产业观察 | 庖丁解霾话大气污染治理产业
2018年11月12日 北京立霾
立霾是中国传统二十五节气之一，立霾这一天，人们尽量在家不出门，以躲避传说中的神兽“霾”。从“穹顶之下”到“谈霾色变”，雾霾已经成为严重危机人们身体健康的罪魁祸首之一。如何有效地治理大气污染，是全人类面临急需解决的问题之一。本文产新君将带你解析pm2.5成因，梳理大气治理的政策，盘点大气污染治理的主要技术和玩家。
从pm2.5谈起，解析雾霾成因
pm2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于2.5微米的颗粒物，也称细颗粒物，可入肺颗粒物。雾霾是漂浮于大气中的pm2.5等尺寸微粒、粉尘、气溶胶等粒子，在一定的湿度、温度等天气条件相对稳定状态下产生的天气现象。
图1pm2.5示意
华夏幸福产业研究院
pm2.5已到达肺泡的临界值，人体的鼻腔、咽喉已经挡不住，它们可以一路下行，进入细支气管、肺泡，再通过肺泡壁进入毛细血管，再进入整个血液循环系统。对人体的呼吸系统和心血管系统造成伤害。pm2.5能较长时间悬浮在空气中，其在空气中含量越高，空气污染就越严重。pm2.5粒径小，比表面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
pm2.5主要有两种来源：一类是自然界、人类活动或污染源直接产生的一次排放；其二是由大气中气态污染物反应生成的包括二氧化硫、氮氧化合物、挥发性有机物（vocs）等二次细颗粒物。
图2 pm2.5来源及成因
华夏幸福产业研究院
pm2.5的排放分为一次污染源和二次污染源。一次污染源主要是由石化燃料（石油、煤炭等）、生物质燃料（秸秆、木材）的燃烧、扬尘等直接产生的pm2.5颗粒。二次污染源主要是由化石、生物质燃料燃烧产生的挥发性有机物(vocs)、氮氧化合物、二氧化硫、碳氢有机物、硝酸盐等通过化学反应与大气中的微粒结合而产生的pm2.5颗粒。
各个地区的pm2.5成因有其区域性特性，例如北京市pm2.5的构成为本地污染排放贡献约占三分之二，区域传输贡献约占三分之一。在本地污染中，机动车、扬尘、工业生产、生活面源为主要来源。
大气治理政策梳理
穹顶之下，蓝天在哪里。2001-2006年我国pm2.5平均浓度已突破80μg/m3，2008年北京奥运会和2010年上海世博会先后举办，会议期间的雾霾问题开始受到国内外的关注。2011年发布的《国家环境保护十二五规划》，首次将氮氧化物排放总量纳入控制性指标，2012年3月出台的《环境空气质量标准》首次将pm2.5浓度限值纳入空气质量指标。2012年9月国务院出台了第一个大气污染综合防治规划《重点领域大气污染防治十二五规划》并规定了控制目标由排放总量控制转变为环境质量控制，控制目标由燃煤污染物变为多种污染物协同控制，由工业点源转变为多种污染源综合控制，由属地管理转变为区域联防管理。2013年9月，《大气污染防治行动计划》即“大气十条”正式发布，开启了中国大气污染防治的新篇章。
“大气十条”出重拳，打赢“蓝天保卫战”。“大气十条”是国家大气污染治理方面迄今为止最重要的目标性规划。今年1月《关于京津冀大气污染传输通道城市执行大气污染物特别排放限值的公告》，7月《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》提出了更为全面的具体要求。标准方面要求在5年时间里，未达标地级及以上城市pm2.5浓度下降18%以上，并新增二氧化硫和氮氧化物排放总量下降15%的针对性要求；量化了优良天数的提升目标，要求地级及以上城市空气质量优良天数比率在2020年达到80%，重污染及以上污染天数比率比2015年下降25%以上。《行动计划》将汾渭平原纳入重点管控区域，同时确保pm2.5浓度明显下降，重污染的天数明显减少，大气环境治理明显改善。随后京津冀地区已先后制定了多达6次的各类行动工作方案。在《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬大气污染综合治理攻坚行动方案》发布之前，天津、河北、河南等省份已发布了各自打赢蓝天保卫战的行动方案，对限产和错峰生产原则性要求做了规定。
十九大报告明确提出“坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战”。大气治理无疑将成为国家生态文明建设长期坚持的重点任务。
大气治理的主要技术盘点
大气污染由于种类和原理各不相同，对症施策的控制和治理技术也不同。产新君这里主要针对工业废气治理技术做一盘点。
工业源废气污染主要来自于化石燃料的燃烧，关键污染物包括二氧化硫、氮氧化物、粉尘等。不同工业源废气的治理方式根据其污染物种类而存在着一定的差异，以燃煤电厂为例，大气污染治理主要技术包括脱硫、脱硝、除尘。
脱硫的技术方法主要分为干法和湿法。湿法脱硫技术为气液反应，即以吸收剂水溶液的形式洗涤烟气，技术成熟、运行可靠，是当前电力行业主流的脱硫方法。石灰石-石膏法是主要的湿法脱硫技术，利用石灰浆液与二氧化硫发生反应生成亚硫酸钙，最终以石膏的形式进行回收。湿法脱硫中液体与烟尘接触面积大，反应速度快，脱硫效率高；但是，该方法能耗高、系统复杂，投资和运行费用也比较高，且石膏会产生粉尘腐蚀钢结构，所以在钢铁、冶金等行业使用较少。干法脱硫技术是直接将石灰石等脱硫剂喷入炉内，高温下形成多孔的氧化钙颗粒，从而与二氧化硫反应。干法的投资和运行成本低，操作简单，能耗低，但脱硫效率相对低。
脱硝的方法主要有scr和sncr脱硝工艺。scr即选择性催化还原法，是指在200-450℃时，加入液氨、氨水或者尿素为还原剂，在催化剂的作用下，使得烟气中的氮氧化物发生还原反应，转化为氮气和水，从而减少nox的排放量。该方法脱硝率一般为80%-90%，净化效率高，技术成熟度高，因而是当前应用最多、技术最成熟的烟气脱硝技术。但是，scr的催化剂成本高，且使用完后属于危废，将产生后续的处理成本。sncr即选择性非催化还原法，是指在850-1100℃时，将尿素等氨基还原剂喷入炉膛，在没有催化剂的作用下，氮氧化物与还原剂直接反应生成氮气和水。该方法脱硝效率相对较低，约为25%-50%，但由于不需要使用催化剂，所以使用方法简单，成本低廉，适用于循环流化床锅炉。
除尘技术主要分为袋式除尘和电除尘。袋式除尘是利用纤维编织物制成的布袋以过滤的方式去除烟气当中的固体颗粒物，含尘气体进入布袋除尘器后，颗粒和比重大的粉尘因重力作用落入出灰口，细小粉尘则通过滤料被拦截达到净化效果。该方法下除尘效果好，但是随着粉尘在布袋表面的积聚，烟风道的阻力增加，将导致能耗变高且除尘效率降低。电除尘是利用静电场使得含尘气体经过电场时被分离，尘粒与电子结合带负电，从而被吸附到正极进行收集过滤。电除尘运行稳定且维护成本低，广泛应用于电力行业。
大气治理的主要玩家
综合多个机构的市场预测，全国大气污染监控与治理市场每年约有上千亿的市场空间，沪深两市大气治理概念的上市公司约40家。下面我们来看看主要的玩家有哪些。
★龙净环保：我国环境保护除尘行业的首家上市公司，也是国内机电一体化专业设计制造除尘装置和烟气脱硫装置等大气污染治理设备及其他环保产品的大型研发生产基地，企业实力和产品的产销量位居行业龙头地位。公司的主营业务主要为除尘器及配套设备以及脱硫、脱销工程项目。
★清新环境：集大型燃煤电厂烟气脱硫技术研发、脱硫系统设计、湿干法脱硫装置建造、脱硫特许经营于一体的技术领先、业绩优良的高科技电力环保企业，主营业务为燃煤电厂烟气脱硫装置的建造和运营，拥有齐全的从事脱硫系统设计与建造、脱硫特许经营的业务资质。
★先河环保：集环境监测、治理、服务为一体的集团化公司，基于“环保+物联网”和“大数据”的理念，率先在业内推出的领先国内外的大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统，通过“组合布点”，组成“群体式”协同监测网络和专业性的“数据校准体系”，打通了从环境监测到环境监管的全覆盖。
★百川能源：京津冀地区燃气龙头，主营燃气销售、燃气接驳与燃气具销售。公司地处京津冀核心区，区位优势明显。公司特许经营区域范围覆盖河北省廊坊市的永清县、固安县、香河县、大厂县及三河市6个县市，以及张家口市涿鹿县、天津市武清区；特许经营区域覆盖居民人口超过400万，工商业用户过万家。京津冀一体化带来的持续人口流入为公司燃气业务的长期增长打下坚实基础。目前正在加速在全国范围内进行产业布局，从区域性燃气公司成长为全国性清洁能源服务商。
★迪森股份：以天然气为核心的清洁能源供应商，公司于2014年11月收购迪森热能设备100%股权，进入工业燃气锅炉业务；2015年9月收购上海敏欣85%股权，进入分布式能源项目；2016年3月收购迪森家锅100%股权，进入家庭燃气具市场，布局家庭清洁能源终端；2016年9月，再收购成都世纪新能源51%股权，进一步加强天然气分布式能源业务。至此，通过强势并购，公司在c端（小松鼠壁挂炉）、b端运营（天然气和清洁能源供热运营项目）、b端设备（燃气锅炉）完成布局，加之原原有的生物质、清洁煤业务，转型已为清洁能源综合服务商。
★菲达环保：全国最大的环保机械科研生产企业，环保产业中唯一的国家重大技术装备国产化基地，国家高新技术企业，国家环保科技先进企业，国家机械工业局和浙江省大型重点骨干企业，是中国大气环境治理行业的排头兵，主要从事电除尘、烟气净化、气力输送等方面的开发、生产、销售、安装及其它工程服务。
产新君认为，长远来看，大气治理的环境政策同污水、固废处理等其它领域一样，将由污染控制型政策逐步转向以环境质量改善和环境风险防控为目标的环境政策；环境政策的实施也将从重视效果向重视效率转变；同时源头减排将持续得到强化。
随着环保政策的加码，传统领域的大气治理领域的竞争加剧，由单一的脱硫、脱硝和除尘技术向多污染协同治理是大势所趋，环保监测的市场将逐步打开，vocs治理市场将持续走高，环保监测装备、环境服务、第三方治理、能源合同管理等领域将迎来新的黄金期，我们相信蓝天白云值得期待。
参考文献：
1. 中国环境统计年报2016
2. 光大证券大气行业专题研究：我国大气治理线路回顾，2018-09-20
3. 安信证券大气行业专题研究：大气治理，2018-09-03
延伸阅读：
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2、《产业观察丨7年600亿 —我国环保企业海外并购逻辑与案例盘点》
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