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《高性能膜材料科技發展“十二五”專項規劃》
 

國科發高【2012】895號

各省、自治區、直轄市、計劃單列市科技廳(委、局)，新疆生產建設兵團科技局，各有關單位：

      為進一步貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》，推動高性能膜材料技術和產業發展，我部組織編制了《高性能膜材料科技發展“十二五”專項規劃》。現印發你們，請結合本地區、本行業實際情況認真貫徹落實。

     高性能膜材料是新型高效分離技術的核心材料，已經成為解決水資源、能源、環境等領域重大問題的共性技術之一，在促進我國國民經濟發展、產業技術進步與增強國際競爭力等方面發揮著重要作用。高性能膜材料的應用覆蓋面在一定程度上反映一個國家過程工業、能源利用和環境保護的水平。

     為促進我國高性能膜材料產業的快速發展，推動膜技術在節能減排、保障民生等方面的應用，按照《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《國家"十二五"科學和技術發展規劃》和《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》的相關要求，制定本專項規劃。

一、形勢與需求

(一)全球膜材料技術和產業強勁發展。

高性能膜材料的發展得到了全球范圍的高度重視，多國政府將膜技術作為21世紀高新技術進行研究與開發，制定了相應的研究開發計劃，促進了膜材料技術和產業的強勁發展。目前全球高性能膜材料的發展呈現以下幾方面特點：膜材料產業向高性能、低成本及綠色化方向發展；膜材料市場快速發展，與上下游產業結合日趨緊密；膜技術對節能減排、產業結構升級的推動作用日趨明顯；膜技術對保障飲水安全，減少環境污染的作用顯著增強。

(二)我國膜技術發展活躍、市場增長較快。

2010年，我國膜產值超過300億元，占全球膜市場的10%左右。全國從事分離膜研究的科研院所、高等院校近100家，膜制品生產企業達300余家，工程公司超過1000家，已初步建立了較完整的高性能膜材料創新鏈和產業鏈。在高性能水處理膜材料、特種分離膜材料、氣體分離膜材料、離子交換膜材料、生物醫用膜材料等方面，開發了一批具有自主知識產權的膜材料，部分產品實現了規模化生產，制備技術和應用技術得到了快速發展，促進了膜材料市場的增長。

(三)保障我國水安全的需求日益迫切。

水資源匱乏和水污染日益嚴重已成為制約我國社會進步和經濟發展的瓶頸，膜法水處理技術是解決資源型缺水和水質型缺水問題的重要技術。開發高性能反滲透膜材料，可以大幅降低膜法制水成本，解決沿海地區缺水問題；開發高性能水質凈化膜材料，可以提高自來水水質，保障人民身體健康；開發高強度、抗污染的膜生物反應器(MBR)專用膜材料，可以實現市政污水回用，解決城市缺水問題。膜技術已逐漸成為水處理的主流技術，成為保障我國水安全的重要內容，對膜材料需求日益迫切。

(四)保障工業節能減排和清潔生產的需求日益迫切。

以耐溶劑、耐高溫的特種分離膜材料為基礎，發展高效分離技術是降低過程能耗、減少環境污染、提高資源利用率的重要手段。近年來，化工、冶金、電力、石油等行業的廢水處理回用和原油加工、石化產品生產等行業的有機溶劑回用處理，迫切需要開發耐溶劑的高性能分離膜材料。天然氣利用和輸送中的脫水、脫二氧化碳和脫硫化氫，以及實現煤的清潔利用，迫切需要開發高性能的氣體分離與凈化膜材料。發酵工業和過程工業中恒沸體系的分離及物料脫水，是過程工業節能降耗的關鍵技術，迫切需要開發高性能的滲透汽化膜和耐溶劑的納濾膜。

二、總體思路、基本原則及發展目標

(一)總體思路。

以膜材料的研究開發為核心、產業化為目標，堅持政府引導和市場推動相結合，深化產學研用合作，著力突破相關膜材料制備的關鍵技術，推動膜材料在水資源、節能減排、資源高效利用等相關行業的應用，促進膜行業的發展，提升我國膜領域的科技創新能力和產業的國際競爭力。

(二)基本原則。

堅持統籌規劃，構建創新體系。在國家層面進行頂層設計，統籌各類科技計劃，形成膜領域創新資源的優化布局。通過項目、人才、基地的聯動，充分整合地方和社會創新資源，構筑我國膜領域的知識創新體系、技術創新體系和中介服務體系。

堅持材料創新，提升產業層次。以膜材料的創新為核心，在若干重要應用領域形成具有自主知識產權和自主品牌的國產膜材料，提高市場占有率，改變"高端產業、低端環節"的困境，提升膜產業的附加值和市場競爭力。

堅持需求牽引，做大產業規模。以海水淡化、飲用水凈化、市政污水資源化的水處理膜和過程工業中的特種分離膜等為切入點，實施水處理膜材料和特種分離膜材料并重的發展戰略，加大技術研發和市場開拓力度，做大產業規模。

堅持企業主體，打造龍頭企業。以若干有一定基礎的創新型企業為核心，通過國家和地方的聯動、高校院所和企業資源的組合、科技人才與金融資本的銜接，提升企業的技術創新能力和市場開拓能力，培育具有國際競爭力的上市公司和企業集團。

堅持以人為本，形成人才高地。把提升自主創新能力與組建高水平的創新團隊結合起來，促進人才在高校院所和企業之間的充分流動，鼓勵高校院所科技人才創新創業，鼓勵科技人才與企業家結合，著力打造若干人才集聚區，形成具有國際先進水平的研發中心，建成具有持續創新能力的國家級創新平臺。

(三)發展目標。"十二五"期間，實現我國膜領域科技發展"三個提升、一個完善"的總體目標。提升自主創新能力：基礎研究走在國際前列，培養若干有國際影響力的學術研究方向、創新團隊和知名學術帶頭人；原始創新能力有所提高，在固體氧化物燃料電池膜材料、金屬和金屬間化合物膜材料、智能膜材料等優勢前沿領域形成專利池，占領產業發展制高點；關鍵技術實現重大突破，在國家重大需求的水處理膜材料、特種分離膜材料、離子交換膜材料領域，著力解決產業化關鍵技術難題，形成具備國際競爭力的技術基礎。提升產業競爭力：膜產業保持快速增長，預期到2015年達到千億元規模；產業附加值有顯著提升，陶瓷膜、MBR專用膜材料、高分子超濾微濾膜等重要膜品種的國內市場占有率顯著提高；著力培育龍頭企業，力爭上市公司達到十家以上；布局若干膜產業集聚區，推動集群創新。提升在資源節約、環境友好型社會建設中的貢獻度：具備大型海水淡化成套裝備和膜材料的設計、制造和運行調試能力，膜法海水淡化成本降到4-5元/立方米；具備大型飲用水成套裝備國產化能力，膜法自來水廠改造初步形成產業；具備大型MBR工程裝備國產化能力，建成若干市政污水全回用的示范城市；膜催化反應器技術獲得大面積推廣應用，離子交換膜氯堿集成工藝裝備國產化，滲透汽化和蒸汽滲透技術成為溶劑脫水的主流技術之一；膜技術在油田回注水、煉焦廢水、農藥廢水、印染廢水處理等領域獲得全面推廣應用。完善創新體系建設：在建設好膜技術國家工程研究中心、國家液體分離膜工程技術研究中心的同時，新建國家特種分離膜工程技術研究中心，形成氣體分離膜、液體分離膜和特種分離膜的創新布局；依托國家級創新平臺和重點研發機構，整合地方資源，建設若干膜材料領域專業性孵化器、技術轉移中心和產業技術研究院，促進科技人才創新創業和人才、技術的轉移；政府引導、市場運作，設立若干膜產業發展基金，推進行業科技與金融的結合。

三、重點任務按照"三個提升、一個完善"的目標要求，本規劃的重點任務分解為基礎研究(任務一)、產業化關鍵技術研究(任務二、三、四)、集成應用示范(任務五)、創新平臺建設(任務六)等四部分。

(一)膜材料設計與制備的基礎研究。

面向國家重大需求，加強膜領域的基礎理論和原創技術研究，提升膜領域發展的自主性和可持續性。圍繞膜分離性能與膜材料微結構的關系、膜材料的微結構形成機理與控制方法、應用過程中膜材料微結構的演變規律三個關鍵科學問題開展研究，進一步完善面向應用過程的膜材料設計與制備理論框架，在膜材料的基礎理論研究方面取得突破。通過研究智能膜材料、合金膜材料、新型結構膜材料等新材料，形成一系列原創性的膜材料和專有制備技術，構建我國膜材料設計與制備的技術平臺，為我國開發具有自主知識產權的高性能膜材料奠定基礎。

(二)高性能水處理膜材料。

在水資源領域，重點突破海水淡化用高性能反滲透膜、水質凈化用納濾膜和廢水處理用膜生物反應器專用膜材料的規模化制備技術，以解決制約我國國民經濟可持續發展的水資源短缺和飲用水安全問題。

1.高性能反滲透膜材料。滿足海水淡化、苦咸水淡化等技術對高性能反滲透膜材料的需求，重點開發高性能聚酰胺類反滲透膜原材料；研究開發抗污染、抗氧化、耐溶劑反滲透膜材料；研究開發反滲透膜元件卷制封裝技術，建設自主知識產權的反滲透膜規模化生產線；研究海水淡化膜材料大規模產業化關鍵技術，開發大型海水淡化膜元件；鼓勵開發高脫硼海水淡化反滲透膜材料、正滲透膜材料、膜蒸餾技術等。

2.高通量納濾膜材料。圍繞水質深度凈化技術對膜材料的需求，重點開發高通量復合納濾膜材料及其規模化制備技術；研究開發萬噸/日的納濾膜過濾高硬度地下水/井水制備飲用水工藝，中空纖維復合納濾膜規模化制備技術，微污染水深度處理工業化應用技術；研究界面聚合法制備完整無缺陷復合納濾膜技術，開發膜面缺陷在線監測系統；鼓勵開發脫硝和海水軟化納濾膜，耐腐蝕、耐溶劑納濾膜。

3.MBR專用膜材料。圍繞污水綜合治理、廢水資源化等水處理技術對膜材料的需求，重點開發增強型MBR專用膜材料等高強度、抗污染MBR膜材料；研究涂膜液配方與大型膜液調配系統；開發增強型聚偏氟乙烯(PVDF)等膜生產線；開發大型膜組器工業化生產技術；開發大型MBR裝置。

(三)面向過程工業的特種分離膜材料。

針對過程工業中高溫、溶劑和反應體系等苛刻環境下的分離問題，重點突破陶瓷納濾膜材料、氣體分離和凈化膜材料、滲透汽化和蒸汽滲透膜材料的規模化制備關鍵技術，引領我國膜產業向高端化發展，為我國節能減排具體目標的實現提供技術支撐。1.高性能陶瓷膜及膜反應器。圍繞過程工業的需求，重點開發高分離精度的陶瓷膜材料及膜反應器；研究陶瓷納濾膜的微結構調控及表面功能化技術，開發規模化陶瓷納濾膜制備技術及生產線；開發新型陶瓷納濾膜應用裝備。

2.氣體分離膜材料。圍繞能源清潔利用和環境減排對膜材料的需求，重點發展透氫與透氧的氣體分離膜材料，特別是用于高純氫氣制備的復合鈀膜材料和用于高純氧氣制備的混合導體透氧膜材料；開發用于天然氣凈化與綜合利用的氣體分離膜材料；開發用于分離捕集溫室氣體的膜材料，尤其是用于分離二氧化碳的固定載體膜材料；開發卷式分離膜及中空纖維復合膜規模化連續生產技術；鼓勵發展富氮膜材料。

3.氣體凈化膜材料。圍繞產業結構調整升級的需求，開發高溫氣體凈化工程化裝備及關鍵膜材料；重點研究碳化硅支撐體成型技術和燒結技術，開發非對稱純質碳化硅膜材料及規模化生產技術；開發高孔隙率非對稱陶瓷膜材料制備技術；研究膜層在支撐體表面的均勻涂覆技術，開發抗熱震多孔金屬復合膜材料規模化制備技術；鼓勵開發耐高溫親水性聚四氟乙烯膜材料及其應用技術。

4.滲透汽化膜材料。圍繞溶劑分離的需求，重點開發疏水型膜材料；開發高穩定性分子篩膜材料、有機無機復合膜材料規模化制備技術；開發中空纖維納米雜化多層膜材料及其規模化制備技術；開發高裝填面積膜組件；鼓勵開發用于有機物-有機物分離的膜材料和有機氣體回收的膜材料。

(四)離子交換膜材料。

針對氯堿行業的重大需求，重點突破全氟離子交換膜工程化技術，進一步提高膜性能；面向燃料電池、儲能電池和動力電池的應用需求，重點開發高性能、低成本離子交換膜材料和固體氧化物燃料電池膜材料；針對酸堿回收的需求，開發雙極膜和擴散滲析膜的規模化制備技術及成套裝備，實現批量生產。

1.全氟離子交換膜。圍繞氯堿行業、燃料電池、儲能電池和動力電池的重大需求，重點開發高性能離子交換膜制備技術及在氯堿行業的工業化應用技術，開發高性能、低成本電池用離子交換膜；鼓勵開發新型耐熱離子交換膜、抗過氧化氫氧化離子交換膜、氫氧根傳導離子交換膜材料。

2.固體氧化物燃料電池膜材料。圍繞高效率燃料電池技術及產業化需求，研究開發高電導率固體氧化物膜材料，開發制備超薄固體氧化物膜材料；鼓勵開發單室固體氧化物燃料電池和微型固體氧化物燃料電池。

3.雙極膜和擴散滲析膜。圍繞過程工業的廢酸堿資源化利用，重點研究新型擴散滲析膜材料規模化制備技術；開發高性能雙極膜材料規模化制備技術；開發廢酸和廢堿回收成套裝備與工程化技術，雙極膜應用的成套裝備與工程化技術。

(五)集成應用示范。

重點開發新型膜分離集成過程，注重過程強化及在水資源、能源、生態環境、傳統產業改造、社會發展和循環經濟等領域的應用，形成基于膜分離集成過程的水資源綜合治理和傳統產業改造成套技術與裝備，發展新型共性技術，為膜產業發展提供技術支撐。

1.基于膜分離集成過程的水資源綜合利用技術。重點建設沿海工業園區海水淡化及其綜合利用示范工程，形成包括反滲透預處理、反滲透海水淡化、濃鹽水后處理、園區廢水處理和中水回用的海水綜合利用集成系統；重點開發大型MBR市政污水處理工藝，建成十萬噸級市政污水處理及全回用示范工程。

2.膜法深度水處理技術。重點開發膜法自來水深度處理工藝，建成萬噸級納濾膜自來水生產示范工程；重點開展膜法污水處理工藝研究，實現焦化廢水、油田采出水、農藥廢水、印染廢水等國民經濟重點行業廢水無害化、資源化處理，建成萬噸級膜法污水處理工藝及成套裝備。

3.面向過程工業的膜集成技術。針對鋼鐵冶金、化工制藥、生物工程等相關領域，著重研究過程強化的膜分離工藝，開發形成膜集成技術；重點開發化工和石油化工行業重要反應與膜分離過程耦合工程化技術，建成膜反應器成套裝置應用示范工程；重點開發離子交換膜大規模制備技術并建成生產線，開發膜法鹽水精制和離子交換膜氯堿集成技術，建成氯堿生產示范工程。

(六)創新平臺建設。

新建特種分離膜、含氟功能膜、中空纖維膜材料與膜過程等國家級創新平臺，對現有國家級創新平臺予以持續支持。組建膜材料產業技術創新聯盟，培育膜領域創新群體。布局建設若干國家級孵化器、產業技術研究院和技術轉移中心。鼓勵設立若干膜領域專業性的投資基金，支持科技人才創新創業。加強高層次人才培養與引進，通過人才、項目、基地建設的聯動，提升行業自主創新能力。

四、保障措施

(一)加大政策扶持力度。

充分發揮各級政府發展膜產業的積極性，整合各類資源，布局若干膜產業集聚區。加大國家投入，帶動社會投資，引導各類金融機構資金支持膜材料產業發展；鼓勵行業和企業推廣應用膜技術，鼓勵地方政府對高性能膜材料及裝備采用政府采購模式，推動市場發展。

(二)提升行業自主創新能力。

加強組織協調，實現從基礎研究到產業化示范全鏈條的布局，扶持膜生產及應用的龍頭企業發展，強強結合，不斷提高創新能力，優化提升產業鏈。組織實施一批膜系統集成、生產、應用示范工程，提升膜技術工程應用水平，加快企業科技成果產業化進程。通過與科研院所、高等院校組建產業技術創新聯盟，構建長效的產學研合作機制和成果轉化新機制，推進集群創新，提高行業的可持續發展能力。

(三)深化國際交流合作。

積極開展國際合作和交流，組織承辦有影響力的國際膜會議，提升學術地位；鼓勵企業參與國際市場競爭，提升產品競爭力；鼓勵企業通過國際合作、并購、參股國外企業等方式掌握關鍵技術，通過引進消化吸收和再創新，提高對相關技術的掌握能力。(四)強化人才隊伍和平臺建設。

統籌人才、項目、基地建設。構筑膜材料和膜過程人才高地，為產業發展提供基礎理論和原創技術。通過設立高性能膜材料專項基金，推動科技人員創新創業，促進科技成果轉化。鼓勵各類產業園區加強孵化作用，通過實驗開發、測試等公共服務平臺建設，為產業發展提供支撐。