PDF《环保专题报告》

环保专题报告

2011 年12 月30 日星期五 本研究报告中所提供的信息仅供参考.

报告根据国际和行业通行的准则,以合法渠道获得这些信息,尽可能保证可靠、准确和完整,但并不保证报告 所述信息的准确性和完整性.本报告不能作为投资研究决策的依据,不能作为道义的、责任的和法律的依据或者凭证,无论是否已经明示或者暗示. 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

1 SCR 脱硝蓄势待发 脱硫特许经营方兴未艾 核心提示 氮氧化物和二氧化硫是十二五环保规划中明确的减排项目,而2012 年1月起开始执行的火电排放新标准将是历史上最严格的.我们认为,选择 性催化还原法(SCR)由于其脱硝效率的优势,将成为脱硝工程的主流 选择.由于低基数,SCR 工程、催化剂以及运营都将在未来几年迎来爆 发式增长机会. 脱硫工程虽然已过高峰,但对于专业脱硫公司而言,脱硫特许经营市场 依然存在高增长的机会.我们预计随着脱硫特许经营范围的扩展,特许 经营的市场容量在十二五期间将有 40%以上的年复合增长可能. 报告摘要 丁志远 CFA CPA 021-3852

1007 zyding@cebm.com.cn z 火电新排放标准史上最严格:2011 年,环保部发布新修订的《火电 厂大气污染物排放标准》,与2003 年版本相比,新标准总体上对排 放限值进行了大幅和从严的修订,是历史上最严格的排放标准. z SCR 脱硝技术脱氮优势明显:SCR 脱硝效率能到 80%-95%,明显高 于其他脱硝方法,根据我们测算,火电集团若要达到承诺的十二五 氮氧化物减排目标,必须大范围使用 SCR 技术. z 未来三年,SCR 工程将迎来高增长阶段:目前只有 14%的煤电机组 安装了 SCR 脱硝装置,未来三年,大部分现有和新建燃煤机组将需 要安装脱硝设施,我们预计 SCR 工程市场年复合增长在 2012-2014 年将接近 50%. z 中长期更看好 SCR 催化剂市场:SCR 主要成本之一是催化剂,而且 催化剂每 3-5 年需要更换.预计 2011-2014 期间年复合增长将达到 50%,2011-2020 期间年复合增长达到 15%. z 目前脱硝电价基本覆盖成本,期待特许经营机制启动:按照 0.8 分/ 千瓦时的脱硝电价加价,2011-2020 期间潜在运营市场可达

2800 亿.我们认为未来可能借鉴脱硫经验,引入脱硝特许经营制度. z 脱硫行业工程投资增长高峰已过,关注老机组提标改造:我们预测 十二五期间,脱硫工程需求大约

600 亿,包括

80 亿提标改造. z 脱硫工程市场竞争格局基本定型有利毛利提升:经历价格战之后, 行业走向整合,集中度不断提升,有利于毛利率的稳定和提升. z 脱硫特许经营有望扩大范围,市场十二五期间复合增长 40%以上: 我们预计脱硫特许经营范围会从目前的不到 10%上升到 40%,十二 五期间,特许经营市场容量可能从

2010 的约

40 亿增长到

2015 年的

260 亿以上. 环保行业研究 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

2 第一部分 火电排放新规将推动脱硝行业爆发式增长, 看好 SCR 脱硝技术 环保行业研究 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

3 十二五期间,氮氧化物减排任务紧迫 氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,硝酸是酸雨的 成因之一;

它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染.

2011 年,全国人大将氮氧化物首次列入十二五期间的约束性指标,减 排目标是

2015 年较

2010 年下降 10%. 国内氮氧化物年排放量约

2200 万吨,一般以一氧化氮 NO 或者二氧化 氮NO2 形式存在.其中,工业活动产生的排放量约占 77%,是主要排 放来源;

生活约占 23%.而工业废气中,65%的氮氧化物排放量来自于 火电工业的燃煤.因此,氮氧化物减排目标的关键在于电力行业(主要 是火电机组)的脱硝. 2011年12月,国家环境保护 十二五 规划正式发布,规定新建燃煤机组 要同步建设脱硫脱硝设施,单机容量30万千瓦以上(含)的燃煤机组要 全部加装脱硝设施. 但根据环保部通告,2011 年上半年,我国

4 个主要污染物排放指标,3 个排放量下降,惟独氮氧化物同期相比不降反升,同比增加 6.17%,减 排任务十分紧迫.

图表

1 氮氧化物排放来源分布

图表

2 电力工业是最大的氮氧化物工业 排放源 工业排放 77% 生活排放 23% 其他工业 35% 电力 65% 数据来源:环保部 数据来源:环保部

图表

3 2011 年上半年主要污染物减排情况 氮氧化物不降反增

2011 上半年排放量 (万吨) 同比变化 十二五减排目标 年化减排目标 化学需氧量 1,255 -1.6% -8% -1.6% 氨氮

131 -0.7% -10% -1.9% 二氧化硫 1,111 -1.7% -8% -1.6% 氮氧化物 1,207 6.2% -10% -1.9% 数据来源: 环保部,发改委 环保行业研究 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

4 火电氮氧化物 NOX 形成机理 燃煤锅炉生成的氮氧化物 NOX 中,一氧化氮 NO 占95%左右,二氧化 氮NO2 占5%,按照生成起源和途径,可以分为热力型 NOX,快速型 NOX 和燃料型 NOX. NOX 的形成和煤种,燃烧方式和燃烧过程中的控制有关系,一般而 言,无烟煤燃烧时 NOX 排放量最大,褐煤则比较小.煤中挥发分(煤 中有机质在高温下裂解产生的气态产物)越低,产生的原始 NOX 排放 量也就越多.

图表

4 火电氮氧化物分类和生成来源 NOX 种类 生成途径 影响因素 比重 控制方法 热力型 助燃空气中的N2 在1800 度高 温下被氧化生成 氮氧化物 温度和氧气浓度 大约15%-25% 的煤粉炉的氮氧 化物 控制氧浓度,降 低火焰温度,缩 短煤炭在高温区 的停留时间 快速型 燃烧时,煤炭挥 发分中的碳氢化 合物在高温下发 生热分解,产生 活性碳化氢撞击 空气中N2 分子,经过一系列 反应,快速氧化 成NO. 燃料浓度 5%以下 比重较小,通常 不考虑 燃料型 燃料中的有机氮 化合物在燃烧过 程中氧化生成的 氮氧化物 燃料中氮含量;

过量空气系数(正比);

燃烧温度(正比);

燃料比(反比) 75%-85% 形成富燃料区;

降低燃烧区温度;

还原已生成的NOX. 数据来源:莫尼塔整理 环保行业研究 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

5 火电新排放标准史上最严格

2011 年9月,环保部发布新修订的《火电厂大气污染物排放标准》, 该标准将代替原环保总局

2003 年发布的火电行业排放标准,自2012 年1月1日起实施.与2003 年版本相比,新标准总体上对排放限制进行了 大幅和从严的修订. 首先,氮氧化物方面,燃煤和燃油机组的排放限值大幅收紧.平均而 言,限值减少了 70%以上. 其次,新标准中,对所有现有锅炉排放限值统一要求,不再按照建设时 间和燃料种类加以区分. 按照新标准的要求,自2014 年7月1日起,2012 年前建设的锅炉需要 达到新的标准.而从

2012 年1月1日起,新建的锅炉需要达到新的标 准. 新标准不仅是国内历史上最严格的标准,而且在国际上也是属于最严格 的.

图表

5 氮氧化物排放限值新旧版本比较 mg/m3 氮氧化物排放上限值

2003 版本

2011 版本 燃煤锅炉 450-1500 100-200 燃油锅炉 200-650 100-200 燃气机组 80-150 50-200 数据来源:环保部,莫尼塔整理

图表

6 氮氧化物排放标准国际比较 中国标准属于最严格之列

0 200

400 600

800 1000

1200 中国美国日本欧盟新西兰澳大利亚加拿大中国香港朝鲜中国台湾印尼泰国菲律宾mg/m3 数据来源:《火电厂大气污染物排放标准》编制说明(征求意见稿) 环保行业研究 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

6 脱硝技术比较:SCR 在脱氮效率上优势明显 脱硝技术可以分为燃烧前脱氮,燃烧中脱氮(低氮燃烧技术)和燃烧后 脱氮(烟气脱硝). 燃烧前脱氮原理是将在燃烧前将含氮化合物从化石燃料中去除,但成本 高,难度大,目前技术还不成熟. 燃烧中脱氮是控制煤炭在燃烧过程中生成氮氧化物,主要技术是低氮燃 烧技术,优点是技术简单,不占地,但缺点是脱氮效率较低,一般只有 20%-60%,无法满足最新的排放标准.另外氧浓度过低影响燃烧效率, 而且往往产生结渣,高温腐蚀等问题.以等离子体双尺度技术为代表的 新一代低氮燃烧技术可以利用等离子体煤粉点火技术将煤粉中的氮在等 离子体燃烧器内的还原气氛中迅速热解析出来并还原成 N2 释放,从而 大幅降低 NOX 的生成.实现炉内深度脱氮,同时能够有效提高煤粉燃 尽率,防止锅炉燃烧效率降低.这种技术可以在不影响锅炉效率的同 时,实现 70%以上的 NOX 减排.而且解决锅炉炉膛结渣问题,减少锅 炉吹灰量.

图表

7 等离子体双尺度低氮燃烧技术部分工程效果 电厂 改造前 NOX 排放水 平mg/m3 改造后 NOX 排放水 平mg/m3 锅炉效率% 改造前/ 后 靖远发电厂 1,045

334 大同第二发电厂 1,081

340 90.87/92.15 京能热电

900 270 深圳妈湾电厂(大友 煤)

600 240 深圳妈湾电厂(神华 煤)

150 91.5/93.2 数据来源:互联网 莫尼塔整理 环保行业研究 莫尼塔(上海)投资发展有限公司

7 脱硝技术比较:SCR 在脱氮效率上优势明显(续) 燃烧后脱氮即烟气脱硝,是........