燃汽轮机

2022年垃圾发电行业研究报告

发布时间:2022/9/5 12:01:37   
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第一章行业概况

垃圾发电是指通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾,再通过蒸汽轮机发电机组发电的一种发电形式。垃圾发电分为垃圾焚烧发电和垃圾填埋气发电两大类。

垃圾发电把各种垃圾收集后,进行分类处理。其中:一是对燃烧值较高的进行高温焚烧(也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机物),在高温焚烧(产生的烟雾经过处理)中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生一种气体叫甲烷,也叫沼气。再经燃烧,把热能转化为蒸气。推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。

图垃圾发电产业链结构图

资料来源:资产信息网千际投行Wind

1.1发展状况1.1.1世界发展历史和状况

随着全球经济的迅猛发展和物质生活水平的提高,垃圾产量日益增多,对环境造成的污染也日益严重。每天源源不断产生的大量城市生活垃圾,已经成为一个污染环境、影响生活的社会性问题。

垃圾焚烧技术起源于19世纪末,进入20世纪70年代后,由于垃圾中可燃物的增加、工业技术水平不断提高,使得垃圾焚烧技术迅速发展,焚烧处理技术日趋成熟。在近三十年内,几乎所有发达国家、中等发达国家都建设了不同规模、不同数量的垃圾焚烧厂,发展中国家建设的垃圾焚烧厂也不在少数。

从20世纪70年代起,一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家建起了垃圾发电站,美国某垃圾发电站的发电能力高达MW,每年处理垃圾60万t。

21世纪初期以来,全球有0多处垃圾焚烧发电站,仅仅在日本就有多个垃圾焚烧发电站,总发电能力近0MW。日本政府预计,到年垃圾发电能力将达到MW,这个发电量可为万户家庭提供照明用电,是个不小的数目。

1.1.2我国发展历史和状况

我国生活垃圾处理技术起步较晚,但近年来在国家产业政策的支持下,我国垃圾焚烧技术得到了迅速发展,垃圾焚烧发电处理在我国呈现出迅猛增长的势头。

垃圾焚烧技术不断完善,同时不断地向大规模、全自动化方向发展,相继出现了处理能力很高的大型垃圾焚烧厂,垃圾焚烧发电技术也随之得到了迅猛发展。我国自主研制的垃圾焚烧炉技术,已由固定炉排垃圾焚烧炉发展到循环流化床锅炉。深圳已建成国内第一条使用国产化设备80%以上的大型现代化垃圾焚烧发电设备厂。

我国自年在深圳建立垃圾焚烧发电厂以来,先后在珠海、杭州、上海、绍兴等15个城市建成了20座垃圾焚烧发电厂并投入运行,而每天焚烧0t垃圾发电规划的城市就有数十座之多。

位于清水河的深圳市市政环卫综合处理厂,是国内第一座采用焚烧技术处理城市生活垃圾并利用其余热发电、供热的现代化公益设施。

截至7年底,中国垃圾焚烧发电厂总数已达75座,其中建成50座,在建25座。8年,上海1亿kw·h垃圾发电项目、成都九江环保发电厂、温岭35kV垃圾焚烧发电厂、邯郸市垃圾填埋气回收利用发电项目等项目已陆续开工建设。全国各地垃圾发电项目遍地开花,垃圾发电技术逐渐成熟,设备国产化进程加快。

1.2垃圾发电方式1.2.1机械炉排焚烧炉

工作原理:垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时,起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。

优点:炉排炉生活垃圾焚烧技术运行稳定,对垃圾的彻底处理能力强,适于连续运行,经优化的烟气处理技术后排放达标。

缺点:炉排的材质要求和加工精度要求高,要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂,损坏率高,维护量大。

1.2.2流化床焚烧炉

工作原理:炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,将石英砂加热到℃以上,并在炉底鼓入℃以上的热风,使热砂沸腾起来,再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

优点:流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好。

缺点:烟气中灰尘量大,操作复杂,运行费用较高,对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置,石英砂对设备磨损严重,设备维护量大。易产生结焦,系统连续运行能力较低。

1.2.3回转式焚烧炉

工作原理:回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列,炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转,使炉体内的垃圾充分燃烧,同时向炉体倾斜的方向移动,直至燃尽并排出炉体。

优点:设备利用率高,灰渣中含碳量低,过剩空气量低,有害气体排放量低。

缺点:燃烧不易控制,垃圾热值低时燃烧困难。

1.2.4CAO焚烧炉

工作原理:垃圾运至储存坑,进入生化处理罐,在微生物作用下脱水,使天然有机物(厨余、叶、草等)分解成粉状物,其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化。经筛选,未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室(温度为℃),产生的可燃气体再进入第二燃烧室,不可燃和不可热解的成分呈灰渣状在第一燃烧室中排出。第二室温度控制在℃进行燃烧,高温烟气加热锅炉产生蒸汽。烟气经处理后由烟囱排至大气,金属玻璃在第一燃烧室内不会氧化或融化,可在灰渣中分选回收。

优点:可回收垃圾中的有用物质。

缺点:单台焚烧炉的处理量小,处理时间长,单台炉的日处理量最大达到吨,由于烟气在℃以上停留时间难于超过1秒钟短,烟气中二恶英的含量高,环保难以达标。

1.2.5脉冲抛式

工作原理:垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排,在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动,将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧,同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室,进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽,同时烟气经冷却后排出。

优点:

(1)处理垃圾范围广泛。能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等。

(2)燃烧热效率高。正常燃烧热效率80%以上,即使水分很大的生活垃圾,燃烧热效率也在70%以上。

(3)运行维护费用低。由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平,因此运行人员少(包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人),维护工作量也较少。

(4)可靠性高。经过近20年运行表明,此焚烧炉故障率非常低,年运行小时以上,一般利用率可达95%以上。

(5)排放物控制水平高。由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理。经长期测试,烟气排放物中CO含量1~10PPM,HC含量2~3PPM,NOx含量35PPM,完全符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达0℃,并且停留时间达2秒以上,可使二恶英基本分解,烟气中二恶英的含量为0.04ng/m3,远低于欧美标准0.1ng/m3。

(6)炉排在压缩空气的吹扫下,有自清洁功能。

第二章产业链、商业模式和技术发展2.1产业链

垃圾焚烧发电是通过对燃烧热值较高的垃圾进行高温焚烧,在高温焚烧中产生的热能转化为高温蒸气,推动汽轮机并带动发电机发电。

从产业链来看,我国垃圾焚烧发电行业的上游行业主要包括垃圾清运、垃圾发电项目设计建造、垃圾焚烧设备制造等;下游行业主要包括电网公司。垃圾焚烧处理相较于卫生填埋、堆肥等无害化处理方式具有处理效率高、减容效果好、资源可回收利用、对环境影响相对较小等优势,在国家的大力支持下,将成为垃圾处理行业的主流方式。在此背景下,垃圾焚烧发电行业快速发展,带动产业链投资。

垃圾发电即垃圾焚烧发电,是生活垃圾处理的主要方式之一。目前我国生活垃圾处理市场增速放缓,整体空间有限,但垃圾焚烧发电行业仍处于快速增长的时期,其主要原因在于垃圾处理方式的结构在发生大的转变,许多填埋处理量将逐渐被焚烧方式所替代。

根据垃圾处理流程,垃圾发电产业链包括上游垃圾转运、垃圾处理设备制造,中游垃圾发电厂设计、建造以及下游垃圾发电厂运营、维护。

图中国垃圾发电产业链全景图

2.2商业模式

通常采用BOT模式运营,分为建造期、运营期两阶段:

(1)建设期:从项目审批到项目完工通常需要约2-3年时间。对于自建的项目,该时期可获得建设收入。建造完成后,以合同造价确认无形资产或长期应收款;

(2)运营期:有两种确认方式。方式一:当建造期收入确认为无形资产时,运营期确认运营收入,包括发电收入和处置垃圾收入。其中,垃圾发电的收入中,折算电量以内的,按垃圾发电标杆电价计价(0.65元/方),实际电量超过折算电量的部分,按照燃煤标杆电价计算;运营成本主要为折旧、人工成本、原材料成本等。方式二:当建造期收入确认为长期应收款时,运营期内以摊余成本与实际利率确认利息收入。

以BOT模式为主的垃圾焚烧行业呈现以下财务特征:

(1)收入和利润表现为“建设期高、运营期低”。

(2)项目建设期虽然建造盈利被确认,但没有现金流入;在项目运营期,由于折旧的存在,经营现金流高于净利润,可以支撑还债+分红。

图垃圾发电BOT模式

资料来源:千际投行资产信息网Wind

2.3技术发展

城市人口密度的增加,使得每日产生固体垃圾的总量也呈现出上升趋势。生活垃圾焚烧发电是城市生活垃圾未来的主要发展方向,但其排放的飞灰属危险废物,含重金属等有害物质,对自然环境和人类健康存在潜在危害。飞灰的固化稳定化是当前主要的处置方式,同时也是资源化利用的主要途。

垃圾经过破碎、堆放发酵等预处理后,可直接送入焚烧炉膛进行燃烧,若垃圾热值足够,则无须掺杂辅助燃料。垃圾中的可燃成分在高温作用下与空气中的氧发生剧烈的物理化学反应,在释放热量的同时转化为高温烟气和底渣、飞灰等固体残渣,其中固体残渣占总质量的15%~25%。

高温烟气可进入锅炉用于发电或供热,回收利用热能,随后经除尘器除尘排渣(占总质量0.7%~1.5%)和其他尾气净化后达标排放。相比于填埋和堆肥,垃圾焚烧具有减容减量显著、占地面积较小、对环境影响小、消毒灭菌彻底和可回收热能等优点,但垃圾的收运和储存、燃烧控制和污染排放控制过程更加复杂,若某个环节管理和实施不当,将造成严重污染。因此,有必要对焚烧处置全过程进行智能化控制,以实现更加稳定的燃烧与更清洁的烟气排放。

图焚烧过程智能化控制

2.4政策监管

垃圾发电行业是国家鼓励的资源综合利用行业,国家对垃圾发电实行全额保障性收购制度。为引导垃圾焚烧发电产业健康发展,促进资源节约和环境保护,国务院相关部门出台了一系列支持和推动垃圾焚烧发电行业有序健康发展的政策文件。

第三章行业估值、定价机制和全球龙头企业3.1行业综合财务分析和估值方法

图综合财务分析

图行业估值与历史比较

图指数PE/PB

图指数市场表现

表中国垃圾发电公司估值对比

3.2行业发展和驱动因素

随着我国城市化进程的不断推进,我国城市数量与城市规模不断扩大,城镇人口绝对数量与相对占比大幅提高。9-年,我国城镇化率从48.30%增长至59.58%,年复合增长率2.12%;年,我国城镇常住人口达8.48亿,城镇化率达60.60%。

城市化进程的推进导致我国城市生活垃圾生产量与待处理量近年来持续增长,近年来我国城市生活垃圾生产量的复合增长率约为6%,城市人均垃圾生产量高达1.0-1.2千克/天。据国家统计局资料显示,年全国城市生活垃圾清运量达2.40亿吨,较年同比增长5.26%。

由于垃圾焚烧发电受益于城市生活垃圾清运量的持续增长,下游的生活垃圾末端处理行业将迎来巨大市场增长空间。根据国家卫计委测算,我国城镇化率将在年达到70%左右,城镇化进程的不断推进势必带动垃圾处理需求的可持续增长,生活垃圾无害化处理市场景气度有望持续高涨。

图-年我国城镇人口和城镇化率

资料来源:资产信息网千际投行

3.2.1行业发展阶段

我国垃圾发电行业前后主要经历了四个发展阶段,通过引进国外先进技术,并在产学研结合的步步助推下逐步因地制宜国产化,焚烧发电行业日渐成为生活垃圾处理方式的主流。

图垃圾发电行业四个发展阶段

第一阶段(s末-s):引进技术,探索道路

受益于20世纪70年代以来德、法、美、日等发达国家对垃圾焚烧发电处理方式的探索,我国逐渐将国外焚烧分类易燃垃圾的处理方式一步步打磨成具有中国特色的焚烧不分类混合垃圾的处理方式。年,深圳清水河垃圾焚烧发电厂引进日本三菱重工先进设备并进行炉型扩建改造,开辟了我国垃圾发电行业的先河。

第二阶段(s末-5):科研助力实业,加速国产化进程

20世纪90年代末后,随着垃圾发电技术和设备从海外大规模引进及行业自身的发展演变,我国各高校及科研机构开始着手进行焚烧不分类混合垃圾处理的产业研究,先后对德国和美国的垃圾焚烧及烟气净化技术进行了国产化吸收运用,同时进口了大批先进焚烧设备。

第三阶段(5-):政策制度逐步规范,BOT模式迅速推广

5年以来,PPP模式获得的鼓励与推广促使民营资本广泛参与到环保领域的公共设施项目中,BOT模式也因此在垃圾发电领域得到大力推广。

政策文件的相继出台有力推动了垃圾发电行业的发展,《国务院办公厅关于政府向社会力量购买服务的指导意见》(国办发96号)以及《关于进一步鼓励和引导民间资本进入市政公用事业领域的实施意见》(建城89号)中明确“在公共服务领域更多利用社会力量,加大政府购买服务力度”、“鼓励民间资本采取独资、合资合作、资产收购等方式直接投资城镇供气、供热、污水处理厂、生活垃圾处理设施等项目的建设和运营”的政策,《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》(国发60号)对以上政策进一步的落实,明确将积极推动社会资本参与市政基础设施建设运营。

此外,年发改委发布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》,明确全国统一垃圾发电标杆价格为每千瓦时0.65元,促使行业规模进一步扩张,加速了垃圾发电技术与市场的成熟。

第四阶段(-至今):监管趋严聚焦排放,行业重心转向后端

年,国家相继出台《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》《“十三五”生态环境保护规划》等文件,表明垃圾焚烧发电是“十三五”的发展重点,并明确到年底将建立符合我国国情的生活垃圾清洁焚烧标准和评价体系,到年底全国城市垃圾焚烧处理能力占无害化生活垃圾总处理能力50%以上,全部达到清洁焚烧标准。受政策影响,焚烧发电行业将重心从前端项目建设转向后端运营管理及排污防控。

3.2.2行业发展驱动因素

我国垃圾焚烧发电行业持续扩张有四个主要驱动因素。

(1)需求持续扩张,体现为垃圾产生量与清运量持续提升

我国城市垃圾清运量由年的1.58亿吨上升到年的2.28亿吨,年复合增速4.16%;由于城镇化水平的不断提高,预计生活垃圾产生量与清运量仍将保持增长趋势;

(2)供给端邻避效应减弱带动填埋转焚烧,垃圾焚烧占有率快速提升

由于政策鼓励与土地成本走高,垃圾焚烧占生活垃圾无害化处理量的比例从年的19%增长到年的45%,年复合增速10.21%。

(3)前端垃圾分类的推行与焚烧发电技术的进步造就吨垃圾发电量的增长

我国在年首次引进垃圾焚烧热电技术。深圳市利用饱和蒸汽发电的1、2号垃圾焚烧炉,每台锅炉的垃圾处理能力为吨/天,该技术由日本引进。年6月3日,焚烧炉投入运营,垃圾处理能力吨/天。

继深圳垃圾焚烧发电厂之后,建设了处理能力为吨/天的广东珠海垃圾发电厂,通过引进美国技术,大大提高了垃圾处理能力,于1年投入运行。

年,深能环保垃圾发电厂锅炉处理能力可达吨/天,且环保指标控制方面优于现行国家标准和欧盟标准。

(4)政策驱动中长期规划,年基本建成焚烧型社会

目前已有17个省、自治区、直辖市推出垃圾焚烧处理中长期规划,设定年近期任务目标,以及年远期目标。

根据现有数据初步测算,年平均生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理比例计划达到56%,较年的45%上升14个百分点,规划出台有助年订单进一步释放。而年这一指标将进一步提升至81%,其中,海南、浙江、福建、江苏地区焚烧处理占比规划较为领先,预计年分别可以达到%、%、93%、85%。

从规划中可以看到,部分省份和发达市已经将焚烧作为垃圾处理处臵的主流手段,到年,我国基本建成垃圾焚烧型社会,实现原生垃圾“零填埋”。

图各省市中长期规划下生活垃圾焚烧处理能力占比

3.3行业风险分析

(1)产业政策风险

未来如果政府削减对垃圾焚烧发电行业的支持力度,上述垃圾发电价格政策发生变化,将可能对公司的经营状况,财务状况及盈利能力造成不利影响。

(2)行业和市场风险

市场竞争风险

随着几年来垃圾焚烧发电行业的快速发展,行业市场竞争日趋激烈。部分进入垃圾焚烧发电行业较早、发展规模较大、具有较强融资能力、研发能力的公司凭借较强的竞争优势,在行业内占据了较高的市场份额。

垃圾发电行业广阔的市场空间可能吸引更多资本驱动型的企业进入本行业未来市场竞争将进一步加剧。随着行业竞争的加剧,行业未来获取新项目的难度将增加,新获取项目的收益率也存在下降风险。

项目的审批及实施风险

投资、建设、运营多个垃圾焚烧项目,未来将依托自身的技术、人才、品牌、管理优势进一步拓展开发新项目,以持续扩大业务规模,提升收入水平和盈利能力。

垃圾焚烧发电项目通常属于地方政府的特许经营项目,获得后能否顺利实施项目存在不确定性。垃圾焚烧发电项目的实施需地方政府环保部门、投资建设管理部门、土地管理部门等多个部门的审批和配合,该等政府部门在协调征地、拆迁等工作时受限于多方面的不确定因素,若未能顺利完成该等部门的审批程序,则行业公司新的垃圾焚烧发电项目可能难以实施,甚至出现被迫中止的情形,从而对公司的业务发展和盈利能力造成不利影响。

社会公众接受度有限的风险

垃圾焚烧发电是城市生活垃圾处理的重要方式,对实现垃圾减量化、无害化处理和资源化利用,改善城乡环境卫生状况,解决“垃圾上山下乡”等突出环境问题具有重要作用。

但由于部分社会公众对垃圾焚烧发电项目的建设和运营存在误解,认为其可能对周边环境造成二次污染并影响身体健康,导致垃圾发电项目存在较为明显的“邻避效应”。尽管垃圾焚烧发电项目在获批建设前履行了社会稳定性风险评价、环境影响评价程序,仍然面临因周边民众反对而受阻或停滞甚至被迫重新选址等风险。

(3)经营风险

环保风险

垃圾焚烧发电项目的建设和运营过程中会产生废水、废气及固体废弃物,需遵守环境保护方面的相关法律法规要求。为确保垃圾焚烧发电生产过程符合环保要求,行业公司积极履行环保职责,投入大量人力、财力、物力完善环保设施,建立环保执行体系。但随着国家对环境保护的日益重视和民众环保意识的不断提高,国家政策、法律法规对环保的要求将更为严格,如果行业公司未能严格满足环保法规要求乃至发生环境污染事件,则公司将面临受到行政处罚的风险。

安全生产风险

垃圾发电生产经营、项目建设过程对操作人员的技术要求较高,如果员工在日常生产中出现操作不当、设备使用失误等意外事故,将面临安全生产事故、人员伤亡及财产损失等风险。

工程质量风险

垃圾焚烧发电处理项目EPC建造业务和渗滤液处理项目EPC建造业务对系统管控要求较高,专业性较强。由于承接的工程项目涉及的部门、企业、人员较多,易受到各种不确定因素或无法事先预见因素的影响,如公司在工程项目施工中出现进度或质量掌控偏差,则可能存在因工程质量控制不到位、技术运用不合理等情况而造成项目质量事故或隐患等风险。

项目建设和运营成本上升风险

BOT项目由于建设周期较长,项目建设期间,如材料或设备备件价格、人工成本等出现较大幅度的上升,或受到预期之外的环境、地质、周边社会公众对项目造成二次污染担心等因素影响,将可能导致项目建设成本上升。项目运营过程中,如果石灰、活性炭等生产材料及人工成本出现较大幅度上涨,将导致公司运营成本增加。此外,随着环保标准的提升,公司在环保方面的支出将增加,公司也将面临运营成本增加的风险。

垃圾热值不稳定的风险

垃圾热值是影响垃圾焚烧发电项目经营效益的重要因素之一。我国生活垃圾分类标准体系尚未完全建立,生活垃圾的成分较为复杂,不同地区、不同季节生活垃圾的热值也存在一定差异,特许经营协议中通常按年对垃圾保底量进行约定,但未对生活垃圾的具体成分及热值做出明确约定,可能存在垃圾热值偏低或不稳定导致焚烧发电厂发电量未达预期或波动的风险。

3.4竞争分析3.4.1国内垃圾发电企业排名

当前我国垃圾发电行业主要采用机械炉排式焚烧炉和循环流化床焚烧炉这两种焚烧工艺,根据年全面实施的生活垃圾焚烧污染控制标准GB-,污染物排放(尤其是二噁英和汞)标准进一步提高,生活垃圾焚烧发电厂均需以“新国标”为标准。

根据中国产业发展促进会生物质能产业分会发布的《中国生物质发电产业排名报告》,按装机容量、年处理垃圾量、年发电量以及年上网电量梳理行业TOP10,具体详情如下:

(1)装机容量

排名依次为中国光大国际(.6万千瓦)、杭州锦江集团(61.1万千瓦)、中国环境保护集团(41.3万千瓦)、重庆三峰环境(39.3万千瓦)、粤丰环保电力(30.2万千瓦)、上海环境(30.1万千瓦)、浙江伟明环保(29万千瓦)、绿色动力(26.3万千瓦)、广州环保投资集团(24.6万千瓦)、瀚蓝环境(22.9万千瓦)。

(2)年处理垃圾量

排名依次为中国光大国际(万吨)、杭州锦江集团(万吨)、中国环境保护集团(万吨)、重庆三峰环境(万吨)、上海环境(万吨)、粤丰环保电力(万吨)、瀚蓝环境(万吨)、浙江伟明环保(万吨)、绿色动力(万吨)、圣元环保(万吨)。

(3)年发电量

排名依次为中国光大国际(63.7亿千瓦时)、杭州锦江集团(21.7亿千瓦时)、重庆三峰环境(21.4亿千瓦时)、上海环境(20.5亿千瓦时)、中国环境保护集团(20.3亿千瓦时)、粤丰环保电力(18.6亿千瓦时)、粤丰环保电力(16.4亿千瓦时)、瀚蓝环境(15.9亿千瓦时)、瀚蓝环境(15.8亿千瓦时)、广州环保投资集团(12亿千瓦时)。

(4)年上网电量

排名依次为中国光大国际(54.1万千瓦)、重庆三峰环境(18.9万千瓦)、中国环境保护集团(16.6万千瓦)、上海环境(16.6万千瓦)、粤丰环保电力(16.2万千瓦)、杭州锦江集团(15.4万千瓦)、杭州锦江集团(14万千瓦)、瀚蓝环境(13.4万千瓦)、浙江伟明环保(12.9万千瓦)、广州环保投资集团(9.9万千瓦)。

图国内垃圾发电企业排名

3.4.2波特五力分析

(1)供应商的议价能力

垃圾焚烧发电企业的供应商主要是焚烧炉设备和发电设备,由于我国的垃圾发电事业起步较晚,仍处于研发的初级阶段,大部分的焚烧炉设备和技术是从国外引进,致使焚烧炉的供应市场成为卖方市场,供应商的议价能力较强。

在发电设备方面,虽然国内的技术已非常成熟,生产能力也颇具规模,但由于近期国内电力投资规模较大甚至超过发电设备厂家的生产能力,使得供应商的议价能力也较强。

(2)购买者的议价能力

垃圾焚烧发电项目属于市政公用行业,基本属于买方市场,其购买者绝大多数为各地政府。在垃圾焚烧发电项目运作过程中,各地政府大多对技术、财务、法律等方面聘请专业的顾问单位,通常通过公开招商、竞争性谈判或公开招标等方式来选择投资人,在处理工艺、选址上具有主导性,因此,政府的讨价还价能力较强,在竞争激烈的情况下,投资人处于劣势,垃圾处理费很难提高。

(3)新进入者的威胁

垃圾焚烧发电行业属于资金密集和技术密集型行业,其阻碍新竞争者进入的主要壁垒包括特许经营资格、高额投资成本、技术优势、企业运营水平、人才壁垒等,对企业与政府的合作关系及企业自身能力要求较高,进入壁垒较高,因此,新进入者的威胁较弱。

(4)替代品的威胁

目前,国内主要采取卫生填埋、焚烧发电和堆肥等三种方式处理垃圾。虽然卫生填埋仍为我国城市垃圾处理的主导方式,但存在二次污染隐患;堆肥方式在我国已逐渐退出,具有项目建设成本高、效益低、存在重金属污染等问题,处理规模受到限制;相较之下,垃圾焚烧方式以符合环保政策、清晰的盈利模式、可持续等优势,在我国垃圾处理市场中的占比逐年走高,年我国垃圾焚烧占比达54.5%,因此,未来垃圾焚烧发电为今后垃圾处理的主要方向。

(5)同业竞争者的竞争程度

当前,我国城市生活垃圾处理领域迎来大规模投资建设的时代,良好的投资环境、稳定增长的潜在市场致使国企、外资及民营企业积极参与市场竞争,形成了成熟清晰的商业模式。

3.4.3中国垃圾发电企业

目前,行业集中度较高。根据E20以及中国政府采购网的项目信息来看,我国垃圾焚烧CR10市占率从年的58%升至年的60%。其中,CR10中的国企有八家,所有项目产能将近50%。

具体来看企业,目前垃圾焚烧发电行业的上市企业主要有国有企业,如中国环境保护集团、康恒环境、光大国际、北京控股、重庆三峰、绿色动力、深圳能源、上海环境、广州环保、瀚蓝环境等;民营企业,如粤丰环保、锦江环境、旺能环境、中国天楹、伟明环保等;外资企业,如威立雅中国等。

3.4.4全球垃圾发电竞争格局

(1)亚太地区居于主导地位,未来五年复合增长率高达11%

当前的全球垃圾发电市场以亚太地区为主导。全球市场分析报告服务供应商ResearchandMarkets指出:-年间,亚太垃圾发电市场的复合年均增长率高达11%。根据垃圾类型可分为城市固体垃圾、农业垃圾、工业垃圾及其他,其中城市固体垃圾一直占据亚太垃圾发电市场主导地位,预计年前也将保持这一领先位置。

Visiongain指出,未来10年亚太地区将为技术研发者、投资者以及相关从业者提供更大、更广阔的发展空间,其中中国、日本、印度等亚洲国家有望在低成本垃圾发电技术研发方面领军,届时将为市场参与者提供更多具有商业化价值的机会。

(2)日本垃圾焚烧率近70%,位居全球榜首

日本是世界上最早利用垃圾发电的国家之一,在20世纪90年代以“净化环境并充分利用能源资源”为基础拟定了垃圾发电技术规划草案。日本环境省数据显示,目前日本约有处垃圾处理发电设施,占垃圾焚烧设施30%以上。由于国土面积限制,日本垃圾焚烧率近70%,高居世界第一。

(3)中国垃圾焚烧厂数量高速增长,企业竞争力快速提升

中国也一直在布局垃圾发电产业,且近年来发展迅速。根据中国生态环境部的数据:截至年6月1日,我国在运行的垃圾焚烧厂总计座,过去5年间垃圾焚烧厂数量的年均复合增长率为15.6%。

中国不仅在政策上对垃圾发电进行了中长期专项规划,而且近10年来还崛起了一批实力颇强的垃圾处理公司。Visiongain指出,以亚洲最大的垃圾发电投资商和运营商光大国际为代表的一批中国环保企业,目前足以和日本、德国的垃圾发电企业分庭抗礼。

(4)美国垃圾焚烧发电占总发电量比例不到1%

Visiongain指出,随着以亚洲及非洲为中心的人口增加及产业化的推进,预计未来这两个地区将成为全球工业垃圾的主要“贡献者”,这也为垃圾发电市场增添了更大“原动力”。

相较于亚太的积极进取,美国则继续在拖后腿。根据英国全球性风险和战略咨询公司Maplecroft的报告指出,美国是全球最大“垃圾制造者”,但垃圾处理能力却严重不足,是表现最差的发达国家,其垃圾回收率只有35%,仅是德国废弃物回收率的一半。

Visiongain数据显示,欧洲大约有家垃圾发电工厂,美国目前有71座,仅占该国总发电量的0.4%,相当于万户家庭的电力需求。去年美国城市生活垃圾(不含轮胎等非生物质垃圾)的发电量为62.1亿千瓦时,仅占美国总发电量的0.15%。

3.5中国企业重要参与者

中国主要企业有中国天楹[.SZ],兴蓉环境[.SZ],韶能股份[.SZ],启迪环境[.SZ],瀚蓝环境[323.SH],华光环能[475.SH],富春环保[.SZ],

科融环境[.SZ],永清环保[.SZ],长青集团[.SZ],华西能源[.SZ],迪森股份[.SZ],伟明环保[.SH],上海环境[601.SH],绿色动力[.SH],泰达股份[.SZ],旺能环境[.SZ],龙净环保[388.SH],三峰环境[.SH],圣元环保[.SZ],顺控发展[.SZ]。

1/中国天楹[.SZ]

中国天楹是一家环保新能源上市公司,主要业务包括投资、建设、运营、维护环保基础设施项目和环保设备的研发、生产、销售;业务范围覆盖生活垃圾焚烧发电及蒸汽生产、污泥处理、餐厨垃圾处理、危险废弃物处理、建筑垃圾处理、污水处理、填埋气开发与利用、垃圾分类收运体系投资与运营等领域。

2/兴蓉环境[.SZ]

兴蓉环境是中国大型水务环保综合服务商,主要从事自来水生产与供应、污水处理、中水利用、污泥处置、垃圾渗滤液处理和垃圾焚烧发电等业务,集投资、研发、设计、建设、运营于一体,拥有完善的产业链。

3/启迪环境[.SZ]

启迪环境是中国大型专业环保上市公司,长期致力于废物资源化和环境资源的可持续发展。公司致力于发展成为一流的全产业链综合环境服务商,公司主营业务涉及固废处置、互联网环卫、再生资源回收与利用、水务业务、环卫专用车辆及环保设备制造等诸多领域。

3.6全球重要竞争者

1/美国卡万塔股有限公司

卡万塔控股公司从事废物转化为能源、相关废物运输和处置以及其他可再生能源生产业务的基础设施的运营和所有权。它经营着大规模的垃圾能源和可再生能源项目。公司成立于年4月16日,总部位于美国新泽西州的莫里斯敦。

2/日本三菱重工公司

三菱重工(MitsubishiHeavyIndustries)创立于年,是日本最大的军工生产企业。3年自防卫厅接受的军工订货额为亿日元,居各家军工企业之首。

3/德国EEW公司

是德国最大垃圾焚烧发电企业,EW公司在垃圾焚烧发电领域积累了丰富的技术和经验,是欧洲垃圾焚烧发电的领军企业。EEW公司在德国和周边国家共有18座垃圾焚烧发电厂,年垃圾处理能力已经从年的万吨提升到约万吨。

第四章未来展望

对我国目前生活垃圾焚烧处置过程存在成分复杂、运行稳定性差、自动化水平较低等现状,对垃圾收运和存储,焚烧处置过程监测和优化,排放污染控制过程的智能化监测、控制和管理等。

目前我国正大力推行垃圾分类,从源头上对垃圾进行适当分类与回收,有利于减少垃圾产生量,提高入炉垃圾的均质性和垃圾焚烧的稳定性,从而减少不稳定焚烧产生的污染物,改善我国垃圾焚烧的排放问题。物联网和云计算技术通过网络物理系统,提供了垃圾管理自动化的可能性,这将改变垃圾管理的执行方式。

生活垃圾焚烧处置行业发展展望与建议主要有以下几点:

1.以更大的样本量进一步训练垃圾智能收运和储存系统的算法模型,提高收集运输的效率和库内垃圾热值预测准确性及时间分辨率,在垃圾智能分类领域由智能设备向服务型机器人发展,实现垃圾收运的智能化。

2.进一步研究开发火焰图像的自动识别处理和声波测温等技术,特别是焚烧炉内的炉膛三维温度场监测技术,实现温度测量“点-线-面-体”的技术进步,并使其与垃圾池内垃圾热值预测模型、焚烧状态在线诊断预测系统联动处理,实现垃圾焚烧厂检测设备的智能化。

3.焚烧过程自动控制系统多数只通过计算机编程仿真进行理论验证,并未进行实机测试,需要进一步试验。

4.对于已在电厂中应用的污染物排放在线监测系统,特别是基于指示物模型和软测量的二英在线快速监测系统,应进一步提升在线设备的稳定性、准确性和实用性,可与长时采样的离线检测法互补,由离线检测提供校正。

5.对于基于神经网络等智能算法的智能焚烧控制装备,其构建需要大量电厂运行工况数据,为提升其控制效果,一方面可对采集的工况数据进行初步筛选,选出真实合理的部分作为算法训练数据;另一方面可引入其他优化算法如粒子群算法、遗传算法等,进一步提高算法的泛化能力。

6.焚烧温度、酸性气体温度和二恶英浓度等的预测模型可为预警系统构建提供依据,从而做出超前调控,优化焚烧效果和杜绝污染物超标。基于现场历史运行数据的预测模型的研发与训练,是未来实现智慧焚烧的难点与热点。

7.过去及目前的研究主要集中在对各子系统进行智能控制,未来研究需要进行系统化统合,以新兴传感、物联网和人工智能算法技术为支撑,通过大数据分析及云计算平台实现数据共享,构建智能反馈和优化模型,开发智慧焚烧技术与装备,建立源头收集、运输分类、焚烧发电和残留净化一体化全过程自动运行的无人化智慧焚烧发电系统,实现垃圾发电过程对配置设备及其参数的智能在线动态优化,完成全流程整合、平台化管理和技术解决方案多元化。

8.由于智能化涉及多设备多系统以及交叉学科,建议各垃圾焚烧企业互相交流共同进步,实现信息和资源的流通,为相关标准和规范的建立提供支持。



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