电渗析行业内企业的竞争及发展趋势主要壁垒构成
1、电渗析行业内企业的竞争
电渗析技术虽然发展历史较长,但初期主要集中于苦咸水淡化、海水淡化及中水回用,存在膜材料性能差、膜组器制备技术简陋、工艺设计不合理、运行不稳定、操作维护不便利及售后服务劳动强度高等弊端,20世纪90年代由于反渗透技术的兴起,大多数企业放弃了电渗析技术,且电渗析领域在技术、市场、人才和管理等方面具有较高壁垒,因而仅有极少数具备较高综合实力的企业能够建立完整的电渗析技术应用业务体系。
美日欧等国家、地区代表型企业包括Suez、Evoqua、Eurodia等,他们在技术、资金和品牌等方面优势明显,但其国内基础制造企业较少,新兴应用场景未得到有效开拓,电渗析技术没有足够的应用空间。而国内厂家得益于国家政策支持、产业链的整合、相关技术的发展、下游基础制造业的蓬勃发展,在应用场景的拓展、成本控制、服务响应速度等方面,较之于国外品牌有一定的竞争优势。
资料来源:普华有策2、行业未来发展趋势
(1)应用领域不断开拓
电渗析技术初期主要应用于苦咸水淡化、海水淡化、饮用水制取等。从年至今,随着我国电渗析技术的不断突破和高性能离子交换膜逐渐实现自主生产,电渗析技术凭借浓缩无机盐及物料脱盐的高效、节能、三废少、占地少等优点以及双极膜电渗析等新型电渗析技术的发展,可应用的领域不断拓展,逐步广泛应用于新能源锂电、食品、医药、生物、冶金、化工、造纸、印染、电子及半导体、有机硅、电力、粘胶纤维、石油炼化等行业。
(2)双极膜电渗析技术不断创新发展
20世纪80年代到90年代末,电渗析技术受到反渗透、纳滤等新技术的冲击,只用作水处理项目中的预处理工作,导致其发展缓慢。21世纪前十年,双极膜技术的引进并得到了很好的发展应用,在优化传统工艺过程和革新工艺过程中发挥了独到的作用。它的出现改变了传统工艺分离和制备过程,能够在不引入新组分的情况下将溶液中的盐转化为对应的酸和碱,为新能源锂电、生物医药、化工、食品、冶金、稀土、硅及半导体等行业的废盐处理难题提供了新的解决路径。双极膜技术具有独特性且较难替代,现阶段市场应用尚处于起步阶段,未来双极膜渗析技术将会逐步完善、广泛应用。
(3)从单一技术向多种技术耦合的方向转变
随着人们生活水平提高,对于生活品质要求越来越高,科技快速发展,食品医药、化工、半导体、新能源锂电等行业突飞猛进,因而也带来更多工业绿色生产、物料循环利用和废水清洁处理的需求。由于新兴工业工艺复杂,消耗化学品种类多,产生废水也比较复杂,靠单一技术或者传统废水处理工艺已经无法满足现代工业发展的需求,必须对现有的工艺进行创新集成,采用多种工艺耦合处理的方法,才能实现不同组分分离,分类回收,或者达标排放,从而实现循环经济,促进各行业可持续发展。因此,行业发展趋势是根据实际情况采用耦合工艺,将离子交换、蒸发、结晶、电渗析、纳滤、超滤、微滤、反渗透等多种处理工艺耦合进行综合处理。
(4)从材料性能提升向应用技术创新方向转变
电渗析技术发展至今,目前其上游的核心材料之一离子交换膜的制造技术和性能已经达到稳定期。在膜技术上,短期内发生重大技术迭代的风险较小,因此,前沿电渗析企业主要专注于电渗析技术在各领域的应用开发和落地运用,通过对下游应用场景实际情况分析、设计、试验,最终实现大规模应用。目前电渗析技术的研究发展趋势在逐渐从对膜性能的提升转变为对电渗析应用技术的不断创新。
3、行业的主要壁垒
(1)人才壁垒
高素质的研发、设计、生产、调试、售后服务、技术支持及管理人员都是行业内经营成功的关键因素。在电渗析应用设备的提供过程中,从设计到实施的各个环节会涉及到物理、化学、电学、电化学、流体力学、材料科学、化学工程、分离工程、电气自动化等诸多领域的专业知识和技术,不但需要学习了解客户的生产工艺,精通电渗析及各种耦合分离技术,掌握物料衡算,还需具备能把电渗析应用技术嵌入到客户生产工艺的能力,确保设备经济、稳定、连续运行。企业很难在较短的时间内形成一支完整的研发、设计、生产、销售、实施、管理等队伍。电渗析行业中培养初级人才普遍需要3-5年时间,培养高级人才则需要10年以上时间,且需要大量案例去学习、锻炼、实践、试错。
目前行业内专业人才稀缺,电渗析技术企业没有技术过硬的核心团队支撑将难以在快速发展的行业中长久立足。因此,电渗析行业的人才壁垒较高。
(2)技术壁垒
电渗析产业链主要包括离子交换膜研制、膜组件生产、电渗析设备制造和电渗析技术应用等环节。
离子交换膜是国家鼓励发展的新材料,被列入《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(年版)》,“双极膜电渗析膜”连续5年纳入《重点新材料首批次应用示范目录》,高性能离子交换膜的研发和生产需要深厚的技术沉淀。尤其是双极膜生产技术,要在一张膜里面集中三个功能层,实现长寿命(不低于2年)、高效率(水离解效率不低于99%)地工业酸碱制备应用的难度较大。因此,双极膜的工业制造技术,是现代功能分离膜工业领域的三大制高点之一。国家科技部、工信部已经多次立项,对双极膜的研发和产业化予以支持。
电渗析应用技术涉及电学、电化学、物理、化学、机械、流体力学、材料等学科,理论相对复杂,任何改进或者提升需要长时间摸索和验证。在经过大量膜及工艺开发,论证技术和经济可行性基础上,电渗析设备厂家根据分离提纯度或者资源化或者出水水质的要求需要选择不同的离子交换膜及电渗析设备,并对工艺、设备、配电、自动控制等进行设计,根据客户生产工艺、物料平衡、地域特点、行业要求及不同需求提供定制化电渗析应用工艺及设备。上述工艺、设备和设计是电渗析技术应用企业经过长期实践与专业专注技术研究才能获得,涉及多项专利技术,较难进行模仿,技术壁垒较高。
融会贯通离子交换膜制备技术和电渗析应用技术是持续发展的核心,如果新公司没有足够的沉淀时间,没有技术积累和团队培养,很难对膜、设备和应用技术的研发、生产及选型、工艺流程设计、物料衡算、设备选型及设计等进行判断选择及优化,对流量、压力、电导率、温度、pH、电压、电流、液位控制等工艺及参数进行综合设计与优化。
目前国内有多家电渗析设备企业,但大多数电渗析设备企业集中于产业链中游“设备组装厂”的角色,很难根据客户的需求而进行差异化的定制,仅有少数企业具备高性能离子交换膜的生产能力和电渗析技术的应用能力。
(3)资金壁垒
电渗析行业知识、技术密集程度较高,其膜材料、组件、设备的研发和生产需要大量投入,其应用工艺技术和工艺开发需要企业持续进行研发方面投入;同时,在项目实施过程中需为客户垫付一定资金。这些对电渗析技术企业提出了较高的资金需求。
(4)经验壁垒
电渗析设备的优劣,对于整个工业生产流程能否安全、稳定、高效、经济的运行具有非常关键的作用,因此客户在选择提供电渗析设备的供应商时非常谨慎,十分