【導(dǎo)讀】關(guān)于低碳產(chǎn)業(yè)的概念,國內(nèi)外均無明確定義。對低碳產(chǎn)業(yè)分類的研究,國外。廢物、污染物處理大氣污染處理、污水處理、固定廢棄物的處理等，產(chǎn)業(yè)鏈條,進(jìn)而形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)和達(dá)到產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作的效果。低碳化是低碳產(chǎn)業(yè)最基本的特征,只有具備了這個特征的產(chǎn)業(yè)。才可以稱為低碳產(chǎn)業(yè)。低碳化是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的

　　

【正文】 高的發(fā)電效率和更低的煤炭消耗，并從技術(shù)上給整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。大力發(fā)展新能源汽車是低碳能源供應(yīng)、交通運(yùn)輸節(jié)能的重要舉措，對緩解能源供需矛盾，改善環(huán)境的有著重要的推動作用。 2020年 1月中國汽車月銷售量首次超越美國以來，穩(wěn)坐世界汽車市場的頭把交椅。我國是全球第二大石油消耗國，每年有 85%的汽油和 20%的柴油被汽車燒掉，汽車無疑成為能源消耗大戶，能源緊張、環(huán)境惡化與汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)系十分密切。新能源汽車在政府大力支持，產(chǎn)業(yè)面臨快速發(fā)展，中國有望在不久的將來成為電動汽車的世界中心。 減排 產(chǎn)業(yè) 減排主要包括廢物污染物處理、火電減排、清潔燃煤等。 污染物處理 污水處理 26 污水處理行業(yè)是典型的政策推動型行業(yè)?！笆晃濉币?guī)劃中首次將化學(xué)需氧量 COD納入約束性控制指標(biāo)，設(shè)定了 2020年比 2020年下降 10%的強(qiáng)制性目標(biāo)，從而帶動了污水處理投資，推動了污水處理能力的大幅提升。 2020年到 2020年，全國污水處理廠處理能力從 5727萬立方米 /日提高到 10000萬立方米 /日，年均增長15%；年污水處理量從 187億立方米提高到 279億立方米，年均增長 10%；污水處理率從 52%提高到 73%，年均提高 5個百分點(diǎn)。對比“十五”和“十一五”的情況，由于減排化學(xué)需氧量成為約束性控制指標(biāo)，“十一五”城市污水的處理能力增速和污水處理率增長百分點(diǎn)明顯快于“十五”期間。 圖 15 污水處理能力持續(xù)提升 2020年 全國城市污水處理率達(dá)到 75%，《“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制技術(shù)指南 (征求意見稿 )》（以下簡稱《指南》 )，“提出 2020年東部城鎮(zhèn)污水處理率不低于 85%，中部不低于 80%，西部不低于 70%。“十一五”期間由于污水管網(wǎng)覆蓋率低，管網(wǎng)滲漏等問題，導(dǎo)致部分污水處理廠負(fù)荷率低，《指南》提出“十二五”新建配套管網(wǎng) 16萬公里以上，使現(xiàn)有污水處理設(shè)施的平均負(fù)荷率由 70%提高到 80%以上。 圖 16 預(yù)計“十二五”末期污水處理率到 90%左右 我們預(yù)計“十二五”末期城市污水處理率能夠達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平，到 90%左 右， 污水處理能力 25000萬立方米 /日，年均增速 15%左右。 27 從政策角度看，我們認(rèn)為：“十二五”污水處理領(lǐng)域的投資機(jī)會主要集中在以下三個方面：現(xiàn)有污水處理設(shè)施的升級改造使得 MBR膜處理技術(shù)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段 ； 污泥處理市場的興起使得污泥處理核心藥劑和設(shè)備將迎來需求增長高峰 ； 工業(yè)污水處理深化使得具有先行者優(yōu)勢和模式創(chuàng)新能力強(qiáng)的企業(yè)充分受益 。 污泥處理 2020年 11月，環(huán)保部發(fā)出《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》要求：污水處理廠新建，改建和擴(kuò)建時，污泥處理設(shè)施應(yīng)同時規(guī)劃，同時建設(shè)，同時 投入運(yùn)行，不具備污泥處理能力的污水處理廠，應(yīng)在 2年內(nèi)建成并運(yùn)行污泥處理設(shè)施。通知還對污水處理廠的主體責(zé)任，污泥環(huán)境風(fēng)險防范，污泥管理，運(yùn)輸，實(shí)施等做出了具體規(guī)定。 隨著“十一五”期間污水處理能力顯著提高，污泥產(chǎn)生量也顯著提高，全國濕污泥產(chǎn)量年均增長 11%左右。但 75%的污泥未經(jīng)處理直接填埋或者傾倒，造成的二次污染嚴(yán)重。 圖 17 20202020年濕污泥年均產(chǎn)量增長 11%左右 東部 11個省 (市 )污泥產(chǎn)生量占全國污泥總量的 64%，中部 8省占全國總量的21%，西部 12個省占全國污泥總量的 15%。 目前污泥處 置有土地利用，填埋和建筑材料綜合利用三種方式，對應(yīng)的處理方式包括厭氧消化，高溫好氧發(fā)酵 (堆肥 )，石灰穩(wěn)定，熱干化，污泥焚燒等方法。《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）要求優(yōu)先選擇污泥源頭削減，污泥穩(wěn)定化和能源回收等污泥處理工藝。 我國污泥使用填埋可能性不大：一是污泥數(shù)量和體積特別大，而且主要集中在城市周邊，沒有適合污泥填埋的空間；二是由于生活污水和工業(yè)廢水合并處理， 28 使得污泥成分復(fù)雜，特別是重金屬和有機(jī)污染物含量較高，污泥利用存在很大的環(huán)境風(fēng)險。 表 5 污泥處理方式成本對比 處置方式 土地利 用 填埋 建筑材料綜合利用 處理方法 厭氧消化 高溫好氧發(fā) 酵 (堆肥 ) 高溫好氧發(fā)酵 石灰干化 污泥熱 干化 污泥焚燒 污泥的燃煤電 廠協(xié)同處理 污泥焚燒 新技術(shù) 投資成本（萬元/噸脫水污泥） 2530 2530 3050 1015 3545 3035 15 10 月 20日 運(yùn)行成本（元 /噸脫水污泥） 90110 90110 80150 90110 230280 100150 100120 80100 我國污泥處理最有可 能的技術(shù)路線是利用廣泛分布的熱電廠和水泥廠的煙氣余熱進(jìn)行污泥干化，干化后的污泥可通過焚燒供熱，燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和陶粒以及生產(chǎn)水泥壓制品等進(jìn)行綜合利用。 采用污泥焚燒新技術(shù)的投資成本在 1020萬元 /噸脫水污泥 ,，假設(shè)到 2020年，50%污泥得到處理， 60%采用污泥焚燒新技術(shù)處理，我們預(yù)計污泥處理市場容量在17003500億左右 。 表 6 污泥處理市場容量 1700億至 3500億左右 項目 數(shù)據(jù) 單位 備注 2020 年末污水處理能力 億立方米 /日 2020 年污 泥年產(chǎn)量 萬噸 污泥產(chǎn)量按 2020 濕污泥年產(chǎn)量 萬噸 含水率 80% 計算 2020 年濕污泥產(chǎn)量 萬噸 “十二五”期間年均增長 10% 投資成本 1020 萬元 /噸脫水污泥億元 采用污泥焚燒新技術(shù) 總投資成本 17123425 億元 假設(shè)處理 50%污泥 ,60%采用污泥焚燒新技術(shù) 固體廢棄物處理 我國固廢處理產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，從行 業(yè)發(fā)展趨勢看，固廢處理有望發(fā)展成為下一個“污水處理產(chǎn)業(yè)”。我國固廢排放量逐年增加。 2020 年生活垃圾清運(yùn)量已達(dá) 億噸，同比增長 %，無害化處理率 %；工業(yè)固廢產(chǎn)生量 億噸，同比增長 %，綜合處理率 %。我們預(yù)測未來 5 年我國固廢排放量將持續(xù)增長。 2020 年我國生活垃圾處理設(shè)備的需求量巨大。目前全國在建生活垃圾無害化處理設(shè)施 704座，其中衛(wèi)生填埋場 572 座，堆肥廠 3 座，焚燒廠 57 座，綜合處理廠 72 座 。 我國目前城市生活垃圾處理方式主要是填埋，而減量率高并能實(shí)現(xiàn)廢物 再利用的垃圾焚燒廠和堆肥廠比較少，近 85%的城市生活垃圾采用填埋 29 處理，而這部分填埋廠中只有 15%能夠?qū)崿F(xiàn)生活垃圾的基本無害化， 5%填埋場垃圾實(shí)現(xiàn)較完全的無害化，其余的垃圾只是被簡單的填埋，會繼續(xù)對環(huán)境造成污染。我們以 2020 年的數(shù)據(jù)測算，如果要達(dá)到美國 40%的垃圾焚燒水平，我國將至少新增 1000 噸 /日的垃圾焚燒廠 160 個，預(yù)計“十二五”期間垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)年復(fù)合增長率將至少有 40%。 圖 18 我國工業(yè)固廢綜合利用率逐年增加 表 7 我國 20202020 年固廢產(chǎn)生量預(yù)測 2020E（億噸） 2020E（億噸） CAGR(20202020) 2020E（億噸） CAGR(20202020) 工業(yè)固廢 % % 危險廢物 % % 生活垃圾 % % 電子廢物 % % 合計 % % 表 8 我國生活垃圾處理能力逐年增加 年份 生活垃圾無害化處理廠數(shù)（座） 生活垃圾無害化處理能力（萬噸 /日） 合計 衛(wèi)生填埋 堆肥 焚燒 合計 衛(wèi)生填埋 堆肥 焚燒 2020 559 444 61 54 2020 471 356 46 67 2020 419 324 20 69 2020 460 366 17 66 2020 509 407 14 74 2020 720 563 7 79 火電減排 IGCC（ 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) ） 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（ IGCCIntegrated Gasification Combined Cycle） 30 發(fā)電系統(tǒng)，是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動力系統(tǒng)。 它由兩大部分組成，即煤的氣化與凈化部分和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電部分。第一部分的主要設(shè)備有（ 1）氣化爐、（ 2）空分裝置、（ 3）煤氣凈化設(shè)備（包括硫的回收裝置），第二部分的主要設(shè)備有（ 1）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)、（ 2）余熱鍋爐、（ 3）蒸汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。 IGCC 的工藝過程如下：煤經(jīng)氣化成為中低熱值煤氣，經(jīng)過凈化，除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，然后送入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室燃燒，加熱氣體工質(zhì)以驅(qū)動燃?xì)馔钙阶鞴Γ細(xì)廨啓C(jī)排氣進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)作功。 圖 19 IGCC示意圖 相對其他潔凈煤發(fā)電技術(shù)來說， IGCC 具有以下一些突出優(yōu)點(diǎn)：一是發(fā)電效率高，目前可達(dá) 45%，繼續(xù)提高的潛力也很大。專家預(yù)計，在 2020年隨著技術(shù)進(jìn)一步成熟，其發(fā)電效率可達(dá) 50%～ 52%， 2020 年可達(dá) 55%～ 60%。二是與傳統(tǒng)的燃煤方式不同。它能實(shí)現(xiàn) 98%以上的污染物脫除效率，并可回收高純度的硫、粉塵和其他污染物在此過程中一并被脫除。三是用水量小，約為同等容量常規(guī)火電機(jī)組的三分之一左右。四是可實(shí)現(xiàn)包括二氧化碳在內(nèi)的燃煤污染物的近零排放。五是能與其他先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)如燃料電池等結(jié)合，并能與煤制氫、化工等組成更先進(jìn)的能源多元化生產(chǎn)系統(tǒng)。 31 聯(lián)合循環(huán)是把兩個使用不同工質(zhì)的獨(dú)立的動力循環(huán)，通過能量交換聯(lián)合在一起的循環(huán)。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)就是利用燃?xì)廨啓C(jī)做功后的高溫排氣在余熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，再送到汽輪機(jī)中做功 ，把燃?xì)庋h(huán)和蒸汽循環(huán)聯(lián)合在一起的循環(huán)，其熱效率比組成它的任何一個循環(huán)的熱效率都要高得多。從建造和運(yùn)行成本看，IGCC 的年化運(yùn)行成本僅比超臨界電廠高不到 5%，在清潔煤發(fā)電技術(shù)中成本效益比具有優(yōu)勢。 盡管目前國內(nèi)還沒有單獨(dú)應(yīng)用在發(fā)電領(lǐng)域的煤氣化應(yīng)用，我們認(rèn)為，隨著哥本哈根會議的臨近，未來政府將大力推進(jìn) IGCC 關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化以及發(fā)展具有碳捕捉設(shè)施的 IGCC 電站。目前待批的 IGCC 電站有 10 余個，天津華能綠色能源項目已率先啟動。 如果 IGCC 電站的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備從國外購買，成本高，再加上建設(shè)周期長，其 效益在短期難以見效。 IGCC 能否得到認(rèn)可取決于其造價的降低，而降低造價最好的方法就是發(fā)展自主技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)化。目前， IGCC 電站關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化進(jìn)程正在加快，包括低熱值燃?xì)廨啓C(jī)、大型深冷空分設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，而關(guān)鍵技術(shù)煤氣化爐的國產(chǎn)化進(jìn)程也在加快。我們認(rèn)為，隨著國內(nèi)示范性 IGCC 電站的建設(shè)，電站設(shè)備的國產(chǎn)化率將穩(wěn)步提高，電站建設(shè)成本將下降到 1000 美元以下（目前建造成本在 800010000 元 /千瓦），并低于目前超超臨界機(jī)組的造價， IGCC 將獲得政策扶持及較大的發(fā)展空間。 我們 對 IGCC 電站成本進(jìn)行了調(diào)研和測算，按每臺電站單位千瓦投資約800010000。 表 9 IGCC 造價一覽 氣化爐型 容量 投產(chǎn) 投資 單位造價 目前造價 荷蘭 BUGGENUM 殼牌 253 1994 1806 1500 美國 wabashriver EGAS（ dow） 265 1995 1490 1200 美國 tampa 德士古 260 1996 1500 1300 西班牙 puertollano PRENFLO 300 1997 2303 1500 中國示范電站 殼牌 /德士古 300 3 至 4 10001300 CCS（ 碳 捕獲與封存） CCS(碳 捕獲與封存 )作為清潔燃燒的中藥途徑。 美國能源部的在線數(shù)據(jù)庫顯示，世界范圍內(nèi)共有 192個提議和運(yùn)行的碳捕集與封存項目，這些項目遍及五大 32 洲的 20個國家。 這 192個項目中包括捕集項目 38個，封存項目 46個，捕集與封存綜合項目 108個 。 2020年我國 CO2排放量為 ，美國為 ，已位居世界第一；過去八年里，中國碳排放占世界碳排放增長總量的 2/3；中國是世界上最大的碳排放國家，也是未來 CCS技術(shù)的最大新興市場 。