美国垃圾焚烧发电行业概况含发展历程、商业模式、龙头企业分析

一、垃圾焚烧及发电发展历程

1、1980年之前：垃圾焚烧行业摸索期

美国第一座垃圾焚化炉于1885年建于纽约州的长岛。20世纪初，美国许多城市都相继兴建城市垃圾焚烧厂，到二次大战前，美国共计建设了约700座焚烧炉；二次大战后，随着经济的复兴，城市垃圾产量迅速增加，加上工艺技术的改进以及居民消费习惯的变化，垃圾成分产生显著变化，废纸和塑料等可燃物含量大幅度提高。因此，在该时期垃圾焚烧处理得到进一步发展，在1960年美国生活垃圾年焚烧处理量就达2700万吨/年。

直到20世纪60年代，人们开始意识到焚烧炉的尾气和污水排放对环境的影响，公众和政府开始采取行动。1970年发布的清洁空气法案（CAA）对于已有的焚烧设施设置了新的标准，禁止随意燃烧城市固体废弃物，并限制微粒排放，未安装满足CAA要求所需技术的设施都被关闭。在70年代后期和80年代早期，由于垃圾焚烧烟气污染特别是二噁英的影响，公众逐渐反对兴建垃圾焚烧炉；相关的法律政策的颁布也加强了对垃圾焚烧行业的监管；1976年，联邦政府通过《资源保护和恢复法案（RCFA）》对城市固体废物进行监管，因此，在这一时期，新建垃圾焚烧厂出现下降趋势，1980年，美国城市生活垃圾焚烧量降到1700万吨/年。

2、1980-1995：垃圾焚烧行业成长期

20世纪80年代中后期，美国经济复苏和消费提升，垃圾产生量和人均垃圾产生量在该阶段呈现迅速增加的趋势，垃圾焚烧也因此得到增长。到20世纪90年代初，垃圾焚烧占比超过15%。随着汞和二噁英排放威胁的出现，EPA在20世纪90年代制定了最大可实现控制技术（MACT）法规。1995年，EPA要求城市垃圾焚烧炉在1990年的水平上减少90%的有毒物质排放，并首次针对92座炼厂进行大气污染监管，垃圾焚烧量出现一定程度的下降。随着垃圾焚烧烟气处理逐步受到重视，特别是烟气处理技术不断进步，余热利用系统和尾气处理系统得到进一步完善，垃圾焚烧厂的控制水平得到提高。标准提升引发行业变革，优胜劣汰，集中度开始提升，同时也带动了运营成本的提升。

3、1995-至今：垃圾焚烧行业发展稳定期

进入20世纪90年代中后期以后，美国城市生活垃圾的产生量和焚烧处理量处于稳定发展阶段。2005年8月8日，美国总统布什签署“2005能源政策法案”，将垃圾焚烧发电纳入可再生能源，并在两个重要方面给予政策支持，即获得可再生能源“生产税收减免（PTC）”和纳入联邦政府可再生能源采购范围。

随着回收利用方式在社会中的进一步发展与推广、公众环保意识的增强以及已有焚烧发电设施的退役，美国的垃圾焚烧行业逐渐进入稳定发展状态。

二、各类垃圾处置方式及变迁

美国各类垃圾处置方式中，焚烧发电占比较小，根据2015年数据仅为12.8%。原因在于，美国地理条件得天独厚，人口也较少，垃圾填埋相比其他处理方式长期占优；此外，垃圾填埋场与垃圾焚烧设施建设相比，建造成本与运行成本更低（短周期来看更加明显），建设新焚烧厂也常面临环保组织和公众的反对声音。

图表1：美国垃圾处理方式占比历年变化情况（%）

资料来源：美国环境保护署（EPA）

图表2：美国各类垃圾处置方式占比现状（%）

资料来源：世界银行2015年报告

三、垃圾处理收费机制和模式

美国的整体机制较为市场化：电价方面，垃圾发电上网的电价遵循美国市场化电价机制；垃圾处理服务费方面，由于美国固废产业链排污成本内部化程度较高，向居民收费制度较为健全，因此也更为市场化。

图表3：美国垃圾焚烧的上网电价和处置费用定价市场化情况

资料来源：光大证券、韦伯咨询整理

1、垃圾处理收费情况

根据美国的情况，居民是需要缴纳垃圾处理费用的，而填埋及焚烧处置的价格也比较高。

（1）居民缴纳垃圾处理费：40-50美元/户·月；1）直接缴纳给环卫公司，或2）先缴纳给政府再由政府转交给环卫公司。

（2）垃圾填埋处理服务费：20-70美元/吨；1）环卫公司把垃圾运到填埋场，填埋场运营方向环卫公司收取；2）如果环卫公司自己拥有填埋场，那么填埋费用不另行收取，价格内含于居民上缴的垃圾处理费里。

（3）垃圾焚烧处理服务费：50-70美元/吨；1）环卫公司把垃圾运到焚烧厂，焚烧厂运营方向环卫公司收取；如果环卫公司自己拥有焚烧厂，那么焚烧费用不另行收取，价格内含于居民上缴的垃圾处理费里。

收费制度的建立主要依托完整的固废产业链条，通过市场化价格形成传导机制。

2、电价定价机制及管理模式

美国电价市场化程度较高，页岩气革命致电价下降，垃圾发电电价也受较大影响。美国很早就进行了电力产业改革，形成了独立输电环节并对其进行管制，在发电和售电领域引入了市场竞争机制。1992年，美国联邦政府通过《能源政策法案》(Energy Policy Act，EPACT)，非公用事业公司的电力可以不再被公用事业公司强制购买，且允许其进入电力批发市场；1996年联邦能源管理委员会先后颁布了第888号和第889号法令，规定在电力生产和供应各环节开展市场竞争，所有发电商待遇平等一致；1999年，联邦能源管理委员会颁布了NO.2000法令，规定所有拥有输电网的公用事业公司都必须加入区域输电组织(Regional Trans-mission Organization，RTO)，RTO控制输电设施、独立运营管理输电系统，买卖双方可通过竞价方式购买或提供电力。

到2016年为止，美国一共形成了七大独立调度机构（ISO），分别是：PJM，MISO，ERCOT，SPP，CAISO，NYSIO和ISO-NE。这七大ISO只涵盖了美国大约60%的用电量。剩余的40%主要分布在美国的东南部和广大的西部地区。这些地区的电力工业依旧处于垂直一体化的传统管理模式，由当地的公用事业服务公司来统一调度、运营和结算费用。批发侧的电价一般采用节点边际电价LMP，根据输电网络的结构按一定的规则把系统划分成很多的节点区域，发电机和负荷就连接在这些节点上。以PJM和ISO-NE区域的定价为例，电价保持在0.2-0.4元/度（以6.9汇率，折合人民币，下同）的水平区间，波动较小。

图表4：2010-2018年美国电价定价情况（美元/兆瓦时）

资料来源：公司公告、wind、韦伯咨询整理

四、垃圾发电项目及处理能力

2000年以来，由于美国垃圾量增长缓慢，且逐渐趋向于平稳下降状态，垃圾焚烧领域的发展趋势已经由增长转变为收缩。在近两年由于部分垃圾焚烧发电厂开始退役，垃圾焚烧发电厂和垃圾焚烧处理量开始减少。

图表5：2001-2018年美国垃圾焚烧厂数量及垃圾处理能力（座，吨/日）

资料来源：Energy Recovery Council、韦伯咨询整理

从2001年到2015年，美国的垃圾焚烧发电项目维持在稳定的状态。2015年美国生活垃圾焚烧发电项目74个，总处理能力8.6万吨/日，总装机254.7万千瓦，年发电量约143亿千瓦时。

2018年，美国运行的垃圾焚烧发电厂有75座，日处理能力总计达9.42万吨，焚烧生活垃圾量2928万吨，约占生活垃圾产生量的12%。

五、垃圾焚烧发电龙头企业分析

1、公司基本情况

卡万塔（CovantaHoldingCorporation，以下简称CVA），前身为DanielsonHoldingCorporation，始创于1960年，总部位于美国新泽西州。CVA为美国和加拿大的市政公用事业部门提供废物处理和能源服务，拥有并经营垃圾发电基础设施，并从事其他废弃物处理及再生能源发电业务。当前，公司垃圾焚烧发电在运规模为全球第一。

CVA及其附属公司开发、建设、拥有并运作着美国和全球的关键性基础设施，进行固体废物向能源的转换和独立电能生产。自1983年CVA公司成立以来，CVA公司一直是垃圾发电（WastetoEnergy,WTE）产业的国际领先者，也是美国最大的垃圾焚烧发电公司。

截止2018年底，公司经营或拥有44家工厂的所有权，主要分布在北美洲与欧洲地区，每年总共处理大约2200万吨固体废物，相当于美国产生的城市固体废物的9%（美国垃圾焚烧处置占比约12%，公司市占率约65%以上），每年产生约1000万兆瓦时的绿色电力。此外，公司还设有16个废物转运站、20个物料处理设施、4个堆填区（主要用于处理灰）、1个金属处理设施及1个灰处理设施（现正兴建中）。

2、在中国及亚洲市场的布局

公司在亚洲也进行了重要布局。CVA于上世纪90年代以欧格登（OgdenCorporation）为前身进入中国市场，先后投资了江苏、山东等地的多个热电联产项目，为当地经济发展和环境保护做出了长期贡献。2007年，CVA在中国上海设立亚太区总部，有力助推了亚太区域垃圾资源利用与环境保护业务的发展。公司先后于中国大陆和泰国成功参与投资、运营了多个具有代表性垃圾的发电项目。

重庆三峰环境集团股份有限公司（以下简称重庆三峰）成立于1998年，是从事垃圾焚烧发电领域投资经营的大型环保集团，隶属于重庆水务资产经营有限公司管辖。2006年重庆三峰与寻求进一步突破中国市场的CVA进行谈判协商，并于2007年正式达成协议，成立合资公司，即三峰卡万塔。

自2007年以来，CVA在亚太地区，先后成功参与投资、运营的代表性垃圾发电项目包括：

成都市九江垃圾发电项目（投资）：日处理垃圾规模1800吨，装机容量36MW。该项目为中国大陆第一座按照欧盟2000环保标准建设的垃圾发电厂；

重庆市同兴垃圾发电项目（投资）：日处理垃圾规模1200吨，装机容量24MW。该项目为中国大陆第一座以BOT方式投运的垃圾发电厂；

福州市红庙岭垃圾发电项目（投资）：日处理垃圾规模1200吨，装机容量24MW。该项目为中国福建第一座千吨级规模的垃圾发电厂；

泰国普吉岛垃圾发电项目（运营）：日处理垃圾规模700吨，装机容量14MW。该项目为东南亚（新加坡外）第一座现代化垃圾发电厂。

3、主营业务经营状况

CVA垃圾焚烧项目主要从三个来源产生收入：

（1）运营设施收取废物处理服务费；

（2）电力及蒸汽的销售；

（3）回收的黑色金属和有色金属。

图表6：2006-2018年美国CVA公司营业收入及增长率（亿美元，%）

资料来源：wind、公司公告、韦伯咨询整理

CVA还经营或拥有环境服务业务中心，中转站和垃圾填埋场（主要用于灰烬处理）的所有权，作为垃圾焚烧项目的辅助和补充，并通过处置或服务费产生额外收入。

图表7：2011-2018年美国CVA公司各项业务增长情况（%）

资料来源：wind、公司年报、韦伯咨询整理

公司最主要的收入来源为垃圾处理服务，2018年收入占比达到70%左右。根据2018年年报，CVA垃圾处理服务长期合约占主体，且该业务服务主要分布于美国本土，美国的垃圾产生量处于稳中有降的状态，所以公司的垃圾处理服务收入较为稳定，并将长期占主导份额。公司第二大主营业务板块为垃圾焚烧发电（包括电力及蒸汽销售），2018年收入占比约为20%左右。

图表8：2006-2018年美国CVA公司各项业务营收占比变化（%）

资料来源：公司年报、韦伯咨询

从2015年开始电力及蒸汽销售服务收入开始降低，其原因在于上网电价的降低，而垃圾处理服务费提升对冲了一部分影响，整体联动机制较为市场化。

从盈利情况来看，伴随着垃圾焚烧行业的成长，同时得益于公司主业确立以及并购带来的规模优势，公司的营业利润与净利润在2004-2008年处于较为稳定的高增长阶段。2008年以后，盈利侧整体波动较大，且呈现下降趋势。经历金融危机后，公司经营好转，而从2013年开始，公司整体营业收入虽保持平稳，但营业利润下降加快，主要是因为营业支出增速较快导致，而各项营业支出中，厂房经营支出（材料、人工等）占比较大，侵蚀较大利润，这与排放标准的强化等因素促使成本提升，人工成本不断增加有关。

图表9：2006-2018年美国CVA公司营业利润及利润率（亿美元，%）

资料来源：公司公告、韦伯咨询整理