1、脫硫設備市場發(fā)展概況
(1)脫硫設備行業(yè)簡介
我國燃料構成以燃煤炭為主,煤炭燃燒約占總能源消耗的 80%,因此煤燃燒成為我國大氣污染的主要來源,特別是其中的 SO2,是形成酸雨的主要原因,給生態(tài)環(huán)境和人類經(jīng)濟造成了極大的危害。脫硫設備一般是指在電力、冶金和其他行業(yè)生產(chǎn)中, 用于除去煤中的硫元素,防止燃燒時生成 SO2 的一系列設備。煙氣脫硫屬于燃燒后脫硫,主要是針對含有SO2 的氣體,其原理是用堿性吸收劑與酸性 SO2 反應從而達到煙氣脫硫的目的。
我國的脫硫設備行業(yè)起步于20 世紀90 年代,2000 年,隨著《國務院關于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復》發(fā)布,市場開始啟動,少數(shù)商業(yè)化運作的脫硫公司引入國外技術,業(yè)務迅速發(fā)展。2001-2007 年,隨著國家對二氧化硫具體減排指標的明確和減排力度的不斷加大,脫硫設備行業(yè)進入快速發(fā)展期,脫硫設備國產(chǎn)化程度大幅提高。2008 年起受存量市場萎縮,金融危機影響,行業(yè)競爭加劇。 2013 年起,隨著國家排放標準的提高,脫硫設備廠商迎來新一輪增長。
(2)脫硫設備的分類
脫硫設備根據(jù)不同的脫硫技術研發(fā)和制造,目前脫硫技術研究的方向較多,大類上來講包括干法、半干法和濕法。干法脫硫技術主要是脫硫劑、脫硫產(chǎn)物為干態(tài)。其工藝流程簡單,無二次污染,占地較少,可靠性較高,投資較低,但系統(tǒng)運行費用較高。半干法脫硫工藝的特點是,反應在氣、固、液三相中進行,利用煙氣顯熱蒸發(fā)吸收液中的水分,使最終產(chǎn)物為干粉狀。半干法脫硫一般選用的脫硫劑為 CaO或 Ca(OH)2。濕法脫硫主要是將煙氣中的二氧化硫經(jīng)過降溫通入到吸收劑溶液或漿液中,通過反應回收 SO2 及其他副產(chǎn)物的過程, 具有脫硫效率高, 吸收劑可循環(huán)等優(yōu)點。目前市場基本選擇了濕法,而干法由于接觸率低,脫硫率遠低于濕法;半干法同樣受困于脫硫效率的問題,不適合大容量的燃燒設備,兩者尚需技術突破。
濕法脫硫各種技術的原理、優(yōu)缺點如下表所示:
從市場占有率來看,市場基本還是選擇了濕法中工藝相對成熟的石灰石/石膏脫硫工藝,其在我國煙氣治理市場的占有率達 85%以上。
2、脫硫設備行業(yè)的市場容量和發(fā)展空間
(1)市場容量
我國政府長期以來十分重視二氧化硫減排問題,在《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》中,二氧化硫仍是“十三五”減排總量控制四項約束性指標之一。“十二五”時期,電力行業(yè)新建電廠脫硫、原有電廠脫硫改造、鋼鐵燒結脫硫是脫硫業(yè)務的主要市場,煤化工、水泥、有色金屬冶煉、造紙等行業(yè)的煙氣脫硫也保持逐步增長。
長期以來, 電力行業(yè)、熱力生產(chǎn)和供應行業(yè)一直是我國二氧化硫排放的主體,排放量占全國二氧化硫排放總量的比例在 50%以上,因此,該等行業(yè)也是二氧化硫減排的重點行業(yè),特別是火電行業(yè)的二氧化硫減排。2015 年新建投運火電廠煙氣脫硫機組容量約 0.53 億千瓦;截至 2015 年底,全國已投運火電廠煙氣脫硫機組容量約 8.2 億千瓦,占全國火電機組容量的 82.8%,占全國煤電機組容量的 92.8%。“十三五”期間,取消和推遲煤電建設項目 1.5億千瓦以上,到 2020 年全國煤電裝機規(guī)模力爭控制在 11 億千瓦以內;全國實施煤電超低排放改造約 4.2 億千瓦。
2015 年 12 月,國務院第 114 次常務會議和國家三部委《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》指示要求,決定全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造,大幅降低發(fā)電煤耗和污染排放。在 2020年前全國具備條件的機組都將達到超低排放, 現(xiàn)役機組平均供電煤耗低于 310克標煤/千瓦時。東、中部地區(qū)要提前至 2017 年和 2018 年達標。
截至 2015 年底,國內約 27%,超過 2 億千瓦的燃煤機組已經(jīng)完成了以“50355”為排放指標的超低排放改造, 2016 是國內燃煤發(fā)電機組超低改造的高峰,不必等到 2020 年,很可能在 2018 年國內就基本上完成超低排放的改造。全國電力集團紛紛響應, 90%以上的燃煤機組都計劃實施超低排放改造,預計實施超低排放的將超過 8.0 億千瓦(含已經(jīng)實施的15%-20%)。超低排放改造市場空間為 952 億-1429 億元(包含已經(jīng)完成的超低改造排放項目),分 3-4 年完成,扣除已經(jīng)完成的超低排放改造項目約 12%,實際每年 257 億元。
鋼鐵行業(yè)是繼火電行業(yè)之后的又一大污染性行業(yè), 鋼鐵冶煉生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和煙(粉)塵顆粒物等污染物,2013 年鋼鐵行業(yè)的 SO2 排放量分別為 200 萬 t,占到工業(yè)源總排放量的 10.5%,僅次于火電行業(yè)的排放量,其中燒結工序則是污染物產(chǎn)生的主要來源,其排放的SO2 占到了鋼鐵企業(yè)排放總量的 70%以上。2015 年,全國鋼鐵行業(yè)以改善環(huán)境質量為核心的各項工作取得了積極進展。安裝脫硫設施的鋼鐵燒結機面積由 2.9 萬平方米增加到 13.8 萬平方米, 安裝率由19%增加到 88%。
“十三五”期間鋼鐵工業(yè)排放標準將大幅收緊,燒結機頭顆粒物、煉鐵顆粒燒結機頭二氧化硫等主要排放標準將分別降低 60%、92%和 90%。鋼鐵企業(yè)未配套脫硫設施燒結機的 SO2 排放濃度通常在 600mg/m3以上,而據(jù)此前環(huán)保部的減排核查結果,已投運鋼鐵燒結脫硫設施平均綜合脫硫效率不足 50%,很明顯按新標準排放限值 200mg/m3 的要求,部分已投運的脫硫裝置需進行改造提效,按 50%比例估計,需改造部分的燒結機面積約 6.9 萬 m2。若每平米燒結機新建和改造成本分別以 25 萬元和 12 萬元測算, “十三五”期間存量市場鋼鐵燒結煙氣脫硫投資需求約為 130 億元。
我國有色金屬工業(yè)主要三廢達標排放率均低于全國平均水平, 特別是二氧化硫、氮氧化物、煙塵、粉塵與國內平均水平相比還有較大差距。全國工業(yè)二氧化硫達標排放率為 89%,有色金屬工業(yè)二氧化硫達標排放率為 76% “十三五”期間,對于工業(yè)鍋爐、有色金屬冶煉等行業(yè)的二氧化硫排放進行控制,需投資約100 億元,“十三五”期間新增項目運行費用 10 億元。
(2)發(fā)展空間
“十三五”期間我國煙氣脫硫行業(yè)仍有望保持較為廣闊的市場空間,主要需求來自于以下四個方面:一是尚未安裝脫硫裝置的存量機組的脫硫建設需求。截至 2015 年末,未安裝脫硫裝置的煤電機組大約有 0.64 億千瓦, 按照脫硫系統(tǒng)造價 150 元/千瓦測算,該部分存量機組的脫硫投資需求接近 100 億元。二是新建煤電機組的脫硫建設需求。截至 2015 年底,全國煤電機組容量約8.8 億千瓦。到 2020 年全國煤電裝機規(guī)模力爭控制在 11 億千瓦以內。預計“十三五”期間新增煤電裝機規(guī)模 2.2 億千瓦,增量機組的脫硫建設投資需求將接近 330 億元。三是已安裝脫硫裝置的存量機組的更新改造需求。
“十三五”期間,全國電力集團 90%以上的燃煤機組都計劃實施超低排放改造, 預計實施超低排放的將超過8.0 億千瓦(含已經(jīng)實施的 15%~20%)。超低排放改造市場空間為 952 億~1429億元(包含已經(jīng)完成的超低改造排放項目),分 3~4 年完成,扣除已經(jīng)完成的超低排放改造項目約 12%,實際每年 257 億元。四是非煤電領域的脫硫需求。
由于煤電行業(yè)二氧化硫排放量占比逐年下降,排放控制的重點將轉向其他行業(yè),包括鍋爐、鋼鐵、水泥等領域在內的非煤電煙氣脫硫市場容量將進一步增加?!洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯?提出,“所有燃煤電廠、鋼鐵企業(yè)的燒結機和球團生產(chǎn)設備、石油煉制企業(yè)的催化裂化裝置、有色金屬冶煉企業(yè)都要安裝脫硫設施,每小時 20 蒸噸及以上的燃煤鍋爐要實施脫硫。”這部分市場的年需求規(guī)模在 80 億元左右。在以上四方面需求的推動下,預計我國 “十三五”期間平均每年的煙氣脫硫市場空間接近 423 億元。 這意味著在未來幾年內,煙氣脫硫行業(yè)很可能迎來下一個投資高峰期。
3、脫硫設備行業(yè)的競爭格局
隨著大氣污染物排放標準的不斷提高和環(huán)保政策的不斷趨嚴, 燃煤煙氣脫硫市場近年來開始進入一個較快的發(fā)展階段,行業(yè)競爭從拼技術、拼價格轉變?yōu)槠捶铡⑵垂芾?,行業(yè)將進入重新洗牌階段。行業(yè)優(yōu)勢企業(yè)的競爭優(yōu)勢不斷顯現(xiàn),市場份額將進一步擴大,而一些技術不過硬的小型脫硫企業(yè)則不斷萎縮、退出,行業(yè)集中度將進一步提高。燃煤電站鍋爐煙氣治理方面,目前市場集中度較高,國有大中型電力企業(yè)擁有的脫硫工程公司具有先天優(yōu)勢,市場份額較高。在其他燃煤煙氣治理領域,市場競爭則較為充分。
4、進入脫硫設備行業(yè)的主要障礙
(1)技術壁壘
脫硫設備屬于非標準化設備,需根據(jù)不同行業(yè)生產(chǎn)過程、不同工況條件下產(chǎn)生的煙氣特征采用相應技術。這種非標準化制造的特征提高了產(chǎn)品設計和制造的難度,增加了產(chǎn)品工藝流程的復雜程度,在一定程度上對行業(yè)新進入者形成了技術壁壘。
(2)經(jīng)驗壁壘
脫硫設備需要根據(jù)不同行業(yè)生產(chǎn)過程、 不同工況條件下產(chǎn)生的煙氣特征采用相應的技術,需要根據(jù)具體情況進行非標準化制造。不同類別的脫硫設備制造經(jīng)驗積累需要較長的時間,這對行業(yè)新進入者形成了經(jīng)驗壁壘。
(3)資金壁壘
脫硫設備屬于技術、資金密集型行業(yè),進入者需要投入資金用于專業(yè)技術與設備的研發(fā)或引進,配備大量經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術人才和管理人員。
5、影響本行業(yè)發(fā)展的有利和不利因素
(1)有利因素
①國家產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境的支持
近年來, 隨著國家對環(huán)境保護重視程度不斷加強, 一系列政策文件陸續(xù)出臺,為脫硫行業(yè)的快速健康發(fā)展創(chuàng)造了良好的宏觀環(huán)境。《大氣污染防治行動計劃》要求,所有燃煤電廠、鋼鐵企業(yè)的燒結機和球團生產(chǎn)設備、石油煉制企業(yè)的催化裂化裝置、有色金屬冶煉企業(yè)都要安裝脫硫設施,每小時 20 蒸噸及以上的燃煤鍋爐要實施脫硫?!度济哄仩t節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實施方案》繼火電行業(yè)大幅提高排放標準后,首次針對非電行業(yè)燃煤工業(yè)鍋爐的提標改造提出要求。
《關于推行環(huán)境污染第三方治理的意見》著力開始培育第三方治理市場,除塵脫硫脫硝行業(yè)的第三方治理工作也正在大力推進。
《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014~2020 年)》規(guī)定東部地區(qū)新建煤電機組大氣污染物排放基本達到超低排放限值:煙塵、 SO2、 NOx 排放濃度分別不高于 10mg/m3、 35mg/m3、 50mg/m3(基準氧含量 6%條件下),中部地區(qū)新建機組原則上接近或達到超低排放限值, 鼓勵西部地區(qū)新建機組接近或達到超低排放限值;且要穩(wěn)步推進東部地區(qū)現(xiàn)役煤電機組的超低排放改造,鼓勵其他地區(qū)現(xiàn)役煤電機組的超低排放改造。同時,該文件支持同步開展大氣污染物聯(lián)合協(xié)同脫除,控制三氧化硫、汞、砷等污染物排放,拉開了煤電機組升級超低排放的大幕,使超低排放成為未來幾年煤電機組大氣污染治理的重點。
《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》前所未有地提出了綠色發(fā)展理念,并且規(guī)劃通篇也貫穿綠色發(fā)展理念,將環(huán)境保護工作提高到了新的歷史性高度。該文件提出加強大氣污染治理、提高環(huán)境質量等任務和目標,提出對 SO2 和 NOx 繼續(xù)實施總量控制,增加細顆粒物為約束性指標;提出燃煤鍋爐脫硫脫硝除塵改造、鋼鐵燒結機脫硫改造、水泥窯脫硝改造等重點工程。
《“十三五”節(jié)能減排綜合工資方案》提出優(yōu)化產(chǎn)業(yè)及能源結構,加強重點領域節(jié)能等能源方面的工作任務,繼續(xù)推進節(jié)能降耗工作。對于環(huán)保領域,方案提出要強化主要污染物減排、大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、實施節(jié)能減排工程等多項工作任務。在大氣污染治理領域,加快推進以氣代煤、熱電聯(lián)產(chǎn),促進移動源減排;加大散煤清潔化治理力度;深化供熱計量收費改革,完善脫硫、脫硝、除塵和超低排放環(huán)保電價政策,加強運行監(jiān)管,嚴肅查處不執(zhí)行環(huán)保電價政策的行為。
②燃煤煙氣排放標準的提高
2011 年 7 月《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)頒布,該標準進一步嚴格了二氧化硫的排放濃度要求,對煙氣治理產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生深遠影響?!跺仩t大氣污染物排放標準》(GB13271-2014)和建材、有色等行業(yè)大氣污染物排放標準均對相應行業(yè)二氧化硫排放濃度做出了明確要求, 這些標準的提高將有利于脫硫行業(yè)的健康發(fā)展。
2015 年 12 月,國務院第 114 次常務會議和國家三部委《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》指示要求,決定全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造,大幅降低發(fā)電煤耗和污染排放。在 2020 年前全國具備條件的機組都將達到超低排放,現(xiàn)役機組平均供電煤耗低于 310 克標煤/千瓦時。
《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014~2020 年)》規(guī)定東部地區(qū)新建煤電機組大氣污染物排放基本達到超低排放限值:煙塵、 SO2、 NOx 排放濃度分別不高于 10mg/m3、 35mg/m3、 50mg/m3(基準氧含量 6%條件下),中部地區(qū)新建機組原則上接近或達到超低排放限值, 鼓勵西部地區(qū)新建機組接近或達到超低排放限值。
③行業(yè)技術水平的提高
燃煤煙氣脫硫技術經(jīng)過多年的發(fā)展, 技術水平已經(jīng)從過去的高成本低效率發(fā)展到現(xiàn)在的低成本高效率, 而工藝技術多樣化的格局也正在向鈣基濕法脫硫等主流技術集中,技術水平的提高對整個行業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生積極影響。
(2)不利因素
煙氣脫硫等煙氣治理行業(yè)屬于政策導向型行業(yè), 行業(yè)發(fā)展受國家環(huán)保政策影響較大。未來如果發(fā)生國家環(huán)保政策力度減弱,或者相關政策未能得到有效執(zhí)行等情形,將會對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。