节能环保产业是指为节约能源资源、发展循环经济、保护生态环境提供物质基础和技术保障的产业,是我国加快培育和发展的 7 个战略性新兴产业之一。
节能环保产业涉及节能环保技术装备、产品和服务等,产业链长,对经济增长拉动作用明显。我国的节能环保装备主要分为节能装备和环保装备两大领域,本文主要围绕这两大领域展开分析。
1、高效节能装备产业成熟,下游应用广泛
工业是我国能源消耗和污染排放的重要领域,位居能耗排名首位,也是节能减排的重点领域。中国总体工业能效低于发达国家平均水平。其中,超过 50%的工业能耗以余热形式被浪费,工业节能的市场开发潜力较大。工业节能装备主要包括高效节电设备、余热利用设备、高效节能家用/商用电器/照明产品等。
(1) 高效节电设备
2022 年 6 月,工信部、发改委等六部门联合印发《工业能效提升行动计划》,提出重点工业行业能效全面提升,节能提效工艺技术装备广泛应用,2025 年新增高效节能电机占比达到70%以上,新增高效节能变压器占比达到 80%以上。
电机节能提效方式包括降低铜、铁、杂散及机械损耗等,通过优化电磁及结构设计、采用新材料、新设备和改进制造工艺等方式。与普通电机相比,高效(IE2)电机的损耗平均下降约 20%,超高效率(IE3)电机则平均下降 30%以上。
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置。作为输配电的重要基础设备,变压器广泛应用于工业、农业、交通、城市等领域。变压器损耗约占输配电电力损耗的 40%,是节能重点。国家陆续实施《电力变压器能效限定值及能效等级》新标准、颁发《变压器能效提升计划(2021-2023 年)》等文件,要求加快淘汰高能耗落后变压器,推广节能变压器,到 2023年,高效节能变压器(1 级、2 级能效标准的电力变压器)在网运行比例提高 10%,当年新增高效节能变压器占比达到 75%以上。
高性能变压器主要是非晶变压器和 S9 变压器。降低变压器损耗可从降低铜损、铁损、杂损,采取改进材质、改造部件结构、使工作原理与工作特性相适应等措施。
节能电机产业链上游是电解铜(电磁线)、硅钢、碳结钢、绝缘材料等原材料供应商以及轴承、换向器、冷却器等配件供应商,下游是渠道销售商、配套厂商和最终客户。
电机行业的主要参与者包括上海电气集团上海电机厂有限公司、哈尔滨电气动力装备有限公司、湘潭电机股份有限公司、中电电机股份有限公司、南阳防爆集团股份有限公司、通用电气(GE)、西门子(SIEMENS)、ABB等公司。
变压器产业链上游行业主要为硅钢、铜材、钢材、元器件、绝缘材料和其他辅材,下游主要应用在电力电网、新能源发电、轨道交通、数据中心等新兴领域。行业内主要参与者包括特变电工股份有限公司、保定天威保变电气股份有限公司、中国西电电气股份有限公司、三变科技股份有限公司、江苏华鹏变压器有限公司、青岛变压器集团有限公司、广东明阳电气股份有限公司、海南金盘智能科技股份有限公司、ABB、西门子、东芝等厂商。
(2)节能换热装备/余热利用装备
合理利用余热是实现节能减排的重要方式。目前国内的余热资源主要来源于高温烟气、冷却介质、化学反应、可燃废气、废液和废料余热、高温产品和炉渣等。节能换热设备是节约能源及回收余热(或废热)、提高能源利用率的关键设备。常见的余热利用装备类型:
(1)为保证介质在稳定的温度下工作而对介质进行加热或冷却功能的热交换器;
(2)各种余热回收锅炉式热交换器;
(3)制取或回收纯净物质的各种凝汽器、冷凝器、结晶器等;
(4)用于对介质加热或冷却以满足后续生产的再沸器、裂化器、冷却器等。节能换热装备的上游为钢铁、配件及五金,下游行业包括钢铁、电力、化工、石油、建材、轻工、食品等行业。下游行业的节能要求促使钢铁、有色金属、电力、建材、化工、焦化等高能耗、高污染行业加大投入。
我国传统换热装备有较长的发展历史,行业已经进入成熟阶段。节能换热装备的生产须符合国家标准 GB151-2014《热交换器》要求。产品生产工艺和技术已经相对完善,行业竞争十分激烈。行业内能研发生产高效率余热回收等新型节能环保设备的企业数量较少。
行业内主要企业包括:ARVOS 集团、ViFlow 集团、德固特、蓝科高新、杭锅股份、海陆重工、江联能源、宝色股份、巴陵节能、捷玛股份、奥诺科技、成都克密斯机械制造有限公司、盐城市锅炉制造有限公司等。
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2、环保装备市场细分领域众多,末端治理设备专用性强
环保装备制造业是绿色环保产业的重要组成部分,为生态文明建设提供重要物质基础和技术保障。根据中国环保机械行业协会统计数据,“十三五”期间,环保装备制造业总产值年平均增长 9.4%,2021 年达 9500 亿元,主营业务为环保装备制造的企业超过 10000 家,与“十二五”末相比,行业年产值增长 56.6%,企业数量增长 42.8%。
环保装备制造包括大气污染防治装备、环境污染应急处理装备、水污染防治装备、环境仪器专用仪器仪表、固体废物处理处置装备、噪声与振动控制装备、土壤污染修复装备以及环境污染防治专用材料药剂。
其中,大气、水和固体废物处理装备是最主要的环保装备。环保设备产业链上游包括钢材、铸锻件(含合金件)、电气设备、塑料、通用电子元件等原材料及零部件;中游为环保设备的生产制造过程,包括大气污染防治设备、水污染防治设备、固体废物处理设备、土壤污染修复设备、噪声与震动控制设备、环境监测专用仪器等;下游广泛应用于工业制造、石油化工、食品加工、医疗行业、建筑行业、航空航天等行业。
(一) 大气污染防治装备
煤炭、天然气等能源在燃烧过程中会产生大量的颗粒物、硫氧化物以及 NOx 等。烟气治理即通过各种技术手段对烟气中存在的颗粒物、硫氧化物及 NOx 进行处理,降低其排放浓度。常见的大气污染治理分为除尘、脱硫、脱硝等。行业内典型公司包括龙净环保、清新环境、远达环保、同兴环保等。
烟气污染治理产业链的上游行业主要包括通用类设备制造业、专用类设备制造业、原材料供应商等。通用类设备制造业提供的设备包括风机、球磨机、搅拌机、真空皮带脱水机、斗式提升机、脉冲电磁阀、阀门、循环泵、DCS 控制系统等。该类设备具有生产规模大、质量标准较为统一、供货时间短、价格稳定的特点。而专用类设备制造业提供的设备包括除雾器、布料器、收料器、喷淋系统、滤袋等。
这类设备通常是大气污染治理企业与其合作进行专项定制,设备供应量及供应价格通常来说较为稳定。原材料供应商供应的产品包括钢材、电缆、石灰石、活性炭、非金属材料、涂料、焊接材料、能源、滤料、溶剂等。我国的烟气治理可分为火电行业和非电行业烟气治理两大类。
电力行业是大气中 SO2 和 NOx排放的主要来源之一。截至 2019 年底,全国达到超低排放限值的煤电机组约 8.9 亿千瓦,占全国煤电总装机容量的 86%。随着火电行业烟气治理技术和装备的发展应用、超低排放的全面实施,火电超低排放改造已步入尾声。而非电行业对我国污染排放影响越来越大,SO2、NOx、烟粉尘的排放量占全国 3/4 以上,成为阶段性改造的重点。同时,有部分低效、失效的环保治理设施,导致排污企业无法实现长期稳定达标排放。大气污染治理市场在增量、存量方面都将有空间逐步释放。
(二) 水污染防治装备
水污染治理是指利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理,旨在将污水所含的有机污染物、固体悬浮物、氨氮、磷、细菌等污染物分离或将其转化为无害物质,以达到水体净化的目的。污水处理包括工业废水处理和城市污水处理。
水污染治理行业的上游包括专用设备、电力、药剂、建筑建材等。下游主要包括政府部门及其下属环境管理公司,以及石油、煤化工等排放废水的工业企业。下游行业对污水处理的投入直接影响污水行业的需求。下游行业发展迅速或政策对排放水质要求趋严,污水处理行业的需求将增加。
我国污水处理行业的技术水平非常成熟,已达到或接近世界先进水平。国内污水处理方法主要采用普通活性污泥法、氧化沟法、厌氧-缺氧-好氧法(A2/O)和序批式活性污泥法(SBR)等。典型的市政污水处理方式包括初级和一级处理、二级处理甚至三级处理/深度处理以达到排放标准。
污水处理设备制造是指专业生产污水处理厂所需的专用水处理设备,主要包括预处理设备、生化处理设备、泥水分离设备等。污水预处理设备主要包括拦污设备、沉砂设备、排砂设备、沉淀设备、气浮设备。污水生化处理设备主要包括鼓风曝气设备、滗水器、生物膜法废水处理设备、厌氧法废水处理设备、厌氧缺氧处理典型辅助设备。
污泥处理设备主要包括排泥设备、污泥浓缩设备、污泥厌氧消化设备、污泥脱水干化设备。交叉设备中包含流体输送机械和设备,如泵、阀门、风机、压缩机等。国内成套的污水处理设备和工程施工企业工主要包括碧水源、津膜科技、维尔利、中电环保、博世科、巴安水务、中建环能、帕克环保、威立雅水处理技术、普拉克环保、水星环保、思源水业等。
水处理剂包括缓蚀阻垢剂、杀生剂、絮凝剂、净化剂、清洗剂、预膜剂等,用于去除水中悬浮固体,控制水垢、污泥形成,减少对水接触材料腐蚀,除臭杀菌、脱色、软化、稳定水质及海水淡化等。
国内水处理剂公司包括:山东泰和科技股份有限公司、河南清水源科技股份有限公司、南通联膦化工有限公司、江海环保有限公司、山东鑫泰水处理技术股份有限公司、枣庄市东涛化工技术有限公司等。国际从事水处理药剂生产公司包括 Italmatch、Aquapharm、Zschimmer、Lanxess、Dow、BASF SE、Ecolab、GE、Solenis、Buckman、Kemira 等。
(三) 固体废物处理装备
固废处理设备位于固废产业链最前端。固体废弃物处理通常是指通过物理、化学、生物、物化及生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。
固废处理行业产业链成熟,上游行业为固废处理装备,包括固废焚烧设备、尾气净化处理设备、餐厨垃圾处理设备、污泥干化处理设备、环卫清洁设备和固废转运设备等;中游为固废处理工程类企业和固废处理运营类企业;下游为再生资源利用行业。
固废处理装备品种繁多,用途各异,参与者规模普遍较小,市场分散。我们主要将固废处理设备分为固废焚烧设备、尾气净化处理设备、餐厨垃圾处理设备、污泥干化设备和环卫设备等。目前国内垃圾焚烧是将垃圾进行高温热处理,在 850℃以上的焚烧炉炉膛内,通过燃烧,使垃圾中的化学活性成分充分氧化,释放热量,转化为高温烟气和少量性质稳定的残渣,其中高温烟气可以作为热能回收,用于发电或供热。垃圾焚烧的核心设备为垃圾焚烧炉,具体涵盖炉排式焚烧炉、流化床式焚烧炉。
垃圾焚烧炉厂家包括:重庆三峰集团、中国天楹、伟明环保、江联重工、光大环保、中节能环保、上海电气集团等。垃圾焚烧产生的烟气所含污染物成分复杂,除 SO2、HCL、HF 等酸性气体外,还包括颗粒物和剧毒的二噁英等有害物质。因而针对每一个垃圾焚烧发电厂的烟气净化项目都需要根据焚烧技术、具体垃圾成分等特点来进行设备选型和技术参数设计。
垃圾焚烧烟气净化是指采取除尘、脱酸、除二噁英等工艺和措施,使排放烟气中的粉尘、二氧化硫、氮氧化物、二噁英等污染物含量达到有关标准要求。尾气净化处理设备厂家包括雪浪环境、浙江新世纪能源环保工程股份有限公司、重庆三峰卡万塔环境产业有限公司、菲达环保等。
我国餐厨垃圾处理行业尚处于起步阶段,从而市场上从业的企业数量不多,竞争格局较为分散,目前涉足餐厨垃圾处理的企业主要是区域环境集团型企业和以提供技术和设备为主的企业,且单个企业的处置规模较小,还没有出现具有明显优势的行业龙头。餐厨垃圾处理设备厂商如维尔利、普拉克环保、北京嘉博文生物科技有限公司等。
污泥干化设备是针对污泥这一类具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等特点的物料,专门研发设计的污泥专用干燥设备,包括机械脱水和热干化。其中机械脱水一般有带压、板压、螺旋压滤、叠螺机压滤等传统设备,热干化分为中高温直排干化和低温除湿干化。
污泥干化设备厂家多数规模较小,参与者如巴洛仕集团有限公司、广州晟启能源设备有限公司、广东吉康环境系统科技有限公司、金凯环保等。环卫装备是指针对街巷、道路、公共场所、水域等区域的环境整洁及垃圾、粪便等生活废弃物的收集、清除、运输、中转、处理及综合利用的装备。我国环卫装备主要包括“垃圾清运类装备”和“道路清洁类装备”,具体包括洗扫车、扫路车、吸尘车、清洗车、压缩式垃圾车、餐厨垃圾车、自装卸式垃圾车等。
环卫装备行业的上游主要为装备制造所需的汽车底盘、车用钢铁、通用装备等行业,而其下游主要面向城市卫生管理主体及城市道路养护主体。龙马环卫和盈峰环境是环卫装备的领先企业,其他环卫装备供应商包括宇通重工、航天晨光、徐工集团、福田汽车、杰瑞环境等。