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中國污水處理行業發展概況及市場發展前景分析[圖]

2019年05月13日 14:01:10字號:T|T

    一、我們從不缺少水,只是缺少干凈水

    1、從凈水-污水,水始終存在

    水是生產、生活不可或缺的重要資源,隨著全國乃至全球范圍的資源性缺水和水質性缺水地區不斷擴大,如何合理利用與有效保護水資源已成為制約社會、經濟發展的重要因素,在此背景下,一個“水務市場”正在形成,與之伴生的是“水務業”,即由城市原水、供水、排水、污水處理與回用構成的產業鏈。

    但是,從下圖水務行業的產業鏈條中我們卻可以看到,整個產業鏈條是一個水循環流轉的閉環,從原水到自來水、再到自來水供應客戶、后排入污水處理廠、最后處理完成后再進入自然水體,水是始終存在的物質。

    水務行業產業鏈條

    數據來源:公開資料整理

    而且,從量上來看,城鎮污水的排放量與自來水的供應量也是基本匹配的。下圖2為我國2004年-2016年間我國城市年供水總量與年污水處理總量(預估)的比較。我們按照每年污水處理能力95%的負荷使用率估算得到每年的污水處理量,可以看到,早期由于污水處理率還處于較低水平,我國城市年污水處理量與供水總量間存在較大差距,而隨著污水處理率地不斷提高,2016年,我國城市年污水處理總量與城市供水總量相當,因此,單純從量上來看,由于水的閉環流轉,城市供用水的總量應是不缺的。

    2004-2016年城市年供水量與年污水處理量比較

    數據來源:公開資料整理

    2、缺水的重要原因在于水閉環流轉中從凈水到污水的水質變化

    既然在水閉環流轉過程中,水始終存在,那么,我們所感受的缺水從何而來呢?事實上,雖然水始終存在,但是,在閉環流轉的過程中,水質卻發生了變化,水從最初可作為生活飲用水水源的地表Ⅱ~Ⅲ類,變為污水,即使經過污水處理廠處理,按我國目前大部分污水處理廠的處理標準,僅達到污水處理一級A標,水質標準遠低于可作為自來水廠水源的地表Ⅲ類水。具體可參見下圖3中水循環流轉過程中的水質變化過程。

    帶水質區分的水務產業鏈圖

    數據來源:公開資料整理

    而不同水質的差別較大,使用范圍也不同。我國的地表水環境質量標準中依據地表水水域環境功能和保護目標,將地表水按功能高低依次劃分為五類:Ⅰ類:主要適用于源頭水、國家自然保護區;Ⅱ類:主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產場、仔稚幼魚的索餌場等;Ⅲ類:主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區、魚蝦類越冬場、洄游通到、水產養殖區等漁業水域及游泳區;Ⅳ類:主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區;Ⅴ類:主要適用于農業用水區及一般景觀要求水域。

    可以看到,只有水質標準在地表Ⅲ類水以上的干凈水,才可作為集中式生活飲用水源地(即自來水廠水源地)。而自來水廠在原水基礎上,生產出自來水需符合生活飲用水衛生標準共106項指標。自來水經過居民或企業使用后,產生污水,目前,我國污水處理廠處理后出水大多達到一級A表,從標準數值上來看,遠低于地表Ⅲ類水質。

    國家污水處理及地表水環境質量部分標準

    數據來源:公開資料整理

    正是因為從凈水到污水的水質變化,使得水循環閉環無法真正實現,缺水由此而來。因此,我們缺少的不是水,而是可達到地表Ⅲ類水以上標準,可作為自來水廠水源的干凈水。

    3、若實現“污水變凈水”,則可形成水循環閉環,解決缺水問題

    正由于我們真正缺少的是干凈水,因此,若在最后污水處理廠的環節,可以將污水變為地表Ⅲ類水以上標準的凈水,則水循環閉環可以真正形成,缺水的問題也由此解決。

    污水變凈水形成的水循環閉環

    數據來源:公開資料整理

    3、水資源有價,水資源費上調,新水源開發意義更凸顯

    近年來,隨著水資源總量的逐漸稀缺,水資源價值也越來越被關注,對應水資源費也逐漸上調。而在水資源緊張形勢下,新水源開發工藝的意義也將日漸凸顯。目前,國內最終水價基本由三部分構成:資源水價(水資源費)、工程水價(工程水費)和環境水價(污水處理費)。

    資源水價:即水資源費。國家是水資源的產權所有者,用水者取用水資源要繳納水資源費,體現了水資源的產權價值;同時,國家在水資源管理過程中投入了必要的成本,以水資源費的形式向用水者收取,體現了水資源的勞動價值。

    工程水價:即制水供水費用。生產者繳納水資源費取得水權之后,進行必要的勞動投入以產品水的形式向其他用水部門出售,進一步體現了水資源的勞動價值。

    環境水價:即污水處理費。用水過程將產生外部性影響,國家作為管理者要使這種外部性影響內部化,引導企業對污水進行處理,并向用水者收取排污補償,體現了水資源的補償價值。

    水價的構成,也在一定程度表征了城市水業成本體系逐步完善的過程:在城市化初期,水價的內容僅限于城市從自然中取水、凈化、輸送和排放的成本與收益,也就是傳統意義上的城市供水價格;

    當城市污水的排放對自然的影響超出了自然水體的自凈能力,水價中加入了污水處理和環境補償的費用,也就是傳統意義上的城市污水處理費和排污費;當城市就近水源不能滿足城市發展的總量需求,遠距離調水甚至跨流域調水的成本進入水價,形成“水利工程供水價格”;當水資源總量稀缺,不能滿足“以需定供”的水資源配給方式,水資源開始有價,并且以成本形式進入水價,形成“水資源費”。

    我國水價的構成

    數據來源:公開資料整理

    我國水價的構成與水務產業鏈不同環節的對應

    數據來源:公開資料整理

    從水價的構成及其對應水務產業鏈工藝部分可以看出,碧水源的雙膜法工藝,將污水凈化為地表Ⅱ類水,實際實現了污水處理、原水制作、甚至到自來水制作的全過程,實現了水資源再生,其成本可對應污水處理費、工程水費、水資源費三部分價格,而從未來趨勢來看,三部分水費的價格都將呈現上升趨勢,尤其是“十二五”以來水資源費的改革推進和上調,更凸顯了碧水源新水源開發工藝在未來的價值和意義。

    2013年1月,國家發展改革委、財政部、水利部等三部委聯合發出通知,要求各地積極推進水資源費改革,到2015年末大幅提高地下水水資源費平均征收標準。同時,發改委明確公布了各地“十二五”末各地區水資源費最低征收標準。具體來看,發改委公布的“十二五”末各地區水資源費最低征收標準中,北京和天津市的地表水水資源費平均征收標準為1.6元/立方米,地下水水資源費平均征收標準為4元/立方米,收費標準全國最高。而上海、安徽、福建、江西等13個省市地表水和地下水的最低征收標準最低,分別為0.1元/立方米和0.2元/立方米。

    發改委稱,最低標準綜合考慮了當地水資源狀況、經濟發展水平、社會承受能力以及不同產業和行業取用水的差別特點。各地要積極推進水資源費改革,結合水利工程供水價格、城市供水價格、污水處理費改革進展情況,合理確定每個五年規劃本地區水資源費征收標準計劃調整目標。

    通知還明確指出,鼓勵水資源回收利用,采礦排水(疏干排水)由本企業回收利用的,其水資源費征收標準可從低征收,對取用污水處理回用水免征水資源費。

    此外,對超計劃或者超定額取水制定懲罰性征收標準。除水力發電、城市供水企業取水外,各取水單位或個人超計劃或者超定額取水實行累進收取水資源費。由流域管理機構審批取水的中央直屬和跨省、自治區、直轄市水利工程超計劃或者超定額取水的,超出計劃或定額不足20%的水量部分,在原標準基礎上加一倍征收;超出計劃或定額20%及以上、不足40%的水量部分,在原標準基礎上加兩倍征收;超出計劃或定額40%及以上水量部分,在原標準基礎上加三倍征收。其他超計劃或者超定額取水的,具體比例和加收標準由各省、自治區、直轄市物價、財政、水利部門制定。由政府制定商品或服務價格的,經營者超計劃或者超定額取水繳納的水資源費不計入商品或服務定價成本。

“十二五”末各地區水資源費最低征收標準(單位:元/立方米)


    注:區域劃分根據各地水資源狀況、現行征收標準、經濟發展水平、社會承受能力以及南水北調受水區等因素綜合確定。

    數據來源:公開資料整理

    二、流域治理+農村污水處理前景較好,膜技術優勢顯著

    1、流域治理和農村污水處理市場前景廣闊

    流域污染情況依然嚴峻。國務院2015年4月頒布了《水污染防治行動計劃》即“水十條”,這是我國環境保護領域的重大舉措之一,對我國的環境保護、生態文明建設和美麗中國建設具有深遠的意義。流域水環境綜合治理是“水十條”的重要組成部分,“水十條”要求到2020年七大重點流域水質優良(達到或優于Ⅲ類)比例達到70%,但目前部分重點流域治理情況依然嚴峻。2017年,全國地表水1940個水質斷面(點位)中,不及Ⅲ類水質的點位占比為32.1%,僅同比下降0.1個百分點,其中,劣Ⅴ類161個,仍占比8.3%,同比下降0.3個百分點。

    2017年全國重點流域水質情況

    數據來源:公開資料整理

    “十三五”流域環境治理市場空間約1.8萬億。流域水環境綜合治理主要包括污水處理和提標改造、再生利用、污水管網建設和改造、河道水環境治理工程、岸線景觀等工程。2016年12月,國務院出臺《關于全面推行河長制的意見》,2017年6月,“河長制”被正式納入新修訂的《水污染防治法》,要求到2018年年底前完成由黨政領導擔任河長的“河長制”體系的建立,此項政策加強了河流流域管理與考核的相關性,提高了立法、執法、監管的力度,將河道治理提升到了新的高度。

    “十三五”流域水環境綜合治理市場空間測算

數據來源:公開資料整理

    農村污水處理率極低。2016年,我國城市和縣城污水處理率已達90%左右,而農村污水處理率僅為20%,城鄉差距較大,主要原因是農村污水處理廠規模小、初始投資大、布局分散、排放不穩定、收費機制不清晰等。根據“水十條”要求,到2020年新增完成13萬個建制村,農村污水處理率提高到30%,將極大地推動農村污水處理進程。2017年2月,環保部和財政部發布了《農村環境綜合整治“十三五”規劃》,提出農村生活污水處理率大于等于60%,進一步細化了治理目標,我們認為未來3年農村污水處理市場將迎來快速發展階段。

    市場空間超千億。農村的生活污水處理設施建設,主要包括新增或改造的污水收集管網、集中式污水處理設施、分散式處理設施等。據測算,后“十三五”期間鄉村污水處理市場空間將超千億。

    城市、縣城、農村污水處理情況

    數據來源:公開資料整理

    2、膜技術優勢明顯,我國反滲透膜市場被國外企業占據

    水處理膜技術優勢明顯。目前我國應用較為廣泛的污水處理技術包括傳統沉淀技術、活性污泥技術、人工濕地技術、膜技術和磁分離水體凈化技術等,這些技術分別適用于污水處理的不同領域或階段。這幾種技術中,活性污泥技術是最傳統的水處理工藝,其應用范圍最廣,將膜技術和活性污泥技術進行對比,膜技術具有出水水質好、水處理工藝簡單、占地少、減少污泥產生量等優勢。

    膜技術優勢明顯

    數據來源:公開資料整理

    根據膜孔徑的大小進行分類,包括深層過濾、微濾、超濾、納濾和反滲透共五種,不同類型膜的孔徑大小存在差異,微濾可去除懸浮物和細菌,超濾可分離大分子和病毒,納濾可去除重金屬和農藥等有毒化合物,反滲透技術幾乎可除去各種雜質。隨著孔徑的逐漸縮小,技術含量不斷提升。

    膜過濾圖譜及應用場景

    數據來源:公開資料整理

    反滲透和納濾膜產品市占率提升空間大。在膜法水處理領域,技術含量最高的是膜元件環節。膜元件可細分為兩個部分:一是反滲透和納濾膜,二是微濾和超濾膜。近年,超濾膜、微濾膜產品市場規模快速增長,2016年市場規模達到130億元,占水處理膜市場比重高達74.29%,反滲透膜和納濾膜產品市場規模為45億元,市場占比僅為25.71%。作為膜法水處理領域技術難度最大的反滲透膜,國內市場各品牌競爭激烈,市場主要掌握在國外知名品牌手里,而微濾和超濾膜國產化率已達70%以上。

    我國反滲透膜市場被國外企業占據。從國內反滲透膜市場競爭格局數據來看,市場主要被陶氏化學、日東電工、日本東麗、時代沃頓、韓國熊津、GE、科氏等7家企業瓜分,僅美國陶氏和日本電工就占據了一半以上的市場份額,中國反滲透膜生產企業時代沃頓,市場占有率約為10%,反滲透膜國產化率低。我國反滲透膜行業市場集中度高,主要因為反滲透膜生產技術壁壘高,中小企業研發實力較弱,資金實力較差,進入反滲透膜生產領域的難度較大。目前反滲透膜行業毛利率約50%,高利潤將會促使現有的企業進行規模擴張,吸引更多的資本和企業進入。目前我國具有自主研發實力的企業僅有時代沃頓、碧水源、津膜科技等幾家。

    2016年中國水處理膜細分產品占比

    數據來源:公開資料整理

    中國反滲透膜企業市場競爭格局

    數據來源:公開資料整理

    膜產業市場空間廣闊。2011-2016年,我國膜產業的年均增速保持在27%以上,2016年市場規模突破1400億元。據測算,未來幾年我國膜產業仍將保持兩位數以上的增幅,到2023年,我國膜產業產值將接近4000億元,市場前景十分廣闊。

中國膜產業市場規模預測(億元)

數據來源:公開資料整理

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國水處理設備行業市場分析預測及投資方向研究報告

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