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垃圾焚燒發電產業投資地圖 (2020年版)上篇

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前言城市生活垃圾是指城市居民在日常生活中或者為日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物及法律、法規規定視為生活垃圾的固體廢物。按照成分構成、屬性、利用價值以及對環境的影響,生活垃圾一般分為有機垃圾、有害垃圾、可回收利用垃圾、其他垃圾四類。

垃圾焚燒發電產業投資地圖(2020年版)分為(上)、(下)兩篇,本篇主要內容為行業簡介及需求側分析。

       1. 行業簡介

       1.1 行業定義

       1.1.1 城市生活垃圾定義

城市生活垃圾是指城市居民在日常生活中或者為日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物及法律、法規 規定視為生活垃圾的固體廢物。按照成分構成、屬性、利用價值以及對環境的影響,生活垃圾一般分為有機垃圾、有害垃圾、可回收利用垃圾、其他垃圾四類。

       1.1.2 城市生活垃圾處理的方法

城市生活垃圾處理是對生活垃圾進行無害化、減量化處理以及資源化利用,目前生活垃圾的處理方式主要有衛生填埋、堆肥、焚燒、熱解和綜合利用(如生產有機肥料、建筑材料、供熱和發電等。我國生活垃圾處理的發展格局是:填埋是主導但增長緩慢,焚燒則快速發展,堆肥呈萎縮狀態。

根據國家統計局數據,2018年,我國城市(含縣城)生活垃圾無害化處理率達到98.9%其中,衛生填埋占比51.87%;焚燒處理占比45.13%;堆肥等其他方式占比僅為3%。

       1.1.3 垃圾焚燒發電

垃圾發電是把各種垃圾收集后,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。

       1.2 行業主流技術

       1.2.1 層燃爐技術

層燃爐技術的主要特點是無需對入爐垃圾進行分揀、篩選、破碎等預處理,利用活動爐排的機械運動就可實現對垃圾的攪動和混合,確保垃圾能與空氣充分接觸而受熱和混合均勻,及時避免因垃圾入爐后遭遇強熱而發生表面固化,影響垃圾內部的傳熱與氣體流動,導致垃圾燃燒時間延長和不完全燃燒的情況出現。通過在爐排上進行垃圾干燥、著火、燃燒、燃燼等過程控制,有著較高的處理效率,其中垃圾層分布較為均勻,燃燒較穩定和完全,飛灰量較少,減少了污染物的排放和對環境的污染影響。該技術技術成熟、可靠,是目前使用最為廣泛的垃圾焚燒爐技術。但其也存在對爐排材質、加工精度和控制要求較高,爐溫不易控制,難以在爐內脫除有害物質,整體投資成本較高,經濟性較差,后期維護檢修工作量大等缺點。

       1.2.2 回轉爐技術

通常情況下,回轉爐技術包括廢棄物存儲、進料、爐體、余熱回收、二次污染控制等部分。爐身為微傾斜的、低速轉動的圓筒,垃圾由高處進入,在圓筒中翻轉與燃燒,垃圾燃燒完后的殘渣通過圓筒下端排出。

回轉爐主要有兩種結構,水冷壁式與耐火磚襯式。其中,水冷壁式是由水冷壁管逐漸向轉筒附近排列,利用對燃燒之后產生的熱量吸收,達到降低筒體內溫度的目的。通常在筒體下端設置相應的風室,空氣從底部穿過有孔鋼板進入爐內,并通過圓筒旋轉與燃燒物均勻的混合,使垃圾完全燃燒。耐火磚襯式則是滾筒內壁可對熱量進行存儲,在燃燒過程中溫度相對較高,但在筒體一端進入空氣時,筒體中心區域會形成空氣過?,F象,不能確保筒體內部具有較為充足的空氣支持燃燒,且其由于筒體尺寸、重量、慣性相對較大,轉速相對較小,筒體內的垃圾攪拌與翻轉不充分,無法與中心空氣均勻混合,造成大量垃圾未燃燒完全,其垃圾燃燒速度與效果與水冷壁式相比也存在一定的差異。

回轉爐技術的特點為燃料適應性廣,可焚燒不同性質的廢棄物,可長時間連續運行。但其對焚燒低熱值、高水分的垃圾有一定的難度,且垃圾處理量較小,熱效率較低,輔助燃料消耗量大,排出氣體溫度低,占地面積大,多應用于焚燒醫療垃圾或危險廢棄物。

       1.2.3 流化床技術

流化床技術因垃圾在高速氣流的驅動下在爐膛內懸浮沸騰,與空氣接觸充分,燃燒效果較好,負荷調節范圍較廣,燃燒過程較為穩定。燃料適應性強,燃燒徹底,能有效減少垃圾容量和控制污染物的排放。但因其對垃圾的分揀、篩選和破損等預處理要求較嚴格,且燃燒過程中需摻燒一定比例的燃煤,造成煙氣中粉塵和飛灰量較高,導致后續除塵器負擔加重,處理費用增加等原因,限制了該技術在工業廢棄物和城市垃圾焚燒領域的發展。

       1.2.4 熱解氣化技術

垃圾熱解氣化技術的基本原理是在無氧或缺氧條件下,在熱解氣化裝置中對垃圾加熱蒸餾使其有機物裂解,轉化為固體焦炭、可燃油和可燃氣體,可燃油和可燃氣體可用于余熱鍋爐燃燒進行熱量回收利用。一般包括加熱干燥、熱解氣化、殘炭燃燒、可燃氣燃燒等過程。

該技術是近10年研制出來的新型垃圾焚燒處理技術,具有設備結構簡單、安全、效率高、投資低,能有效控制垃圾處理過程中的二次污染,對環境更安全等特點,具有廣闊的發展前景。但也由于其設備處理能力較小,無助燃物時燃燒不穩定,熱量回收率低及不能適應高水分、低熱值垃圾的處理,因此垃圾熱解氣化焚燒爐技術在我國廣泛應用還較困難。1.3 行業特點

       1.3.1 區域性

我國垃圾焚燒發電項目表現出明顯的區域分布不均衡性特點。

從垃圾焚燒產能角度看,浙江、江蘇、廣東三省垃圾焚燒產能超過3萬噸/日,甘肅、貴州、內蒙古、遼寧、陜西、寧夏、新疆、江西8省垃圾焚燒產能不足3000/日,而青海和西藏更是尚無垃圾焚燒項目。而從北京、上海、深圳甚至天津等大城市的生活垃圾處置能力來看,目前焚燒占比約40%,隨著早期填埋場的滿產及土地資源的稀缺,大型城市生活垃圾焚燒處置將是大勢所趨。

       1.3.2 運營方式

垃圾焚燒發電項目大多采取BOT、BOO、PPP等運營模式,一般在項目建設期通過SPV公司進行項目配套融資,商業模式屬性導致垃圾焚燒行業具有天然的重資產屬性。

同時必須有政府許可的特許經營權方可運營。特許經營權為30年,其中2年建設期,28年運營期。

原材料供應穩定:一般企業采購原材料,需要付出成本購買,而垃圾處理的上游原材料不需要采購不需成本,由政府免費提供,還能收取垃圾處理費,垃圾焚燒后還能用來發電,享受上網電價。

       1.3.3 行業收入特點

垃圾焚燒運營收入包括垃圾處理收入和上網電費收入,前者占比20-30%,后者為70-80%。

按照2012年國家發改委發布的《關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》提出,現行垃圾焚燒上網電價大致由三部分構成:當地脫硫燃煤機組標桿上網電價、省級電網負擔及可再生能源補貼。

每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280千瓦時,并執行全國統一垃圾發電標桿電價每千瓦時0.65元。對于高出當地脫硫燃煤機組標桿上網電價而言,則強化地方財政與可再生能源予以雙重支撐。其中,當地省級電網負擔每千瓦時0.1元。據此估算,垃圾焚燒發電企業逾七成收入來源于發電補貼。

       1.3.3.1 垃圾處理收入(占比20-30%

       1)垃圾處理量:與垃圾產能規模有關,尤其是城鎮化發展及政策支持,例如垃圾焚燒占比提升。

       2)垃圾處理費:垃圾處理服務費單價為60-80/噸,這主要是由項目競標決定,即與政府關系如何是關鍵點。

       3)此處的關鍵要點分析:經濟發達與否、人工運營成本、政府議價能力強弱。

       1.3.3.2 上網電費收入(占比70-80%

這部分主要包括由上網發電量和上網電價組成,其中,上網發電量由裝機容量和利用小時數決定。



根據上圖,每1噸垃圾產生的257元收入中,政府補貼占了總收入的6成左右,其中,處理費收入和省補及國補收入分別各占3成。最后就是市場化占比為4成。所以,一旦政府補貼取消了,對整個行業來說是致命的打擊。

1.3.3.3稅收政策

由于生活垃圾焚燒發電行業目前適用企業所得稅“三免三減半”、電力銷售收入增值稅即征即退、垃圾處理費增值稅即征即退70%等優惠政策。稅收政策的優惠雖不直接作為企業的收入來源,但較低的稅率水平能夠減輕企業負擔,促進企業整體發展。

1.3.4 行業敏感度

通過對垃圾焚燒項目進行敏感性測試,項目NPV影響因素由大到小依次為:單位投資額>單位垃圾上網電量>特許經營期限>垃圾處置費。單位投資額對于項目NPV影響最大,建設期成本管控對于項目整體估值影響最大;其次為單位垃圾上網電量,受到垃圾熱值、焚燒設備效率、自用電比例等因素影響;其次為特許經營年限;最后為垃圾處置費。

1.4 行業產業鏈


1.4.1 上游行業概述

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、垃圾焚燒發電設備制造等。由于投資運營方式以BOT、BOO、PPP為主,垃圾焚燒發電項目EPC提供建造服務及焚燒發電的核心設備供應商均作為行業上游產業。

1.4.2 下游行業概述

垃圾焚燒發電行業的客戶主要包括地方政府部門和電網公司。垃圾焚燒發電企業向地方政府提供垃圾焚燒處理服務,并收取垃圾處置費;在垃圾焚燒處理過程中利用余熱進行發電,向電網公司提供電力,并獲得發電收入。

我國垃圾焚燒發電主要由地方政府通過BOT、PPP等特許經營方式實行市場化運作。垃圾發電項目設計建造及設備采購主要通過招投標、競爭性談判等方式完成,市場化程度較高,上游供應商議價能力主要受技術水平等因素的影響。隨著我國城市化進程步伐的加快,垃圾焚燒處理需求持續旺盛。同時,根據《電網企業全額收購可再生能源電量監管辦法》(電監會令第25號)的有關規定:“電力調度機構應當按照國家有關規定和保證可再生能源發電全額上網的要求,編制發電調度計劃并組織實施。電網企業應當全額收購其電網覆蓋范圍內可再生能源并網發電項目的上網電量”。垃圾焚燒發電作為可再生能源循環利用的方式之一,享受發電優先上網的政策支持。下游行業需求持續旺盛、國家政策大力支持,為本行業的快速發展創造良好的條件。

2. 需求側分析

2.1 行業發展情況

根據國家統計局公布的數據顯示,截至2018年,生活垃圾無害化處理量達到22,565.4萬噸,生活垃圾無害化處理廠接近663座,生活垃圾無害化處理能力增至766,195噸/日,生活垃圾無害化處理率99%。其中垃圾焚燒無害化處理量10,184.9萬噸,生活垃圾焚燒無害化處理廠331座,生活垃圾焚燒無害化處理能力364,595噸/日。相較于發達國家,我國的垃圾焚燒處理占比仍相對較低,2018年為45%左右,而歐美大多數發達國家比例基本保持在70%以上。

住建部《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》中釋放出了更積極的信號:到2020年垃圾焚燒能力將占總無害化處理能力近53.69%。屆時市場投資空間、建設空間約在1,000億元左右,其中運營規模將達到300億元。

2.2 市場需求情況

自2010年以來,我國生活垃圾清運量逐年上升,2016年超過2億噸,達到2.04億噸,同比增長6.81%;2017年達到2.15億噸,同比增長5.39%;2018年2.28億噸,同比增長6.05%;我們預計2019年度將達到2.4億噸以上。

近5年我國垃圾清運量及處理方式分類如下表所示:

鑒于本篇產業地圖主要針對垃圾焚燒發電方面,我們將其中垃圾焚燒發電單獨列出。垃圾焚燒業務占比如下表所示:

根據上表,我們可以看出,自2014年以來,無論是從無害化處理廠、無害化處理能力、無害化處理量等方面,垃圾焚燒所占比例都是逐年提升,可以預計未來垃圾焚燒將作為垃圾無害化處理的主流方式。

2.3 市場規模預測

根據現有數據,結合垃圾清運量的增長率,我們預計未來垃圾焚燒發電的市場規模如下表所示:

其中:

垃圾清運量數據按近三年增長率加權平均估算得出。2019-2022的加權平均增長率,分別為:6.25%、5.8%、5.5%。

垃圾焚燒量占比:住建部規劃中“2020年垃圾焚燒能力將占據總無害化處理能力近53.69%”,按此增長速度,預計年垃圾焚燒占比將在2022年占無害化處理的65%。

清運側市場規模假設以目前垃圾清運費用平均值與焚燒量相乘計算即65元/噸*垃圾焚燒量。

每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280千瓦時,并執行全國統一垃圾發電標桿電價每千瓦時0.65元。

垃圾焚燒發電廠造價平均水平2*12MW,垃圾處理能力1000-1100噸/日,總造價大約60000萬元/座。2019年實際已建成并投入運營的垃圾焚燒發電廠已超過400座,考慮到有部分項目屬于一期工程,規模不算大,故假設全年度焚燒發電廠數量為400座。

垃圾焚燒發電廠數量,目前垃圾焚燒發電廠平均處理能力1000-1100噸,按照80%左右產能利用率,求整計算得出所需垃圾發電廠數量。

我國垃圾焚燒在無害化處置中的占比為45%,填埋仍是主要的垃圾處理方式,垃圾焚燒行業仍有發展空間,根據規劃,到2020年,全國城鎮生活垃圾產能要達到59.14萬噸/日,2018年為36.45萬噸/日,也就是說,2018-2020年每年需要增加約10萬噸/日的垃圾處理能力。

2.4 主要需求者及其特點

垃圾處理的主要需求者為當地政府,由地方政府通過BOT、PPP等特許經營方式實行市場化運作。垃圾發電項目設計建造及設備采購主要通過招投標、競爭性談判等方式公開甄選投資人,這時候政府一般就會給出邊界條件,以有利于吸引投資人,也可以讓各家在同一標準上進行競爭。

垃圾焚燒發電廠的建設涉及很多方面的工作,包括當地的垃圾分類情況、垃圾熱值、垃圾運輸情況、垃圾的收集方式。焚燒廠是否已經選址?廠區三通一平?是否已通過立項?尤其是環評工作是否已經通過?以及軟性的當地政府的招商環境,稅收政策甚至還包括地方輿論壓力等多方面的影響。


原標題:【和達產業研究】垃圾焚燒發電產業投資地圖 (2020年版)上篇

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