环保行业各细分领域技术、现状分析及行业前景展望

简述：

环保行业是整个经济体的成本中心，因为社会经济与自然科学原理对其天然的限制，自成立伊始就始终处于叫好不叫座的状态，行业本身的发展不温不火，同时不仅中国，世界上也并未产生有极大影响力的伟大企业，本报告主要探索了环保行业的内生逻辑和先天制约，并尝试分析了其中蕴含的结构性前瞻机会。

引言 环境问题的产生与环保行业的存在根源

一般意义上的环境问题，直观体现为三废一噪，也就是废水废气固废噪声对环境的侵害，也就是物质和能量的形式和场景与人类的诉求发生了背离，是人类主观意义上有害的一种混乱无序的状态。节能环保行业是针对环境问题，产生的从事前变更能源生产方式增加总量供给，事中变更能源利用方式减少耗损，事后对产生的废弃物进行隔绝、处理、修复消除影响三个角度改善人类生存的自然环境的行业的统称。因为解决环境问题需要将混乱无序的状态改变为特定的有序状态，本质上是一个熵减少的过程，所以不可能自发完成，需要不断投入新的能量，所以污染物处理与环境修复这一人类经济生活的成本中心实质是人类用自身控制的一部分能源来为自己利用其余能源产生的熵增现象善后的过程，和新能源行业与节能行业的实质一样，都是为了解决人类日益增长的能量需要和人类所能控制和利用的能量相对不足的矛盾以及人类所能控制和利用的有效能量在直接利用和为直接利用善后两个方向分配不合理的矛盾。

本文的研究对象是节能环保行业中的环保部分，因而重点关注的是隔绝、处理、修复环境的不利状态部分，环保行业的规模，也就是整个经济活动预留给这一善后环节的总量，这一过程，受到两个方面因素的影响：人类所能调动的能源总量，对于这一总量的分配机制。对于内部的细分差异判断，因为其社会经济成本中心的属性，考虑隐含前置成本的技术经济性十分必要，同时因为环境状况好坏的外部性，实质支付意愿与支付能力也是重要的观察因素。

1环保行业细分拆解

如前所述，致力于解决环境问题的节能环保行业从务虚的角度可以看作逻辑一致的整体，从务实的角度，可以按照不同的维度做如下表所示的拆解，本文重点围绕环保行业展开讨论，环保行业是指为防止环境污染、改善生态环境、保护自然资源所进行的产品生产、技术开发、工程承包、运营维护等活动的总称。环保行业可分为环境治理、清洁环境资源供应和环境监测。进一步的细化包括污水处理、大气治理、固体废弃物处理、水体修复、土壤修复等。

针对其中最为狭义的环保行业，即上图中环境治理板块，主要划分逻辑是按照错位物质——污染物的类别划分的：

广义上的环保行业产业链包括上游的钢铁、电力、化工等行业，下游的市政和钢铁、电力、水泥、化工等行业。环保行业产业链的突出特点是上游供应方和下游需求方存在一定的重叠。狭义的环保行业产业链是从环保行业本身出发，可划分为上游的环保产品生产，中游的工程承包和下游的环保运营。

1.1污水处理技术与现状

污水一般分为工业污水和生活污水。

按照水处理程度划分，污水处理技术可分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理的主要目的是去除悬浮状态固体，常采用物理法。通过简单的沉淀、过滤以去除污水中悬浮物，B0D5的去除率一般在20%-30%，废水经过一级处理后一般仍达不到排放标准；二级处理的目的是进一步去除污水中有机物和胶体，常使用生物法和絮凝法，B0D5的去除率在90%以上，经过二级处理后的污水一般可以达到农灌水的要求和废水排放标准，但在一定条件下仍可能造成天然水体的污染；三级处理是深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒，以达到更高的处理与排放要求或以污水回用为目的。

按照工艺原理划分，污水处理方法主要包括物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。物理处理法是利用物理作用分利污水中主要呈悬浮状态的污染物质，通常用于预处理、一级处理和深度处理，包括沉淀法、筛滤法、气浮法等；化学处理法是利用化学反应作用来分离、回收污水中污染物，通常用于一级处理和深度处理，包括混凝法、氧化还原法、电解法、吸附法等；生物处理法是利用微生物的新陈代谢功能是污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被溶解并转化为无害的物质，通常用于二级处理，包括活性污泥法、生物膜法、膜生物反应器法等。

目前活性污泥法及其相关衍生技术的应用最为普遍。活性污泥法技术即是将空气连续送入含有大量溶解有机物质的污水中，经过一段时间后，水中即形成生物絮凝体-活性污泥，通过附着其上的微生物的新陈代谢作用，将有机污染物转变成无毒的气体（CO2、N2等）、液体（水）和富含有机物的固体（如微生物群体或称生物污泥）；最后通过固液分离，实现生物污泥与净化处理水的有效分离的过程。由于活性污泥法具有较高的化学转化效率，对城市污水及有机工业废水中所含的污染物的处理效率高，因此成为传统的成熟技术。

随着对污水处理要求的日益提高，污水处理技术在传统活性污泥法工艺基础上出现了如缺氧-好氧法（A/O）、厌氧-缺氧-好氧法（A2/O）、氧化沟法和序批式活性污泥（SBR）法等被较快推广应用的新技术。其中，厌氧-缺氧-好氧法（A2/O）强化了脱氮除磷效果；氧化沟法简化了有关构造，运行管理方便，且处理效果稳定等；SBR法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，其主要特征是在运行上的有序和间歇操作，主要优点在于节约土地。这些活性污泥衍生技术均是在普通活性污泥法基础上，通过对时间顺序或空间位置等的调整，来给微生物生长创造更适合的生存条件，以提高其处理性能和效率。

生物膜反应器技术（MBR）是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。它是利用膜微孔截留的作用，将好氧或厌氧系统的活性污泥截留在反应器中，通过提高活性污泥浓度、延长泥龄，来提高COD、BOD等污染因子的降解效率，达到排放标准。同时，由于是经过滤膜过滤，出水澄清，还可省却二沉池，减少废水处理系统占地面积。

随着我国经济不断增长，人们生活水平日益改善，我国污水排放量持续增加。持续增长的生活污水成为我国污水排放量增长的主要原因，工业废水排放量逐步减少。

污水处理厂增速已经放缓，未来城镇污水处理走势趋缓，增量空间有限，存量运营将成为关键。相比于城镇污水处理，工业废水治理已经处于减速阶段，全国工业废水治理投资完成额已经负增长。

中国的水务行业目前主要采取的商业模式是特许经营，特许经营中又分竞争性的和专营式的。竞争性的特许经营权需要由市场化手段取得，而且有经营年限的限制；专营式的特许经营权通常由政府直接授予，且没有约定的经营年限限制。受长期计划经济体制以及环境保护公益性特征的影响，中国的污水处理服务，特别是城市生活污水处理市场化受到了某种程度的限制。但是按中国目前所有运营中的污水厂来看，一个显著的特点是市场化程度在逐年提高，尤其是BOT项目的占比在逐年提升。

由于污水处理行业存在较强的地域性，因此市场集中度并不高。整个行业中骨干企业相对较少，大部分企业技术水平较低，竞争力弱，行业缺乏领导者。即使上市公司龙头，首创股份、创业环保、南海发展等污水处理企业的市场占有率只有几个百分点。