2.2 行业经营状况及主要(骨干)企业发展情况
2013年“大气十条”颁布实施后,VOCs治理产业得到了快速发展,特别是近三年(2015~2017年)来呈现出爆发式增长趋势,从事VOCs治理、检测和服务(咨询、培训和运营服务)的企业大量涌现。据不完全统计,2015年全国从事VOCs治理相关的企业在800家以上,2017年预计在2000家以上。
(1)部分骨干企业得到了快速发展。在VOCs治理行业,2015年之前产值在5000万元以上的企业就算是规模较大的企业,预计约为60家;2015年以后得到了快速的发展,到2017年产值在5000万元以上的企业预计发展到200家以上。其中,产值超过1亿的企业预计约为50家,产值超过2亿的预计在20家以上。其中,一些具有核心技术的企业,主要包括焚烧技术(RTO、TO等)、催化燃烧技术(RCO、CO)、吸附回收技术、吸附浓缩技术、生物技术等发展速度最快,这部分企业是目前我国VOCs治理的主力。由于VOCs治理行业正处于快速发展时期,虽然企业数量众多,但尚未形成具有显著影响力的龙头企业,一些较大型的企业(产值在亿元以上的企业)处于齐头并进的发展阶段。
(2)2015年以后部分后起的企业也有了快速的发展。这部分企业主要是从污水治理、固废处置、除尘、脱硫脱硝和废气检测等环保领域转行到VOCs治理领域,依托其较强的市场开拓能力和融资能力,通过企业兼并、人才引进和技术引进等措施,发展速度普遍高于单一从事VOCs治理的企业。此外,还有部分是通过技术引进等近年来新成立的企业。在以上超过亿元产值的企业中,约有1/3的企业为2015年开始起步的新企业,有部分企业的产值甚至超过了3亿元,表现出明显的后发优势。
(3)由于近年来VOCs治理行业市场需求旺盛,涌现出了数量众多从事低端治理技术的小型企业,如采用一次性活性炭吸附装置、简易的光催化/光氧化装置等进行治理的企业,占了目前VOCs治理企业的很大部分。大部分新成立的小型企业没有核心技术、设备加工能力和工程施工能力,仅以设备购置、代销为主。前几年在市场需求上升、监管不到位的情况下,该类企业数量猛增,发展很快。2017年开展环保督查后,由于此类治理设施存在运行不稳定、达标排放困难的问题,相关技术的应用受到很多限制。目前此类企业发展遇到了较大的困难,盈利能力有限。
(4)从事VOCs检/监测的企业发展迅速。一些大型的环境监测企业,包括一些上市公司近年来纷纷拓展了VOCs检测业务,并逐渐发展成为主营业务之一。随着各地VOCs排放在线监测要求的实施,从事在线监测设备生产的企业在2017年得到了快速的发展。此外,一些小型的从事VOCs检测的公司近年来大量涌现,低端产品的企业竞争日趋激烈。
3 行业技术发展进展
由于市场需求巨大,近年来我国VOCs治理技术得到了快速发展。主流治理技术,如吸附技术、焚烧技术、催化技术不断发展和完善,生物治理技术的适用范围不断拓宽,一些新的治理技术,如常温催化氧化技术、低温等离子体技术、光解技术、光催化技术等也在不断地完善过程中。
3.1 吸附回收技术
在有机废气治理领域,溶剂回收往往具有很好的经济效益,很多行业的VOCs治理涉及到溶剂吸附回收技术。如油气回收、包装印刷、石油化工、化学化工、原料药制造、涂布等领域和行业。从吸附工艺来讲,低压水蒸汽脱附再生技术依然是主流技术,工艺得到了不断的完善;近年来快速发展的氮气保护再生新工艺,避免了水蒸汽的使用,减轻了回收溶剂的提纯费用,并提高了设备安全性,在包装印刷行业的应用最为广泛。此外,采用真空(降压)解吸的再生技术在高浓度的油气回收和储运过程中的溶剂回收领域也得到了大量应用。
随着吸附回收技术的发展,开发应用了一些新型的吸附材料。如油气回收用的中孔活性炭材料,目前国内企业能够生产,技术指标基本达到了国外的水平,并已经开始在油气回收行业使用;树脂基的吸附材料在诸如丙酮回收等领域也已得到应用,其技术指标超过了普通活性炭的水平;新型的活性碳纤维,如聚丙烯腈基、酚醛树脂基活性碳纤维也在研究开发中。
3.2 吸附浓缩技术
在大部分的工业行业中,VOCs是以低浓度、大风量的形式排放,为了降低治理费用,通常是利用吸附材料首先对低浓度废气进行吸附浓缩,然后再进行冷凝回收、催化燃烧或高温焚烧处理。吸附浓缩技术的应用,近年来发展迅速,特别是以沸石(分子筛)为吸附材料的旋转式吸附浓缩技术(盘式转轮和立式转塔,采用多种类型的硅铝分子筛配伍作为吸附剂)已成为很多行业低浓度VOCs治理的主流技术。该技术净化效率高,尾气排放浓度稳定,采用高温热气流再生时安全性好,是目前诸如汽车制造等喷涂行业的最佳可行治理技术,应用范围非常广泛。
3.3 饱和活性炭集中再生技术
在诸如喷涂(如4S店喷涂)、印刷(包装印刷和书刊印刷)、化工、制药等行业,存在大量分散的小型VOCs排放企业,VOCs的排放量小、排放浓度低,但不能达到目前逐步严格的排放标准要求,这些企业的污染控制是目前VOCs治理中的一个难题。活性炭吸附技术是简单易行、低成本的治理技术,也是目前这些企业首选的治理技术。但目前碰到的难题是,对单个企业建立相应的活性炭再生系统费用高,小企业往往难以承担;如果采用更换活性炭的方式,由于吸附了有机物的活性炭是作为危险废物进行管理的,处置活性炭的费用较高,企业同样承担不起。因此,虽然大量的排污企业安装了活性炭吸附装置,但是因为成本问题,在缺乏监管的情况下,吸附装置实际上成为摆设。各地环保管理部门已经逐步认识到了这个问题,为了减轻单个企业的治理费用,采用集中收集吸附饱和的活性炭,建立统一的活性炭异位(地)再生平台,是目前最为可行且成本较低的一种治理模式。
该模式在VOCs排放集中的区域/城市/工业园区中得到了各地管理部门的极大重视,目前已在山东、河北和江苏等省地建立了活性炭集中再生基地,每个再生基地的活性炭年再生量都达到几万吨,很好地解决了分散吸附后活性炭的循环利用问题,被认为是工业园区(如化工园区、制药园区、纺织印染园区)等中小企业集中区域VOCs治理的一个可行的低成本的解决办法。
3.4 回收溶剂集中提纯利用技术
在很多行业中(如包装印刷、服装涂布整理、化工、制药、锂电池生产、化纤生产等行业)溶剂的使用量大,进行溶剂回收具有很好的经济效益。但回收的溶剂往往是混合溶剂,或者含水量高,或者存在溶剂变质的问题,在大多数情况下不能直接回用于生产,需要进行精馏提纯以提高回收溶剂的价值。依靠单个企业建立溶剂提纯装置费用较高,企业难以承受。在企业集中的地区,如各类工业园区,由政府部门出面组织,引入第三方运营机制,建立统一的溶剂提纯回收中心,可以大大降低企业的负担。目前已经有锂电池行业、服装涂布行业、包装印刷行业等采用该模式进行VOCs的综合治理,并取得了很好的治理效果。随着目前各地对工业园区综合治理规划的实施,预计该模式将会进一步得到推广。
3.5 蓄热式(催化)燃烧技术
催化燃烧技术和高温焚烧技术是目前VOCs治理的主流技术之一。传统的催化燃烧技术和高温焚烧技术由于换热效率低,当废气中有机物浓度较低时需要大量能耗,治理设备运行费用高。为了提高热利用效率,降低设备的运行费用,近年来蓄热式热力焚烧技术(RTO)和蓄热式催化燃烧技术(RCO)得到了广泛应用,技术水平也得到了很大提升。蓄热系统是使用具有高热容量的陶瓷蓄热体,采用直接换热的方法将燃烧尾气中的热量蓄积在蓄热体中,高温蓄热体直接加热待处理废气,换热效率可达到90%以上,而传统的间接换热器的换热效率一般在50%~70%。蓄热式(催化)燃烧技术的发展,大大拓宽了催化燃烧技术和高温焚烧技术的应用范围,可以在较低浓度下使用,并在很多行业中逐步替代了传统的(催化)燃烧技术(特别是在低浓度范围的VOCs废气治理),近年来得到了大量推广应用。
3.6 生物净化技术
生物法最早应用于废气脱臭。近年来随着对有机污染物治理技术的研究不断深入,生物法逐步被应用于有机污染物的治理领域。生物法具有设备简单,投资及运行费用低,无二次污染等优点。但由于生物法对有机污染物的降解速率较低,只适用于净化低浓度的有机废气。此外,生物菌种对有机物的降解具有专一性,只适合于易生物降解的有机物的净化,普适性较差。由于具有绿色环保和处理费用较低等优点,近年来生物法处理有机废气的研究工作进展很快,各种生物菌剂和新的生物填料的开发不断取得突破,除了在除臭领域的应用外,近年来逐步拓展到酮类、醛类、酯类等多种类型的有机物的净化(在低浓度情况下使用),已经成为某些行业有机废气(特别是恶臭气体)治理的主要技术之一,适用范围不断拓宽。
3.7 常温催化氧化技术
长期以来,研究工作者一直在寻求一种能够在常温下将有机物进行氧化的方法,近年来在常温氧化催化剂方面的开发取得了较大进展,常温催化剂在臭氧辅助下可以促进大部分异味化合物的分解,净化效率高,近年来在制药、农药、化工、工业废水处理尾气等行业得到了较多应用。此外,采用低温等离子体和贵金属氧化催化剂的复合净化技术也取得了一定的进展,前端低温等离子体产生的O3、?OH等氧化剂和后端的贵金属催化剂在常温下进行催化氧化,净化效率比单一的催化剂有了大幅度提高。
3.8 组合净化技术
VOCs治理的难点在于成分极其复杂,不同类型的化合物性质各异,在大多数行业中所产生的VOCs又是以混合物的形式排放。因此采用单一的治理技术往往难以达到预期的治理效果,在经济上也不合理,通常情况下需要采用多种治理技术的组合治理工艺。因此近年来各种组合治理工艺发展迅速,如吸附浓缩+催化燃烧技术、吸附浓缩+高温焚烧技术、吸附浓缩+吸收技术、低温等离子体+吸收技术、低温等离子体+催化技术等。采用组合治理技术,从净化效果上考虑是为了实现污染物的达标排放,从成本上则可以降低治理费用,以最低的代价实现治理效果。从目前的治理实践来看,大部分行业中的VOCs治理都需要采用组合技术,有些行业甚至需要采用两种以上的组合技术才能达到预期的治理效果。
4 市场特点及重要动态
“大气十条”实施以来,我国VOCs治理市场开始启动,但由于涉及到VOCs污染控制的相关政策、法规和管理制度体系不健全,前期大部分涉VOCs污染企业尚在观望中,整体推进速度较慢。2016年开始环保督查,2017年在全国范围全面启动督查行动,大量涉及VOCs排放的企业被关停并转,VOCs的治理市场开始爆发。在VOCs治理领域,2017年是政府监管、企业跟进、各方协作、全面提升的一年。VOCs的减排和污染防治工作涉及到产业结构调整、清洁生产水平提升、末端治理设施建设和检测/监测/监管能力的提升等方面。2017年VOCs的治理市场特点及动态主要体现在以下方面。
4.1 源头减排工作开始全面推进
在很多行业首先是提高清洁生产水平,从源头上实现VOCs的减排。涉及到对企业的提质改造,包括生产工艺、生产设备和原材料的变更与改进。如汽车和家具生产行业喷涂生产线的改造,更换水性涂料和低VOCs含量的涂料;包装印刷行业复合与印刷生产工艺改进,更换水性油墨和水性胶黏剂等。从短期来看,生产工艺、生产设备改进投入大;但从长期来看,可以促进产业升级,提高企业的核心竞争力。由于目前我国很多行业尚处于粗放型生产阶段,源头减排的潜力巨大,由此催生的环保型原材料,如涂料、油墨、胶黏剂、清洗剂等的市场需求巨大。
在过去三年,北京、上海、深圳、江苏等省市纷纷制定了汽车、家具、包装印刷等行业环保型涂料、油墨、胶黏剂替代计划。首个京津冀区域环境保护标准《建筑类涂料与胶黏剂挥发性有机化合物含量限值标准》(DB 11/3005-2017)颁布实施,深圳市出台了《生产、生活类产品挥发性有机物含量限值》《家具成品及原辅料中有害物质限量》等标准,在家具产品制造过程将全面禁止使用溶剂型涂料、胶黏剂等。另外在集装箱制造行业启动了行业自律行动,开始全面推动水性涂料的使用;包装印刷行业开始大力推进无溶剂复合工艺等。
4.2 末端治理市场开始爆发,治理任务繁重
据不完全统计,VOCs排放所涉及的行业至少在120个以上(按照工业行业分类表进行统计),其中年排放量超过1万吨以上的行业有50个以上,有的行业如包装印刷行业甚至超过100万吨,大量的污染源需要进行末端治理。除了工业源以外,尚有大量的生活源,如餐饮油烟、汽车维修(4S店)、加油站、垃圾转运与处理等所产生的VOCs和异味源也需要进行治理。随着政策法规的不断完善和排放标准体系陆续颁布实施,特别是环保督查行动的开展,污染源的治理力度不断加强,治理市场在2016~2017年开始爆发。之前还在观望的企业已经没有退路,开始实施末端治理;之前应付式的末端治理设施难以实现稳定的达标排放,通过督查开始进行提标改造。由此催生了大量的工程公司介入到VOCs治理行业,具有成熟技术的工程公司近年来得到了快速发展。
4.3 VOCs检/监测市场快速发展
VOCs的种类多(最常见的有200多种),涉及的行业和企业数量多,排放条件复杂,监管非常困难,检/监测已经成为目前制约VOCs治理的一个关键问题,VOCs检/监测市场需求巨大。
VOCs检/监测市场主要包括:
1)对污染源的常规检测。污染源的常规检测主要是为污染治理设备的选择与建设提供基础数据,也是为环境保护部门的执法服务。在石化与化工行业,对于无组织排放的泄漏检测与修复(LDAR技术)工作目前已在全国范围内展开,通常都是由第三方负责完成,目前已经有大量的第三方服务公司在从事检测服务工作,由于检测项目多,通常检测周期较长,检测费用高。2)污染源的在线监测装置。为了对污染源进行有效的监管,工业固定源(特别是较大型的污染源)的在线监测是目前的一个发展趋势。目前天津市和上海市已经明确规定了VOCs污染源的在线监测要求,其他地区在实际操作过程中也已经增加了在线监测的要求。对于一般污染源,可以只考虑非甲烷总烃的检测,检测设备费用较低,约需要20万元;但对于苯系物等控制要求较高的污染因子,除了对非甲烷总烃的检测要求外,还需要对特征污染因子进行检测,检测设备的投入较高,可能需要50万~100万元。考虑到VOCs污染源的数量众多,在线监测设备的需求量非常大。3)环境空气质量监测站点的建设。之前大部分地区在进行环境空气质量监测站点的建设时未考虑VOCs的检测,增加总VOCs和非甲烷总烃检测项目,需要对检测装置进行升级改造,增加相应的检测设备。为了更好地管控区域空气质量,目前在制造业园区(化工园区)开始建设或增加监测站点或移动式检测装置,对VOCs检/监测设备的需求量非常大。涉及VOCs检/监测的上市公司有盈峰环境、聚光科技、河北先河、首创博桑、中绿环保、雪迪龙、三希科技等,将迎来业绩的持续提升。
4.4 VOCs治理第三方服务市场得到发展
由于我国VOCs治理工作起步较晚,相对于废水治理较成熟的第三方运营服务, VOCs治理第三方服务市场目前尚在培育过程中。目前的国家政策也提倡由第三方运营服务,由第三方负责运营可以更好地保障运行效果,第三方运营服务将会成为今后VOCs治理的一个发展趋势。
(1)VOCs治理的咨询和培训业务近年来逐渐兴起。VOCs的治理技术体系非常复杂,治理技术的合理选择是困扰业主单位的一个主要问题。很多企业由于技术选择不当,治理效果达不到预期要求,造成重复投资的问题非常突出。VOCs治理的咨询和培训业务主要是为企业提供系统解决方案,以及为政府部门的VOCs治理进行总体规划/策划等。
(2) 治理设施的第三方运营服务市场潜力巨大。通常VOCs治理设施的运营专业性要求很高,业主单位缺乏相应的运营经验。此外,在VOCs排放集中的区域/园区中VOCs的集中治理,如溶剂的集中提纯回收、活性炭的集中再生等,涉及到溶剂提纯基地和活性炭再生基地的建设,也需要由第三方来负责管理和运行。
(3)随着环境监管要求越来越严,检/监测服务市场得到迅速发展。政府不具备相应的检/监测人员和技术条件,政府购买服务、第三方公司负责检/监测数据等新模式将是环境治理的新方向。通过明确政府、污染企业和第三方公司等各方责权利关系,使污染治理监管各取所需,共同营造良性发展环境,以促成社会经济环境的协调发展。
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