2020年中国污泥处理行业研究报告

2020年中国污泥处理行业研究报告

目录

1 方法论 (5)

1.1 研究方法 (5)

1.2 名词解释 (6)

2 中国污泥处理行业市场综述 (7)

2.1 中国污泥处理行业定义与分类 (7)

2.2 中国污泥处理行业发展历程 (10)

2.3 中国污泥处理行业现状 (12)

2.4 中国污泥处理行业市场规模 (15)

2.5 污泥处理产业链分析 (16)

2.5.1 上游分析 (17)

2.5.2 中游分析 (18)

2.5.3 下游分析 (19)

3 中国污泥处理行业驱动因素分析 (20)

3.1 国家政策法规支持 (20)

3.2 盈利模式逐渐清晰 (21)

4 中国污泥处理行业制约因素分析 (22)

4.1 中国污泥处理行业技术水平较低 (22)

4.2 污泥处理认知不足,重视度低 (23)

5 中国污泥处理行业政策分析 (23)

6 中国污泥处理行业发展趋势 (25)

6.1 污泥资源化 (25)

6.2 上游、中游交叉布局,产业链合并 (26)

7 中国污泥处理行业市场竞争格局 (27)

7.1 中国污泥处理行业竞争格局概况 (27)

7.2 中国污泥处理行业投资企业推荐 (28)

7.2.1 北京中科博联环境工程有限公司 (28)

7.2.2 广东文惠环保股份有限公司 (31)

7.2.3 上海同臣环保有限公司 (33)

图表目录

图2-1污泥处理全流程 (8)

图2-2污泥处置工艺介绍 (9)

图2-3中国污泥处理发展历程 (10)

图2-4中国城市和县城污水处理厂数量和处理率,2013-2017年 (13)

图2-5中国污泥产生量,2014-2018年 (13)

图2-6中国污泥处理技术占比情况,2018年 (14)

图2-7中国污泥处理方式成本,2018年 (15)

图2-8中国污泥处理行业市场规模(按处理成本计),2014-2023年预测 (16)

图2-9中国污泥处理产业链 (17)

图2-10中国污泥企业生产成本细分占比,2018年 (18)

图2-11污泥处理下游行业应用占比,2018年 (20)

图5-1中国污泥处理行业政策,2015-2018年 (24)

图6-1污泥消化和沼气发电流程 (26)

图6-2中国污泥处理行业产业链合并 (27)

图7-1中国污泥处理主要参与者,2018年 (28)

图7-2中科博联产品 (30)

图7-3文惠环保产品 (32)

图7-4同臣环保产品 (34)

1方法论

1.1研究方法

头豹研究院布局中国市场,深入研究10大行业,54个垂直行业的市场变化,已经积累了近50万行业研究样本,完成近10,000多个独立的研究咨询项目。

?研究院依托中国活跃的经济环境,从污泥处理、污水处理、环境污染等领域着手,研究内容覆盖整个行业的发展周期,伴随着行业中企业的创立,发展,扩张,到企

业走向上市及上市后的成熟期,研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产

业模式,企业的商业模式和运营模式,以专业的视野解读行业的沿革。

?研究院融合传统与新型的研究方法,采用自主研发的算法,结合行业交叉的大数据,以多元化的调研方法,挖掘定量数据背后的逻辑,分析定性内容背后的观点,客观

和真实地阐述行业的现状,前瞻性地预测行业未来的发展趋势,在研究院的每一份

研究报告中,完整地呈现行业的过去,现在和未来。

?研究院密切关注行业发展最新动向,报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入,保持不断更新与优化。

?研究院秉承匠心研究,砥砺前行的宗旨,从战略的角度分析行业,从执行的层面阅读行业,为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。

?头豹研究院本次研究于2019年9月完成。

1.2名词解释

污泥含水率:污泥中水含量的百分数,用于表示污泥的性质。污泥含水率在85%以上时,污泥呈液体状态,低于60%时呈固态,污泥含水率从99.5%降至95%,体积将锐减为原污泥体积的10%。

EPC:Engineering-Procurement-Construction(工程-采购-建设),工程总承包模式,公司受业主委托,按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段的承包。

BOT:Build-Operate-Transfer(建设-经营-移交),政府授予企业特定范围、一定期限内的特许经营权,许可其投资、建设、运营项目并获得收入,在特许经营权期限到期时,项目资产无偿移交给政府的经营模式。

BOO:Build-Own-Operate(建设-拥有-经营),承包商根据政府赋予的特许权,建设并经营某项产业项目,并不将此项基础产业项目移交给公共部门的经营模式。

TOT:Transfer-Operate-Transfer(移交-经营-移交),政府将建设好的项目有偿转让给企业,在特定范围、一定期限内许可其运营并获得收入,在特许经营权期限到期时,项目资产无偿移交给政府的经营模式。

PPP: Public-Private-Partnership(公私合营),公共基础设施中的项目运作模式,政府将部分责任以特许经营权方式转移给企业,政府与社会主体建立“利益共享、风险共担、全程合作”的共同体关系。

2中国污泥处理行业市场综述

2.1中国污泥处理行业定义与分类

污泥是污水处理的副产物,由原污水中的固体物质和污水处理过程中所产生的固体物质组成。每10,000m3城镇污水经处理后污泥产生量(按含水率80%计)一般为5-10t,具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。污泥成分复杂,含有毒、有害物质,如病原微生物、寄生虫卵、重金属及大量难降解物质,如处理不当,易对环境造成直接或潜在污染,经过处理后的污泥或污泥产品在环境中或长期利用(如作肥料、建材用)中处于稳定状态,并对人体健康和生态环境不产生有害影响。同时,污泥中含有丰富的营养物质,经无害化处理后污泥可作为土壤改良剂和植物肥料,且处理过程中产生的沼气可作为能源物质,帮助解决一定的能源问题。

按照来源不同,污泥可分为生活污泥(生活污水处理后的产物)、工业污泥(工业污水处理后的产物)等。

污泥处理是对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理并对污泥进行最终消纳的全过程,包括浓缩(调理)、脱水、厌氧消化、好氧消化、干化等前端处理工艺以及堆肥、焚烧、填埋和建材利用等后端处置工艺(见图2-1)。

图2-1污泥处理全流程

来源:头豹研究院编辑整理 前端污泥处理工艺主要包括浓缩、脱水、消化和干化等。

(1)浓缩

浓缩是通过降低污泥含水量和减少污泥体积使污泥稠化的过程,主要去除污泥中的间隙水。浓缩包含重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩等方式,中国城市污水处理厂常采用重力浓缩和气浮浓缩法。污泥经浓缩后,含水量通常为94%-96%。

(2)脱水

脱水是将污泥脱除水分转化为半固态或固态泥块的过程,可极大降低污泥的含水量,有效减少污泥的体积。脱水后的污泥含水率可降至70%-80%,便于运输及储存,目前常用自然干燥和机械脱水两种。污泥经脱水后,含水率可降低到约80%。

(3)消化

在有氧或无氧条件下,污泥中的有机物由微生物降解和稳定的过程,包含厌氧消化和好氧消化:

①厌氧消化是在无氧条件下,污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程,是污泥减量化、稳定化的一种常用手段,同时也是大型污水处理厂处理污泥的有效办法,有机物分解率可达到35%-45%,但存在运行管理要求高、消化池需密闭、池容大、池数多的缺

点;

②好氧消化是污泥经过较长时间的曝气,其中一部分有机物由好氧微生物进行降解和稳定的过程。好氧消化降解程度高,无臭稳定,易脱水,肥料含量高,但运行费用高,消化污泥量少,降解程度受温度影响大。当污泥量不大时,可采用好氧消化。

(4)干化

干化是进一步的脱水,通过渗滤或蒸发等作用,从污泥中取出大部分含水量的过程,一般采用污泥干化场(床)等自然蒸发设施或采用蒸汽、烟气、热油等热源的干化设施,有直接加热和间接加热两种干化设备。根据污泥后端处置技术的不同,可分为填埋、焚烧、堆肥和建材利用等(见图2-2)。

图2-2污泥处置工艺介绍

来源:成都康洁水务官网,盱眙粤海水务官网,上海互联环保工程技术中心官网,头豹研究院编辑整理 污泥含水率是污泥中水含量的百分数,用于表示污泥的性质,不同的技术处理后污泥含水率不同,经厌氧消化、好氧堆肥、干化技术处理后,污泥含水率分别为95%、50%-60%、30%-40%,经焚烧、作建材(如水泥)后污泥含水率接近0%。

2.2中国污泥处理行业发展历程

自20世纪60年代起,中国污泥处理行业经历了萌芽、缓慢发展、快速发展三大阶段(见图2-3)。

图2-3中国污泥处理发展历程

来源:头豹研究院编辑整理(1)萌芽阶段(1961-1992年)

1961年北京高碑店污水处理厂的污泥被当地农民用于土地,污泥农用自此开始。20世纪60-70年代,中国污水处理厂比较少,污泥量较少且成分简单,此时的污泥经简单处理后被用作农肥等资源使用。这一时期,污泥处理大多采用中温厌氧消化,技术和设备几乎全部依靠进口。污泥产生量较小,以土地利用为主,污泥主要用于农业。

1984年5月中国城乡建设环境保护部发布《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84),对污泥中的有害物质含量进行限制,在一定程度上对污泥农用的安全性给与指导,但对污泥处理方面投入的资金、技术等不足,为周围环境埋下隐患。此阶段,公众

对污泥认知度较低,污泥成为环境污染隐患,污泥处理行业开始萌芽。

(2)缓慢发展阶段(1993-2010年)

1993年7月,原建设部发布《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93),要求城市污水处理厂污泥进行脱水处理、且含水率低于80%,对城市污水处理厂污泥排放标准进行具体规定,推动污泥处理技术的创新,污泥处理方式开始多样化,如土地利用、填埋、焚烧和建材利用等。中国城市发展和环境污染的加剧加速污水处理厂建设,1996年城市污水处理厂达到309座,比上一年增长119.1%。1999年生活污水首次超过工业污水排放量,污水排放量和处理量大幅增加产生大量污泥,驱使污泥处理行业进一步发展。

环保法规日趋严格,传统污泥处理方式已不能满足环保要求,污泥处理出现新的环境污染问题(如臭气)。2000年5月,建设部、国家环保总局和科技部联合发布《城市污水处理及污染防治技术政策》,对污水处理提出要求,规定城市污水处理产生的污泥,应采用厌氧、好氧和堆肥等方法进行稳定化处理,也可采用卫生填埋方法进行妥善处理。2010年2月,环境保护部出台《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治最佳可行技术指南(试行)》,指南选择污泥中温厌氧消化和污泥好氧发酵为污泥处理污染防治最佳可行技术,污泥土地利用和污泥干化焚烧为污泥处置污染防治最佳可行技术,为中国污泥处理处置及防治污染指明方向,促进中国污泥处理的发展。此阶段,污水排放量和处理量提高,污泥产生量增加,而污泥处理处置技术(中温厌氧发酵、好氧发酵、土地利用、干化焚烧等)仍在探索中,污泥处理行业缓慢发展。

(3)快速发展阶段(2011年至今)

2011年3月,国家发改委和住建部联合发布《关于进一步加强污泥处理处置工作组织实施示范项目的通知》,要求各地有关部门提高认识,高度重视污泥处理处置工作,污泥处理处置工作开始成为政府部门的重要议事日程,扎实推进污泥处理处置工作。2012年4月,

国务院出台《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,提出到2015年,直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到80%,其他设市城市达到70%,县城及重点镇达到30%。该政策首次对污泥处理提出明确指标,污泥处理得到国家层面的重视,推动污泥处理行业的发展。

2015年4月,国务院发布的《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)开始实施,提出现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造,地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。“水十条”对污泥处理提出更高的要求,迫使污泥处理行业进行技术创新以满足新政策的标准。2016年12月,国家发展改革委、住房城乡建设部联合印发《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,要求到2020年底,地级及以上城市污泥无害化处置率达到90%,其他城市达到75%,县城力争达到60%,重点镇提高5%,初步实现建制镇污泥统筹集中处理处置,进一步重视污泥无害化处理。此阶段,相关国家政策频繁发布,指明污泥处理的目标,明确污泥处理的收费细则和补贴方向,倒逼企业重视污泥处理处置,促使污泥处理处置技术的研发,污泥处理行业快速发展。

2.3中国污泥处理行业现状

由于城镇化和经济发展需求,中国近年来污水产生量和处理量呈上升趋势。根据住建部数据显示,截止到2017年末,城市污水处理厂达2,209座,比上一年增加170座,2013-2017年城市污水处理率年复合增长率为1.4%;县城污水处理厂1,572座,比2016年增加59座,因县城数量减少2016年比2015年少86座,2013-2017年县城污水处理率年复合增长率为3.5%(见图2-4)。

图2-4中国城市和县城污水处理厂数量和处理率,2013-2017年

来源:住建部,头豹研究院编辑整理 由于污水产生量和处理率提高,污泥产生量随之增加,2018年中国污泥产生量为8,026.3万吨,比2014年增加179.3亿吨,年复合增长率为0.6%,其中生活污泥年均复合增长率为3.7%,而工业污泥年均复合增长率为-2.3%(见图2-5)。

图2-5中国污泥产生量,2014-2018年

来源:头豹研究院编辑整理 目前中国污泥最终处理方式主要为填埋、焚烧、堆肥、建材利用等方式,分别占比为47.5%、22.5%、18.1%、11.9%,可见中国污泥处理仍以填埋为主(见图2-6)。其他国家

进行污泥处理时使用填埋方式的占比如下:美国约20%,日本约31%,欧洲约35%,因填埋方式对污泥处理是不彻底的,若污泥处理技术越成熟,填埋方式占比应越低。总体而言,中国污泥处理技术相对落后,大量污泥未达到无害化、稳定化的标准,易造成“二次污染”,威胁生态环境。

图2-6中国污泥处理技术占比情况,2018年

来源:头豹研究院编辑整理从成本来看,污泥处理行业中,总成本最高的处理方式为焚烧,每吨处理成本超过250元,填埋的总成本较低,每吨污泥处理成本在120元以下(见图2-7)。与其他国家相比,中国污泥处理成本较低,如日本每吨污泥干化焚烧的成本为500-600元。另一方面,中国存在“重水轻泥”现象,污泥处理费用占污水处理费用的比例较低,例如,江苏每吨污泥处理费用为0.2元,占污水处理费用15%,而发达国家污泥处理投资、运行成本占污水处理厂投资的30%-50%。现阶段,污泥处理费用征收较为困难,影响行业发展。

图2-7中国污泥处理方式成本,2018年

来源:头豹研究院编辑整理 2.4中国污泥处理行业市场规模

受益于日趋严格的政策要求,中国污泥处理行业步入快速发展时期。2014年至2018年,中国污泥处理行业市场规模(按处理成本计)从428.6亿元上升至469.0亿元,年复合增长率为2.3%(见图2-8)。其中,生活污泥市场规模从106.6亿元增长至139.0亿元,年复合增长率为6.8%,由于社会发展,居民生活水平提高,生活用水需求扩大,同时生活污水处理率提高,因而生活污泥产生量增加;工业污泥市场规模从321.9亿元上升至330.1亿元,年复合增长率为0.6%,在《国务院关于加强节能工作的决定》等“十一五”节能减排系列政策推动下,中国工业污水产生量逐渐减少,工业污泥产生量缓慢下降,但工业污泥处理成本较高(500-1,000元/吨),因此污泥处理市场规模总体仍呈上升趋势。

图2-8中国污泥处理行业市场规模(按处理成本计),2014-2023年预测

来源:头豹研究院编辑整理未来5年,中国污泥处理行业市场规模预计将以3.8%的年复合增长率上升,并于2023年达到564.9亿元。中国污泥处理行业市场规模增长受到以下因素驱动:(1)国家政策支持。日益趋严的环保排放要求,将污泥违规乱排从违规层次上升到违法层次,加大对污泥乱排偷排的处罚力度,保障污泥处理行业的健康发展,污泥无害化处理提高,污泥市场规模增加;(2)盈利模式逐渐清晰。2015年1月,发改委、财政部及住建部联合发布《关于制定和调整污水处理收费标准等有关问题的通知》,提出污水处理收费标准要补偿污水处理和污泥处置设施的运营成本并合理盈利,盈利模式逐渐清晰,解决污泥收费难点,推动污泥企业加大对污泥处理的投入,促使污泥市场规模进一步上升。

2.5污泥处理产业链分析

中国污泥处理产业链有以下三部分:产业链上游环节参与者是污水处理企业、污泥工程建筑商、污泥设备供应商、化学药品企业等;产业链中游环节主体是从事污泥处理的企业;产业链下游环节主体是制肥、建材、填埋等行业内的企业(见图2-9)。

图2-9中国污泥处理产业链

来源:头豹研究院编辑整理 2.5.1上游分析

中国污泥处理产业链的上游参与者包括污水处理企业、污泥工程建筑、污泥设备供应商、化学药品企业等。

污水处理企业处理污水过程中产生的污泥,一部分处理达标后排放,剩余部分运送至污泥处理企业进行处理。生活污泥处理门槛较低,企业主要靠投标形式获得项目,依赖上游污水处理厂,议价能力弱;工业污泥含重金属多,需要拥有危废处理资质才可进行,因此工业污泥部分对上游污水处理厂议价能力强。

污泥工程建筑商为污泥处理企业设计和建造污泥处理工程,污泥工程总体成本约占污泥企业生产成本的49.6%。污泥工程建筑费用因处理规模的大小差异而有所不同,如污泥处

理工程处理规模为200吨/日,项目总投资超过2,500万,建设期一般为一年(见图2-10)。

污泥设备供应商提供污泥处理需要的各种设备,包括脱水设备、除臭设备、消化设备、干化设备、焚烧设备等,例如压滤机、烘干机、厌氧消化系统等,总体成本约占污泥企业成本的49.5%。污泥设备制造商议价能力较强,因其设备技术的提升有助于污泥处理行业降低营运成本、提高盈利能力。

污泥化学药品如脱水剂、除臭剂等,在污泥处理过程中添加,有利于提高污泥处理效果和安全性,如除臭剂可去除污泥处理过程中产生的臭气,降低对周围环境的污染。处理每吨污泥所需化学药品的用量约0.01-0.3kg,化学药品成本占污泥企业生产成本较少,约为0.9%。

图2-10中国污泥企业生产成本细分占比,2018年

来源:头豹研究院编辑整理2.5.2中游分析

中国污泥处理产业链的中游参与者是污泥处理企业,此类企业通过脱水、干化、焚烧等技术使污泥无害化,并通过土地利用、建材利用、卫生填埋等方式实现污泥的资源化利用。大城市(如深圳、上海)的污泥企业平均毛利率可达50.1%左右,净利率可达25%-30%,

而中小城市的污泥企业毛利率仅约为19.9%,净利率约为10.1%。污泥处理多由政府付费,大城市的政府财力较为雄厚,而中小城市政府财力不足,因此大城市污泥企业利润高,中小城市污泥企业利润较低。

中国污泥处理业务主要模式有两种:(1)以政府投资为主导的EPC(工程-采购-建设)模式,工程建成后由政府(业主)运行;(2)政府采购服务的特许经营模式,如BOT(建设-经营-移交)、BOO(建设-拥有-经营)、TOT(移交-经营-移交)模式。在污泥处理项目中,BOT模式应用最为广泛,占比超过60%。BOT项目中,企业主要通过补贴费获得收入、实现盈利,但BOT模式进入壁垒较高,企业须通过政府或其授权企业通过签订特许经营协议,才可进行投资、建设、运营、维护,BOT项目周期长(建设+运营,10-20年),初始投入资金大(可高达数千万元),因此对品牌资质、企业工艺技术和资金能力等均要求较高。

2.5.3下游分析

中国污泥处理的下游是制肥、建材、填埋等行业的企业,污泥在填埋行业、建材行业、制肥行业的应用占比分别为47.5%、34.4%、18.1%(见图2-11)。污泥肥料适合于改良土壤,但肥效不如化肥,加之污泥制成的肥料存在安全隐患(污泥重金属含量高)以及营养不足等问题,因此污泥肥料多应用于绿植行业,销量较低,污泥制肥应用占比逐渐减小。在建材行业中,污泥可制成陶粒、水泥、生化纤维板、砖石等,但污泥建材品质较差,难以被行业普遍认可;此外,部分省市如广州,企业需要申请牌照才可进行污泥建材业务。污泥填埋是较为常用的方式,但随着中国垃圾填埋场数量的减少,填埋行业的应用占比将逐渐降低。

图2-11污泥处理下游行业应用占比,2018年

来源:头豹研究院编辑整理3中国污泥处理行业驱动因素分析

3.1国家政策法规支持

经济的快速发展、城市化进程加速对中国环境造成威胁,其中,污泥排放量不断增加是重要威胁之一。为解决污泥处理不当的问题,中国政府出台相关利好政策,促进污泥处理行业发展。

2012年8月,国务院发布《节能减排“十二五”规划》,要求加强城镇生活污水处理设施建设,到2015年,城市污水处理率和污泥无害化处置率分别达到85%和70%,首次对污泥处理提出明确指标,污泥引起国家层面的重视,为污泥处理行业的发展奠定基础。

2013年10月,国务院发布《城镇排水与污水处理条例》,对污泥排放设定处罚标准:擅自倾倒、堆放、丢弃、遗撒污泥并造成严重后果的,对单位处10万元以上、50万元以下罚款,对个人处2万元以上、10万元以下罚款。2014年4、5月,中金岭南公司将约

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