2025中國(guó)國(guó)際氣體分離大會(huì):中空纖維膜技術(shù)推動(dòng)碳中和進(jìn)程
全球碳中和加速推進(jìn),氣體分離產(chǎn)業(yè)迎來黃金機(jī)遇
2025年5月11日,第四屆中國(guó)國(guó)際氣體分離產(chǎn)業(yè)大會(huì)(GSIC 2025)在揚(yáng)州盛大開幕。作為全球規(guī)模較大的氣體分離行業(yè)盛會(huì),本屆大會(huì)以“氣體分離宏觀分析,新型高性能氣體分離材料”為議題,聚焦中空纖維膜等技術(shù)突破,為碳中和目標(biāo)下的碳捕集、氫能開發(fā)及工業(yè)氣體提純提供全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。
在《巴黎協(xié)定》6.4條款與歐盟碳關(guān)稅政策(CBAM)的雙重驅(qū)動(dòng)下,全球碳市場(chǎng)交易規(guī)模已突破萬億美元。氣體分離技術(shù)作為減碳主要手段,其重要載體——中空纖維膜憑借高通量、低能耗特性,成為氫氣提純、CO?捕集等領(lǐng)域的“戰(zhàn)略級(jí)裝備”。數(shù)據(jù)顯示,2024年全球碳捕集市場(chǎng)規(guī)模達(dá)120億美元,其中膜分離技術(shù)貢獻(xiàn)率超35%。
中空纖維膜:氣體分離大會(huì)聚焦精度
在大會(huì)主論壇上,大連理工大學(xué)王同華教授的論斷引發(fā)熱烈討論:“氣體分離膜技術(shù)沒有‘中間地帶’,要么實(shí)現(xiàn) 100% 選擇性分離,要么在工業(yè)場(chǎng)景中‘歸零’—— 這是由下游應(yīng)用對(duì)氣體純度的嚴(yán)苛要求決定的”。以氫能為例,燃料電池汽車所需氫氣純度需達(dá)到 99.999%(5N級(jí)),若雜質(zhì)含量超標(biāo),將導(dǎo)致電堆催化劑中毒,直接影響電池壽命。
當(dāng)前,中空纖維膜研發(fā)已進(jìn)入 “納米級(jí)精度” 競(jìng)爭(zhēng)階段。其主要優(yōu)勢(shì)在于:
材料設(shè)計(jì)突破:通過聚酰亞胺、沸石分子篩、金屬有機(jī)框架(MOFs)等新型材料改性,膜材料的氣體選擇性提升至傳統(tǒng)聚合物膜的數(shù)倍;
結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)新:中空纖維膜的內(nèi)壁孔徑可精確控制在 5-50 納米,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同分子尺寸氣體的準(zhǔn)確篩分,例如 CO?(分子直徑 0.33 納米)與 N?(分子直徑 0.364 納米)的高效分離;
工藝集成升級(jí):結(jié)合卷式、板式等模塊化組裝技術(shù),單套膜分離裝置的處理氣量可達(dá) 10 萬標(biāo)方 / 小時(shí)以上,滿足大型燃煤電廠、化工園區(qū)的規(guī)?;瘻p碳需求。
碳中和主戰(zhàn)場(chǎng):氣體分離技術(shù)的攻堅(jiān)突破
氫能產(chǎn)業(yè)的純度之戰(zhàn)
隨著氫燃料電池汽車商業(yè)化進(jìn)程加速,中空纖維膜在超純氫制備領(lǐng)域需求激增。中國(guó)石油大學(xué)研發(fā)的晶態(tài)多孔復(fù)合膜,可在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)99.999%氫氣純度,推動(dòng)加氫站運(yùn)營(yíng)成本下降18%。
碳捕集的成本突圍
針對(duì)燃煤電廠煙氣處理,天津大學(xué)開發(fā)的聚酰亞胺基中空纖維膜,CO?/N?分離系數(shù)達(dá)150,配合智能壓力調(diào)控系統(tǒng),捕集能耗降至1.8GJ/tCO?,逼近國(guó)際能源署技術(shù)紅線。
未來十年:氣體分離技術(shù)的智能化躍遷
“納米級(jí)精度與分子級(jí)設(shè)計(jì)已成行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)?!贝髸?huì)嘉賓團(tuán)指出,隨著量子計(jì)算、AI算法的深度介入,中空纖維膜正從單一分離工具進(jìn)化為具備感知-決策功能的智能系統(tǒng)。預(yù)計(jì)至2030年,第三代自適應(yīng)分離膜市場(chǎng)滲透率將超45%,成為實(shí)現(xiàn)碳中和的決定性力量。