氫能作為一類來源廣泛、綠色環保的清潔能源,當前在國內能源結構持續優化以及雙碳目標持續推進背景下,其應用領域正不斷擴展、市場需求正不斷增加,預計到2030年,我國氫氣年需求量將達到3800萬噸/年,市場發展前景可期。大幅增長的氫能需求帶動制氫效率、成本、技術要求不斷提升。
我國制氫工藝類型多樣,目前主要通過天然氣水蒸氣重整制氫、煤氣化制氫兩大主流技術路線制取氫氣。但天然氣重整制氫需進行脫碳處理、煤氣化制氫需要分離純化處理,因此尋求高效脫碳與分離純化手段已成為提升氫氣制取效率的關鍵。膜分離技術作為一類高效脫碳與純化手段,其具有處理效率高與處理效果好等優勢,目前已成為氫氣制取的重要手段之一。
根據新思界產業研究中心發布的
《2023-2027年中國氫氣分離膜行業市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,膜是膜分離工藝過程的核心,氫氣分離膜是指利用膜分離法純化氫氣過程中所需的氣體分離膜產品。根據形狀不同,氫氣分離膜可分為平板膜、中空纖維膜與螺旋纏繞膜;根據工作原理不同,氫氣分離膜可分為致密金屬膜、無機多孔膜、有機聚合物膜、金屬-有機框架膜、混合基質膜等。其中無機多孔膜還可分為分子篩膜、二氧化硅膜、硅基材料膜等。
中空纖維膜是氫氣分離膜市場主流產品,目前其市占比已接近90%。以中空纖維膜作為氫氣分離膜的試驗最早出現于20世紀60年代末期,經過近十年發展,中空纖維膜應用范圍不斷擴展,在70年代末期已成為氫氣分離膜市場主流。氫氣分離膜技術壁壘較高,目前全球市場仍由美國杜邦公司、法國液化空氣集團、日本宇部興產株式會社三大國際企業占據主導地位。
我國氫氣分離膜行業起步時間較晚,20世紀80年代才有相關研究出現,但發展速度較快,90年代就有相關自研產品出現,直至目前,經過30余年發展,我國氫氣分離膜在膜結構、膜材料、膜組件等方面已取得較大進展。
新思界
行業分析人士表示,具體來看,在膜材料方面,目前我國氫氣分離膜材料主要為聚酰胺、聚酰亞胺,使用此類材料制備而成的氫氣分離膜氫氣選擇性更高、工作溫度范圍更廣;在膜結構方面,國內氫氣分離膜結構已從早期以平板膜為主的結構轉變為以中空纖維膜為主的結構,且目前正朝著比表面積更大、工作效率更高的螺旋纏繞膜結構不斷升級。未來隨著國內氫氣分離膜技術工藝不斷升級,其行業發展速度有望持續加快。