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中国脱硫脱硝与除尘产业研究报告
脱硫 脱销 除尘 研究报告        2021-06-23

摘要
       我国大气污染的主要来源是工业端排放,其中一半来自电力行业,另一半来自钢铁、水泥建材、有色冶金等非电行业。主要污染物包括一次颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机化合物(VOC),年排放量均在2000-3000万吨之间。从污染源控制和行业治理可行性的角度来看,工业脱硫脱硝仍是大气污染治理的主要手段。其他手段包括针对一次颗粒物的除尘以及VOC治理。脱硫市场的投资机会主要在于设备的提及改造。最新的标准将设备运行效率的要求从90%提高到95%,5%的提高其实孕育着很大的市场。除雾器也会是脱硫领域改造的重点。目前较热门的干法脱硫技术的核心竞争力在于基建投资低。相比于传统的湿法脱硫,干法脱硫节水效果并不明显,而且运行效率稳定性存在明显不足。因此干法脱硫技术前景并不乐观。因为脱硫工程在电力行业集中改造过一次,脱硝可能会成为今后主推的重点。脱硝市场的投资机会在于催化剂,而工程改造利润并不高。催化剂每1-2年需要更换一次,需求比较稳定。从行业角度看,电力行业市场因为提及改造的要求不会萎缩,而其他非电行业的市场肯定会扩大。但总体而言,脱硫脱硝市场已经进入了稳定发展的阶段,不太可能出现爆发式的增长。至于大气监测设备这方面,市场规模不大,没有太多投资的机会。
       截至2013年底全国投运脱硫机组总容量约7.2亿kW,占全部燃煤机组比例92%左右。考虑现有未脱硫装机以及未来年均新增0.4亿kW燃煤机组,并假设新建造价为120元/kW,估算得到2014~2017年新建火电脱硫设施投资需求为261亿元。
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
 
      脱硫市场相对分散,龙头企业受益更为显著。我国火电脱硫市场格局相对分散,但近年来集中度有所提高。截至2013年底,累计投运脱硫装机容量排名前三位的分别为国电龙源(9,993万kW)、博奇电力(5,245万kW)及龙净环保(5,078万kW),而当年投运脱硫装机容量前三位分别为中电远达(469万kW)、华电工程(456万kW)及国电龙源(412万kW)。我们认为,未来火电脱硫设施改造及新建需求(合计约605亿元)释放将更有利于目前具备品牌、技术、经验优势的龙头企业。
       未来火电脱硫运营趋势将是由专业化公司进行特许经营。脱硫特许经营是指:火电厂将国家出台的脱硫电价、与脱硫相关的优惠政策等形成的收益权以合同形式特许给专业化脱硫公司,由专业化脱硫公司承担脱硫设施的投资、建设、运行、维护及日常管理,并完成合同规定的脱硫任务。
      引入特许经营模式的背景是在烟气脱硫产业快速发展的同时,暴露出一些问题,如部分烟气脱硫工程建设质量不过关、脱硫设施投运率低、运行维护专业化水平低、运行效果差、脱硫行业技术规范不完善、脱硫公司良莠不齐、技术创新进展缓慢等。而引入特许经营模式,由于脱硫公司完全对脱硫设施的质量负责,其建设质量决定其盈利水平,从而保证了脱硫设施的建设质量和运行管理水平。另外,通过这种机制也提升了烟气脱硫产业化水平。
      截至2013年底,已投运火电厂烟气脱硝机组容量约4.3亿千瓦,占全国现役火电机组容量的50%,其中前十位承包公司完成2.78亿千瓦,占比65%,五大发电集团旗下的环保公司完成1.79亿千瓦,占比41.5%。
      火电超低排放推广后,火电脱硫脱硝除尘尤其是湿式除尘市场空间将有所增长,此外水泥、钢铁行业污染物排放标准进一步提升存在可能,有望推动大气治理行业景气周期延长至2016~2017年。
      要到达最新脱硝标准,采取分级燃烧和SNCR相结合的方式是主流选择。根据新型干法水泥生产线分级燃烧和SNCR脱硝设备设计估算,4000t/d的生产线安装脱硝设备组合投资接近3000万元。以脱硝设备十年折旧,4000t/d生产线熟料年产能62万吨折算,4000t/d生产线脱硝设备的吨熟料折旧成本接近2.4元/吨。根据一般惯例,水泥设备投资成本存在一定的规模效应,2000t/d及以下生产线的吨熟料脱硝设备投资将大于4000t/d生产线的吨熟料脱硝设备投资。因此2000t/d生产线安装脱硝设备将存在较大的不经济性。根据我们测算并结合业内的沟通,我们认为2000t/d及以下的生产线不安装脱硝设备的可能性较高,因此按照最新的脱硝标准此部分产能存在淘汰的可能性较大。
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
 
       根据数字水泥网统计,截止2013年底全国新型干法熟料年产能为16.39亿吨,立窑等落后熟料产能约2.67亿吨。其中2000t/d及以下新型干法生产线合计熟料年产能为1.47亿吨,约占全部新型干法熟料产能的9%,总产能的8%。
2013年9月出台的《大气污染防治行动计划》提出到2017年,全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上;京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%。颗粒物减排(特别是重点区域)成为未来3-5年内大气治污的重中之重,我们预计除尘市场将充分受益于除尘电价落地、排放标准提升、涉及行业扩容、达标时限收紧等因素,迎来快速成长期。
       电力行业烟尘排放占全国排放总量的12.2%。2012年,全国电力烟尘年排放量约为151万吨左右,火电每千瓦时烟尘排放量为0.39克。经历“十五”、“十一五”烟气治理后,2011年底火电厂除尘设备安装率分别达到96.0%,与2005年相比,电力行业烟尘排放量下降42%,排放绩效下降78%。依此数据测算,电力行业占全国烟尘排放总量的比例达到12.2%。
       我们对电力环保的基本判断为在经历除尘、脱硫(“十一五”)大规模改造后,2013-2020年内,大气治理行业将依次或叠加出现脱硝改造、脱硫除尘提标改造、重金属和复合污染物的控制等重点治理工程,其中以烟尘为主的颗粒物治理(细颗粒物、重金属、复合污染物等)将成为重点工程之一。
       黑色金属、非金属制品等工业是烟尘排放的重点行业。如上所述,包括钢铁、水泥、冶金等行业在内的工业行业烟(粉)尘年排放量达到1243万吨,占到全国排放量的86%,是导致颗粒物污染的重点排放源。特别是钢铁、水泥、冶金等行业,长期以来,行业标准执行不严格、监管不到位导致超排偷排问题严重;电解铝等有色金属、陶瓷行业排放标准则仍在100-150mg/m3,有待排放标准提高。
       火电除尘方面,竞争格局相对清晰,传统电除尘领域,龙净环保、菲达环保合计占据目前国内约50%市场份额。
       近年来,随着要求的提升,电袋除尘、袋式除尘开始在火电领域推广,排放浓度都能稳定达到30mg/m3以下,其中电袋除尘结合了电除尘、袋式除尘的优点,在除尘改造中相对较多。截至2013年底,电袋复合、袋式除尘器装机超过1.6亿kW,占全国燃煤机组的20%以上,其中电袋复合除尘超过0.9亿kW,占全国燃煤装机的11.5%以上。市场份额看,电袋复合除尘领域,龙净环保、菲达环保市场占有率分别为49%、10%。
       如果后续政策层面推动工业企业第三方治理,火电特许经营有望成为趋势,大气治理行业将由过去单纯的设备制造、工程建设,拓展到投资运营服务,市场空间有望打开,一直困扰行业长期发展的盈利持续性问题也将有所解决。
      考虑2013年底以及2014~2017年新增燃煤机组,预计2017年30万kW及以上燃煤机组容量约为7.8亿kW。在此基础上,假设利用小时为5,000、脱硫/脱硝/除尘电价补贴(含税)分别为0.015/0.010/0.002元/千瓦时,特许经营比例分比为40%/50%/30%,估算得到2017年脱硫/脱硝/除尘特许经营市场容量分别为200/167/20亿元,合计387亿元。
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
 
       北京经纬万方信息咨询有限公司推出的《中国脱硫脱硝与除尘产业研究报告》正是针对上述大气治理行业特征,参考业内相关专家意见、依据国家统计局、环保部、国家发改委、国家海关总署及海外专业基础信息,经我公司详细阐述与分析,对未来行业发展的主要影响因素、投资风险及未来发展趋势作出预测,并重点分析了业内重点工业废水处理企业技术、生产与市场特点,是大气污染治理领域投资及科研等相关人员了解目前业内发展动态、把握企业定位和决策投资发展方向有意义的参考资料。
       凡未有注明出处的均为我公司北京经纬万方信息咨询有限公司内部资料。
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
 
报告目录
第一章 脱硫脱硝与除尘治理综述 12
第一节 综述 12
第二节 大气治理:工程市场见“顶”,运营市场将成支柱 13
第二章 脱硫工程虽已过高峰但特许经营方兴未艾 16
第一节 中央政府、地方政府和企业联手,火电开启“50355超低排放”时代 16
2.1.1 电力行业是二氧化硫的最大排放源 16
2.1.2 提高火电排放标准是利于中央政府、地方政府和火电企业三方的选择 17
2.1.3 5年后重点地区火电排放与燃气轮机“50355”排放标准看齐 18
第二节 脱硫技术全面升级,单塔双循环脱硫技术有壁垒 20
2.2.1 脱硫技术目前以石灰石-石膏湿法为主 20
2.2.2 脱硫技术全面升级,单塔双循环脱硫技术有壁垒。 21
第三节 2014-2017年火电脱硫:视煤质情况新建或改造需求605亿元 23
第四节 脱硫工程市场逐渐走向整合,竞争格局基本定型 25
2.4.1 脱硫工程市场的集中度在不断提高 25
2.4.2 电力集团背景的专业运营商将在业务获取方面占据优势 28
2.4.3 脱硫重点向非火电领域转移 29
第五节 看好火电脱硫特许经营 29
第三章 脱硝建设开启,市场空间大 33
第一节 电力行业脱硝:火电排放新规推动脱硝行业爆发式增长,看好SCR脱硝技术 33
3.1.1 地方政策先行,火电超低排放有望推广 33
3.1.2 火电氮氧化物NOX形成机理 39
3.1.3 火电脱硝技术比较 40
3.1.4 SCR脱硝企业集中度进一步提高 43
3.1.5 “超低排放”带动火电脱硝治理工程市场540亿元 46
3.1.6 国内SCR催化剂生产商面临投资机遇 48
3.1.7 看好脱硝特许经营 51
第二节 非电力行业脱硝:水泥行业脱硝市场分析 52
3.2.1 水泥氮氧化物排放标准趋严是大势所趋 52
3.2.2 电力脱硝借鉴: 渐进式治理是趋势,推进仍取决于政策力度 56
3.2.3 水泥行业脱硝现状:过半炉窑排放难以符合新标准,2014年脱硝改造迎来高峰 57
3.2.4 水泥业脱硝技术分析 58
3.2.5 SNCR脱硝成本分析 63
3.2.6 新脱硝标准有望淘汰8%的水泥产能 69
3.2.7 重点企业脱硝进展:龙头悄然先行 70
3.2.8 关注潜在淘汰产能比例较高的省份:江西、云南、甘肃、宁夏、青海 72
第四章 排放提标+监管趋严除尘改造市场启动 77
第一节 颗粒物是未来大气治理重点 77
4.1.1 空气污染问题严峻 77
4.1.2 颗粒物是未来几年环保的重中之重 77
4.1.3 工业烟(粉)尘是颗粒物污染的主要来源 80
第二节 电力:排放提标推动技术升级,湿法除尘最值得期待 82
4.2.1 排放标准持续提高,推进技术不断升级 83
4.2.2 湿法除尘:集多重优势于一身,超过400亿市场有望全面爆发 87
4.2.3 火电除尘:市场空间增加最为显著 91
第三节 非电力市场:提标打开市场空间,钢铁、水泥市场最先启动 92
4.3.1 水泥行业:烟尘排放占比30%以上,市场空间超过165亿元 92
4.3.2 钢铁行业:标准提升带来216亿改造市场空间 93
第四节 除尘竞争格局清晰 94
4.4.1 除尘集中度或进一步提高 94
4.4.2 受益于市场快速发展,行业龙头高成长延续 96
第五章 我国脱硫脱硝与除尘产业发展机会及风险分析 98
第一节 机会分析 98
5.1.1 第三方治理有望不断兴起 98
5.1.2 袋式除尘材料潜在市场空间较大 99
5.1.3 小锅炉环保改造可能再造一个除尘脱硫市场 101
5.1.4煤电节能减排目标进一步明确 110
第二节 风险提示 112
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
 
图表目录
表1-1 烟气处理行业业务经营模式 16
表2-1 中国二氧化硫排放来源分布 19
表2-2 各种火电锅炉污染物排放标准比较 20
表2-3 已出台“超低排放”省份政策 21
表2-4 投运/在建超低排放装置列表 21
表2-5 三种主要烟气脱硫工艺比较 22
表2-6 含硫量和脱硫效率关系 23
表2-7 “超低排放”治理技术路线与现有火电排放治理技术路线比较 24
表2-8 超低排放试点项目技术路线 25
表2-9 我国煤电装机容量(亿千万) 26
表2-10 火电已安装脱硫设施容量占比(2013) 26
表2-11 2014~2017年火电燃煤机组脱硫新建及改造需求测算 26
表2-12 2013年当年投运脱硫机组市场份额 27
表2-13 截至2013年累计投运脱硫机组市场份额 27
表2-14 参加2013年度产业登记的脱硫公司投运火电厂烟气脱硫机组容量情况 28
表2-15 参加2013年度产业登记的脱硫公司累计投运的火电厂烟气脱硫机组容量情况 29
表2-16 电力集团背景的脱硫公司市场份额 31
表2-17 2013年底累计签订火电厂烟气脱硫特许经营合同市场份额 33
表2-18 已签订火电厂烟气脱硫特许经营合同的机组容量情况 34
表3-1 火电厂大气污染物排放标准(mg/m3) 36
表3-2 氮氧化物排放限值新旧版本比较 36
表3-3 火电脱硝政策历史一览 37
表3-4 2014年以来火电超低排放政策 38
表3-5 各省关于超低排放支持手段 39
表3-6 北京、天津新版排污费标准 40
表3-7 天津地区200万kW机组超低排放改造前后排污费变化测算 41
表3-8 2012年工业废气排放量行业构成 41
表3-9 火电氮氧化物分类和生成来源 42
表3-10 等离子体双尺度低氮燃烧技术部分工程效果 43
表3-11 烟气脱硝技术比较 44
表3-12 参加2013年度产业登记的脱硝公司投运火电厂烟气脱硝机组容量情况 45
表3-13 参加2013年度产业登记的脱硝公司火电厂烟气脱硝签订合同容量情况 46
表3-14 参加2013年度产业登记的脱硝公司累计投运火电厂烟气脱硝机组容量情况 47
表3-15 “超低排放”政策下2014-2017火电烟气脱硝治理工程市场容量估算汇总(亿元) 49
表3-16 原有2014-2017年火电烟气治理工程与运营市场容量测算 49
表3-17 我国煤电装机容量(亿千万) 50
表3-18 火电已安装脱硝设施容量占比(2013) 50
表3-19 SCR催化剂成分 50
表3-20 SCR成本构成明细 50
表3-21 SCR催化剂类型 51
表3-22 2013年底参加产业登记的催化剂厂商产能明细 51
表3-23 2014~2017年火电燃煤机组脱硝新建及改造需求测算 53
表3-24 已签订火电厂烟气脱硝特许经营合同的机组容量情况 53
表3-25 2012年工业废气排放量行业构成 54
表3-26 水泥工业大气污染物排放标准 55
表3-27 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准 55
表3-28 历史上水泥行业主要脱硝相关政策 56
表3-29 2012年-2013年各省关于水泥行业脱硝的相关政策 56
表3-30 世界主要国家氮氧化物标准明细 58
表3-31 2012年水泥炉窑氮氧化物排放水平的抽样数据 60
表3-32 目前国内采用脱硝技术的主要效果对比 61
表3-33 水泥SCR脱硝运营成本构成 64
表3-34 2012年各种脱硝技术效果的抽样的数据 65
表3-35 尿素和氨水作为还原剂的主要区别 66
表3-36 分级燃烧设备和SNCR设备初始投资估算 67
表3-37 分级燃烧脱硝及SNCR脱硝设备初始投资构成对比 67
表3-38 SNCR不同比例下的脱硝效果的运营成本估算(4000t/d熟料线) 68
表3-39 当前脱硝成本占2004-2013年净利润比的模拟测算 70
表3-40 2012-2013年部分进行脱硝改造的生产线统计汇总 73
表3-41 各个区域2000t/d及以下新型干法生产线产能 74
表3-42 各个区域新型干法熟料生产线中2000t/d及以下生产线占比情况 74
表3-43 各个省份2000t/d及以下生产线熟料产能占比情况 76
表3-44 各个大区2013-2014年供需情况对比 78
表4-1 PM2.5来源 79
表4-2 2014年大气治理三大举措 80
表4-3 大气污染治理政策不断升级 80
表4-4 各地政府大气污染治理政策 81
表4-5 工业烟尘排放占全国排放的83%(2012年) 82
表4-6 电力行业烟尘排放占全国排放的17%(2011年) 82
表4-7 各行业颗粒物排放标准大幅提升(mg/m3) 83
表4-8 各行业颗粒物排放标准概述 83
表4-9 各行业除尘改造市场空间达到757-1234亿元 83
表4-10 静电除尘优劣分析 85
表4-11 三种除尘器技术经济性能比较 86
表4-12 不同除尘器的技术经济指标比较 87
表4-13 不同除尘器的技术经济指标比较 87
表4-14 部分龙头企业加紧湿法除尘技术研发 90
表4-15 “超低排放”治理技术路线与现有火电排放治理技术路线比较 91
表4-16 超低排放试点项目技术路线 91
表4-17 电力行业湿法除尘技术相关鼓励政策一览 92
表4-18 分情景假设下除尘市场空间测算(2014-2017) 92
表4-19 2014-2017年E湿法除尘市场年市场规模测算(亿元) 93
表4-20 2014~2017年火电燃煤机组除尘新建及改造需求测算 94
表4-21 水泥行业颗粒物排放标准提升至30mg/m3 95
表4-22 钢铁行业颗粒物排放标准将逐步收紧 96
表4-23 2013年底电袋复合除尘市场份额 96
表4-24 2013年底袋式除尘市场份额 97
表4-25 参加产业登记的除尘产业公司已投运袋式除尘器机组容量情况 97
表4-26 参加产业登记除尘产业公司已投运电袋复合式除尘器机组容量情况 98
表4-27 已投运湿式除尘机组明细 99
表4-28 除尘改造市场的主要参与者 99
表5-1 第三方治理优点及阐述 100
表5-2 2017年火电脱硫脱硝除尘特许经营市场容量测算 101
表5-3 新建燃煤锅炉大气污染物排放限值 104
表5-4 在役燃煤锅炉大气污染物排放限值 105
表5-5 燃煤锅炉大气污染物排放量和耗煤量在全国比重 106
表5-6 生活垃圾焚烧设施的排放限值 109
表5-7 生活垃圾焚烧排放标准:中国新标vs欧盟标准 110
表5-8 锅炉在线监测设备市场容量计算 111
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)
 
图2-1 我国主要煤电基地分布在缺水地区有利于干法脱硫方法的推广 23
图2-2 常规火电厂烟气处理系统构造 24
图2-3 超低排放烟气处理系统构造 24
图2-4 单塔双循环脱硫技术原理 25
图2-5 脱硫特许经营模式 32
图3-1 氮氧化物排放标准国际比较中国标准属于最严格之列 37
图3-2 脱硝的主要技术路径 42
图3-3 2012年调查显示的水泥炉窑每立方米尾气中NOx排放的分布比例 60
图3-4 水泥脱硝的主要技术路径 61
图3-5 SNCR系统工作设计图 63
图3-6 全国熟料产能的淘汰情况(不考虑新增) 71
图3-7 部分已经安装脱硝设备的生产线分布情况 73
图3-8 各个省份2000t/d以及以下生产线占比情况 75
图3-9 各个省份潜在淘汰产能占比和需求增速分布区域 75
图4-1 世界范围来看,电力行业仍以电除尘为主 88
图4-2 排放标准提升推动行业技术路线升级 88
图4-3 湿法除尘技术原理及构造 91
图5-1 袋式除尘行业总产值和利润 102
图5-2 纤维滤料企业总产值和利润 102
图5-3 燃煤锅炉台数和总额定出力 105
图5-4 电厂脱硫、脱硝和除尘市场规模(亿元) 107
(本报告由经纬万方提供 联系电话:010-51920018)

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