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水泥窑垃圾处理行业分析报告
2014年水泥窑垃圾处理行业分析报告
2014年1月
目录
一、生活垃圾处理空间广阔,水泥窑处置垃圾将是重要的补充3
1、国内生活垃圾处理的市场空间广阔3
2、国际经验借鉴:
海外水泥窑在处置垃圾废物领域应用广泛5
3、国内政策支持力度逐步提升7
二、水泥窑垃圾处理具有自身的技术优势9
1、水泥窑处置垃圾可以最大化消除污染、实现资源综合利用9
(1)海螺水泥:
与日本川崎进行合作,无需垃圾分拣即可处置10
(2)华新水泥:
垃圾前期预处理是核心13
(3)金隅股份技术已经成熟,中材国际尚没有产业化应用15
三、成本-收益分析:
目前ROA偏低,但仍具有吸引力15
1、短期资产收益率ROA偏低15
(1)单位成本:
水泥窑处置垃圾成本更低,主要是投资成本较低16
(2)单位收益:
水泥窑处置垃圾不如垃圾焚烧发电,主要是补贴偏低17
2、水泥窑处置垃圾仍具有较高的吸引力18
(1)目前水泥窑垃圾处理补贴力度偏低,预计未来将提升18
(2)垃圾中的可燃部分可以替代部分煤,垃圾灰渣可以部分替代水泥的原材料19
(3)对水泥企业来说,“隐性收益”不容忽视19
四、主要风险20
一、生活垃圾处理空间广阔,水泥窑处置垃圾将是重要的补充
1、国内生活垃圾处理的市场空间广阔
生活垃圾处置方式包括填埋、焚烧、综合处理等,截止2010年年底我国生活垃圾无害化处理产能是45.7万吨/日,《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》(国务院办公厅2012年5月份颁布)给出2015年的目标是87.1万吨/日,年复合增速是13.8%,其中垃圾填埋的复合增速为8%,垃圾焚烧的复合增速为28%,其他处理方式的复合增速为27%,“其他处理方式”包含垃圾堆肥、水泥窑处置垃圾等。
从占比来看,规划2015年全国垃圾填埋占比59%,垃圾焚烧占比35%,其他处理方法占比6%,其他处理方法的占比较2010年的3%所有提升。
按照规划目标2015年其他处理方法的处理能力为50588吨/日,较2010年的15254吨/日的规模年均复合增长27%。
我们认为,“其他处理方法”中“水泥窑协同处置垃圾”有望成为重要的部分。
《规划》给出的十二五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资是2636亿元,比十一五的561亿实际投资完成额翻2番以上,其中无害化处理设施投资1730亿,年均约350亿。
目前水泥窑处置垃圾的年均投资占比不足1%,我们判断,未来水泥窑处置垃圾的投资占比有望逐步提升。
2、国际经验借鉴:
海外水泥窑在处置垃圾废物领域应用广泛
借鉴国际经验,我们发现水泥窑协同处置垃圾在发达国家已经得到了广泛的应用。
利用水泥窑协同处置垃圾废物技术在发达国家已有30多年的应用经验,对这些国家的废物处置发挥了极大作用,其环境效益、经济效益和社会效益已得到充分证实。
美国是次于中国和印度的世界第三大水泥生产国,美国水泥工业从1974年开始利用有机废物,到1987年这种做法已经相当普遍。
美国环保署规定:
每个工业城市至少保留一个水泥厂,在部分满足水泥需求的同时还用于处理城市产生的危险废物。
美国的水泥厂仅在1989年共焚烧了工业危险废物100多万吨,是当年焚烧炉处理危险废物的4倍,到1994年美国的水泥厂每年可处理全国近60%的危险废物。
日本作为水泥技术全球领先的企业,在废物利用和处理方面处于世界前列,目前已能处置生活污泥和多种危险废物,2006年日本水泥企业的替代原料使用总量达到了2889万吨,平均每吨水泥使用替代原料395千克。
欧洲水泥行业是使用替代燃料数量最多的工业行业,根据欧盟的统计,欧洲18%的可燃废物被工业行业利用,其中50%是用于水泥行业,接近电力、钢铁、制砖、玻璃等行业的总和。
欧洲水泥企业的原料替代率超过30%。
3、国内政策支持力度逐步提升
我们认为,未来水泥窑处置垃圾有望成为城市生活垃圾处置方法中的一个重要组成部分。
《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》提出,在充分论证的基础上,鼓励积极开展水泥窑协同处理等技术的试点示范。
有条件的地区,宜集成多种处理技术统筹解决生活垃圾处理问题。
2013年10月国务院41号文《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》中首次明确提出“支持利用现有水泥窑无害化协同处置城市生活垃圾和产业废弃物,进一步完善费用结算机制,协同处置生产线数量比重不低于10%”,我们认为未来政策的支持力度有望进一步提升。
贵州在推进水泥窑垃圾处置的政策扶持力度上走在了全国前列。
贵州省政府于2013年9月印发了《贵州省推行水泥窑协同处置生活垃圾实施方案》,主要内容有:
1、明确2013至2015年,省住建厅将每年安排1.5亿元用于对水泥窑协同处置生活垃圾项目建设企业贷款贴息或补助,省环保厅每年安排1000万元支持水泥窑协同处置生活垃圾项目建设,省经信委每年安排1000万元用于该项目贷款贴息,以全面提高我省城镇生活垃圾处理减量化、资源化和无害化水平。
2、方案指出计划2015年底前完成全省47个水泥窑协同处置生活垃圾项目建设,基本建成覆盖全省的生活垃圾多元化处理体系,城市生活垃圾资源化综合利用比例达到30%;到2020年全省县城城市生活垃圾无害化处理率达85%以上,高于西部平均水平,达到全国平均水平。
3、市容环卫部门运输生活垃圾的车辆免收车辆通行费,降低垃圾运输成本。
按照财政部、国家税务总局和国家发展改革委《关于公布环境保护节能节水项目企业所得税优惠目录(试行)的通知》,符合条件的水泥窑协同处置生活垃圾项目,自该项目取得第一笔生产经营收入所属纳税年度起,第一年至第三年免征企业所得税,第四年至第六年减半征收企业所得税。
根据我们的估算,目前国内水泥生产线中协同处置垃圾的不足10条,占比低于0.5%,如果按照41号文要求未来将水泥窑协同处置垃圾的数量提高至200条以上,我们按照每条熟料生产线改造处置垃圾投资成本7000-8000万元计算,新增190条生产线处理垃圾预计需要新增投资133-152亿元人民币,如果将全国超过2000吨/天的熟料生产线(1300条左右)中的50%协同处置垃圾,那么投资总额将超过460亿元,从固定资产投资来看市场空间就很具有吸引力。
从水泥窑处置垃圾的能力来看,我们假设10%的熟料生产线即200条都做垃圾处置,平均4000吨/天的熟料产能,最多可以处置垃圾8万吨/天,占“十二五”垃圾无害化处理总能力的10%;假设全国可以处置垃圾的1300条生产线中的50%都处置垃圾、平均熟料产能为3500吨/天,那么最大处理能力为22.8万吨/天,占整个“十二五”规划的无害化垃圾处置能力的近30%;假设每吨垃圾的处置费用为100元,那么水泥行业处置垃圾的收入总额约为82亿元/年。
二、水泥窑垃圾处理具有自身的技术优势
1、水泥窑处置垃圾可以最大化消除污染、实现资源综合利用
与垃圾填埋、垃圾焚烧发电相比,水泥窑处置垃圾的方法可以更有效降低二噁英等有毒污染物的排放、将灰渣等危废物替代部分水泥原材料实现资源综合利用的最大化。
国内水泥窑处置垃圾的技术经过企业自身的摸索,开始逐步成熟。
海螺水泥、华新水泥、金隅股份、中材国际等水泥企业走在了行业的前列,其中海螺水泥和华新水泥已经开始了产业化推广的步伐。
(1)海螺水泥:
与日本川崎进行合作,无需垃圾分拣即可处置
海螺水泥集团与日本川崎进行合作,实现无需分拣即可处置垃圾,目前已经开始了产业化推广。
海螺的技术工艺流程图如下所示:
生活垃圾通过收集车运送到垃圾坑内储存,用行车进行搅拌和均化,破碎后用行车送入垃圾供料系统,定量输送至气化炉中气化焚烧。
投入炉内的垃圾与炉内高温流动介质(流化砂)充分接触,一部分通过燃烧向流动介质提供热源,另一部分气化后形成可燃性气体送往水泥窑分解炉内进一步焚烧,垃圾气化后气体中有害物质经分解炉焚烧分解,分解后的生成物被水泥窑内碱性物料吸收固化,剩下的废气经水泥窑尾废气处理系统净化后排出。
垃圾中的不燃物在流动介质中不断沉降,到了炉底部时排出。
从排出的炉渣中分离出金属,剩下的块状物料作为水泥原料进行配料。
垃圾坑中的垃圾污水经过收集和过滤后,送入气化炉上部高温区和水泥窑分解炉内进行氧化分解,达
到无害化处理的目的。
1、无需分拣。
系统内设置一系列破碎、均化、计量、喂入设备,城市生活垃圾不需筛选、分拣,对生活垃圾的适应性很强。
2、资源化利用程度高,节能减排效果好。
垃圾焚烧产生的热量可替代部分水泥窑燃料,减少燃料燃烧产生的二氧化碳排放;相比填埋处理方式,避免了甲烷和二氧化碳排放问题;炉渣可替代部分水泥原料,游离态铁、铝等金属可分别回收,资源化利用程度高。
3、处理流程简洁。
利用水泥窑优势,不需要设置尾气净化系统,简化了处理流程,且已基本实现装备国产化。
4、采用气化技术,实现了与水泥工艺的有机结合。
针对中国生活垃圾现状,采用气化炉技术,气化时空气消耗量小,产生废气量少,对水泥生产影响小,能源利用率高。
5、高效处理二噁英。
水泥窑系统的分解炉内温度高(900-1100℃左右),垃圾气体燃烧时间充足(7秒以上),气化炉中产生的二噁英在分解炉中能够完全分解,再与高温、高细度、高浓度、高吸附性、高均匀性分布的水泥碱性物料充分接触,有利于吸收氯离子,控制氯源,避免二噁英类物质的二次生成。
6、防止恶臭扩散。
垃圾坑和处理厂房采用全密封结构,且用通风机将垃圾坑内产生的臭气抽出送入气化炉内燃烧,使垃圾坑处于负压状态,避免了垃圾恶臭的扩散。
另外,还配置了除臭机,当气化炉停机时,将垃圾坑内臭气抽出净化后排出,防止垃圾恶臭外逸。
7、无害化处理污水。
垃圾坑渗出的垃圾污水主要成份是有机物,具有不耐热的特性,经过过滤后送入贮存槽,采用专用泵喷射到气化炉内(夏天污水量大时,喷到分解炉),进行高温氧化处理,完全分解有机成分,实现无害化。
8、重金属得到固化。
垃圾中的重金属焚烧后进入水泥熟料矿物中,以稳定的化合态形式与水泥熟料形成混和结晶体,实现安定化。
海螺水泥垃圾处置工艺的不足之处在于:
1、垃圾不经过分拣,存在垃圾燃烧热量不足对水泥窑炉产生负面热能贡献;
2、处置垃圾能力有限,处置的垃圾产能不超过熟料产能的10%,否则会影响熟料的产量。
目前海螺水泥已经运营和在建的水泥窑协同处置垃圾的项目有:
(2)华新水泥:
垃圾前期预处理是核心
华新水泥近年来将业务重心开始向环保业务进行转变,在生活垃圾处置上积累了大量的技术和经验,其生活垃圾处理已经开始了产业化推广。
华新水泥的垃圾处置技术与海螺水泥不同,其垃圾预处理与水泥窑利用是分开的,且前期的垃圾预处理是核心。
其生态处置生活垃圾技术主要分成两个步骤:
第一,先对生活垃圾进行预处理,主要包括检测、生物干化、破碎、分类筛选等一系列过程;第二,将经过预处置后的生活垃圾送入水泥预分解窑进行焚烧处理。
华新水泥的技术工艺通过前期的分拣、干化等预处理后,1吨生活垃圾产生约0.5吨的RDF(发热量2000大卡左右),预计可以替代约0.16吨的5000大卡的煤。
从投资成本来看,以武汉1000吨/天的垃圾处理厂为例,总投资成本不到2亿元,其中80%是投资于垃圾的预处理,20%是投资于水泥窑的新增设备。
与海螺水泥的垃圾处置相比,华新水泥的技术具有以下的特点:
1、垃圾预处理可以实现与水泥窑的分离,处置垃圾的能力大幅提升,一条5000吨/日的熟料生产线可以处理高达1000吨/日。
2、垃圾预处理使得RDF能够更好地替代水泥窑燃料,不会影响水泥窑的产量。
华新水泥采用水泥窑协同处理生活垃圾等已经开始了产业化推广。
目前已经运行的水泥窑协同处置生活垃圾项目包括:
湖北武汉(500吨/日)、湖北赤壁(500吨/日)、湖北武穴(350吨/
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