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全球天然气分离膜市场规模在2024年价值21.7亿美元。预计全球市场将从2025年的22.8亿美元增长到2032年的31.3亿美元,在预测期内的复合年增长率为4.66%。欧洲在2024年以28.11%的份额统治了全球市场。
气体分离膜是一种使用选择性渗透来分离气体的设备。可以使用该膜根据其不同的能力来分离气体混合物的一个或多个成分,以散布在其上。
由于对有效的天然气分离技术的需求越来越大,严格的环境限制以及日益增长的需求,市场正在扩大工业气体在包括医疗保健,制造和能源在内的各个行业中。
埃文克(Evonik)是一位领先的球员,并拥有大量的市场份额。该公司在为沼气升级和氢回收率创造高性能膜方面进行了许多投资。
越来越重视可持续性促进市场增长
在全球范围内,政府正在逐步采取行动打击气候变化,这些举措的关键组成部分是减少温室气体排放。对于这些可持续性项目,用于气体分离的膜至关重要。从化石燃料中提取二氧化碳的传统技术是胺吸收。但是,膜分离是经济和有效的,因为它消除了对气体到液相变的需求。该技术使用较少的能源和资源来实现相同的目标。
此外,这些膜由于其有效性和易用性而适用于关注排放的公司。通过开发清洁燃料,企业可以减少排放和完成GHG去除过程所需的能量。这是市场扩张的关键因素,因为越来越多的参与者加入了与气候变化的斗争。
2023年10月,埃文克(Evonik)宣布增加了天然气分离膜的产量,投资了数千万美元的奥地利Schörfling和Lenzing。这种扩展是由于对可再生能源驱动可持续膜的需求不断增长。向可再生能源的转变是增加了膜行业对气体分离的需求。
各种应用程序对工业气体的需求不断增加,推动了市场的增长
气体分离对于许多行业至关重要,包括医疗用途,例如从空气中去除氮和氧气。富含氧气的空气也是使用膜分离技术生产的。为了物理分离氧和氮并获得氧气,该技术使用多阶段的分离过程来迫使空气跨过膜,以在特定压力下富集氧气。此外,该膜有助于环境程序,例如捕获碳,分开二氧化碳从其他气体和天然气纯化中,通过去除污染物。天然气分离技术的需求主要是由食品和饮料,电子产品和医疗保健行业对工业气体以及发展中国家(尤其是亚太地区)不断扩大的制造业的依赖日益依赖。石油炼油厂中氢生产的膜分离和空气分离植物的低温分离,例如产生氧气,氮和氩气的膜分离是主要的受益人。
2025年1月,Arkema和Ooyoo签署了一份谅解备忘录(MOU),以合作开发膜技术。 Arkema的主要重点是使用专门的分子通道技术制成的Pebax弹性体,以提供高选择性,化学稳定性和出色的机械强度,因此将引入其在聚合物合成和材料类型设计方面的尖端专业知识。
预计高资本支出和运营成本会阻碍市场
先进的气体分离技术,例如膜分离和压力摆动吸附(PSA),具有较高的前期成本和运营费用。对于利润率较窄的初创企业或部门,基础设施,设备和设施(CAPEX)需要大量的前期支出,这些支出最终限制并抑制了竞争力和创新。此外,公司发现,由于持续的运营成本,包括劳动力,能源,维护和监管合规性(OPEX),重新投资于研发和扩张,这可以降低利润率。结果,在高资本支出和OPEX上下文中,大型和成熟的参与者经常受到青睐,这可能导致市场合并和动态较少。预计这会阻碍未来几年的气体分离膜市场增长。
建立和新兴的氢应用具有新的增长前景
大部分氢是使用蒸汽甲烷改革和其他传统技术获得的,这些技术是高度碳密集型的,需要在准备就绪之前需要氢化。结果,研究人员和主要参与者正在努力创造有效和可持续的过程来生产和净化氢。已经证明,基于膜的气体分离技术比传统技术更有效。在溶液扩散机制中,根据聚合物物质的亲和力,膜可以是氢选择性或氢化液。氢传感器还采用聚合膜作为选择性和保护层。此外,这些传感器对于氢经济在整个生产,纯化,储存和H2的使用过程中确保工人安全至关重要。
2025年3月,H2Site是领先的氢分离技术和氢运输解决方案提供商之一,宣布与SNAM进行合作,以创建一个以氢和天然气混合物分离为中心的尖端项目。 H2Site创建了一个PD合金膜分离剂,作为该项目的一部分,可以提取2%至10%的氢气。具有低浓度并达到高回收率分离氢气的能力,该单元将是其构造时最大的装置。
具有高渗透率具有高选择性的膜的发展对市场构成挑战
气体流速取决于渗透率,而膜区分不同气体的能力取决于选择性。需要创新的材料和设计,这些材料和设计涉及复杂的聚合物化学或复杂的纳米材料整合,以开发克服这种权衡关系的膜,其中增强一种特性会降低另一种特性。对于气体分离程序,必须去除此限制,以有效且经济,尤其是在氢纯化和碳捕获中。
原始石墨烯单层中的缺陷控制,堆叠的2D石墨烯片之间的纳米通道的精确调整,或者调节孔径的大小并使用大面积石墨烯膜获得高孔隙率,提供了重要的技术障碍。因此,如果没有大规模,一致的制造业的显着进步,则不能用于工业,大面积膜。
发展 混合基质膜对于固有的分离是一个关键的市场趋势
混合基质膜(MMM)是最新的膜形态,它具有与其有机聚合物和无机颗粒相的未来用途的潜力。无机颗粒,可以沸石碳分子筛或纳米颗粒也被广泛使用。通过添加无机颗粒及其本质上更好的分离特性,MMM与当前的聚合物膜相比,能够达到更高的选择性,渗透性或两者兼而有之。同时,柔性聚合物可以用作连续矩阵,以消除无机膜的固有脆弱性。
例如,在2024年6月,在《科学》杂志上发表的一项研究中,张和他的同事描述了一种新颖的多孔材料,该材料由易于访问的日常元素组成,可以容纳和分离各种气体。此外,结合刚度和柔韧性可以使基于尺寸的气体分离以明显降低的能源成本。
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天然气分离膜行业可能会遭受美国发出的最新关税,这将反映出从关税国家(尤其是中国)进口的零件和原材料的价格上涨。膜的制造商可能会看到生产成本的增加,这可能会使它们在家庭和国外市场的竞争力降低。此外,如果其他国家征收报复性关税,总部位于美国的膜公司的出口选择可能更少。此外,贸易政策的不可预测性可能会阻止业务创新和投资。
由于成本较低和散装制造,聚合物膜在市场上占主导地位
基于膜,市场被细分为聚合物和无机。
聚合物膜是市场的主要领域。由于其成本较低,制造规模易于制造以及适应各种气体分离应用的多功能性,因此这种膜类型被广泛优选。
无机膜类型是市场上新兴的细分市场,其增长适中。无机膜具有较高的热和化学稳定性,使其适合在恶劣的环境中应用,这有望在预测期间对该膜产生需求。
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由于成本效益和可靠性,氮的生产领导市场
根据应用,市场被细分为氮的产量,天然气处理,氢回收,蒸气回收等。
氮的生产在2024年拥有最大的气体分离膜市场份额,因为氮被广泛用于各种行业,例如食品包装,电子产品,药品等。使用膜技术,这种高需求可满足成本效益和可靠的氮发生器。
天然气处理是市场上的第二大领域。对管道质量天然气的需求不断增长,并且对CO2和H2S水平的更严格的环境法规助长了基于膜的气体甜味和分离过程的需求。这些因素推动了这些膜对天然气处理的需求。
氢回收是一个新兴的细分市场,预计将描绘出最快的生长。需求不断上升,是由于越来越关注氢作为清洁能源载体,并且需要从炼油厂等工业过程中回收氢气氨植物。
蒸气恢复是一种利基应用,在某些发达国家使用,主要是由于其成本高。关于工业运营中VOC排放的严格法规以及回收有价值的溶剂的经济利益推动了这一细分市场的增长,尽管其份额仍然小于其他分布。
其他部分包括沼气升级,空气分离和其他类似的气体分离应用。
根据地区,市场已被细分为北美,欧洲,亚太地区,拉丁美洲和中东和非洲。
Europe Gas Separation Membrane Market Size, 2024 (USD Billion)
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严格的环境法推动欧洲的膜需求
欧洲由于严格的环境法规而占主导地位,这推动了对清洁天然气加工技术的需求,例如用于天然气分离的膜。欧洲绿色交易的严格环境法(包括减少碳和排放控制)正在推动欧洲对这一膜的需求。人们对可以有效地将CO2与烟气分离的膜的需求驱动到对碳捕获和储存(CCS)系统的增加驱动。
这些膜被化学和制药行业使用来产生各种应用所需的高纯气气体。此外,预计欧洲将在预测期内见证氢创新的增加。 2024年6月,根据欧盟州援助法规,欧盟委员会授权了一项价值32亿美元的德国计划,以帮助建立氢核心网络。到2030年,该立法将有助于欧盟实现其氢策略的目标,并适合55个包裹。
天然气膜在天然气和食品行业中的应用正在推动需求
天然气加工的天然气分离膜,包括去除二氧化碳和H2,尤其是在加拿大越来越受欢迎。由于美国广泛的天然气储量和出口操作,需要有效的纯化技术。食品和饮料部门还观察到对基于膜的氮生成系统的需求增加。 2020年2月,TC Energy Corporation的全资天然气管道系统批准了两个主要扩建项目,总计13亿美元。来自加拿大西部沉积盆地(WCSB)的天然气将通过NOVA GAS传输有限公司运输到艾伯塔省市场。
能源和氢项目的膜重点影响市场扩展
由于其成熟的石化和天然气加工行业,美国行业之所以成熟,但仍然有机会。降低能源使用并提高当前流程的效率是主要目标。越来越关注可再生能源来源还增加了对基于膜的氢分离和纯化的兴趣。此外,美国正在从事众多氢化项目。例如,在2022年12月,总部位于达拉斯的Energy Transfer LP的子公司Gulf Run Transmine LLC宣布已获得FERC批准将海湾运行管道投入使用。该管道旨在从美国主要生产地区提供国内生产的天然气,以满足墨西哥湾沿岸和国际市场的迅速增长。
电子和炼油行业中的膜应用正在推动亚太地区的需求
在亚太地区,特别是在印度,日本和东南亚,对天然气分离的膜的需求正在上升。由于它们依靠高纯气气体的供应,这些国家需要其半导体和电子行业的气体分离技术。为了满足国内能源需求,印度专注于增强石化和炼油领域,这导致对天然气分离技术的投资增加。此外,在这些地区,废水处理和空气过滤应用正在扩大,推动了亚太膜市场。
随着污染控制和成本效率推动市场的扩展,中国领导膜技术的增长
在其广泛的工业基础和严格的环境限制的推动下,中国目睹了市场最快的增长。基于膜的解决方案的需求是由控制化学操作和发电厂降低二氧化碳排放量的空气污染所驱动的。此外,中国正在投资国内膜制造业,这降低了成本并提高了美国采用天然气分离膜的采用,这也涵盖了碳捕获的进步。 2024年5月,中国石油和化学公司(也称为Sinopec),Totalenergies签署了一项战略合作协议,以扩大其伙伴关系,尤其是在低碳能源领域。通过利用其专业知识领域,两家公司旨在扩大其联盟业务,并特别打算在生物燃料,绿色氢,CCU和脱碳中汇集其研发资源。
石油和天然气行业的膜使用驱动了拉丁美洲的需求
拉丁美洲的市场是温和的,但正在扩大,尤其是在巴西和墨西哥,需求是由诸如行业驱动的油和气体,使用膜进行脱水和气体甜味。制造业也对该地区的工业气体分离和空气净化越来越感兴趣,从而增加了需求。
中东巨大的气体潜力驱动对先进气体分离膜的需求
由于其大量气体和石油产量,中东对这些膜的需求很高。它们用于制造石油化学物质,改善石油回收(EOR)和天然气加工。气体分离膜技术被广泛使用,因为需要减少天然气的燃气以及北非,尤其是阿尔及利亚和埃及的天然气生产和加工的扩展。
区域公司创新和主导地位所定义的竞争格局
由于专业地区企业和成熟的国际参与者的存在,该市场的市场被分散。一些主要参与者包括Evonik,Air Liquide,Air Products&Chemicals,Inc。和Linde Plc。这些主要的国际公司凭借其庞大的投资组合和公认的分销网络,主要在大型工业应用中竞争,并提供各种膜材料,包括无机和聚合物。其他一些公司,例如UBE Industries,Toray Industries,Membrane Technology and Research(MTR),以及其他公司是专注于特定应用和尖端膜技术(例如辅助运输膜)的生产商。
《全球气体分离膜市场报告》对市场提供了详细的见解,并着重于领先公司等关键方面。此外,该报告还提供了有关市场趋势和技术的见解,并强调了关键行业的发展。除上述因素外,该报告还涵盖了近年来有助于市场增长的几个因素。
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属性 |
细节 |
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研究期 |
2019-2032 |
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基准年 |
2024 |
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估计一年 |
2025 |
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预测期 |
2025-2032 |
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历史时期 |
2019-2023 |
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增长率 |
从2025年到2032年的复合年增长率为4.66% |
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单元 |
价值(十亿美元) |
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分割 |
由膜
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通过应用
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按地区
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根据《财富商业洞察力》的研究,2024年的市场规模为21.7亿美元。
在预测期内,市场可能以4.66%的复合年增长率增长。
氮生产领域是市场的主要应用。
欧洲的市场规模在2024年为6.1亿美元。
越来越重视可持续性和对各种应用程序工业气体的需求不断增长,推动了对气体分离膜的需求,推动了市场的增长。
市场上的一些顶级参与者是Evonik,Linde PLC以及空气产品和化学品等。
到2032年,全球市场规模预计将达到31.3亿美元。