시장 시나리오 

글로벌 막분리 기술 시장은 2023년에 259억 달러 규모로 평가되었으며, 2024~2032년 예측 기간 동안 연평균 복합 성장률(CAGR) 10.98%로 성장해 2032년까지 632억 달러 규모의 시장 가치를 달성할 것으로 예상됩니다.

효율성, 비용 효율성 및 환경 친화적 특성으로 인해 막 분리 기술에 대한 수요가 여러 산업 분야에서 크게 증가했습니다. 수처리, 식품 가공, 의약품 생산, 화학 합성 등의 분야에서 이 기술을 채택하는 사례가 증가하고 있습니다. 이러한 성장의 대부분은 전 세계적으로 산업 오염을 억제하고 지속 가능한 물 관리 요구를 목표로 하는 엄격한 규제에 기인할 수 있습니다. 지난 3년 동안에만 폐수 처리를 위해 MBR 채택이 40% 증가했는데, 이는 MBR이 환경법 준수를 보장하는 데 얼마나 중요한지 보여줍니다.

막 분리 기술 시장에 대한 수요는 여러 요인에 의해 결정됩니다. 산업계에서는 주로 자원 사용 및 폐기물 발생에 대한 우려로 인해 보다 진보된 분리 방법을 채택해야 합니다. 이 옵션이 매력적인 이유는 멤브레인이 매우 선택적이고 공정에서 에너지가 거의 필요하지 않으며 화학 물질을 거의 사용하지 않는다는 것입니다. 역삼투압 및 한외여과 기술의 활용은 지난해 이후에만 35%의 성장률을 기록하고 있는 식품 및 음료 산업에서 제품의 품질 향상은 물론 제품의 유통기한 연장에도 중요한 역할을 해왔습니다. 또한 전 세계 제약 회사 내에서 생물학적 제제 생산이 25% 증가하여 멸균 또는 단백질 정제 단계에서 사용되는 다양한 종류의 막을 통한 여과가 필요해졌습니다. 멤브레인 기술을 사용하여 가능해진 이러한 모든 성과 외에도, 약 2023년에 정점에 도달한 지구의 식수 요구 사항을 충족하기 위해 이를 통해 전 세계적으로 최대 95m3/d(백만 입방미터)에 달하는 일일 담수화 용량이 추정되었습니다.

멤브레인 기술의 발전으로 인해 채택이 늘어나고 있습니다. 산화 그래핀의 사용은 높은 투과성과 선택성을 제공하므로 막 분리 기술 시장의 성장 전망을 완전히 바꿔 놓았습니다. 이 물질은 염분 농도 수준을 향상시키는 담수화 및 폐수 관리에 주로 사용되었습니다. 더욱이, 고분자와 나노입자를 혼합하여 만든 나노복합체 막은 오염에 더 잘 견디는 동시에 기계적 강도도 높일 수 있습니다. 다양한 부문에 걸친 사용량 증가로 인해 이러한 품목 시장은 매년 12%씩 성장할 것으로 추산됩니다. 정삼투의 낮은 전력 소비와 산업 공정 중 다른 방법보다 최대 30% 더 많은 물을 회수할 수 있는 능력이 결합되어 최근 많은 관심을 끌고 있습니다. 따라서 이 지역 내 설치는 30% 증가했습니다.

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시장 역학

동인: 농식품 및 제약 산업의 수요 증가

막분리 기술 시장 확대를 추진하는 주요 요인은 농업, 식품, 의약품 분야에서 막분리 기술에 대한 수요가 증가하고 있다는 점이다. 전 세계 막 분리 시장의 상당 부분을 차지하는 농업 산업에서 막 기술의 사용은 우유 및 유청 가공, 주스 정화 및 폐수 처리를 목표로 합니다. 예를 들어, 전통적인 방법에 비해 우유의 단백질 회수율은 최대 90%까지 증가할 수 있습니다. 주스 선명도는 95% 향상될 수 있습니다. 농식품 산업의 막 생물반응기(MBR)는 폐수에서 유기 오염물질을 최대 99%까지 제거할 수 있습니다. 따라서 그 효과가 입증되었습니다.

반면, 제약 산업에서는 약물 제제화 및 API 정제 과정에서 막 공정이 필요하기 때문에 막 공정 없이는 살아갈 수 없습니다. 또한 99.5%의 정제 수준이 달성된 회수에도 중요합니다. 이 기술을 생산 라인에 구현하는 막 분리 기술 시장 기업은 비용을 최대 20% 절감할 수 있습니다. 또한 엄격한 규제 표준을 보다 쉽게 ​​충족할 수 있으므로 규정 위반 위험이 약 30% 감소합니다. 이러한 이점은 제약 산업 내에서만 향후 9년(2024~2032) 동안 CAGR 11.3%에 해당하는 성장을 촉진할 것입니다. 이러한 성장은 여러 가지 고려 사항을 통해 촉진되었습니다.

또한, 농업 산업 내에서 더 많은 멤브레인 공정을 채택하면 대량 생산 단위당 사용되는 에너지를 거의 절반으로 줄일 수 있습니다. 이는 설정된 지속 가능성 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다. 한편, 처리 단계에서 세척 목적으로 사용되는 물은 당초 예상했던 5/7 부분 중 3/10까지 제한되어 더욱 줄어들 수 있습니다. 이는 우리가 이러한 것들에 얼마나 관심을 기울여야 하는지를 보여줍니다.

동향: 나노구조 소재의 발전

막 분리 기술 시장은 선택성과 효율성을 크게 향상시키는 나노 구조 재료의 발전으로 완전히 변화되었습니다. 그래핀 기반 멤브레인이나 탄소 나노튜브와 같은 이러한 물질은 맞춤형 기공 구조, 높은 표면적 및 향상된 기계적 강도와 같은 독특한 특징을 가지고 있습니다. 한 가지 좋은 예는 일반 정수 필터가 막대당 시간당 평방미터당 1000리터만 처리할 수 있는 반면, 산화 그래핀으로 만든 정수 필터는 이 속도까지 도달할 수 있다는 것입니다. 즉, 알려진 다른 필터보다 10배 빠릅니다! 이러한 신소재에 대한 수요가 너무 커서 세계 시장 가치는 지난해 85억 달러에서 2027년에는 290억 달러로 증가할 것으로 예상됩니다.

나노구조 멤브레인은 담수화 공정에서 에너지 사용을 절반으로 줄이고 가스 분리 효율을 20~30% 향상시킬 수 있습니다. 또한 기존 멤브레인보다 수명이 약 40% 더 길어 수명 기간 동안 사용된 모든 멤브레인에 대해 운영 비용이 25% 절약됩니다. 비교하자면, 기존의 폐수 처리 중 중금속 제거 방법은 99% 정도만 제거할 수 있는 반면, 나노 구조의 방법은 0.1%만 제거합니다. 또한, 산업적으로 진보된 멤브레인을 적용하면 현재 분리 공정에서 소비되는 전력을 최대 30%까지 절약할 수 있습니다. 지금까지 이 분야에서 사용되는 나노재료에 대한 대부분의 연구 자금은 적어도 20211년 이후 매년 15%의 성장을 보였습니다. 이는 그들이 약속하는 금액을 고려하면 놀라운 일이 아닙니다.

과제: 선택성과 투과성 사이의 균형

막 분리 기술 시장의 고분자 막은 선택성과 투과성이라는 공통적인 문제에 직면해 있습니다. 이상적으로, 선택성은 원하는 물질만 통과할 수 있을 만큼 높아야 하며, 투과성은 더 빠른 처리를 가능하게 해야 합니다. 불행하게도 하나를 높이면 항상 다른 하나를 낮추는 것을 의미합니다. 따라서 균형을 맞추는 것이 어려워집니다. 기존의 고분자막은 약 20~30의 선택도와 1~10 GPU(Gas Permeation Unit) 범위의 투과도를 갖습니다. 그럼에도 불구하고 고급 나노 구조는 선택성이 감소된 상태에서 최대 100개의 GPU를 얻을 수 있습니다.

멤브레인 시스템을 사용하는 다양한 산업 내 효율성은 이러한 균형에 의해 영향을 받습니다. 예를 들어 선택성이 낮으면 추가 단계가 필요하므로 더 많은 에너지가 필요하며 이로 인해 비용이 최대 25%까지 증가할 수 있습니다. 반면, 더 높은 투과도를 위해서는 글로벌 막분리 기술 시장에서 평소보다 약 30% 더 긴 작동 시간이 필요할 수 있습니다. 선택성과 투과성 사이의 균형을 가장 잘 맞출 수 있는 방법을 연구하려면 프로젝트당 500만 달러의 비용이 소요될 수 있습니다. 이는 여기에 막대한 투자가 필요함을 나타냅니다. 이 문제는 다양한 생산 단계에서 멤브레인이 적용되는 산업 공정의 약 40%에 영향을 미치기 때문에 경제성으로 인해 효율성이 제한됩니다. 단지 15%만이 높은 선택성과 이를 제조하는 데 사용할 수 있는 투과성이 높은 신소재를 모두 달성하는 데 성공했다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이는 누군가가 최선을 다하더라도 그러한 재료를 생각해내는 것이 얼마나 어려울 수 있는지를 분명히 보여줍니다. 왜냐하면 이 두 가지 특성의 균형을 맞추는 데 여전히 어려움이 있기 때문입니다.

20%의 수명 감소는 오염에 대한 견고성과 같은 다른 요소를 희생하면서 얇은 벽 전체의 유량 향상에만 최적화된 설계를 채택할 때 문제를 더욱 복잡하게 만들 수 있습니다. 수명 기대치와 내오염성을 포함한 모든 바람직한 기능 사이에서 충분한 절충안을 달성할 수 없기 때문에 현재 사용 가능한 옵션은 막 분리 기술 시장에서 완전히 실패합니다. 선택성이 높은 필터는 느리지만 99.9%의 오염물질을 제거합니다.

부분 분석 

재료별

재료를 기준으로 보면, 고분자 막 재료는 71.32% 이상의 매출 점유율로 막 분리 기술 시장을 지배하고 있으며 다용성, 효율성 및 비용 효율성을 주도하고 있습니다. 2024년 현재 고분자막 시장은 다양한 산업 전반에 걸쳐 채택이 확대되고 있는 것을 반영하여 연평균 성장률(CAGR) 11.25%로 성장할 것으로 예상됩니다. 

특히 수처리 산업은 전 세계 고분자막 수요의 45%를 담당하고 있다. 이는 글로벌 물 부족 문제를 해결하는 데 있어 이들이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 또한, 고분자 멤브레인은 기존 분리 방법보다 30~50% 적은 전력을 사용하므로 에너지 효율적입니다. 이는 경제적으로도 더 매력적입니다. 사람들에게 더 많은 고분자막이 필요한 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 주요 동인 중 하나는 프로세스 효율성을 훨씬 향상시키는 탁월한 선택성과 투과성을 가지고 있다는 것입니다. 예를 들어; 이러한 재료를 통한 가스 분리는 가장 엄격한 석유화학 요구 사항도 충족하는 최대 99.9% 순도 수준을 달성할 수 있습니다. 또한 폐수 처리와 같은 다양한 응용 분야에서 작업할 수 있는 능력은 조직이나 산업 자체 내에서 특정 시간에 수행해야 하는 작업에 따라 다양한 지점에서 이러한 응용 프로그램이 얼마나 다양한 용도로 사용될 수 있는지 보여줍니다. 바이오의약품 산업의 고순도 분리에 대한 수요로 인해 전 세계 멤브레인 판매량은 연평균 12%씩 증가했습니다.

기술별

기술을 기반으로 막분리 기술 시장은 역삼투압(RO) 기술이 주도하고 있으며, 정수 및 담수화 공정에서 없어서는 안 될 기술로 자리 잡았습니다. 2023년에는 RO 기술이 42.36% 이상의 시장 점유율을 차지했으며, 이 기술 역시 연평균 11.76%의 최고 성장률을 기록하며 계속해서 시장을 장악할 것으로 예상된다. 역삼투(RO)는 물에서 염분, 박테리아, 유기물 등을 제거할 수 있기 때문에 매우 인기가 높습니다. 이렇게 하면 물을 마시기에 안전하다는 것이 보장됩니다. 그 효율성은 지금까지 알려진 모든 기술 중 가장 높으며, 이는 그렇게 큰 성장 수치를 가져온 이유 중 하나입니다. 이 시스템은 최대 99%의 오염 물질을 제거할 수 있습니다.

전 세계 40% 이상의 사람들이 담수 부족으로 인해 영향을 받고 있어 효과적인 담수화 솔루션이 필수적입니다. 이로 인해 RO 시스템에 대한 수요도 높아졌습니다. 막 여과에서 RO의 성공은 높은 선택성과 유연한 작동 기능에 있습니다. 고압 작업으로 인해 물 분자만 통과하고 큰 분자와 이온은 차단되므로 담수화 및 폐수 처리에 모두 적용 가능합니다. 2023년에는 전 세계 막분리 기술 시장 전체 해수 역삼투 플랜트의 2/3 이상이 열 방식에 비해 에너지 소비가 적기 때문에 이 기술을 사용했습니다.

파울링 감소, 유지보수 비용 절감, 사용 수명 연장, 멤브레인 소재의 발전으로 인한 비용 효율성 향상도 유지 관리 요구 사항과 함께 파울링률을 낮추는 데 기여했습니다. 이를 통해 평균 수명이 3~5년에서 7~10년으로 늘어난 이들 기기를 둘러싼 내구성과 경제성 요소를 강화해 막분리 기술 시장에서 더욱 경제적으로 매력적으로 만들고 있다. 광범위한 적용 범위와 강력한 성능 특성으로 인해 다양한 산업에서 역삼투 기술(RO)에 크게 의존하고 있습니다. 산업 부문은 산업 폐수를 환경으로 배출하는 데 적용되는 엄격한 법률에 따라 전체 RO 시장에서 35%의 점유율을 차지합니다. 오염된 소스와 관련된 건강 위험에 대해 더 잘 알고 있는 요즘 사람들은 안전한 식수 용품이 필요하기 때문에 주거 부문이 20%의 점유율을 차지합니다. 

애플리케이션 별

적용 분야별로 보면 막 분리 기술 시장은 비교할 수 없는 효율성, 비용 효율성 및 다양성으로 인해 가스 분리가 주도하고 있습니다. 2023년에는 65.95% 이상의 시장 수익을 창출했으며 향후 몇 년 동안 가장 높은 CAGR 11.30%로 성장할 것으로 예상됩니다. 다른 요인들 중에서 크기와 용해도에 따른 선택적 가스 투과를 선호하는 점은 산업 분야에서 사용하기에 완벽한 이유입니다. 성장은 주로 기후 변화와 같은 환경 문제로 인해 지난 수년간 상승세를 보인 천연 가스 처리 공장, 수소 회수 장치 및 이산화탄소 포집 시스템에 대한 수요에 의해 주도됩니다. 이러한 방법은 전처리 단계가 필요할 뿐만 아니라 낮은 압력과 온도에서 작동하는 다른 방법과 달리 많은 에너지를 소비하므로 운영 비용이 약 30% 절감됩니다.

환경 지속 가능성과 결합된 청정 전력원에 대한 필요성이 증가함에 따라 전 세계 막 분리 기술 시장에서 가스 분리 응용 분야가 우위를 점하게 되었습니다. 멤브레인 기술은 2025년에 1,963억 달러에 달하는 전 세계 매출을 달성할 수 있는 수소 생산에서 중요한 역할을 합니다. 연료 전지를 사용하려면 99.99%를 초과하는 초고순도 수준을 생성할 수 있어야 합니다. 또한, 탄소 포집 저장(CCS) 시스템은 90% 이상의 CO2 포집률을 달성할 수 있는 멤브레인을 사용하므로 연도 가스의 배출량을 크게 줄일 수 있습니다.

또한 이러한 장치를 만드는 데 사용되는 다양한 재료는 다양한 산업의 특정 요구에 따라 다양한 유형을 사용할 수 있도록 보장하여 시장성을 더욱 향상시킵니다. MOF(금속-유기 프레임워크) 또는 MMM(혼합 매트릭스 재료)과 같은 세라믹 또는 고분자 재료가 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 질소 발생기는 다른 방법에 비해 공간이 덜 필요하기 때문에 2024년 말까지 업계 전반에 걸쳐 약 170억 달러에 기여할 것입니다. 이러한 소형화 기능은 막 분리 기술 시장에서 쉽게 확장할 수 있게 해줍니다. 따라서 고체 기반 또는 액체 기반 분리 기술보다 더 매력적인 옵션이 됩니다. 경제적 이익이 환경 영향과 관련된 이익보다 더 큰지 여부는 여전히 논쟁의 여지가 있지만 한 가지 확실한 점은 수익 성장 전망이 실제로 매우 밝다는 것입니다.

최종 사용자별

최종 사용자의 경우, 막 분리 기술 시장은 비교할 수 없는 효율성과 신뢰성으로 인해 물 및 폐수 처리장에 의해 지배되고 있습니다. 이에 맞춰 물 및 폐수 처리장은 47.93% 이상의 시장 점유율을 차지했으며 2024~2032년 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 11.60%로 계속 성장할 준비가 되어 있습니다. 이 기술은 미생물부터 용존 고형물까지 오염 물질을 제거하는 데 탁월하여 음용수 기준을 일관되게 달성할 수 있도록 보장합니다. 

수처리에서 막 여과의 높은 투과성은 다양한 응용 분야에 걸친 강력한 성능으로 다시 한번 나타납니다. 미국 환경보호국(EPA) 등 환경 당국이 정한 엄격한 기준에 비해 이 기술은 병원균과 오염물질을 제거하는 데 특히 뛰어나다. 2023년에는 미국 지자체 수처리 플랜트의 2/3 이상(70%)이 막여과 시스템을 채택한 것으로 보고되었으며, 이는 신뢰성을 나타냅니다. 또한 글로벌 워터 인텔리전스(Global Water Intelligence) 데이터에 따르면 같은 해 도시화 및 산업화 속도가 가장 빠르게 증가하는 아시아 태평양 지역에서 9% 급증이 나타났습니다.

막 분리 기술 시장에서 막 필터가 인기를 끄는 또 다른 이유는 경제적, 환경적 이점 때문입니다. 이 장비는 다른 방법보다 훨씬 적은 에너지를 사용하므로 운영 비용이 상당히 절감된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 국제 물 협회(IWA)는 2023년에 MBR 장치가 폐수 처리장의 전력 소비를 최대 30%까지 줄이는 데 도움이 될 수 있다는 연구를 수행했습니다. 도시 내에 거주하는 더 많은 수를 수용할 수 있도록 쉽게 확장하거나 모듈화할 수 있을 뿐만 아니라; 2022년에 멤브레인을 설계에 통합한 하수 처리를 다루는 새로운 유럽 프로젝트의 절반 이상(65%) — 이를 통해 미래의 물 요구 사항을 보다 효율적으로 충족할 때 이러한 장치가 얼마나 다재다능할 수 있는지 입증했습니다.

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지역분석

전세계 막분리 기술 시장은 북미 지역이 전체 시장 점유율의 35.80% 이상을 차지하고 있다. 강력한 산업 기반과 엄격한 환경 규제가 이 지역에서 우위를 차지하는 주요 요인입니다. 미국만 해도 큰 비율을 차지한다. 안전한 식수법(Safe Drinking Water Act)과 깨끗한 물법(Clean Water Act)은 멤브레인 필터를 사용하는 수처리 시설의 채택률을 60%까지 높였습니다. 또한 북미 유제품 가공 시설의 70%가 이러한 방법을 사용하여 제품 품질을 향상시키는 동시에 운영 효율성을 높이는 것으로 나타났습니다. 또한, 제약 관련 기업의 80%가 FDA 표준을 충족할 수 있는 약물 정제를 위해 이를 사용하고 있습니다. 마찬가지로 식품 안전 요구 사항에 따라 주스나 맥주와 같은 생산 과정에서 다른 음료 중 적용률이 55%인 것으로 나타났습니다. 

유럽은 글로벌 막 분리 기술 시장의 두 번째 리더입니다. Water Framework Directive와 같이 유럽 연합이 부과한 폐수 처리 및 재사용에 대한 엄격한 규정이 이러한 성장의 주요 원동력이었습니다. 또한 독일만 해도 이 지역에서 창출된 25억 달러 상당의 수익에 기여하고 있으며 이는 가장 큰 시장 규모를 나타냅니다. 막여과 기술은 유럽 폐수처리장의 약 65%에서 사용됩니다. 또한 프랑스와 이탈리아가 각각 와인과 치즈의 주요 생산국인 식품 및 음료 부문의 채택률은 50%이며, 유럽 의약청(EMA)이 정한 기준에 따라 제약 산업은 75%의 활용률을 보이고 있습니다. 또한 유럽에 본사를 둔 바이오제약 회사 중 백신 생산에는 40%가 멤브레인 필터를 사용합니다.

아시아 태평양 지역은 막 분리 기술 시장의 약 25%를 점유하여 CAGR 11.88%로 가장 빠르게 성장하는 지역입니다. 이러한 수치는 급속한 산업 확장과 도시화로 인해 더 나은 수처리 시스템에 대한 필요성이 생겨난 중국과 인도에 의해 주도되었습니다. 따라서 이들 두 국가의 도시 수처리 시설 중 최대 70%가 막 여과를 솔루션으로 채택하고 있습니다. 유제품 부문 또한 고품질 제품에 대한 수요 증가로 인해 채택률이 45% 증가했으며 제약 산업은 특히 제네릭 의약품 생산 중 약 65%의 사용률을 차지했습니다. 한편, 이 지역에서 생산되는 모든 음료의 절반은 맥주 양조 차 가공을 포함하는 어떤 형태 또는 다른 유형을 거칩니다. 중국 정부가 시작한 5개년 계획은 환경 지속 가능성에 더욱 중점을 두어 이 부문의 추가 성장을 촉진합니다.

글로벌 막 분리 기술 시장의 저명한 플레이어

• 알파라발
• 아사히카세이 주식회사
• 듀폰
• GEA 그룹 Aktiengesellschaft
• Kovalus 분리 솔루션
• 머크 KGaA
• Nitto Denko Corporation(유압)
• 폴 코퍼레이션
• 펜테어 PLC
• 수에즈 SA
• 도레이산업
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

재료별

• 고분자막
  • 천연 폴리머
  • 합성 폴리머
• 무기막
  • 메탈릭
  • 세라믹

기술별

• 역삼투
• 한외여과
• 미세여과
• 나노여과
• 전기투석
• 투과증발
• 기타

애플리케이션 별

• 가스 분리
• 액체 분리
• 고체 분리

최종 사용자별

• 물과 폐수 처리
  • 담수화
  • 공공사업 수처리
  • 폐기물 재활용
• 음식과 음료
  • 유제품 가공
  • 음료 가공
  • 식품 및 전분 가공
• 의료 및 제약
  • 제약 가공
  • 의료 장비
  • 기타
• 산업 가공
• 기타

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
      독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 서유럽의 나머지 지역
  • 동유럽
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    • 나머지 동유럽
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  • 남아메리카의 나머지 지역