2022年垃圾發電行業研究報告
第一章 行業概況垃圾發電是指通過特殊的焚燒鍋爐燃燒城市固體垃圾,再通過蒸汽輪機發電機組發電的一種發電形式。垃圾發電分為垃圾
第一章 行業概況
垃圾發電是指通過特殊的焚燒鍋爐燃燒城市固體垃圾,再通過蒸汽輪機發電機組發電的一種發電形式。垃圾發電分為垃圾焚燒發電和垃圾填埋氣發電兩大類。
垃圾發電把各種垃圾收集后,進行分類處理。其中:一是對燃燒值較高的進行高溫焚燒(也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機物),在高溫焚燒(產生的煙霧經過處理)中產生的熱能轉化為高溫蒸氣,推動渦輪機轉動,使發電機產生電能。二是對不能燃燒的有機物進行發酵、厭氧處理,最后干燥脫硫,產生一種氣體叫甲烷,也叫沼氣。再經燃燒,把熱能轉化為蒸氣。推動渦輪機轉動,帶動發電機產生電能。
圖 垃圾發電產業鏈結構圖

資料來源:資產信息網 千際投行 Wind
1.1 發展狀況
1.1.1 世界發展歷史和狀況
隨著全球經濟的迅猛發展和物質生活水平的提高,垃圾產量日益增多,對環境造成的污染也日益嚴重。每天源源不斷產生的大量城市生活垃圾,已經成為一個污染環境、影響生活的社會性問題。
垃圾焚燒技術起源于19世紀末,進入20世紀70年代后,由于垃圾中可燃物的增加、工業技術水平不斷提高,使得垃圾焚燒技術迅速發展,焚燒處理技術日趨成熟。在近三十年內,幾乎所有發達國家、中等發達國家都建設了不同規模、不同數量的垃圾焚燒廠,發展中國家建設的垃圾焚燒廠也不在少數。
從20世紀70年代起,一些發達國家便著手運用焚燒垃圾產生的熱量進行發電。歐美一些國家建起了垃圾發電站,美國某垃圾發電站的發電能力高達100MW,每年處理垃圾60萬t。
21世紀初期以來,全球有1000多處垃圾焚燒發電站,僅僅在日本就有200多個垃圾焚燒發電站,總發電能力近1000MW。日本政府預計,到2010年垃圾發電能力將達到5000MW,這個發電量可為500萬戶家庭提供照明用電,是個不小的數目。
1.1.2 我國發展歷史和狀況
我國生活垃圾處理技術起步較晚,但近年來在國家產業政策的支持下,我國垃圾焚燒技術得到了迅速發展,垃圾焚燒發電處理在我國呈現出迅猛增長的勢頭。
垃圾焚燒技術不斷完善,同時不斷地向大規模、全自動化方向發展,相繼出現了處理能力很高的大型垃圾焚燒廠,垃圾焚燒發電技術也隨之得到了迅猛發展。我國自主研制的垃圾焚燒爐技術,已由固定爐排垃圾焚燒爐發展到循環流化床鍋爐。深圳已建成國內第一條使用國產化設備80%以上的大型現代化垃圾焚燒發電設備廠。
我國自1985年在深圳建立垃圾焚燒發電廠以來,先后在珠海、杭州、上海、紹興等15個城市建成了20座垃圾焚燒發電廠并投入運行,而每天焚燒1000t垃圾發電規劃的城市就有數十座之多。
位于清水河的深圳市市政環衛綜合處理廠,是國內第一座采用焚燒技術處理城市生活垃圾并利用其余熱發電、供熱的現代化公益設施。
截至2007年底,中國垃圾焚燒發電廠總數已達75座,其中建成50座,在建25座。2008年,上海1億kw·h垃圾發電項目、成都九江環保發電廠、溫嶺35kV垃圾焚燒發電廠、邯鄲市垃圾填埋氣回收利用發電項目等項目已陸續開工建設。全國各地垃圾發電項目遍地開花,垃圾發電技術逐漸成熟,設備國產化進程加快。
1.2 垃圾發電方式
1.2.1 機械爐排焚燒爐
工作原理:垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排(爐排分為干燥區、燃燒區、燃盡區),由于爐排之間的交錯運動,將垃圾向下方推動,使垃圾依次通過爐排上的各個區域(垃圾由一個區進入到另一區時,起到一個大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入并與垃圾混合;高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產生熱蒸汽,同時煙氣也得到冷卻,最后煙氣經煙氣處理裝置處理后排出。
優點:爐排爐生活垃圾焚燒技術運行穩定,對垃圾的徹底處理能力強,適于連續運行,經優化的煙氣處理技術后排放達標。
缺點:爐排的材質要求和加工精度要求高,要求爐排與爐排之間的接觸面相當光滑、排與排之間的間隙相當小。另外機械結構復雜,損壞率高,維護量大。
1.2.2 流化床焚燒爐
工作原理:爐體是由多孔分布板組成,在爐膛內加入大量的石英砂,將石英砂加熱到600℃以上,并在爐底鼓入200℃以上的熱風,使熱砂沸騰起來,再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被干燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經過水冷后,用分選設備將粗渣、細渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過提升設備送回到爐中繼續使用。
優點:流化床燃燒充分,爐內燃燒控制較好。
缺點:煙氣中灰塵量大,操作復雜,運行費用較高,對燃料粒度均勻性要求較高,需大功率的破碎裝置,石英砂對設備磨損嚴重,設備維護量大。易產生結焦,系統連續運行能力較低。
1.2.3 回轉式焚燒爐
工作原理:回轉式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置并略為傾斜。通過爐身的不停運轉,使爐體內的垃圾充分燃燒,同時向爐體傾斜的方向移動,直至燃盡并排出爐體。
優點:設備利用率高,灰渣中含碳量低,過剩空氣量低,有害氣體排放量低。
缺點:燃燒不易控制,垃圾熱值低時燃燒困難。
1.2.4 CAO焚燒爐
工作原理:垃圾運至儲存坑,進入生化處理罐,在微生物作用下脫水,使天然有機物(廚余、葉、草等)分解成粉狀物,其他固體包括塑料橡膠一類的合成有機物和垃圾中的無機物則不能分解粉化。經篩選,未能粉化的廢棄物進入焚燒爐的先進入第一燃燒室(溫度為600℃),產生的可燃氣體再進入第二燃燒室,不可燃和不可熱解的成分呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。第二室溫度控制在860℃進行燃燒,高溫煙氣加熱鍋爐產生蒸汽。煙氣經處理后由煙囪排至大氣,金屬玻璃在第一燃燒室內不會氧化或融化,可在灰渣中分選回收。
優點:可回收垃圾中的有用物質。
缺點:單臺焚燒爐的處理量小,處理時間長,單臺爐的日處理量最大達到150噸,由于煙氣在850℃以上停留時間難于超過1秒鐘短,煙氣中二惡英的含量高,環保難以達標。
1.2.5 脈沖拋式
工作原理:垃圾經自動給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥,然后送入第一級爐排,在爐排上經高溫揮發、裂解,爐排在脈沖空氣動力裝置的推動下拋動,將垃圾逐級拋入下一級爐排,此時高分子物質進行裂解、其它物質進行燃燒。如此下去,直至最后燃盡后進入灰渣坑,由自動除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒,同時使垃圾懸浮在空中。揮發和裂解出來的物質進入第二級燃燒室,進行進一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進入第三級燃燒室進行完全燃燒;高溫煙氣通過鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時煙氣經冷卻后排出。
優點:
(1) 處理垃圾范圍廣泛。能夠處理工業垃圾、生活垃圾、醫院垃圾廢棄物、廢棄橡膠輪胎等。
(2) 燃燒熱效率高。正常燃燒熱效率80%以上,即使水分很大的生活垃圾,燃燒熱效率也在70%以上。
(3) 運行維護費用低。由于采用了許多特殊的設計以及較高的自動化控制水平,因此運行人員少(包括除灰渣人員在內一臺爐僅需兩人),維護工作量也較少。
(4) 可靠性高。經過近20年運行表明,此焚燒爐故障率非常低,年運行8000小時以上,一般利用率可達95%以上。
(5) 排放物控制水平高。由于采用二級煙氣再燃燒和先進的煙氣處理設備,使煙氣得到了充分的處理。經長期測試,煙氣排放物中CO含量1~10 PPM,HC含量2~3 PPM,NOx含量35 PPM,完全符合歐美排放標準。煙氣在二、三級燃燒室燃燒時溫度達1000℃,并且停留時間達2秒以上,可使二惡英基本分解,煙氣中二惡英的含量為0.04 ng/m3,遠低于歐美標準0.1 ng/m3。
(6) 爐排在壓縮空氣的吹掃下,有自清潔功能。
第二章 產業鏈、商業模式和技術發展
2.1 產業鏈
垃圾焚燒發電是通過對燃燒熱值較高的垃圾進行高溫焚燒,在高溫焚燒中產生的熱能轉化為高溫蒸氣,推動汽輪機并帶動發電機發電。
從產業鏈來看,我國垃圾焚燒發電行業的上游行業主要包括垃圾清運、垃圾發電項目設計建造、垃圾焚燒設備制造等;下游行業主要包括電網公司。垃圾焚燒處理相較于衛生填埋、堆肥等無害化處理方式具有處理效率高、減容效果好、資源可回收利用、對環境影響相對較小等優勢,在國家的大力支持下,將成為垃圾處理行業的主流方式。在此背景下,垃圾焚燒發電行業快速發展,帶動產業鏈投資。
垃圾發電即垃圾焚燒發電,是生活垃圾處理的主要方式之一。目前我國生活垃圾處理市場增速放緩,整體空間有限,但垃圾焚燒發電行業仍處于快速增長的時期,其主要原因在于垃圾處理方式的結構在發生大的轉變,許多填埋處理量將逐漸被焚燒方式所替代。
根據垃圾處理流程,垃圾發電產業鏈包括上游垃圾轉運、垃圾處理設備制造,中游垃圾發電廠設計、建造以及下游垃圾發電廠運營、維護。
圖 中國垃圾發電產業鏈全景圖

資料來源:資產信息網 千際投行 Wind
2.2 商業模式
通常采用BOT模式運營,分為建造期、運營期兩階段:
(1) 建設期:從項目審批到項目完工通常需要約2-3年時間。對于自建的項目,該時期可獲得建設收入。建造完成后,以合同造價確認無形資產或長期應收款;
(2) 運營期:有兩種確認方式。方式一:當建造期收入確認為無形資產時,運營期確認運營收入,包括發電收入和處置垃圾收入。其中,垃圾發電的收入中,折算電量以內的,按垃圾發電標桿電價計價(0.65元/方),實際電量超過折算電量的部分,按照燃煤標桿電價計算;運營成本主要為折舊、人工成本、原材料成本等。方式二:當建造期收入確認為長期應收款時,運營期內以攤余成本與實際利率確認利息收入。
以BOT模式為主的垃圾焚燒行業呈現以下財務特征:
(1) 收入和利潤表現為“建設期高、運營期低”。
(2) 項目建設期雖然建造盈利被確認,但沒有現金流入;在項目運營期,由于折舊的存在,經營現金流高于凈利潤,可以支撐還債+分紅。
圖 垃圾發電BOT模式

資料來源:千際投行 資產信息網 Wind
2.3 技術發展
城市人口密度的增加,使得每日產生固體垃圾的總量也呈現出上升趨勢。生活垃圾焚燒發電是城市生活垃圾未來的主要發展方向,但其排放的飛灰屬危險廢物,含重金屬等有害物質,對自然環境和人類健康存在潛在危害。飛灰的固化穩定化是當前主要的處置方式,同時也是資源化利用的主要途。
垃圾經過破碎、堆放發酵等預處理后,可直接送入焚燒爐膛進行燃燒,若垃圾熱值足夠,則無須摻雜輔助燃料。垃圾中的可燃成分在高溫作用下與空氣中的氧發生劇烈的物理化學反應,在釋放熱量的同時轉化為高溫煙氣和底渣、飛灰等固體殘渣,其中固體殘渣占總質量的15%~25%。
高溫煙氣可進入鍋爐用于發電或供熱,回收利用熱能,隨后經除塵器除塵排渣(占總質量0.7%~1.5%)和其他尾氣凈化后達標排放。相比于填埋和堆肥,垃圾焚燒具有減容減量顯著、占地面積較小、對環境影響小、消毒滅菌徹底和可回收熱能等優點,但垃圾的收運和儲存、燃燒控制和污染排放控制過程更加復雜,若某個環節管理和實施不當,將造成嚴重污染。因此,有必要對焚燒處置全過程進行智能化控制,以實現更加穩定的燃燒與更清潔的煙氣排放。
圖 焚燒過程智能化控制

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2.4 政策監管
垃圾發電行業是國家鼓勵的資源綜合利用行業,國家對垃圾發電實行全額保障性收購制度。為引導垃圾焚燒發電產業健康發展,促進資源節約和環境保護,國務院相關部門出臺了一系列支持和推動垃圾焚燒發電行業有序健康發展的政策文件。
第三章 行業估值、定價機制和全球龍頭企業
3.1 行業綜合財務分析和估值方法
圖 綜合財務分析

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圖 行業估值與歷史比較

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圖 指數 PE/PB


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圖 指數市場表現

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表 中國垃圾發電公司估值對比

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3.2 行業發展和驅動因素
隨著我國城市化進程的不斷推進,我國城市數量與城市規模不斷擴大,城鎮人口絕對數量與相對占比大幅提高。2009-2018年,我國城鎮化率從48.30%增長至59.58%,年復合增長率2.12%;2019年,我國城鎮常住人口達8.48 億,城鎮化率達60.60%。
城市化進程的推進導致我國城市生活垃圾生產量與待處理量近年來持續增長,近年來我國城市生活垃圾生產量的復合增長率約為 6%,城市人均垃圾生產量高達 1.0-1.2 千克/天。據國家統計局資料顯示,2019年全國城市生活垃圾清運量達 2.40 億噸,較2018年同比增長 5.26%。
由于垃圾焚燒發電受益于城市生活垃圾清運量的持續增長,下游的生活垃圾末端處理行業將迎來巨大市場增長空間。根據國家衛計委測算,我國城鎮化率將在 2030 年達到70%左右,城鎮化進程的不斷推進勢必帶動垃圾處理需求的可持續增長,生活垃圾無害化處理市場景氣度有望持續高漲。
圖 2010-2019年我國城鎮人口和城鎮化率

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3.2.1 行業發展階段
我國垃圾發電行業前后主要經歷了四個發展階段,通過引進國外先進技術,并在產學研結合的步步助推下逐步因地制宜國產化,焚燒發電行業日漸成為生活垃圾處理方式的主流。
圖 垃圾發電行業四個發展階段

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第一階段(1980s 末-1990s):引進技術,探索道路
受益于 20 世紀 70 年代以來德、法、美、日等發達國家對垃圾焚燒發電處理方式的探索,我國逐漸將國外焚燒分類易燃垃圾的處理方式一步步打磨成具有中國特色的焚燒不分類混合垃圾的處理方式。1985年,深圳清水河垃圾焚燒發電廠引進日本三菱重工先進設備并進行爐型擴建改造,開辟了我國垃圾發電行業的先河。
第二階段(1990s 末-2005):科研助力實業,加速國產化進程
20 世紀 90 年代末后,隨著垃圾發電技術和設備從海外大規模引進及行業自身的發展演變,我國各高校及科研機構 開始著手進行焚燒不分類混合垃圾處理的產業研究,先后對德國和美國的垃圾焚燒及煙氣凈化技術進行了國產化吸收運用,同時進口了大批先進焚燒設備。
第三階段(2005-2015):政策制度逐步規范,BOT模式迅速推廣
2005 年以來,PPP模式獲得的鼓勵與推廣促使民營資本廣泛參與到環保領域的公共設施項目中,BOT模式也因此在垃圾發電領域得到大力推廣。
政策文件的相繼出臺有力推動了垃圾發電行業的發展,《國務院辦公廳關于政府向社會力量購買服務的指導意見》(國辦發【2013】96號)以及《關于進一步鼓勵和引導民間資本進入市政公用事業領域的實施意見》(建城【2012】89號)中明確“在公共服務領域更多利用社會力量,加大政府購買服務力度”、“鼓勵民間資本采取獨資、合資合作、資產收購等方式直接投資城鎮供氣、供熱、污水處理廠、生活垃圾處理設施等項目的建設和運營”的政策,《國務院關于創新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》(國發【2014】60號)對以上政策進一步的落實,明確將積極推動社會資本參 與市政基礎設施建設運營。
此外,2012年發改委發布《關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》,明確全國統一垃圾發電標桿價格為每千瓦時 0.65 元,促使行業規模進一步擴張,加速了垃圾發電技術與市場的成熟。
第四階段(2016-至今):監管趨嚴聚焦排放,行業重心轉向后端
2016年,國家相繼出臺《關于進一步加強城市生活垃圾焚燒處理工作的意見》《“十三五”生態環境保護規 劃》等文件,表明垃圾焚燒發電是“十三五”的發展重點,并明確到 2017 年底將建立符合我國國情的生活垃圾清潔焚燒標準和評價體系,到 2020 年底全國城市垃圾焚燒處理能力占無害化生活垃圾總處理能力50%以上,全部達到清潔焚燒標準。受政策影響,焚燒發電行業將重心從前端項目建設轉向后端運營管理及排污防控。
3.2.2 行業發展驅動因素
我國垃圾焚燒發電行業持續擴張有四個主要驅動因素。
(1) 需求持續擴張,體現為垃圾產生量與清運量持續提升
我國城市垃圾清運量由2010年的1.58億噸上升到2018年的2.28億噸,年復合增速4.16%;由于城鎮化水平的不斷提高,預計生活垃圾產生量與清運量仍將保持增長趨勢;
(2) 供給端鄰避效應減弱帶動填埋轉焚燒,垃圾焚燒占有率快速提升
由于政策鼓勵與土地成本走高,垃圾焚燒占生活垃圾無害化處理量的比例從 2010 年的 19%增長到 2018 年的 45%,年復合增速10.21%。
(3) 前端垃圾分類的推行與焚燒發電技術的進步造就噸垃圾發電量的增長
我國在 1985 年首次引進垃圾焚燒熱電技術。深圳市利用飽和蒸汽發電的 1、2 號垃圾焚燒爐,每臺鍋爐的垃圾處理能力為 150 噸/天,該技術由日本引進。1995 年 6 月 3 日,焚燒爐投入運營,垃圾處理能力 150 噸/天。
繼深圳垃圾焚燒發電廠之后,建設了處理能力為 200 噸/天的廣東珠海垃圾發電廠,通過引進美國技術,大大提高了垃圾處理能力,于 2001 年投入運行。
2020 年,深能環保垃圾發電廠鍋爐處理能力可達 850 噸/天,且環保指標控制方面優于現行國家標準和歐盟標準。
(4) 政策驅動中長期規劃,2030年基本建成焚燒型社會
目前已有 17 個省、自治區、直轄市推出垃圾焚燒處理中長期規劃,設定2020 年近期任務目標,以及 2030 年遠期目標。
根據現有數據初步測算,2020年平均生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理比例計劃達到 56%,較2019 年的45%上升 14 個百分點,規劃出臺有助 2020 年訂單進一步釋放。而 2030 年這一指標將進一步提升至81%,其中,海南、浙江、福建、江蘇地區焚燒處理占比規劃較為領先,預計 2030 年分別可以達到 100%、100%、93%、85%。
從規劃中可以看到,部分省份和發達市已經將焚燒作為垃圾處理處臵的主流手段,到 2030 年,我國基本建成垃圾焚燒型社會,實現原生垃圾“零填埋”。
圖 各省市中長期規劃下生活垃圾焚燒處理能力占比

資料來源:資產信息網 千際投行
3.3 行業風險分析
(1) 產業政策風險
未來如果政府削減對垃圾焚燒發電行業的支持力度,上述垃圾發電價格政策發生變化,將可能對公司的經營狀況,財務狀況及盈利能力造成不利影響。
(2) 行業和市場風險
? 市場競爭風險
隨著幾年來垃圾焚燒發電行業的快速發展,行業市場競爭日趨激烈。部分進入垃圾焚燒發電行業較早、發展規模較大、具有較強融資能力、研發能力的公司憑借較強的競爭優勢,在行業內占據了較高的市場份額。
垃圾發電行業廣闊的市場空間可能吸引更多資本驅動型的企業進入本行業未來市場競爭將進一步加劇。隨著行業競爭的加劇,行業未來獲取新項目的難度將增加,新獲取項目的收益率也存在下降風險。
?項目的審批及實施風險
投資、建設、運營多個垃圾焚燒項目,未來將依托自身的技術、人才、品牌、管理優勢進一步拓展開發新項目,以持續擴大業務規模,提升收入水平和盈利能力。
垃圾焚燒發電項目通常屬于地方政府的特許經營項目,獲得后能否順利實施項目存在不確定性。垃圾焚燒發電項目的實施需地方政府環保部門、投資建設管理部門、土地管理部門等多個部門的審批和配合,該等政府部門在協調征地、拆遷等工作時受限于多方面的不確定因素,若未能順利完成該等部門的審批程序,則行業公司新的垃圾焚燒發電項目可能難以實施,甚至出現被迫中止的情形,從而對公司的業務發展和盈利能力造成不利影響。
? 社會公眾接受度有限的風險
垃圾焚燒發電是城市生活垃圾處理的重要方式,對實現垃圾減量化、無害化處理和資源化利用,改善城鄉環境衛生狀況,解決“垃圾上山下鄉”等突出環境問題具有重要作用。
但由于部分社會公眾對垃圾焚燒發電項目的建設和運營存在誤解,認為其可能對周邊環境造成二次污染并影響身體健康,導致垃圾發電項目存在較為明顯的“鄰避效應”。盡管垃圾焚燒發電項目在獲批建設前履行了社會穩定性風險評價、環境影響評價程序,仍然面臨因周邊民眾反對而受阻或停滯甚至被迫重新選址等風險。
(3) 經營風險
? 環保風險
垃圾焚燒發電項目的建設和運營過程中會產生廢水、廢氣及固體廢棄物,需遵守環境保護方面的相關法律法規要求。為確保垃圾焚燒發電生產過程符合環保要求,行業公司積極履行環保職責,投入大量人力、財力、物力完善環保設施,建立環保執行體系。但隨著國家對環境保護的日益重視和民眾環保意識的不斷提高,國家政策、法律法規對環保的要求將更為嚴格,如果行業公司未能嚴格滿足環保法規要求乃至發生環境污染事件,則公司將面臨受到行政處罰的風險。
? 安全生產風險
垃圾發電生產經營、項目建設過程對操作人員的技術要求較高,如果員工在日常生產中出現操作不當、設備使用失誤等意外事故,將面臨安全生產事故、人員傷亡及財產損失等風險。
? 工程質量風險
垃圾焚燒發電處理項目EPC建造業務和滲濾液處理項目EPC建造業務對系統管控要求較高,專業性較強。由于承接的工程項目涉及的部門、企業、人員較多,易受到各種不確定因素或無法事先預見因素的影響,如公司在工程項目施工中出現進度或質量掌控偏差,則可能存在因工程質量控制不到位、技術運用不合理等情況而造成項目質量事故或隱患等風險。
? 項目建設和運營成本上升風險
BOT項目由于建設周期較長,項目建設期間,如材料或設備備件價格、人工成本等出現較大幅度的上升,或受到預期之外的環境、地質、周邊社會公眾對項目造成二次污染擔心等因素影響,將可能導致項目建設成本上升。項目運營過程中,如果石灰、活性炭等生產材料及人工成本出現較大幅度上漲,將導致公司運營成本增加。此外,隨著環保標準的提升,公司在環保方面的支出將增加,公司也將面臨運營成本增加的風險。
? 垃圾熱值不穩定的風險
垃圾熱值是影響垃圾焚燒發電項目經營效益的重要因素之一。我國生活垃圾分類標準體系尚未完全建立,生活垃圾的成分較為復雜,不同地區、不同季節生活垃圾的熱值也存在一定差異,特許經營協議中通常按年對垃圾保底量進行約定,但未對生活垃圾的具體成分及熱值做出明確約定,可能存在垃圾熱值偏低或不穩定導致焚燒發電廠發電量未達預期或波動的風險。
3.4 競爭分析
3.4.1 國內垃圾發電企業排名
當前我國垃圾發電行業主要采用機械爐排式焚燒爐和循環流化床焚燒爐這兩種焚燒工藝,根據2016年全面實施的生活垃圾焚燒污染控制標準GB18485-2014,污染物排放(尤其是二噁英和汞)標準進一步提高,生活垃圾焚燒發電廠均需以“新國標”為標準。
根據中國產業發展促進會生物質能產業分會發布的《中國生物質發電產業排名報告》,按裝機容量、年處理垃圾量、年發電量以及年上網電量梳理行業TOP10,具體詳情如下:
(1) 裝機容量
排名依次為中國光大國際(101.6萬千瓦)、杭州錦江集團(61.1萬千瓦)、中國環境保護集團(41.3萬千瓦)、重慶三峰環境(39.3萬千瓦)、粵豐環保電力(30.2萬千瓦)、 上海環境(30.1萬千瓦)、 浙江偉明環保(29萬千瓦)、綠色動力(26.3萬千瓦)、廣州環保投資集團(24.6萬千瓦)、瀚藍環境(22.9萬千瓦)。
(2) 年處理垃圾量
排名依次為中國光大國際(1716萬噸)、杭州錦江集團(731萬噸)、中國環境保護集團(671萬噸)、重慶三峰環境(545萬噸)、上海環境(517萬噸)、粵豐環保電力(481萬噸)、瀚藍環境(473萬噸)、浙江偉明環保(427萬噸)、 綠色動力(425萬噸)、圣元環保(334萬噸)。
(3) 年發電量
排名依次為中國光大國際(63.7億千瓦時)、杭州錦江集團(21.7億千瓦時)、重慶三峰環境(21.4億千瓦時)、上海環境(20.5億千瓦時)、中國環境保護集團(20.3億千瓦時)、粵豐環保電力(18.6億千瓦時)、粵豐環保電力(16.4億千瓦時)、瀚藍環境 (15.9億千瓦時)、瀚藍環境 (15.8億千瓦時)、廣州環保投資集團(12億千瓦時)。
(4) 年上網電量
排名依次為中國光大國際(54.1萬千瓦)、重慶三峰環境(18.9萬千瓦)、中國環境保護集團(16.6萬千瓦)、上海環境(16.6萬千瓦)、粵豐環保電力(16.2萬千瓦)、杭州錦江集團 (15.4萬千瓦)、杭州錦江集團(14萬千瓦)、瀚藍環境(13.4萬千瓦)、浙江偉明環保(12.9萬千瓦)、廣州環保投資集團(9.9萬千瓦)。
圖 國內垃圾發電企業排名

資料來源:資產信息網 千際投行
3.4.2 波特五力分析
(1) 供應商的議價能力
垃圾焚燒發電企業的供應商主要是焚燒爐設備和發電設備,由于我國的垃圾發電事業起步較晚,仍處于研發的初級階段,大部分的焚燒爐設備和技術是從國外引進,致使焚燒爐的供應市場成為賣方市場,供應商的議價能力較強。
在發電設備方面,雖然國內的技術已非常成熟,生產能力也頗具規模,但由于近期國內電力投資規模較大甚至超過發電設備廠家的生產能力,使得供應商的議價能力也較強。
(2) 購買者的議價能力
垃圾焚燒發電項目屬于市政公用行業,基本屬于買方市場,其購買者絕大多數為各地政府。在垃圾焚燒發電項目運作過程中,各地政府大多對技術、財務、法律等方面聘請專業的顧問單位,通常通過公開招商、競爭性談判或公開招標等方式來選擇投資人,在處理工藝、選址上具有主導性,因此,政府的討價還價能力較強,在競爭激烈的情況下,投資人處于劣勢,垃圾處理費很難提高。
(3) 新進入者的威脅
垃圾焚燒發電行業屬于資金密集和技術密集型行業,其阻礙新競爭者進入的主要壁壘包括特許經營資格、高額投資成本、技術優勢、企業運營水平、人才壁壘等,對企業與政府的合作關系及企業自身能力要求較高,進入壁壘較高,因此,新進入者的威脅較弱。
(4) 替代品的威脅
目前,國內主要采取衛生填埋、焚燒發電和堆肥等三種方式處理垃圾。雖然衛生填埋仍為我國城市垃圾處理的主導方式,但存在二次污染隱患;堆肥方式在我國已逐漸退出,具有項目建設成本高、效益低、存在重金屬污染等問題,處理規模受到限制;相較之下,垃圾焚燒方式以符合環保政策、清晰的盈利模式、可持續等優勢,在我國垃圾處理市場中的占比逐年走高,2019年我國垃圾焚燒占比達54.5%,因此,未來垃圾焚燒發電為今后垃圾處理的主要方向。
(5) 同業競爭者的競爭程度
當前,我國城市生活垃圾處理領域迎來大規模投資建設的時代,良好的投資環境、穩定增長的潛在市場致使國企、外資及民營企業積極參與市場競爭,形成了成熟清晰的商業模式。
3.4.3 中國垃圾發電企業
目前,行業集中度較高。根據E20以及中國政府采購網的項目信息來看,我國垃圾焚燒CR10市占率從2015年的58%升至2019年的60%。其中,CR10中的國企有八家,所有項目產能將近50%。
具體來看企業,目前垃圾焚燒發電行業的上市企業主要有國有企業,如中國環境保護集團、康恒環境、光大國際、北京控股、重慶三峰、綠色動力、深圳能源、上海環境、廣州環保、瀚藍環境等;民營企業,如粵豐環保、錦江環境、旺能環境、中國天楹、偉明環保等;外資企業,如威立雅中國等。
3.4.4 全球垃圾發電競爭格局
(1) 亞太地區居于主導地位,未來五年復合增長率高達11%
當前的全球垃圾發電市場以亞太地區為主導。全球市場分析報告服務供應商Research and Markets 指出:2020-2024年間,亞太垃圾發電市場的復合年均增長率高達11%。根據垃圾類型可分為城市固體垃圾、農業垃圾、工業垃圾及其他,其中城市固體垃圾一直占據亞太垃圾發電市場主導地位,預計2024年前也將保持這一領先位置。
Visiongain指出,未來10年亞太地區將為技術研發者、投資者以及相關從業者提供更大、更廣闊的發展空間,其中中國、日本、印度等亞洲國家有望在低成本垃圾發電技術研發方面領軍,屆時將為市場參與者提供更多具有商業化價值的機會。
(2) 日本垃圾焚燒率近70%,位居全球榜首
日本是世界上最早利用垃圾發電的國家之一,在20世紀90年代以“凈化環境并充分利用能源資源”為基礎擬定了垃圾發電技術規劃草案。日本環境省數據顯示,目前日本約有380處垃圾處理發電設施,占垃圾焚燒設施30%以上。由于國土面積限制,日本垃圾焚燒率近70%,高居世界第一。
(3) 中國垃圾焚燒廠數量高速增長,企業競爭力快速提升
中國也一直在布局垃圾發電產業,且近年來發展迅速。根據中國生態環境部的數據:截至2020年6月1日,我國在運行的垃圾焚燒廠總計455座,過去5年間垃圾焚燒廠數量的年均復合增長率為15.6%。
中國不僅在政策上對垃圾發電進行了中長期專項規劃,而且近10年來還崛起了一批實力頗強的垃圾處理公司。Visiongain指出,以亞洲最大的垃圾發電投資商和運營商光大國際為代表的一批中國環保企業,目前足以和日本、德國的垃圾發電企業分庭抗禮。
(4) 美國垃圾焚燒發電占總發電量比例不到1%
Visiongain指出,隨著以亞洲及非洲為中心的人口增加及產業化的推進,預計未來這兩個地區將成為全球工業垃圾的主要“貢獻者”,這也為垃圾發電市場增添了更大“原動力”。
相較于亞太的積極進取,美國則繼續在拖后腿。根據英國全球性風險和戰略咨詢公司Maplecroft的報告指出,美國是全球最大“垃圾制造者”,但垃圾處理能力卻嚴重不足,是表現最差的發達國家,其垃圾回收率只有35%,僅是德國廢棄物回收率的一半。
Visiongain數據顯示,歐洲大約有420家垃圾發電工廠,美國目前有71座,僅占該國總發電量的0.4%,相當于200萬戶家庭的電力需求。去年美國城市生活垃圾(不含輪胎等非生物質垃圾)的發電量為62.1億千瓦時,僅占美國總發電量的0.15%。
3.5 中國企業重要參與者
中國主要企業有中國天楹[000035.SZ],興蓉環境[000598.SZ],韶能股份[000601.SZ],啟迪環境[000826.SZ],瀚藍環境[600323.SH],華光環能[600475.SH],富春環保[002479.SZ],
科融環境[300152.SZ],永清環保[300187.SZ],長青集團[002616.SZ],華西能源[002630.SZ],迪森股份[300335.SZ],偉明環保[603568.SH],上海環境[601200.SH],綠色動力[601330.SH],泰達股份[000652.SZ],旺能環境[002034.SZ],龍凈環保[600388.SH],三峰環境[601827.SH],圣元環保[300867.SZ],順控發展[003039.SZ]。
1/ 中國天楹 [000035.SZ]

中國天楹是一家環保新能源上市公司,主要業務包括投資、建設、運營、維護環保基礎設施項目和環保設備的研發、生產、銷售;業務范圍覆蓋生活垃圾焚燒發電及蒸汽生產、污泥處理、餐廚垃圾處理、危險廢棄物處理、建筑垃圾處理、污水處理、填埋氣開發與利用、垃圾分類收運體系投資與運營等領域。
2/ 興蓉環境 [000598.SZ]

興蓉環境是中國大型水務環保綜合服務商,主要從事自來水生產與供應、污水處理、中水利用、污泥處置、垃圾滲濾液處理和垃圾焚燒發電等業務,集投資、研發、設計、建設、運營于一體,擁有完善的產業鏈。
3/ 啟迪環境 [000826.SZ]

啟迪環境是中國大型專業環保上市公司,長期致力于廢物資源化和環境資源的可持續發展。公司致力于發展成為一流的全產業鏈綜合環境服務商,公司主營業務涉及固廢處置、互聯網環衛、再生資源回收與利用、水務業務、環衛專用車輛及環保設備制造等諸多領域。
3.6全球重要競爭者
1/ 美國卡萬塔股有限公司

卡萬塔控股公司從事廢物轉化為能源、相關廢物運輸和處置以及其他可再生能源生產業務的基礎設施的運營和所有權。它經營著大規模的垃圾能源和可再生能源項目。公司成立于1992年4月16日,總部位于美國新澤西州的莫里斯敦。
2/ 日本三菱重工公司

三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries)創立于1884年,是日本最大的軍工生產企業。2003年自防衛廳接受的軍工訂貨額為2800億日元,居各家軍工企業之首。
3/ 德國EEW公司

是德國最大垃圾焚燒發電企業,EW公司在垃圾焚燒發電領域積累了豐富的技術和經驗,是歐洲垃圾焚燒發電的領軍企業。EEW公司在德國和周邊國家共有18座垃圾焚燒發電廠,年垃圾處理能力已經從2015年的440萬噸提升到約470萬噸。
第四章 未來展望
對我國目前生活垃圾焚燒處置過程存在成分復雜、運行穩定性差、自動化水平較低等現狀,對垃圾收運和存儲,焚燒處置過程監測和優化,排放污染控制過程的智能化監測、控制和管理等。
目前我國正大力推行垃圾分類,從源頭上對垃圾進行適當分類與回收,有利于減少垃圾產生量,提高入爐垃圾的均質性和垃圾焚燒的穩定性,從而減少不穩定焚燒產生的污染物,改善我國垃圾焚燒的排放問題。物聯網和云計算技術通過網絡物理系統,提供了垃圾管理自動化的可能性,這將改變垃圾管理的執行方式。
生活垃圾焚燒處置行業發展展望與建議主要有以下幾點:
1. 以更大的樣本量進一步訓練垃圾智能收運和儲存系統的算法模型,提高收集運輸的效率和庫內垃圾熱值預測準確性及時間分辨率,在垃圾智能分類領域由智能設備向服務型機器人發展,實現垃圾收運的智能化。
2. 進一步研究開發火焰圖像的自動識別處理和聲波測溫等技術,特別是焚燒爐內的爐膛三維溫度場監測技術,實現溫度測量“點-線-面-體”的技術進步,并使其與垃圾池內垃圾熱值預測模型、焚燒狀態在線診斷預測系統聯動處理,實現垃圾焚燒廠檢測設備的智能化。
3. 焚燒過程自動控制系統多數只通過計算機編程仿真進行理論驗證,并未進行實機測試,需要進一步試驗。
4. 對于已在電廠中應用的污染物排放在線監測系統,特別是基于指示物模型和軟測量的二英在線快速監測系統,應進一步提升在線設備的穩定性、準確性和實用性,可與長時采樣的離線檢測法互補,由離線檢測提供校正。
5. 對于基于神經網絡等智能算法的智能焚燒控制裝備,其構建需要大量電廠運行工況數據,為提升其控制效果,一方面可對采集的工況數據進行初步篩選,選出真實合理的部分作為算法訓練數據;另一方面可引入其他優化算法如粒子群算法、遺傳算法等,進一步提高算法的泛化能力。
6. 焚燒溫度、酸性氣體溫度和二惡英濃度等的預測模型可為預警系統構建提供依據,從而做出超前調控,優化焚燒效果和杜絕污染物超標。基于現場歷史運行數據的預測模型的研發與訓練,是未來實現智慧焚燒的難點與熱點。
7. 過去及目前的研究主要集中在對各子系統進行智能控制,未來研究需要進行系統化統合,以新興傳感、物聯網和人工智能算法技術為支撐,通過大數據分析及云計算平臺實現數據共享,構建智能反饋和優化模型,開發智慧焚燒技術與裝備,建立源頭收集、運輸分類、焚燒發電和殘留凈化一體化全過程自動運行的無人化智慧焚燒發電系統,實現垃圾發電過程對配置設備及其參數的智能在線動態優化,完成全流程整合、平臺化管理和技術解決方案多元化。
8. 由于智能化涉及多設備多系統以及交叉學科,建議各垃圾焚燒企業互相交流共同進步,實現信息和資源的流通,為相關標準和規范的建立提供支持。
作者:法拍房找資產信息網
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