)，實現(xiàn)膜技術(shù)在新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用；中空纖維納濾膜、中空纖維無機(jī)膜達(dá)到國際先進(jìn)水平，氣體分離、生物醫(yī)藥和食品飲品等領(lǐng)域?qū)Ｓ弥锌绽w維膜技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平；實現(xiàn)中空纖維膜產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建立完善的廢膜回收與再利用技術(shù)體系。

為此，我們建議在以下 4 個方向重點(diǎn)開展研究工作，支持相關(guān)膜技術(shù)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

（一）開展高性能中空纖維超 / 微濾膜的綠色制造與產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

逐步改變制膜原材料長期依賴進(jìn)口的不利局面，開發(fā)制膜原材料的綠色規(guī)?；€(wěn)定合成工藝；發(fā)展中空纖維超 / 微濾膜的智能化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)制造過程的自動化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化，支持膜結(jié)構(gòu) 的精準(zhǔn)調(diào)控。推動產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，開發(fā)萬噸級模 塊化處理系統(tǒng)、節(jié)能型中空纖維膜過濾系統(tǒng)，建立 基于全過程信息感知、智能決策、自動控制、精準(zhǔn) 管理的分離膜產(chǎn)品運(yùn)營與智能控制平臺，逐步實現(xiàn) “智慧水務(wù)”。

（二）開發(fā)高品質(zhì)中空纖維疏水膜并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化

開發(fā)新型超疏水聚合物原材料，加強(qiáng)中空纖維疏水膜表界面與孔結(jié)構(gòu)精確調(diào)控方法研究，實現(xiàn)孔徑均一、疏水穩(wěn)定性佳、傳質(zhì)效率高的中空纖維疏水膜產(chǎn)業(yè)化，全面提升國產(chǎn)疏水膜品質(zhì)，打破 ECMO 膜等高端中空纖維疏水膜產(chǎn)品的國外壟斷。開展超疏水、雙疏型中空纖維膜構(gòu)建方法研究，實現(xiàn)超疏水、雙疏型中空纖維膜連續(xù)可控制備。增強(qiáng)面向工程應(yīng)用的中空纖維疏水膜組件、裝備、過程強(qiáng)化方法、集成技術(shù)體系開發(fā)，促進(jìn)中空纖維疏水膜在資源提取、新能源、生物醫(yī)藥科技等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。

（三）研發(fā)中空纖維新膜技術(shù)并進(jìn)行工程示范

準(zhǔn)確把握分離膜國際前沿研究方向，加快推進(jìn)中空纖維納濾、反滲透膜、無機(jī)中空纖維膜等產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)，加強(qiáng)正滲透、智能響應(yīng)、催化分離、親和與動態(tài)傳輸、儲能及色譜膜技術(shù)等創(chuàng)新研究。探索構(gòu)建綠色高效的新膜過程、過程強(qiáng)化及多過程耦合增效方法，實現(xiàn)關(guān)鍵新膜產(chǎn)品的規(guī)?；苽渑c工程示范。

（四）研究廢舊膜產(chǎn)品回收與再利用技術(shù)

研究膜材料失效機(jī)理，建立膜材料成分、理化性能、微結(jié)構(gòu)演化模型與評估方法，開發(fā)膜材料延壽與再制造新工藝，最大化利用廢舊膜材料。研究再制造膜材料與應(yīng)用過程匹配技術(shù)，形成廢舊復(fù)合膜材料高效回收與高值再利用成套技術(shù)。研究膜材料標(biāo)識與識別技術(shù)，開發(fā)膜材分揀技術(shù)，建立專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，實現(xiàn)廢舊膜產(chǎn)品的資源化再利用， 解決每年數(shù)千萬平方米膜組件退役產(chǎn)生的大量固體廢物與資源浪費(fèi)問題。

六、對策建議

（一）創(chuàng)新人才管理模式，激發(fā)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新動力

中空纖維膜技術(shù)涉及紡織、材料、化工、環(huán)境、機(jī)械、控制等多個學(xué)科領(lǐng)域，然而具有多學(xué)科交叉知識背景的專業(yè)人員極為短缺。建議探索更加靈活開放的人才培養(yǎng)機(jī)制，促進(jìn)以多學(xué)科為基礎(chǔ)的分離膜專業(yè)高端人才培育；建立以行業(yè)龍頭企業(yè)、膜相關(guān)的國家重點(diǎn)實驗室和國家工程中心為主體的高性能膜材料創(chuàng)新中心，促進(jìn)科技隊伍的多學(xué)科交流合作與創(chuàng)新，加強(qiáng)膜領(lǐng)域貫通式人才隊伍培養(yǎng)。整合制膜原材料（上游）、制膜裝備和膜制備技術(shù)（中游）、膜應(yīng)用（下游）技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的全鏈條資源，垂直建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，激發(fā)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新動力，不斷提升我國膜產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。

（二）加大資源投入，促進(jìn)膜材料創(chuàng)新研究

綜合性運(yùn)用財政投資政策、稅收優(yōu)惠政策、融資優(yōu)惠政策、人才政策；充分運(yùn)用市場機(jī)制，鼓勵和引導(dǎo)社會資金進(jìn)入膜產(chǎn)業(yè)市場；探索產(chǎn)業(yè)投資基金、風(fēng)險投資基金等投資形式，通過國家投入帶動社會投資，引導(dǎo)各類金融機(jī)構(gòu)資金支持膜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。加大國家基礎(chǔ)領(lǐng)域研究項目對制膜原材料基礎(chǔ)與應(yīng)用研究的支持力度，鼓勵社會資本介入創(chuàng)新鏈并向創(chuàng)新鏈前端延伸，借助社會資本的市場敏感性和企業(yè)家精神，提升技術(shù)開發(fā)的有效性、時效性和轉(zhuǎn)化效率。

（三）強(qiáng)化行業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)化工作

建議實行嚴(yán)格的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度，健全知識產(chǎn)權(quán)維權(quán)援助體系；研究制定降低中小企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)及維權(quán)成本的政策措施；強(qiáng)化知識產(chǎn)權(quán)運(yùn)用，鼓勵和支持運(yùn)用知識產(chǎn)權(quán)參與市場競爭，引導(dǎo)有序競爭。加強(qiáng)能效標(biāo)準(zhǔn)、水效標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)以及不同應(yīng)用領(lǐng)域膜技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)，推進(jìn)廢舊膜絲回收和再利用的規(guī)范工作；加大與主要貿(mào)易國的標(biāo)準(zhǔn)互認(rèn)力度，以國外膜工程示范應(yīng)用為基礎(chǔ)，共同開展國際標(biāo)準(zhǔn)研究和國際標(biāo)準(zhǔn)制定。

（四）加強(qiáng)國際合作，開拓國際市場

結(jié)合“一帶一路”倡議的頂層布局，以膜技術(shù)為紐帶，加強(qiáng)科技人文交流，建立國家間聯(lián)合實驗室，搭建中空纖維膜產(chǎn)業(yè)國際化發(fā)展合作與服務(wù)平臺；加強(qiáng)品牌國際化建設(shè)，為中空纖維膜企業(yè)“走出去”提供技術(shù)、信息、政策需求支撐；推動水處理等技術(shù)的跨國應(yīng)用與轉(zhuǎn)移，服務(wù)“一帶一路”沿 線國家的環(huán)境保護(hù)需求。