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      污水資源化政策落地 催生千億級膜處理市場

      更新時間:2021-03-18 12:09 來源:華寶財富魔方 作者: 王合緒 閱讀:2508 網友評論0

       
      1.  污水資源化政策出臺,明確“十四五”目標

      2021年1月11日,國家發展改革委、生態環境部等十部門聯合印發《關于推進污水資源化利用的指導意見》,明確地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上。

      意見明確總體目標要求:1)到2025年,全國污水收集效能顯著提升,縣城及城市污水處理能力基本滿足當地經濟社會發展需要,水環境敏感地區污水處理基本實現提標升級;全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上,京津冀地區達到35%以上;工業用水重復利用、畜禽糞污和漁業養殖尾水資源化利用水平顯著提升;污水資源化利用政策體系和市場機制基本建立。2)到2035年,形成系統、安全、環保、經濟的污水資源化利用格局。
       
      我們認為政策出臺將促進城鎮生活污水、工業廢水及農業農村污水資源化利用產業的發展:
       
      1)城鎮生活污水資源化:此次《指導意見》要求,資源型缺水地區實施以需定供、分質用水,推廣再生水用于工業生產和市政雜用,通過逐段補水的方式將再生水作為河湖濕地生態補水;積極推進污泥無害化資源化利用設施建設。
       
      2)工業廢水資源化:推進園區內企業間用水系統集成優化,實現串聯用水、分質用水、一水多用和梯級利用;重點圍繞火電、石化、鋼鐵、有色、造紙、印染等高耗水行業,組織開展企業內部廢水利用。
       
      3)農業農村污水資源化:推廣工程和生態相結合的模塊化工藝技術,推動農村生活污水就近就地資源化利用;逐步建設完善農業污水收集處理再利用設施,處理達標后實現就近灌溉回用;以規?;笄蒺B殖場為重點,探索完善運行機制,開展畜禽糞污資源化利用,促進種養結合農牧循環發展,到2025年全國畜禽糞污綜合利用率達到80%以上。
       
      建立使用者付費制度,完善財金政策。此外,《指導意見》指出,建立使用者付費制度,放開再生水政府定價,由再生水供應企業和用戶按照優質優價的原則自主協商定價。對于提供公共生態環境服務功能的河湖濕地生態補水、景觀環境用水使用再生水的,鼓勵采用政府購買服務的方式推動污水資源化利用。加大中央財政資金對污水資源化利用的投入力度。支持地方政府專項債券用于符合條件的污水資源化利用建設項目;鼓勵企業采用綠色債券、資產證券化等手段,依法合規拓寬融資渠道;穩妥推進基礎設施領域不動產投資信托基金試點;探索開展項目收益權、特許經營權等質押融資擔保。



       
      2. 水資源短缺情況嚴峻,區域分布不均
       
      污水資源化利用是指污水經無害化處理達到特定水質標準,作為再生水替代常規水資源,用于工業生產、市政雜用、居民生活、生態補水、農業灌溉、回灌地下水等,以及從污水中提取其他資源和能源,對優化供水結構、增加水資源供給、緩解供需矛盾和減少水污染、保障水生態安全具有重要意義。
       
      水資源短缺情況嚴峻,人均水資源區域分布不均。截至2019年,我國人均水資源量為2077.7立方米/人,略高于中度缺水線(2000立方米/人)。從各?。ㄊ?、區)的分布來看,11個?。ㄊ?、區)的人均水資源量在重度缺水線以下,2個位于重度缺水區間,7個位于中度缺水區間,2個位于輕度缺水區間。由此可見,我國水資源短缺情況較為嚴峻,經濟發達省份大都屬于缺水區域,呈現區域分布不均的形勢。

       
      水質逐年改善,污染治理問題仍不可忽視。根據生態環境部發布的《中國生態環境狀況公報》,2019年,全國地表水I-III類水質斷面占比為74.9%,相較于2018年提升3.9個百分點,劣V類水質斷面占比為3.4%,相較于2018年下降3.3個百分點;全國七大流域中I-III類水質斷面占比為79.1%,相較于2018年提升4.8個百分點,劣V類水質斷面占比為3.0%,相較于2018年下降3.9個百分點。由此可見,地表水、流域水體水質逐年改善,污水治理已取得一定成效,但V類和劣V類水質占比不可忽視,污染問題仍較為突出。
       
      3. 再生水利用率較低,污水資源化發展空間大
       
      3.1. 發展歷程:污水資源化進入綠色發展期,“十四五”期間有望加速推進
       
      根據馬濤等人發表的期刊論文《我國污水資源化利用的發展歷程與推進建議》,我國污水資源化大體經歷起步期、探索期、快速發展期和綠色發展期四大發展階段。
       
      第一階段——起步期(1949-1978年):污水處理規模小,污水資源化處理方式簡單。該階段我國工業化、城鎮化水平不高,污水污染程度較低,截至1978年,我國僅有城市污水處理廠37座,處理能力64萬立方米/日,污水年排放量為149.45億立方米。污水處理規模較小,處理工藝多以沉淀和活性污泥法為主。污水資源化基本以基本不處理或簡單處理后用于農業灌溉和養魚。
       
      第二階段——探索期(1979-2000年):縣城污水處理起步,污水資源化概念提出。該階段我國工業化和城鎮化水平不斷提高,污水污染程度越來越嚴重,環境污染問題收到重視,污水處理廠建設速度迅速提升,截至2000年,我國城市污水處理廠增至427座,是1978年的11.5倍,處理能力2158萬立方米/日,污水年排放量為331.80億立方米,污水處理量113.56億立方米,污水處理率34.25%;縣城污水處理逐步開始發展,2000年縣城污水處理廠54座,污水處理率7.55%。我國正式提出“污水資源化”概念,再生水的應用范圍拓展至鋼鐵、煤炭、火電等高耗水行業。
       
      第三階段——快速發展期(2001-2011年):城市縣城污水處理高速發展,污水資源化范圍逐步拓展。該階段在工業化和城鎮化的高速發展背景下,我國開始著力建設污水再生利用示范工程和再生水集中利用工程。截至2011年,我國城市污水處理廠增至1588座,是2000年的3.7倍,處理能力11303萬立方米/日,污水年排放量為403.70億立方米,污水處理量337.61億立方米,污水處理率83.63%,相較2000年提高近50個百分點,污水再生利用逐步發展,利用量26.83億立方米,再生水利用率6.65%;縣城污水處理廠增至1303座,是2000年的24倍,污水處理率70.41%,相較2000年提高近63個百分點,再生水利用量3.68億立方米,再生水利用率4.63%。污水資源化利用面迅速擴大,利用技術和效果研究不斷深入,利用范圍拓展到灌溉用水、工業用水、景觀環境用水、城市雜用、地下水回灌等領域。
       
      第四階段——綠色發展期(2012年至今):污水處理率接近飽和,再生水等納入水資源統一配置。該階段我國繼續大力提升污水處理和資源化利用能力,截至2019年,我國污水處理廠增至2471座,處理能力17863萬立方米/日,污水年排放量為554.65億立方米,污水處理量536.93億立方米,污水處理率96.80%,再生水利用量116.08億立方米,再生水利用率20.93%,相較2011年提高14個百分點;縣城污水處理廠增至1669座,污水利用率93.55%,再生水利用量10.10億立方米。再生水利用率9.87%相較2011年提高5個百分點。污水資源化上,我國開始大力推動將再生水等非常規水資源納入水資源統一配置,尋求低碳綠色發展模式,探索對污泥更全面的資源化利用。

       
      3.2. 政策持續出臺推動污水資源化行業發展
       
      2020年以來,我國多次召開污水資源化相關會議并先后發布多項政策,推動污水資源化行業的發展。
       
      > 2020年5月8日,國家發展改革委環資司召開污水資源化利用工作推進會,會議研究推進污水資源化利用指導意見和相關實施方案起草工作,推動構建污水資源化利用“1+N”政策框架體系。
       
      > 2020年5月21日,發改委、生態環境部等五部門聯合印發《關于營造更好發展環境支持民營節能環保企業健康發展的實施意見》,指出積極支持民營企業參與大氣、水、土壤污染防治攻堅戰,引導民營企業參與污水垃圾等環境基礎設施建設、海水(苦咸水)淡化及綜合利用、污水資源化利用等項目。
       
      > 2020年6月1日,國家發展改革委環資司召開污水資源化利用專家座談會,專家對我國污水資源化利用的現狀、存在的主要問題、推進的重點領域、建設的重大工程和政策措施提出了建設性意見。
       
      > 2020年7月28日,國家發改委、住建部聯合印發《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》,指出缺水地區、水環境敏感區域,要結合水資源稟賦、水環境保護目標和技術經濟條件,開展污水處理廠提升改造,積極推動污水資源化利用,推廣再生水用于市政雜用、工業用水和生態補水等。
       
      > 2021年1月11日,國家發改委、生態環境部等十部門聯合印發了《關于推進污水資源化利用的指導意見》,明確提出在城鎮、工業和農業農村等領域系統開展污水資源化利用,以缺水地區和水環境敏感區域為重點,以城鎮生活污水資源化利用為突破口,以工業利用和生態補水為主要途徑,推動我國污水資源化利用實現高質量發展。

       
      3.3. 行業現狀:再生水利用率較低,發展空間大
       
      再生水利用率較低,發展空間大。根據住建部《城鄉建設統計年鑒》,2019年我國再生水利用量為126.17億立方米,再生水利用率為19.21%,再生水生產能力為5025.2萬立方米/日,產能利用率為68.79%。從區域來看,北京、山東、廣東、內蒙古、云南、河北六個?。ㄊ?、區)再生水利用率超過30%,13個?。ㄊ?、區)再生水利用率低于10%。根據國務院頒布的《水污染防治行動計劃》指出,到2020年,缺水城市再生水利用率達到20%以上,京津冀區域達到30%以上。截至2019年,20個缺水?。ㄊ?、區)中仍有12個未達到目標利用率,未達標率達60%。而與本次《指導意見》目標相比,20個缺水?。ㄊ?、區)僅有北京、內蒙古、山東、廣東達到目標利用率要求,達標率僅為20%。

       
      4.  “十四五”期間污水資源化膜工藝市場空間超千億
       
      4.1. 再生水回用應用領域廣,回用標準較高
       
      我國再生水主要用于景觀環境用水及工業用水領域,再生水回用標準較高。不同國家和地區再生水的用途有所不同,主要應用領域包含景觀環境用水、工業用水、農業用水、城市雜用及休閑娛樂、地下水補給等方面。全球污水資源化再生水主要用途占比最高的為農業用水、景觀環境用水和工業用水,占比分別為32%、28%和19%。我國污水資源化再生水主要用途占比最高的為景觀環境用水和工業用水,占比分別為52%和32%。此外,通過對比各類用水的水質標準可看出,不同類別的再生用水標準有所差異,其大多接近甚至高于一級A的出水標準。


       
      4.2. 膜法技術為污水資源化主要工藝
       
      膜法技術為污水資源化主要工藝。按照處理深度,可將污水處理分為一級處理、二級處理和深度處理。一級處理的主要目的是去除懸浮狀態固體,常采用物理處理法,對于BOD5的去除率一般在20%-30%;二級處理的主要目的是進一步去除污水中膠體和溶解性污染物,常使用生物處理法,BOD5的去除率在90%以上;深度處理是在一、二級處理后,為進一步達到更高的處理與排放要求或污水回用目的,去除溶解性總固體、病原微生物等,膜法技術可以大幅度提高產水水質,是水深度處理的主要工藝。
       
      根據膜的孔徑范圍不同,可將水處理膜技術主要分為超濾(0.01-0.1μm)、納濾(<0.01μm)和反滲透(僅讓水透過)等技術。相對于超濾,納濾和反滲透的商業應用相對更加成熟。超濾膜過濾是以壓力差為推動力,利用多孔膜的攔截能力,以物理截留的方式,達到純化和篩分溶液中不同組分的目的。目前污水資源化中應用較多的主要為微濾、超濾和膜生物反應器。
       
      MBR工藝出水水質滿足再生水回用標準。膜生物反應器(MBR),是一種將膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型污水處理工藝,它用具有獨特結構的MBR平片膜組件置于曝氣池中,經過好氧曝氣和生物處理后的水,由泵通過濾膜過濾后抽出。MBR污水處理與傳統污水處理方法具有很大區別,通過膜分離裝置代替傳統工藝中的二沉池和三級處理工藝。從而得到的出水,解決了傳統環保設備進行污水處理的出水水質達不到中水回用要求的問題。MBR污水處理后的水可直接作為市政用水或進一步處理作各種工業用水。
       
      4.3. 膜技術在水處理中應用的產業鏈
       
      膜技術在水處理中應用的產業鏈包括膜制備、膜應用、膜運營三個環節,其中膜制備主要包括膜材料研發與生產,膜應用環節主要包括工藝設計、膜系統集成,而膜裝備設計及制造則橫跨膜制備和膜應用兩個環節。由于產業鏈上的專業分工,上述環節上通常由不同的公司來承擔。
       
      根據業務所涉及的產業鏈范圍差異,可以將現有膜技術在水處理中應用的相關企業主要分為膜廠家、膜廠家及應用商(即從事膜應用的膜廠家)、膜應用商、膜運營商。
       
      > 膜廠家:專注于材料科學的研究,通過在制膜材料、制造工藝等方面不斷深入研發,來提高膜通量、增加膜強度和改善抗污染性能,為市場提供更高品質的膜產品。目前國際上主要膜元件制造商如陶氏、巴斯夫、東麗、懿華、三菱、旭化成、海德能等公司均專注于膜材料研發和膜元件制造。
       
      > 膜應用商:不涉及膜制備,主要集中于膜法水處理的工程應用,但一般不包括整體工藝設計及膜裝備設計與制造。
       
      > 膜運營商:主要指不涉及膜應用僅涉及膜運營的水處理工程公司。
       
      > 膜廠家及應用商:既生產膜材料,又從事膜技術應用,但主要采用公司自身生產的膜。
       
      4.4. “十四五”期間污水資源化膜工藝市場空間超千億
       
      我們對2020-2025年再生水資源市場進行了測算,其主要假設如下:
       
      1)水資源分區:根據國際標準按人均水資源量將各省市區分為豐水地區(>30000)、輕度缺水地區(2000-3000)、中度缺水地區(1000-2000)、重度缺水地區(500-1000)、極度缺水地區(<500);
       
      2)經濟條件分區:發達地區(北京、天津、上海、重慶、山東、江蘇、浙江、福建、廣東)、適中地區(遼寧、吉林、黑龍江、陜西、內蒙古、湖南、湖北、安徽、河南、河北、海南、四川、廣西、江西、山西)、偏弱地區(貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆);
       
      3)再生水利用率分類:
       
      京津冀地區:《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》中要求2020年北京/天津/河北再生水利用率為68%/30%/30%,結合《指導意見》目標及目前回用現狀,假設2025年再生水利用率分別為80%/35%/35%;
       
      缺水地區:《建設規劃》要求2020年缺水城市再生水利用率為20%,假設2025年輕度缺水/中度缺水/重度缺水/極度缺水地區的利用率分別為25%/30%/35%/40%,并根據各地經濟發達情況及目前再生水利用率情況,對目標再生水利用率進行調整;
       
      其他地區:《建設規劃》要求2020年其他城市和縣城再生水利用率力爭達到15%,假設其他地區2025年基準再生水利用率為20%,并根據各地經濟發達情況及目前再生水利用率情況,對目標再生水利用率進行調整。
       
      4)污水排放量增速:2009-2019年全國城市及縣城污水排放量的年復合增速為4.16%,假設2020-2025年每年污水處理量增速為4%;
       
      5)再生水產能利用率:2019年產能利用率為68.79%,假設至2025年利用率達75%,18-25年呈線性增加;
       
      6)膜工藝占比:假設全國再生水新增產能中膜工藝占比為60%;假設存量再生水產能中已有30%的項目采用膜工藝,剩余產能中2020-2025年將有50%產能更換為膜工藝,產能在該期間勻速投放;
       
      7)膜工藝處理噸投資額:假設污水資源化項目膜工藝處理噸投資額為3000元/噸。
       
      “十四五”期間的膜工藝市場規模合計1207億元。根據測算,2019年全國再生水利用率為19.21%,2025年全國再生水利用率為33.02%。2019年我國再生水的生產能力為5025.20萬立方米/日,再生水利用量為126.17億立方米,產能利用率為68.79%,假設2025年產能利用率達到75%,則2025年全國再生水的生產能力為10027.7萬立方米/日。新增市場規模由2020年的133億元上升至2025年的168億元,存量替代市場規模為88億元/年,“十四五”期間的膜工藝市場規模合計1207元。


      5. 污水資源化項目規模較小,行業集中度較高
       
      根據中國水利企業協會脫鹽分會《膜法水處理技術在水深度處理及再生回用領域的應用規模調研報告》數據,截至2019年6月,國內納濾技術用于自來水廠深度處理項目中,總規模為74.87萬噸/日(統計口徑系納濾產水規模);國內應用超濾技術在自來水深度處理和市政污水深度處理的總規模分別為1,127.74萬噸/日和483.35萬噸/日;國內應用MBR技術在市政污水深度處理的總規模為1,503.66萬噸/日;國內應用雙膜法(超濾+納濾/反滲透)將市政和工業園區污廢水深度處理及再生水回用項目的總規模為71.86萬噸/日。
       
      污水資源化項目規模較小。根據膜工業協會數據,我國污水資源化項目規模普遍較小,投資額小于1億元的項目占比達69%,規模小于5萬噸的項目占比的70%。
       
      膜法水處理行業集中度較高,龍頭公司聚焦領域有所不同。從膜法水處理市場格局來看,碧水源(7.850, 0.01, 0.13%)、金科環境(25.310, 0.07, 0.28%)、津膜科技(6.220, -0.05, -0.80%)占據膜法水處理的主要市場份額,且不同公司聚焦于不同的膜法水處理項目領域。在納濾項目中,碧水源、金科環境的市占率分別為24%、36%,CR2為60%;市政污水深度處理超濾項目碧水源、金科環境、津膜科技的市占率分別為39%、17%、9%,CR3位65%;市政污水深度處理MBR項目碧水源、金科環境的市占率分別為47%、1%,CR2為48%;市政/工業園區污廢水深度處理及再生水回用雙膜法(超濾+納濾/反滲透)項目碧水源、金科環境、津膜科技的市占率分別為14%、26%、26%,CR3為66%。


       
       
      6. 結束
       
      目前我國污水處理率已接近飽和,未來增量主要在于提標改造,水資源短缺及水處理標準的提高將推動污水處理產業的升級,膜工藝根據其本身的技術優勢在污水資源化市場得到廣泛應用?!吨笇б庖姟返某雠_,明確全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上,京津冀地區達到35%以上,如政策推進及具體實施到位,預計“十四五”期間膜處理市場將達到千億級,市場空間廣闊。
       
       
       
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