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中国膜行业分析报告

中国膜行业分析报告

2010.9.7

一.基本结论:

1.    膜工业是一门崭新的工业,膜技术的发明只有50多年的历史,而膜技术的工业化应用也就20 多年的历史,在我国实际商业化应用也仅十余年。

 

2.    从行业前景看,水资源稀缺性产生的对污水资源化处理要求是推动行业发展的最大外部动力,而成本的逐渐下降则是行业超常规发展的内在推手。

     a.从外部驱动因素看,地区性水资源短缺、政府关于城市污水处理和工业废水排放标准更加严格的立法、对污水回用的激励都在推动着污水向深度处理转变。

      b.从内部推动力看,一方面是污水处理费和水价的不断提升,另一方面是膜材料、组件价格的逐渐下降,膜分离水处理技术经济性在持续提升。

 

3. 在内外驱动因素的推动下,膜行业应用的几个主要方向,如污水处理及回用、海水淡化和工业应用在未来都处于快速增长的需求背景中;其中最看好膜技术在污水处理及回用中的发展前景和空间。

    据国家环保总局环境规划院预测,我国十二五十三五时期废水治理投入(含治理投资和运行费用)分别达 10,583 亿元和 13,922亿元,其中工业和城镇生活污水的治理投资将分别达 4355 亿元和4590 亿元。

 

4.对膜行业相关公司,在已上市的国内企业中,有新加坡上市公司厦门三达和国内上市公司碧水源。前者在经过“积累资源-延伸产业链-提供整体解决方案-不同细分市场复制”的发展历程后,不仅占据国内工业膜应用领域龙头,且已于2007 年进入水处理领域;后者 IPO 募投项目指向产业链完善和跨区域复制水处理解决方案的方向,走在正确的成长道路上。还有国内上市公司南方汇通和万邦达。前者控股子公司时代沃顿是国内 RO 膜龙头;后者已在化工等大型工业项目水处理领域证明了自己整合资源提供一体化解决方案的能力。

 

二.什么是膜

1、膜及膜分离技术的原理

a.膜的物理学定义:分离膜是分离两相和作为选择性传递物质的屏障,它可与一种或两种相邻的流体相之间构成不连续区间并影响流体中各组分的透过速度。

 

b.膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质,通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力,使原料中的膜组分选择性地优先透过膜,从而达到混合物分离,并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。

 

c. 膜分离过程的推动力有浓度差、压力差和电位差等,整个过程可概述为以下三种形式:

   渗析式膜分离:料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的推动下,透过膜进入接受液中,从而被分离出去;属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等。

   过滤式膜分离:利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率差别,达到组分的分离;属于过滤式膜分离的有超滤微滤反渗透和气体渗透等。

   液膜分离:液膜与料液和接受液互不混溶,液液两相通过液膜实现渗透,类似于萃取和反萃取的组合;溶质从料液进入液膜相当于萃取,溶质再从液膜进入接受液相当于反萃取。

 

d.膜的分类

按膜机构可分为固膜、液膜,固膜又可以分成对称膜与非对称膜。

  液膜:按制膜材料形态来分类的一种,即以液态物质为分离介质形成的膜,亦叫液相膜或液膜。这种膜可以把两种气相,气液两相或两相不互溶的液体进行分隔和促进分离,如乳化液膜和支撑液膜。

  固膜:按制膜材料形态来分类的一种以固态物质为分离介质制成的膜,亦叫固相膜或固体膜。

对称膜:一般指膜的各部分具有相同的特性,其孔结构不随深度而变化的膜。膜的厚度范围为 10 200um

非对称膜:由同种材料制成的,一层为致密分离层,其厚度通常为 0.1 0.5um  另一层或多层(如无机膜)为支撑层(其厚度为5 10um)

 

1 膜的分类

 

 

2.膜分离技术应用领域概述

膜工业是一门崭新的工业,膜技术的发明只有 50多年的历史,而膜技术                            的工业化应用也就20 多年的历史。                         

 

短短 20多年,膜作为一种新兴高效的分离技术广泛应用在电力 、纺织、                            化工、电子、冶金、石油、食品、饮用水净化、工业水处理、生物制药、                            发酵等各个领域;在我国因为水的问题比较严峻,因而膜技术在水处理领                            域应用发展的比较快,尤其在废水处理,特别是水资源再利用方面有广阔                            的前景。

 

图 不同膜技术的应用领域

 

三.膜行业的发展趋势及空间

1.行业发展推动力在增强,制约力在减弱

a.推动力:水资源的稀缺性,以及由此产生的政府对城市生活污水、工业废水更严格的排放标准,社会对污水资源化的重视,水价与污水处理费的提高等。

从推动力角度看,最大的推动莫过于政府对水处理的法规,从政策层面推水处理运营商采用更高出水质的膜分离工艺;而政府的鼓励反过来又促进了膜行业的发展成熟。

这一论断从过去的欧洲经验数据可以得到证实。(kubotazenon为两家膜公司)

2 欧盟于90年代强化了系列水法规            3 kubotazenon的容量增长 单位 m3/d

 

 

 

   

 

b.制约力:法律滞后、经济现状、市场的成熟程度和用户趋向于最廉价的选择等。

从制约力角度看,最大的进步来自膜工艺成本的下降。过去的10- 15 年间,受益于膜工艺设计的改进、运行维护方案的优化和膜寿命的延长,膜产品及其工艺以指数形式下降,整个生命周期成本从 1992 400美元/m2 降低至2005 年不足 50 美元/m2

 

4 不同时期微滤膜更换费用

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.行业发展趋势与空间分析

2.1废水处理与再利用:膜分离大有用武之地

a.无论是从全球、还是从中国的角度去观察淡水资源,都已面临着巨大的淡水供应压力;为了解决水危机,开源节流是必选途径,而废水治理和回用是其中的重要内容。

 

b.城市污水(含生活污水与工业废水)量大且相对成分稳定、没有季节性且易于收集,因此将城市污水作为第二水源,实现深度处理与回用,达到污水资源化的目的是各国废水处理业的发展趋势。

●国外水环境恢复与再生的实践经验证明,仅仅做到污水处理后排放是远远不够的,只有污水深度处理及回用,才能实现健康的水循环。

日本、欧洲和美国等国早在90 年代就已开展了污水深度处理与回用的普及,相当数量的污水处理厂改造为水再生利用厂。

5 发达国家在90年代就已经开始污水深度处理进程

 

 

 

6 日本再生水主要用途结构

 

 

 

 

 

c.膜分离技术是废水处理和再利用的关键技术保证

●膜分离技术主要用于污水的深度处理和二级处理。

深度处理中,反渗透(RO)可有效脱除溶盐和部分有机物,对悬浮物的脱除更彻底,出水水质可达饮用水标准。

二级处理中,MFUF 多与活性污泥相结合,以 MBR 工艺出现,其出水可用于农业灌溉、绿化、市政工业用水和生活杂用水。

     

d.之所以说膜分离技术是废水处理和再利用的关键技术保证,是因为:

城市废水的深度处理要求对二级排放液进行最后的脱盐、软化以及 CODBOD、微量有机物、重金属离子的最后脱除;而从目前技术看,RO 膜对脱盐、NF 膜对软化有良好的处理效果。

RO 膜在工业废水处理中同样极具吸引力,因为经处理的水和截留浓缩的组分可就地回用,无需或减少向城市废水处理厂排送废水;只是由于 RO 对进水水质有严格要求,料液必须经过一定的预处理。

 

2.2我国正处于向废水处理和再利用发展的起点,行业空间巨大

 

定性分析:

严峻的水资源现状要求我国污水处理向污水再利用转变。2030年中国人口预测将达 16 亿,届时人均水资源量仅有 1750 立方米,预计用水总量为 7000-8000 亿立方米,要求供水能力比现在增长 1300-2300亿立方米,全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限。

中国设立668个城市中,缺水城市约 400 个,严重缺水的城市约 108个。这些城市日缺水量为 1600 m3,全年缺水量为200 亿 m3

中国每年工业、生活污水排放量已达约 600 亿m390%的城市水域受到不同程度的污染,尤其南方城市由于采用地表水做水源而地面水又受到不同程度的污染,又导致水质性缺水。

 

现有污水处理厂深度处理改造空间巨大。从数量上看,经过“十一五”期间的建设,我国污水处理比例已经大大提高,污水处理厂数量大大增加;但目前大多数污水处理厂并未达到深度处理要求。

根据2006年国家对《城镇污水处理厂污染物排放标准》的修订,凡排入国家或省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域,地表水Ⅲ类功能水域,海水二类功能水域的污水,必须执行一级A标准。

截至 2008 3 月,我国已投产污水处理设施 1321 座,在建污水处理设施 889 个;但运营污水处理厂中超过一半达到一级 B 排放标准,达到一级A 标准的仅占 7%,有31%污水处理厂仍处在二级排放标准。

 

工业废水回用市场刚刚启动。

根据《十一五建设节水型社会的目标》和《中国节水技术政策大纲》,要建立节水型工业,提高工业用水的重复利用率,实现“增产不增水”的可持续发展目标。

产业转移和中西部能化工业的崛起刚刚开始,而西部缺水的现状使得工业废水回用成为企业合理的经济性选择。

水价在 2009 年经历一轮全国的普涨,随着水资源价值的回归,水价上涨是大势所趋,另一方面污水深度处理成本则呈下降趋势,这也增加了工业废水回用的经济性。

 

定量分析

污水处理及再利用空间测算。

       目前国内城市生活污水的处理率还较低,2008年生活污水排放量达到300亿吨,       

但处理率仅有 57.4%

近年,国内平均每年新增城市污水处理能力约 800万吨/天,假设已建成的污水处理能力(2008年底为 11,173 万吨/天)每年有 6%左右更新改造,则合计每年城市污水处理能力有 1500 万吨/天的市场空间。

未来政府投资规模巨大。

据国家环保总局环境规划院等机构的预测,在处理水平正常提高的情况下,我国“十二五”和“十三五”时期的废水治理投入(含治理投资和运行费用)将分别达到 10,583 亿元和 13,922 亿元,其中用于工业和城镇生活污水的治理投资将分别达到4355 亿元和4590亿元。

在采取更有力措施情况下,“十二五”和“十三五”时期我国废水治理投入将分别达到 12,781 亿元和 15,603 亿元,其中用于工业和城镇生活污水的治理投资将分别达到5753 亿元和 5578 亿元。

“十一五”后的未来十年,用于污水处理的投资仍将有所增长。

 

回用水经济性在逐渐提高。一方面是不断提价的污水处理费和水价,一方面则是继续降低的膜处理成本,随着时间的推移,回用水的经济性在不断提高。

国务院 2007 年明确了制定支持再生水的价格政策,全面开征城市污水处理费并提高收费标准,吨水平均收费标准原则上不低于0.8 元。

目前国内华北和西部的一些城市,考虑污水处理费的综合水价,居民用水接近 4 /吨,工业和经营服务用水在 4 元以上,再生水价格也达到 1/吨。

中国水网报告显示,2002-2009 年间,中国 36 个重点城市的居民生活用水的自来水价格年均增长率为 4.7% ,污水处理费年均增长率为11.9%

 

7 国内部门城市水价(含污水处理费)单位 元/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3海水淡化:低基数有高成长

a.RO 膜是海水淡化的主流技术

海水淡化是指将35000mgL 的海水淡化至 500mgL以下的饮用水;目前,世界上装机应用的海水淡化方法主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和反渗透法(RO)

 

8 海水淡化主流技术对比

 

 

 

 

 

 

 

 

9 全球海水淡化中 RO MSF 占主要份额            10 中国海水淡化 RO MED 占主要份额

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b.成本已具大规模推广的基础,行业基数低、但增长空间大

根据天津海水淡化与综合利用研究所的分析,目前国内大部分海水淡化工艺已实现4-5 元的综合成本,具备大规模推广的初步基础。

 

11 青岛黄海电厂06年各种海水淡化工艺成本测算

 

截至 2008 年底,我国海水淡化产能约 30 万吨,目前约在 40-50 万吨;而根据国家发改委《海水利用专项规划》,2010年海水淡化产能达 80-100万立方米/ 日,2010 年达 250-300 万立方米/ 日,增长空间巨大。

 

12我国部分已建海水淡化项目

 

 

13 我国海水利用发展目标

 

四.我国膜行业相关公司

1. 产业链与竞争格局简介

膜工业及水处理产业链分别以水处理项目和膜组件为核心。

污水处理及再利用产业链中,膜企业主要涉足工程总包、设备供应、

技术服务等环节。

在膜工业产业链中,国外巨头如 GE等已经具备提供全产业链一体化服务的能力,但国内龙头企业如碧水源、膜天膜等仍只能涉足产业链的部分环节、部分品种。

 

14污水处理及再利用产业链

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 膜工业产业链

 

目前国内膜市场呈现出外资巨头和内资企业同台竞技的局面,根据 2009年中国水工业网膜及组件调查结果显示,无论从哪个群体视角,外资膜仍占据上风。

 

16 供排水公司、污水处理厂用户品牌提及率          17工程公司用户品牌提及率

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.中国膜行业盈利模式

目前国内涉及到膜分离和水处理的企业,一种以膜天膜为代表,侧重于膜的研发和发展,相对忽视了对市场的开拓;一种以碧水源为代表,在膜产品的基础上去开拓下游市场;另一种以万邦达为代表,完全侧重于水处理工程,工程所需膜组件依靠外购。

 

过去几年的经营看,上述三种企业都获得了较快的增长。                            

膜天膜:近 5 年来,公司销售额年均增长率超过 80%,在污水资源化                                方面累计已完成项目的处理规模达 150 万吨/天。                             

碧水源与万邦达:增速丝毫不逊色于膜天膜。

18 2005-2009 年碧水源收入和净利润          19 2006-2009 年万邦达收入和净利润

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

3.膜行业公司简介

 

a.碧水源

碧水源是国内最大的 MBR污水处理领域的开发应用企业;公司所处的行业具有很好的成长空间,公司激励机制和技术优势明显,通过募集资金投资项目完善产业链和区域布局,前景良好。

 

MBR污水处理市场的成长性是最大的亮点,公司作为国内起步较早、技术实力领先、承建项目最多的企业,将充分享有这一发展机遇。

国内 MBR市场集中度较高,公司在大中型项目上的市场份额达到60%,主要的竞争对手是 GE、西门子等跨国企业集团。公司作为本土企业,产品和服务成本较低、贴近市场,同时又掌握核心技术,与这些国外企业相比有明显优势。

 

公司募投项目投向已具备完善产业链、跨区域批量复制的雏形,公司正走在正确的道路上;一旦公司未来膜材料一环得到完善,且地区运营中心模式复制成功,则公司有望获得远超于行业平均水平的成长。

公司 IPO 发行募集资金主要投资于膜组器和膜材料产能扩建,并形成6 个以上地区运营中心,这将改变公司目前的产能瓶颈和原材料外购制约,以及公司集中于北京地区的风险,将会产生良好的效益。

公司本身技术主要集中在膜组器制造领域,并在此建立起定的技术壁垒;此次膜材料产能扩建将有助于降低成本,提高为下游客户提供解决方案的性价比。                          

公司之前项目主要集中于北京地区,建立地区运营中心,以北京项目为示范,开展跨区域批量复制过程。

 

b.南方汇通:国内最大的RO 膜企业,海水淡化最大受益者

南方汇通原本主营业务为铁路货车制造及铁路车配件修理,近年开始停滞不前;但其投资的三个节能减排项目销售额和毛利却持续增长,2010 年有望超过铁路设备业务。

20 南方汇通主营业务毛利                           21 南方汇通主营业务毛利率

 

 

 

 

公司最大看点是控股 42%的子公司“北京时代沃顿科技有限公司”。

◆时代沃顿成立于 2000 12 月,通过引进美国技术、消化、吸收和创新,研发制造出工业通用膜元件、海水淡化膜元件、抗污染膜元件、抗氧化膜元件和家用膜元件等,其质量和技术水平目前位居全球前列。

时代沃顿主要从事反渗透膜元件的研发、制造和服务,拥有膜片制造的核心技术和规模化生产能力,是国内最大的复合反渗透膜专业化生产企业,也是拥有强大技术支持的系统设计与应用服务的提供商。                           

时代沃顿作为中国最大产能及产量的复合反渗透膜供应商,先后承担了国家“高性能海水淡化膜元件的研究”及“苦咸水淡化方面的低压节能型反渗透膜材料的开发及产业化”等 863项目,并且在相关技术上处于国内先进水平。                           

国内反渗透膜至今仅有时代沃顿、杭州北斗星以及北方葫芦岛 3家企业,共占据国内 RO 膜市场份额的 10%,其中时代沃顿就占8%                            目前,时代沃顿在贵阳和北京设两个基地,具有年产 300万平方米的复合反渗透膜专业化制造能力;自 2003 年首次将国产反渗透膜应用于山西铝厂、大连热电等工程以来,销售呈40%的复合年增长率。

 

公司有两大核心技术:抗氧化技术和抗污技术。

 抗氧化技术:

1)此种膜具有低压运行、产水量高、脱盐性能好的特点,同时由                                    于采用特殊的合成工艺,增强了膜元件的抗氧化性,能够承受            更高含量氧化性物质的冲击,从而精简和优化了反渗透系统的                                    预处理工艺,降低膜元件的微生物污染、节约运行成本、延长                                   使用寿命,避免二次污染。                              

2) 家用纯水机如果采用抗氧化膜就一定能省掉活性炭这道工序,                                    直接采用 PP 棉、抗氧化反渗透膜、后置滤芯装置就可以。从                                    目前来讲,抗氧化膜不具备价格优势,但是能代表未来的市场                                    趋势。

◆抗污技术:自主开发了FR抗污染技术,在增加脱盐层厚度的同时对膜片表面做了涂敷处理,降低了有机污染和微生物污染附着,大大延长了反渗透膜的寿命并降低了长期运行的成本。

 

时代沃顿公司总经理蔡志奇在 09 年接受采访时公开表示:计划在 2013 年做到上市,3~5 年之内,市场份额不低于 20%。公司将继续拓展工业膜的市场占有率,争取在五年内,工业膜国内市场占有率做到第一位。公司同时会向工业的 8040 膜发展,也就是工业领域及海水淡化领域的                               深度开发推广。

 

C.万邦达

万邦达主营业务是为煤化工、电力、石油化工等下游工业项目提供水处理系统全方位、全寿命周期服务,对给水、排水、中水回用及水处理系统运营整体统筹,提供水处理整体解决方案。

 

对该公司 3-5 年内发展判断总结为:虽无近忧,或有远虑。                            虽无近忧:公司进入以神华、中石油为代表的央企煤化工、石油化工水处理市场,这一市场存在很强的关系壁垒,且 1-3 年间面临着项目集中上马带来爆发式增长。                            

或有远虑:公司水处理解决方案中所需核心部件超滤膜与反渗透膜系外购,换言之公司并无核心技术竞争力,所依赖的壁垒仅有在大型央企中拿项目的能力;未来当现有市场需求萎缩后,仅靠运营难以支撑高估值,若不能开拓新的水处理领域,则估值面临快速下降风险。

 

在行业需求增长良好的背景下,公司并非没有可能在其他水处理领域占据优势,但其中的关键是公司需要在与央企关系之外拿到新的竞争力,即能否提供性价比高的水处理解决方案。考虑到公司刚刚上市,手握大量现金,能否利用这一机遇向上游膜组件、膜材料领域延伸,值得关注。

 

d.厦门三达:膜企业成长典范,工业应用领域龙头,已进入水处理领域

     厦门三达膜科技有限公司创建于1996年,集膜软件开发、工程设计、设备制造、系统集成、现场安装与售后服务为一体,为国内传统产业改造升级提供分离纯化与清洁生产综合解决方案。

 

作为领先的膜分离技术提供商,公司在中国工业流体膜分离技术应用领域取得卓越成绩,占领中国膜应用市场 20% 25%份额。

   占领医药领域膜应用市场50%以上,客户涵盖了全国原料药企业50                                中的40 家。                           

占据染料领域膜应用市场 85%以上份额,活性和酸性染料中排名前五                               位的企业全部采用公司的技术和设备。

 

公司的发展路径:以膜软件起家,积累起一定资源后延伸完善产业链,从 VC制造领域进入到印染等细分行业,不断复制VC 制造领域的成功,借新加坡上市的东风扩张产能和技术。

厦门三达首创的膜软件,即从国外引进膜,再教下游企业怎么用这个膜,在国际知名膜供应商和国内企业间架起沟通的桥梁,公司借此完成发展所需的初步积累。             

公司成功将膜法用于维 C 发酵、分离净化市场后,开始了在青霉素维 B 等原料药、食品和印染等领域的复制;并延伸进入膜清洗、膜更换领域(制药领域膜每天都需清洗、至少 1年需更换 1 次)。

2003年公司在新加坡上市,以膜工艺为核心,上游向膜设备和膜材料                               方向整合,下游向膜应用企业渗透,初步构建完毕膜的产业链、具备向客户提供整体分离纯化、清洁生产和水处理的解决方案。                              

2007年公司进入水质净化领域,经过三年时间将水处理业务占比从7%提高到 33%

22 厦门三达发展历程

 

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点击次数:  更新时间:2013-06-14 16:55:33  【打印此页】  【关闭