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中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析

2019-08-10 17:25:17 321

一、我们从不缺少水,只是缺少干净水

 

(一)从净水-污水,水始终存在

 

    水是生产、生活不可或缺的重要资源,随着全国乃至全球范围的资源性缺水和水质性缺水地区不断扩大,如何合理利用与有效保护水资源已成为制约社会、经济发展的重要因素,在此背景下,一个“水务市场”正在形成,与之伴生的是“水务业”,即由城市原水、供水、排水、污水处理与回用构成的产业链。

 

但是,从下图水务行业的产业链条中我们却可以看到,整个产业链条是一个水循环流转的闭环,从原水到自来水、再到自来水供应客户、后排入污水处理厂、最后处理完成后再进入自然水体,水是始终存在的物质。

 

水务行业产业链条

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图1)

数据来源:公开资料整理

 

而且,从量上来看,城镇污水的排放量与自来水的供应量也是基本匹配的。下图2为我国2004-2016年间我国城市年供水总量与年污水处理总量(预估)的比较。我们按照每年污水处理能力95%的负荷使用率估算得到每年的污水处理量,可以看到,早期由于污水处理率还处于较低水平,我国城市年污水处理量与供水总量间存在较大差距,而随着污水处理率地不断提高,2016年,我国城市年污水处理总量与城市供水总量相当,因此,单纯从量上来看,由于水的闭环流转,城市供用水的总量应是不缺的。

 

 2004-2016年城市年供水量与年污水处理量比较

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图2)

数据来源:公开资料整理

 

2、缺水的重要原因在于水闭环流转中从净水到污水的水质变化

 

    既然在水闭环流转过程中,水始终存在,那么,我们所感受的缺水从何而来呢?事实上,虽然水始终存在,但是,在闭环流转的过程中,水质却发生了变化,水从最初可作为生活饮用水水源的地表Ⅱ~Ⅲ类,变为污水,即使经过污水处理厂处理,按我国目前大部分污水处理厂的处理标准,仅达到污水处理一级A标,水质标准远低于可作为自来水厂水源的地表Ⅲ类水。具体可参见下图3中水循环流转过程中的水质变化过程。

 

带水质区分的水务产业链图

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图3)

数据来源:公开资料整理

 

    而不同水质的差别较大,使用范围也不同。我国的地表水环境质量标准中依据地表水水域环境功能和保护目标,将地表水按功能高低依次划分为五类:Ⅰ类:主要适用于源头水、国家自然保护区;Ⅱ类:主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等;Ⅲ类:主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通到、水产养殖区等渔业水域及游泳区;Ⅳ类:主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;Ⅴ类:主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

 

    可以看到,只有水质标准在地表Ⅲ类水以上的干净水,才可作为集中式生活饮用水源地(即自来水厂水源地)。而自来水厂在原水基础上,生产出自来水需符合生活饮用水卫生标准共106项指标。自来水经过居民或企业使用后,产生污水,目前,我国污水处理厂处理后出水大多达到一级A表,从标准数值上来看,远低于地表Ⅲ类水质。

 

国家污水处理及地表水环境质量部分标准

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图4)

数据来源:公开资料整理

 

    正是因为从净水到污水的水质变化,使得水循环闭环无法真正实现,缺水由此而来。因此,我们缺少的不是水,而是可达到地表Ⅲ类水以上标准,可作为自来水厂水源的干净水。

 

    3、若实现“污水变净水”,则可形成水循环闭环,解决缺水问题

 

    正由于我们真正缺少的是干净水,因此,若在最后污水处理厂的环节,可以将污水变为地表Ⅲ类水以上标准的净水,则水循环闭环可以真正形成,缺水的问题也由此解决。

 

    污水变净水形成的水循环闭环

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图5)

数据来源:公开资料整理

 

    3、水资源有价,水资源费上调,新水源开发意义更凸显

 

    近年来,随着水资源总量的逐渐稀缺,水资源价值也越来越被关注,对应水资源费也逐渐上调。而在水资源紧张形势下,新水源开发工艺的意义也将日渐凸显。目前,国内最终水价基本由三部分构成:资源水价(水资源费)、工程水价(工程水费)和环境水价(污水处理费)。

 

    资源水价:即水资源费。国家是水资源的产权所有者,用水者取用水资源要缴纳水资源费,体现了水资源的产权价值;同时,国家在水资源管理过程中投入了必要的成本,以水资源费的形式向用水者收取,体现了水资源的劳动价值。

 

    工程水价:即制水供水费用。生产者缴纳水资源费取得水权之后,进行必要的劳动投入以产品水的形式向其他用水部门出售,进一步体现了水资源的劳动价值。

 

    环境水价:即污水处理费。用水过程将产生外部性影响,国家作为管理者要使这种外部性影响内部化,引导企业对污水进行处理,并向用水者收取排污补偿,体现了水资源的补偿价值。

 

    水价的构成,也在一定程度表征了城市水业成本体系逐步完善的过程:在城市化初期,水价的内容仅限于城市从自然中取水、净化、输送和排放的成本与收益,也就是传统意义上的城市供水价格;

 

    当城市污水的排放对自然的影响超出了自然水体的自净能力,水价中加入了污水处理和环境补偿的费用,也就是传统意义上的城市污水处理费和排污费;当城市就近水源不能满足城市发展的总量需求,远距离调水甚至跨流域调水的成本进入水价,形成“水利工程供水价格”;当水资源总量稀缺,不能满足“以需定供”的水资源配给方式,水资源开始有价,并且以成本形式进入水价,形成“水资源费”。

 

我国水价的构成

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图6)

数据来源:公开资料整理

 

我国水价的构成与水务产业链不同环节的对应

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图7)

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    从水价的构成及其对应水务产业链工艺部分可以看出,碧水源的双膜法工艺,将污水净化为地表Ⅱ类水,实际实现了污水处理、原水制作、甚至到自来水制作的全过程,实现了水资源再生,其成本可对应污水处理费、工程水费、水资源费三部分价格,而从未来趋势来看,三部分水费的价格都将呈现上升趋势,尤其是“十二五”以来水资源费的改革推进和上调,更凸显了碧水源新水源开发工艺在未来的价值和意义。

 

    20131月,国家发展改革委、财政部、水利部等三部委联合发出通知,要求各地积极推进水资源费改革,到2015年末大幅提高地下水水资源费平均征收标准。同时,发改委明确公布了各地“十二五”末各地区水资源费最低征收标准。具体来看,发改委公布的“十二五”末各地区水资源费最低征收标准中,北京和天津市的地表水水资源费平均征收标准为1.6/立方米,地下水水资源费平均征收标准为4/立方米,收费标准全国最高。而上海、安徽、福建、江西等13个省市地表水和地下水的最低征收标准最低,分别为0.1/立方米和0.2/立方米。

 

    发改委称,最低标准综合考虑了当地水资源状况、经济发展水平、社会承受能力以及不同产业和行业取用水的差别特点。各地要积极推进水资源费改革,结合水利工程供水价格、城市供水价格、污水处理费改革进展情况,合理确定每个五年规划本地区水资源费征收标准计划调整目标。

 

    通知还明确指出,鼓励水资源回收利用,采矿排水(疏干排水)由本企业回收利用的,其水资源费征收标准可从低征收,对取用污水处理回用水免征水资源费。

 

    此外,对超计划或者超定额取水制定惩罚性征收标准。除水力发电、城市供水企业取水外,各取水单位或个人超计划或者超定额取水实行累进收取水资源费。由流域管理机构审批取水的中央直属和跨省、自治区、直辖市水利工程超计划或者超定额取水的,超出计划或定额不足20%的水量部分,在原标准基础上加一倍征收;超出计划或定额20%及以上、不足40%的水量部分,在原标准基础上加两倍征收;超出计划或定额40%及以上水量部分,在原标准基础上加三倍征收。其他超计划或者超定额取水的,具体比例和加收标准由各省、自治区、直辖市物价、财政、水利部门制定。由政府制定商品或服务价格的,经营者超计划或者超定额取水缴纳的水资源费不计入商品或服务定价成本。

 

“十二五”末各地区水资源费最低征收标准(单位:元/立方米)

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图8)

注:区域划分根据各地水资源状况、现行征收标准、经济发展水平、社会承受能力以及南水北调受水区等因素综合确定。

 

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    二、流域治理+农村污水处理前景较好,膜技术优势显著

 

    1、流域治理和农村污水处理市场前景广阔

 

    流域污染情况依然严峻。国务院20154月颁布了《水污染防治行动计划》即“水十条”,这是我国环境保护领域的重大举措之一,对我国的环境保护、生态文明建设和美丽中国建设具有深远的意义。流域水环境综合治理是“水十条”的重要组成部分,“水十条”要求到2020年七大重点流域水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例达到70%,但目前部分重点流域治理情况依然严峻。2017年,全国地表水1940个水质断面(点位)中,不及Ⅲ类水质的点位占比为32.1%,仅同比下降0.1个百分点,其中,劣Ⅴ类161个,仍占比8.3%,同比下降0.3个百分点。

 

    2017年全国重点流域水质情况

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图9)

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    “十三五”流域环境治理市场空间约1.8万亿。流域水环境综合治理主要包括污水处理和提标改造、再生利用、污水管网建设和改造、河道水环境治理工程、岸线景观等工程。201612月,国务院出台《关于全面推行河长制的意见》,20176月,“河长制”被正式纳入新修订的《水污染防治法》,要求到2018年年底前完成由党政领导担任河长的“河长制”体系的建立,此项政策加强了河流流域管理与考核的相关性,提高了立法、执法、监管的力度,将河道治理提升到了新的高度。

 

    “十三五”流域水环境综合治理市场空间测算

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图10)

数据来源:公开资料整理

 

    农村污水处理率极低。2016年,我国城市和县城污水处理率已达90%左右,而农村污水处理率仅为20%,城乡差距较大,主要原因是农村污水处理厂规模小、初始投资大、布局分散、排放不稳定、收费机制不清晰等。根据“水十条”要求,到2020年新增完成13万个建制村,农村污水处理率提高到30%,将极大地推动农村污水处理进程。20172月,环保部和财政部发布了《农村环境综合整治“十三五”规划》,提出农村生活污水处理率大于等于60%,进一步细化了治理目标,我们认为未来3年农村污水处理市场将迎来快速发展阶段。

 

    市场空间超千亿。农村的生活污水处理设施建设,主要包括新增或改造的污水收集管网、集中式污水处理设施、分散式处理设施等。据测算,后“十三五”期间乡村污水处理市场空间将超千亿。

 

    城市、县城、农村污水处理情况

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图11)

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    2、膜技术优势明显,我国反渗透膜市场被国外企业占据

 

    水处理膜技术优势明显。目前我国应用较为广泛的污水处理技术包括传统沉淀技术、活性污泥技术、人工湿地技术、膜技术和磁分离水体净化技术等,这些技术分别适用于污水处理的不同领域或阶段。这几种技术中,活性污泥技术是最传统的水处理工艺,其应用范围最广,将膜技术和活性污泥技术进行对比,膜技术具有出水水质好、水处理工艺简单、占地少、减少污泥产生量等优势。

 

膜技术优势明显

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图12)

数据来源:公开资料整理

 

    根据膜孔径的大小进行分类,包括深层过滤、微滤、超滤、纳滤和反渗透共五种,不同类型膜的孔径大小存在差异,微滤可去除悬浮物和细菌,超滤可分离大分子和病毒,纳滤可去除重金属和农药等有毒化合物,反渗透技术几乎可除去各种杂质。随着孔径的逐渐缩小,技术含量不断提升。

 

    膜过滤图谱及应用场景

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图13)

数据来源:公开资料整理

 

    反渗透和纳滤膜产品市占率提升空间大。在膜法水处理领域,技术含量最高的是膜元件环节。膜元件可细分为两个部分:一是反渗透和纳滤膜,二是微滤和超滤膜。近年,超滤膜、微滤膜产品市场规模快速增长,2016年市场规模达到130亿元,占水处理膜市场比重高达74.29%,反渗透膜和纳滤膜产品市场规模为45亿元,市场占比仅为25.71%。作为膜法水处理领域技术难度最大的反渗透膜,国内市场各品牌竞争激烈,市场主要掌握在国外知名品牌手里,而微滤和超滤膜国产化率已达70%以上。

 

    我国反渗透膜市场被国外企业占据。从国内反渗透膜市场竞争格局数据来看,市场主要被陶氏化学、日东电工、日本东丽、时代沃顿、韩国熊津、GE、科氏等7家企业瓜分,仅美国陶氏和日本电工就占据了一半以上的市场份额,中国反渗透膜生产企业时代沃顿,市场占有率约为10%,反渗透膜国产化率低。我国反渗透膜行业市场集中度高,主要因为反渗透膜生产技术壁垒高,中小企业研发实力较弱,资金实力较差,进入反渗透膜生产领域的难度较大。目前反渗透膜行业毛利率约50%,高利润将会促使现有的企业进行规模扩张,吸引更多的资本和企业进入。目前我国具有自主研发实力的企业仅有时代沃顿、碧水源、津膜科技等几家。

 

    2016年中国水处理膜细分产品占比

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图14)

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    中国反渗透膜企业市场竞争格局

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图15)

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    膜产业市场空间广阔。2011-2016年,我国膜产业的年均增速保持在27%以上,2016年市场规模突破1400亿元。据测算,未来几年我国膜产业仍将保持两位数以上的增幅,到2023年,我国膜产业产值将接近4000亿元,市场前景十分广阔。

 

中国膜产业市场规模预测(亿元)

 中国污水处理行业发展概况及市场发展前景分析(图16)

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      文章来源:中国产业信息网