VOCs監測與治理市場環境分析

1、行業發(fā)展概況

(1)VOCs及其危害概述

VOCs(Volatile Organic Compounds)指揮發(fā)性有機物,是造成(chéng)我國(guó)城市大氣污染的主要因素之一。關于VOCs的定義有多種(zhǒng)形式,例如美國(guó)ASTMD3960-98标準將(jiāng)VOCs定義爲任何能(néng)參加大氣光化學(xué)反應的有機化合物;美國(guó)聯邦環保署(EPA)將(jiāng)VOCs定義爲除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸铵外任何參加大氣光化學(xué)反應的碳化合物;世界衛生組織(WHO,1989)總揮發(fā)性有機化合物(Total Volatile Organic Compounds, TVOCs)的定義爲熔點低于室溫而沸點在50~260℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。在國(guó)内,國(guó)家标準GB/T18883-2002《室内空氣質量标準》中首次對(duì)總揮發(fā)性有機化合物(TVOCs)作出了定義:利用TenaxGC和TenaxTA采樣(yàng),非極性色譜柱(極性指數小于10)進(jìn)行分析,保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機化合物。【VOC治理】

總體來講,VOCs包含各種(zhǒng)可于室溫下揮發(fā)的有機化合物,在一般的室内環境中有著(zhe)100種(zhǒng)以上的VOC,通常包括苯系物、酯類、醇類、酮類、醛類、烯烴、氯代烴、烷烴等。其中常見的有甲苯、二甲苯、對(duì)二氯苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛等。

VOCs的危害主要體現在影響空氣質量、危害身體健康、易燃易爆、破壞臭氧層等4個方面(miàn):(1)VOCs不僅是大氣的一次污染源,在有陽光照射時,VOCs還(hái)會與氮氧化物及其它懸浮化學(xué)物質發(fā)生一系列光化學(xué)反應,生成(chéng)臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯、醛類等光化學(xué)煙霧,造成(chéng)二次污染,并進(jìn)一步危害人的健康和植物生長(cháng)。某些二次有機物還(hái)容易通過(guò)成(chéng)核作用、凝結、氣粒分配等過(guò)程形成(chéng)二次有機氣溶膠(SOA),造成(chéng)霧霾和PM2.5污染。(2)大多數VOCs有毒、有惡臭,會刺激人的眼睛和呼吸系統。部分揮發(fā)性有機物及其光化學(xué)産物對(duì)人體健康有直接影響,如苯系物、醛類等。這(zhè)些有毒有害揮發(fā)性有機物通過(guò)呼吸道(dào)、皮膚等進(jìn)入人體,導緻各種(zhǒng)急慢性健康問題,包括粘膜刺激、炎症、心肺疾病、癌症等。這(zhè)些污染物同時也會危害農作物的生長(cháng),甚至導緻農作物的死亡。(3)大多數VOCs都(dōu)易燃易爆,在高濃度排放時易釀成(chéng)爆炸。(4)部分VOCs可破壞臭氧層。

(2)VOCs來源簡介

VOCs的來源比較複雜,大體上可分爲自然源和人爲源。自然源要主要包括森林火災、火山噴發(fā)等非生物過(guò)程,和植被(bèi)、農作物呼吸、土壤微生物呼吸等生物排放,是世界範圍内烷烴等 VOCs的主要來源,目前屬于非人爲可控範圍。在我國(guó),人爲排放VOCs則成(chéng)爲主要污染源。研究顯示,中國(guó)年均VOCs自然源排放量達到1090萬噸,人爲源排放量達到1510萬噸——人爲源排放相較于自然源約高39%。VOCs人爲源排放量比較嚴重的區域集中在東部沿海地區,如北京、上海、廣州等地區,不僅對(duì)大氣環境造成(chéng)影響,還(hái)可能(néng)對(duì)人體健康産生潛在的危害。VOCs人爲源包括移動源和固定源,固定源中又包括生活源和工業源等。移動源是指汽車、輪船、飛機等各種(zhǒng)交通運輸工具的排放。【VOC廢氣處理】

生活源VOCs排放對(duì)象複雜,包括建築裝飾、油煙排放、垃圾焚燒、稭稈焚燒、服裝幹洗等等。工業源VOCs在人爲源排放中占比最大,所涉及的行業衆多,具有排放強度大、濃度高、污染物種(zhǒng)類多、持續時間長(cháng)等特點,對(duì)局部空氣質量的影響顯著。此外,除了一次排放,大氣中的部分揮發(fā)性有機物也來源于二次生成(chéng)。一次排放污染物在大氣化學(xué)反應過(guò)程中,被(bèi)氧化生成(chéng)醛、酮等含氧的揮發(fā)性有機物。

工業源VOCs包括四個産污環節:VOCs生産過(guò)程環節,VOCs産品的儲存、運輸和營銷環節,以VOCs爲原料的工藝過(guò)程環節和含 VOCs産品的使用過(guò)程環節。其中VOCs生産過(guò)程環節包括煉油與石化、有機化工等溶劑提煉或有機物産生的行業;儲存、運輸和營銷環節主要是油品、燃氣、有機溶劑的儲存、轉運、配送和銷售過(guò)程,以VOCs爲原料的工藝過(guò)程環節包括衆多行業,如塗料行業,合成(chéng)材料行業,食品飲料行業,膠粘劑生産行業,日用品行業,農用化學(xué)品行業和輪胎制造行業等;含VOCs産品的使用過(guò)程環節包括裝備制造業塗裝、半導體與電子設備制造、包裝印刷、醫藥化工、塑料和橡膠制品生産、人造革生産、人造闆生産、造紙行業、紡織行業、鋼鐵冶煉行業等等。因此,工業源VOCs治理的下遊行業範圍極爲廣泛,包括從産品生産到使用過(guò)程中能(néng)夠産生 VOCs的各個工業領域。

(3)工業源VOCs治理技術概述

工業源VOCs排放對(duì)于周邊大氣的污染影響最爲直接,且具有明顯的集中性,因此通過(guò)管控可以獲得較明顯改善。特别是工業源中的重點工業行業,因爲産生的VOCs占比較大,一般爲有組織排放,濃度高,易于收集和處理,且有較爲成(chéng)熟的治理技術,所以是 VOCs治理産業的重點發(fā)展方向(xiàng),也是當前VOCs治理企業最爲集中的領域。【VOC監測】

VOCs的控制技術基本分爲兩(liǎng)大類。第一類是預防性措施,以更換設備、改進(jìn)工藝技術、防止洩漏乃至消除 VOCs 排放爲主,這(zhè)是人們所期望的,但是以目前的技術水平,向(xiàng)環境中排放和洩露不同濃度的有機廢氣是不可避免的,這(zhè)時就必須采用第二類技術。第二類技術爲控制性措施,以末端治理爲主。末端控制技術包含兩(liǎng)類,即回收技術和銷毀技術。回收技術是通過(guò)物理的方法,改變溫度、壓力或采用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來富集分離有機污染物的方法,主要包括吸附技術、吸收技術、冷凝技術、膜分離技術、膜基吸收技術等。銷毀技術是通過(guò)化學(xué)或生化反應,用熱、光、催化劑或微生物等將(jiāng)有機化合物轉變成(chéng)爲二氧化碳和水等無毒害無機小分子化合物的方法,主要包括高溫焚燒、催化燃燒、生物技術、等離子體裂解(破壞)和光催化氧化技術等。

吸附技術、催化燃燒技術和熱力燃燒技術是傳統的有機廢氣治理技術,也是目前應用最爲廣泛的VOCs治理技術。吸收技術由于存在二次污染和安全性差等缺點,目前已經(jīng)不作爲主要處理方法。冷凝技術隻是在極高濃度下直接使用才有意義,通常作爲吸附技術或催化燃燒技術等的輔助手段使用。生物技術、等離子體裂解技術、光催化技術和膜分離技術是近幾年來逐步發(fā)展成(chéng)熟的新型治理技術,在各種(zhǒng)治理需求和治理環境下有著(zhe)不同的優劣勢,目前在國(guó)内處于小規模應用的快速發(fā)展階段。

由于VOCs的種(zhǒng)類繁多,性質各異,排放條件多樣(yàng),在不同的行業、不同的工藝條件下需要采用不同的VOCs實用治理技術。同時,條件的複雜性決定了單個回收技術或者銷毀技術因爲工藝處理氣體能(néng)力範圍的限制存在諸多不足,因而在實際應用當中,一般會采用幾種(zhǒng)技術工藝組合使用,應用比較廣泛的有:吸附——蒸汽脫附——冷凝回收法和吸附——催化燃燒法。随著(zhe)國(guó)内對(duì)VOCs治理要求的提高和各類新型治理技術的完善,新型技術、組合治理技術將(jiāng)成(chéng)爲未來VOCs治理的主要演進(jìn)方向(xiàng)。

2、有利因素

(1)大氣污染治理整體産業政策導向(xiàng)

近年來,我國(guó)大氣污染防治和環境保護的戰略地位不斷提升,相繼出台多項政策加大對(duì)大氣污染治理的支持。《“十三五”節能(néng)減排綜合工作方案》、《“十三五”生态環境保護規劃》、《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》和《大氣污染行動計劃》等奠定了大氣污染治理行業尤其是新被(bèi)列入重點污染物名單的 VOCs 治理行業高速增長(cháng)的基礎。國(guó)家通過(guò)産業政策引導,一方面(miàn)提出适時提高排污收費标準,將(jiāng)揮發(fā)性有機物納入排污費征收範圍,對(duì)能(néng)效、排污強度達到更高标準的先進(jìn)企業給予鼓勵;另一方面(miàn)提出大力培育節能(néng)環保産業:著(zhe)力把大氣污染治理的政策要求有效轉化爲節能(néng)環保産業發(fā)展的市場需求,促進(jìn)重大環保技術裝備、産品的創新開(kāi)發(fā)與産業化應用。擴大國(guó)内消費市場,積極支持新業态、新模式,培育一批具有國(guó)際競争力的大型節能(néng)環保企業,大幅增加大氣污染治理裝備、産品、服務産業産值,有效推動節能(néng)環保、新能(néng)源等戰略性新興産業發(fā)展。鼓勵民間資本和社會資本進(jìn)入大氣污染防治領域。國(guó)家産業政策導向(xiàng)支持是 VOCs治理行業持續健康發(fā)展的關鍵因素。

(2)民衆與社會整體環保觀念的提升

随著(zhe)國(guó)民經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高,民衆與社會對(duì)于生活的需求不再僅僅局限于物質生活方面(miàn)的富足,更加注重生活品質的提升,對(duì)健康環境的需求不斷提高。尤其是近年來核心城市持續霧霾、PM2.5爆表等大氣污染公共事(shì)件的不斷發(fā)酵,公衆的環保意識逐步增強,對(duì)于VOCs等具有長(cháng)期潛在危害的污染物的關注度不斷提升,倒逼相關行業和排放企業提高排放标準。社會公衆環保意識的增強及輿論監督力度的加強,有效地推動了企業的環保投資,促進(jìn)相關環保政策得到切實的貫徹執行。

(3)VOCs治理相關技術的發(fā)展

随著(zhe)我國(guó)對(duì)VOCs治理相關投入的加大,相關治理技術和工藝水平也快速提高,包括生物治理技術、等離子裂解技術、光催化技術、膜分離技術等新型治理技術以及各種(zhǒng)組合處理工藝在國(guó)内治理領域的應用日益成(chéng)熟,有效克服了VOCs成(chéng)分複雜、傳統方法治理難度較大等問題。同時,相關技術的進(jìn)步和商業應用的推廣有效降低了治理成(chéng)本,反過(guò)來推動了各類新技術在具體治理項目裡(lǐ)的應用。

(4)VOCs治理領域的市場空間巨大

相比傳統大氣污染治理集中在火電、石化等大化工、大能(néng)源領域,VOCs種(zhǒng)類繁多、排放行業多、排放源分散以及治理技術相對(duì)複雜的特點,恰恰是其未來巨大市場空間的保證。VOCs治理領域的廣泛性和分散性決定了行業在較長(cháng)時間内都(dōu)屬于“藍海”,同時工業源爲主的特點保障了單個項目規模的經(jīng)濟性,有利于市場機制在行業發(fā)展過(guò)程中充分發(fā)揮作用。

3、不利因素

(1)現時法規過(guò)時

雖然我國(guó)在産業政策上積極推動VOCs治理行業的發(fā)展,但其上位配套法規嚴重過(guò)時,空氣質量标準缺乏約束力,不适應現階段 VOCs 的治理需求。《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》作爲我國(guó)大氣污染防治的根本法律,由于頒布時間早,未形成(chéng)對(duì) VOCs 控制的明确要求。另外,在我國(guó)的環境質量标準中,《環境空氣質量标準》和《室内空氣質量标準》均未對(duì)空氣中揮發(fā)性有機物濃度進(jìn)行有力約束。現階段僅靠行政規劃、地方性政策和行業排放标準,無法形成(chéng)強制性、持續性的約束,在具體執行過(guò)程中易缺乏執行力度。因此,相關法規和國(guó)家标準亟待完善。

(2)行業标準有待進(jìn)一步完善

行業排放控制标準用來控制各行業VOCs污染物源的排放。目前,我國(guó)涉及VOCs的大氣污染物國(guó)家排放标準僅有不到10項,其中除了像惡臭氣體、瀝青煙和苯可溶物類似指标外,多數隻爲幾種(zhǒng)相關的個别 VOCs設定排放限制,難以從根本上限制 VOCs的排放總量。絕大多數涉及VOCs排放的行業還(hái)沒(méi)有适用的國(guó)家排放标準,特别是石油化工、有機化工、化學(xué)品制造、表面(miàn)塗裝、包裝印刷等。雖然部分省市爲滿足地方發(fā)展需要出台較爲嚴格的地方标準,但同樣(yàng)面(miàn)臨政策的持續性與強制力度問題,且大部分地方 VOCs的排放控制标準仍在制定當中。相關行業标準的進(jìn)一步完善是行業長(cháng)期持續發(fā)展的前提。

(3)行業内企業整體實力偏低,競争機制有待完善

相比傳統大氣污染治理領域,我國(guó)VOCs污染治理行業集中度較低,企業普遍規模較小,與發(fā)達國(guó)家同行比較,在運營規模、研發(fā)投入和技術方面(miàn)均存在較大差距,尚未形成(chéng)具有顯著優勢的龍頭企業,競争秩序較爲混亂。另一方面(miàn),VOCs治理行業競争主要體現在技術與服務上,但由于部分行業和部分地區存在固有的保護主義,市場機制并未起(qǐ)到有效作用,制約了行業内領先企業的快速發(fā)展。

(4)行業非标程度較高,規模化較難

VOCs治理的複雜性和分散性特點雖然帶來了巨大的市場空間,但在另一方面(miàn)也造成(chéng)了行業非标準化程度較高的問題。對(duì)于不同種(zhǒng)類的VOCs或者同種(zhǒng)類但不同濃度不同流量的 VOCs,即使采用的基礎工藝相同,最後(hòu)構建的處理裝置往往也存在結構設計、配件使用量上的巨大差異,這(zhè)種(zhǒng)差異導緻不同項目間的設計方案複用度較低、非标化程度較高、規模化困難等問題,不利于行業内龍頭企業規模的擴大和産能(néng)的提升。【催化燃燒】

4、行業發(fā)展特性分析

(1)周期性

随著(zhe)環境保護和綠色GDP理念的不斷深入人心,政府及公衆對(duì)于大氣污染尤其是 VOCs污染的治理問題日益重視,對(duì)于工業領域的環保要求不斷提高,加大環境保護和大氣污染治理方面(miàn)的力度和投入已經(jīng)成(chéng)爲我國(guó)的一項基本國(guó)策。因此,VOCs治理大産業投入受經(jīng)濟周期的影響相對(duì)較小。但是,對(duì)于細分工業領域的VOCs治理來說,其需求和投資額會明顯受到該工業領域自身景氣度的影響。因此,細分行業的 VOCs 治理仍然具備一定的周期性特征。

(2)區域性

整體來看,VOCs治理行業的區域性特征與VOCs排放源的區域性特征基本一緻,主要分布在東部沿海地區和中西部大城市周邊的工業集中區域。受地方VOCs治理政策頒布時間和排放标準不同的影響,當前華北、東南沿海等地區的VOCs 治理需求更爲突出。對(duì)于單個企業來說,由于治理工程和設備的非标程度較大,成(chéng)套設備組件的安裝運輸受運輸條件和成(chéng)本的影響明顯,因此單個企業也存在較爲明顯的服務半徑。

(3)季節性

VOCs治理行業并無明顯的季節性特征,部分具體項目可能(néng)會受下遊工業行業項目審批及資金安排的影響體現出一定的季節性。

5、市場規模與發(fā)展趨勢

長(cháng)期以來,國(guó)内廢氣治理的重點主要放在除塵和脫硫脫硝工作上,VOCs 由于組成(chéng)成(chéng)分較爲複雜,排放行業相對(duì)廣泛,所造成(chéng)影響相對(duì)後(hòu)期,除了惡臭氣體和苯系物早期有一定的排放标準外,相關标準法規體系并不健全,VOCs的治理工作總體進(jìn)展緩慢。

近十年來,随著(zhe)呼吸道(dào)疾病發(fā)病率的上升,以及城市灰霾和光化學(xué)煙霧等區域性大氣污染的日益嚴重,民衆對(duì)于 PM2.5 等大氣污染問題的關注度日益提高。爲解決導緻霧霾産生的更深層次的大氣問題,減少對(duì)群衆健康的影響,國(guó)務院辦公廳于 2010年5月轉發(fā)了《關于推進(jìn)大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》(國(guó)辦發(fā)〔2010〕33 号)。意見強調,解決區域大氣污染問題,必須盡早采取區域聯防聯控措施;聯防聯控的重點污染物是二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發(fā)性有機物等。自此,揮發(fā)性有機物首次成(chéng)爲國(guó)家層面(miàn)大氣污染治理的重點污染物,相關治理标準的制定和治理工作的推動開(kāi)始加速。《“十三五”節能(néng)減排綜合工作方案》,提出實施石化、化工、工業塗裝、包裝印刷等重點行業VOCs治理工程,到2020年石化企業基本完成(chéng)VOCs治理,全國(guó)VOCs排放總量比2015年下降10%以上。,在“十三五”規劃綱要所有 25 項指标中,資源環境指标全爲約束性指标,占所有指标的 40%。保障這(zhè)些指标的實現,是環保産業發(fā)展的機遇所在。《“十三五”生态環境保護規劃》要求控制重點地區重點行業揮發(fā)性有機物排放,全面(miàn)加強石化、有機化工、表面(miàn)塗裝、包裝印刷等重點行業揮發(fā)性有機物控制,其中包括鋼鐵行業、建材行業、石化行業、有色金屬行業等,全國(guó)排放總量下降10%以上。

而地方政府也出台相關産業政策支持其發(fā)展,如,《廣東省大氣污染防治“十三五”規劃》提出,廣東“十三五”實施重點區域、重點行業VOCs排放總量控制,到2020年珠三角地區VOCs排放量比2015年下降18%,重點行業VOCs排放量削減20.7萬噸。《浙江省大氣污染防治“十三五”規劃》提出到2020年,全省未達标設區城市細顆粒物年均濃度在2015年基礎上下降20%,全省設區城市空氣質量優良天數比例提高到82.6%以上;全省二氧化硫、氮氧化物以及揮發(fā)性有機物的排放量在2015年的基礎上分别下降17%、17%、20%以上。【有機廢氣處理】

整體而言,與除塵、脫硫和脫硝等傳統大氣污染治理行業相比,VOCs 治理行業還(hái)處于發(fā)展起(qǐ)步的新興行業,并且 VOCs還(hái)具有種(zhǒng)類繁多、排放行業多、排放源分散以及治理技術相對(duì)複雜等特點,造成(chéng)單個 VOCs 的治理工程規模小、産值低,因此當前從事(shì) VOCs治理的企業一般規模較小,但數量衆多,行業集中度特别分散。

6、基本風險特征情況

(1)政策風險

VOCs治理行業對(duì)國(guó)家環保産業政策依賴性較強。近年來,城市霧霾、PM2.5爆表等大氣環境污染公共事(shì)件頻頻發(fā)生,國(guó)家和社會各界的環保意識不斷加強,政府亦推出一系列産業政策支持大氣污染治理行業發(fā)展,VOCs行業面(miàn)臨廣闊的發(fā)展空間。如果未來相關産業政策、法律法規和行業标準發(fā)生較大變化,則會對(duì)企業造成(chéng)明顯的不利影響。

(2)下遊需求風險

VOCs治理行業下遊面(miàn)向(xiàng)有著(zhe) VOCs排放需求的廣泛工業領域,雖然整體治理技術和工藝是相通的,但具體到某個治理企業,由于不同工業領域排放 VOCs内容和條件都(dōu)不相同,所需要的治理工藝技術和面(miàn)對(duì)的客戶群體也有著(zhe)較大的差别,相關技術和客戶都(dōu)需要時間來沉澱。因此,提供 VOCs治理服務的企業往往會有其固定擅長(cháng)的幾個下遊工業領域,如果企業所服務的下遊工業領域由于經(jīng)濟周期等因素對(duì) VOCs的治理需求産生較大波動,將(jiāng)會對(duì)企業的經(jīng)營帶來不利影響。

(3)市場競争風險

VOCs治理作爲新興的藍海行業,目前行業集中度較低,競争秩序相對(duì)混亂,相關治理服務提供商憑借其技術或資金方面(miàn)的優勢,能(néng)獲得較高的盈利水平,對(duì)潛在的競争對(duì)手吸引力較大,容易引起(qǐ)後(hòu)續進(jìn)入企業的低價無序競争;同時,部分原處于傳統大氣污染治理行業的上市公司正在逐步進(jìn)入這(zhè)個行業,其資金、人才、品牌方面(miàn)的優勢會對(duì)本行業的中小企業造成(chéng)較大壓力,加劇了行業的市場競争。