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垃圾焚烧发电产业投资地图 (2020年版)上篇

  北极星固废网讯:前言:城市生活垃圾是指城市居民在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物及法律、法规规定视为生活垃圾的固体废物。按照成分构成、属性、利用价值以及对环境的影响,生活垃圾一般分为有机垃圾、有害垃圾、可回收利用垃圾、其他垃圾四类。

  垃圾焚烧发电产业投资地图(2020年版)分为(上)、(下)两篇,本篇主要内容为行业简介及需求侧分析。

  城市生活垃圾是指城市居民在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物及法律、法规规定视为生活垃圾的固体废物。按照成分构成、属性、利用价值以及对环境的影响,生活垃圾一般分为有机垃圾、有害垃圾、可回收利用垃圾、其他垃圾四类。

  城市生活垃圾处理是对生活垃圾进行无害化、减量化处理以及资源化利用,目前生活垃圾的处理方式主要有卫生填埋、堆肥、焚烧、热解和综合利用(如生产有机肥料、建筑材料、供热和发电等。我国生活垃圾处理的发展格局是:填埋是主导但增长缓慢,焚烧则快速发展,堆肥呈萎缩状态。

  根据国家统计局数据,2018年,我国城市(含县城)生活垃圾无害化处理率达到98.9%其中,卫生填埋占比51.87%;焚烧处理占比45.13%;堆肥等其他方式占比仅为3%。

  垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理。其中:一是对燃烧值较高的进行高温焚烧(也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机物),在高温焚烧(产生的烟雾经过处理)中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生一种气体叫甲烷,也叫沼气,再经燃烧,把热能转化为蒸气。推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。

  层燃炉技术的主要特点是无需对入炉垃圾进行分拣、筛选、破碎等预处理,利用活动炉排的机械运动就可实现对垃圾的搅动和混合,确保垃圾能与空气充分接触而受热和混合均匀,及时避免因垃圾入炉后遭遇强热而发生表面固化,影响垃圾内部的传热与气体流动,导致垃圾燃烧时间延长和不完全燃烧的情况出现。通过在炉排上进行垃圾干燥、着火、燃烧、燃烬等过程控制,有着较高的处理效率,其中垃圾层分布较为均匀,燃烧较稳定和完全,飞灰量较少,减少了污染物的排放和对环境的污染影响。该技术技术成熟、可靠,是目前使用最为广泛的垃圾焚烧炉技术。但其也存在对炉排材质、加工精度和控制要求较高,炉温不易控制,难以在炉内脱除有害物质,整体投资成本较高,经济性较差,后期维护检修工作量大等缺点。

  通常情况下,回转炉技术包括废弃物存储、进料、炉体、余热回收、二次污染控制等部分。炉身为微倾斜的、低速转动的圆筒,垃圾由高处进入,在圆筒中翻转与燃烧,垃圾燃烧完后的残渣通过圆筒下端排出。

  回转炉主要有两种结构,水冷壁式与耐火砖衬式。其中,水冷壁式是由水冷壁管逐渐向转筒附近排列,利用对燃烧之后产生的热量吸收,达到降低筒体内温度的目的。通常在筒体下端设置相应的风室,空气从底部穿过有孔钢板进入炉内,并通过圆筒旋转与燃烧物均匀的混合,使垃圾完全燃烧。耐火砖衬式则是滚筒内壁可对热量进行存储,在燃烧过程中温度相对较高,但在筒体一端进入空气时,筒体中心区域会形成空气过剩现象,不能确保筒体内部具有较为充足的空气支持燃烧,且其由于筒体尺寸、重量、惯性相对较大,转速相对较小,筒体内的垃圾搅拌与翻转不充分,无法与中心空气均匀混合,造成大量垃圾未燃烧完全,其垃圾燃烧速度与效果与水冷壁式相比也存在一定的差异。

  回转炉技术的特点为燃料适应性广,可焚烧不同性质的废弃物,可长时间连续运行。但其对焚烧低热值、高水分的垃圾有一定的难度,且垃圾处理量较小,热效率较低,辅助燃料消耗量大,排出气体温度低,占地面积大,多应用于焚烧医疗垃圾或危险废弃物。

  流化床技术因垃圾在高速气流的驱动下在炉膛内悬浮沸腾,与空气接触充分,燃烧效果较好,负荷调节范围较广,燃烧过程较为稳定。燃料适应性强,燃烧彻底,能有效减少垃圾容量和控制污染物的排放。但因其对垃圾的分拣、筛选和破损等预处理要求较严格,且燃烧过程中需掺烧一定比例的燃煤,造成烟气中粉尘和飞灰量较高,导致后续除尘器负担加重,处理费用增加等原因,限制了该技术在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。

  垃圾热解气化技术的基本原理是在无氧或缺氧条件下,在热解气化装置中对垃圾加热蒸馏使其有机物裂解,转化为固体焦炭、可燃油和可燃气体,可燃油和可燃气体可用于余热锅炉燃烧进行热量回收利用。一般包括加热干燥、热解气化、残炭燃烧、可燃气燃烧等过程。

  该技术是近10年研制出来的新型垃圾焚烧处理技术,具有设备结构简单、安全、效率高、投资低,能有效控制垃圾处理过程中的二次污染,对环境更安全等特点,具有广阔的发展前景。但也由于其设备处理能力较小,无助燃物时燃烧不稳定,热量回收率低及不能适应高水分、低热值垃圾的处理,因此垃圾热解气化焚烧炉技术在我国广泛应用还较困难。1.3 行业特点

  从垃圾焚烧产能角度看,浙江、江苏、广东三省垃圾焚烧产能超过3万吨/日,甘肃、贵州、内蒙古、辽宁、陕西、宁夏、新疆、江西8省垃圾焚烧产能不足3000吨/日,而青海和西藏更是尚无垃圾焚烧项目。而从北京、上海、深圳甚至天津等大城市的生活垃圾处置能力来看,目前焚烧占比约40%,随着早期填埋场的满产及土地资源的稀缺,大型城市生活垃圾焚烧处置将是大势所趋。

  垃圾焚烧发电项目大多采取BOT、BOO、PPP等运营模式,一般在项目建设期通过SPV公司进行项目配套融资,商业模式属性导致垃圾焚烧行业具有天然的重资产属性。

  同时必须有政府许可的特许经营权方可运营。特许经营权为30年,其中2年建设期,28年运营期。

  原材料供应稳定:一般企业采购原材料,需要付出成本购买,而垃圾处理的上游原材料不需要采购不需成本,由政府免费提供,还能收取垃圾处理费,垃圾焚烧后还能用来发电,享受上网电价。

  垃圾焚烧运营收入包括垃圾处理收入和上网电费收入,前者占比20-30%,后者为70-80%。

  按照2012年国家发改委发布的《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》提出,现行垃圾焚烧上网电价大致由三部分构成:当地脱硫燃煤机组标杆上网电价、省级电网负担及可再生能源补贴。

  每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元。对于高出当地脱硫燃煤机组标杆上网电价而言,则强化地方财政与可再生能源予以双重支撑。其中,当地省级电网负担每千瓦时0.1元。据此估算,垃圾焚烧发电企业逾七成收入来源于发电补贴。

  1)垃圾处理量:与垃圾产能规模有关,尤其是城镇化发展及政策支持,例如垃圾焚烧占比提升。

  2)垃圾处理费:垃圾处理服务费单价为60-80元/吨,这主要是由项目竞标决定,即与政府关系如何是关键点。

  这部分主要包括由上网发电量和上网电价组成,其中,上网发电量由装机容量和利用小时数决定。

  根据上图,每1吨垃圾产生的257元收入中,政府补贴占了总收入的6成左右,其中,处理费收入和省补及国补收入分别各占3成。最后就是市场化占比为4成。所以,一旦政府补贴取消了,对整个行业来说是致命的打击。

  由于生活垃圾焚烧发电行业目前适用企业所得税“三免三减半”、电力销售收入增值税即征即退、垃圾处理费增值税即征即退70%等优惠政策。税收政策的优惠虽不直接作为企业的收入来源,但较低的税率水平能够减轻企业负担,促进企业整体发展。

  通过对垃圾焚烧项目进行敏感性测试,项目NPV影响因素由大到小依次为:单位投资额单位垃圾上网电量特许经营期限垃圾处置费。单位投资额对于项目NPV影响最大,建设期成本管控对于项目整体估值影响最大;其次为单位垃圾上网电量,受到垃圾热值、焚烧设备效率、自用电比例等因素影响;其次为特许经营年限;最后为垃圾处置费。

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