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“十四五”需求升级 环境监测企业应如何临机制胜(上)

北极星环境监测网  来源:辰于公司  作者:简依敏 黄映娇  2021/5/10 13:08:57  我要投稿  

北极星环境监测网讯:近年来,随着国家对生态环境保护的日益重视,在陆续出台的各项相关政策指引下,环境监测行业得以稳步发展。展望“十四五”,“需求升级”成为行业发展关键词:无论是2020年出台的《生态环境监测规划纲要 (2020-2035年)》,还是两会提出的30·60双碳目标,都对环境监测提出了更高层次的要求。

基于对行业的深刻洞察,辰于将“需求升级”进一步细化为六大关键词,包括:

更多:监测网络下沉,监测密度增大。

更全:行业覆盖全面,监测种类增多。

更精准:自动取代人工,准确度要求提升。

规范化:第三方运营打响,质控成为关注重点。

智慧化:数据经挖掘分析,服务于溯源、预警、决策。

一体化:多地提出“一张网”需求,项目向一体化发展。

可以预见的是,需求升级既是挑战也是机遇,相关企业应对市场进行前瞻性判断,在技术、运营、并购等方面做好准备,临机制胜。

环境监测需求升级

回顾我国环境监测行业发展历程,大体可分为“十一五”的监测网络搭建、“十二五”的以污染源监测为主以及“十三五”的以环境质量监测为主。展望“十四五”,我国环境监测行业将迈上全面、综合的新台阶,全覆盖综合监测体系基本建成(如图1)。

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升级后的需求可以从硬实力、软实力两方面,总结为六大关键词(如图2):

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更多:监测网络下沉,监测密度增大

环境监测密度将从时间、空间两个维度上增大。在时间上,监测频次将进一步增加,并能够做出动态调整。我国监测网络目前已普遍覆盖大气、水、海洋、土壤、声、辐射、生态等各类环境要素,点多面广但监测频次较低,未来五年常规监测将向高频次发展,增加空中遥感监测、无人船监测等自动监测手段的覆盖面,提高监测数据的时间分辨率,并逐步实现根据环境质量达标情况动态调整。在空间上,水、气站点将大幅增加(如图3),空气监测站点将填平补齐城市空缺,地表水将实现十大流域干流及重要支流、地级及以上城市、重要水体省市界和重要水功能区“四个全覆盖”。

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更全:行业覆盖全面,监测种类增多

“十四五”期间,监测行业覆盖将更加全面,补齐地下水、温室气体、农业面源污染等监测短板(如图4)。

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其中,温室气体监测中的碳监测,作为碳中和目标和碳交易市场的重要保障,是万众瞩目的蓝海市场。我国自2011年起在北京、上海、深圳等七地启动地方碳排放权交易试点,如今为达成碳中和目标,预计将大范围推广碳交易。碳排放跟踪是碳交易市场得以成功运转的重要保障,一是市场中碳排放总量的设定,需要各试点企业的历史碳排放量作为支撑,二是政府发放配额后,需对各企业进行碳排放监测,根据配额使用量进行后续交易。当前计算碳排放量主要有核算法和CEMS两种方式:核算法通过使用排放因子、原材料和燃料使用等数据,利用碳平衡理论计算出CO2等温室气体的直接排放和间接排放数据,具有人为干扰多、误差较大等缺点; CEMS则通过在生产和排污设备等装置上安装抓取系统,实时上报数据,能够实现碳排放核算的实时化、精准化和自动化,将是未来碳监测的主流。我国CEMS系统的建设也在持续推进,如2021年3月,南方电网建成国内首个能源消费侧企业碳排放监测平台;2021年4月,苏州市生态环境局签署了“电力大数据助力生态环境精准治理”战略合作协议。

更精准:自动取代人工,准确度要求提升

“十四五”对监测数据的灵敏度、准确度有更高的要求,尤其是在大气、水质方面,自动监测将逐步取代手工监测。目前,我国的自动监测仍较为初级,在大气监测方面,主流自动监测设备精确度较低,无法完成对地区复杂大气环境的监测,尤其是浓度较低、成分多元的VOCs,整体较为落后;在水质监测方面,自动监测点位数量及分布不合理,监测参数种类也有限,例如某城市市级以上水质自动监测站共9座,均建在监测水体的单一断面,在水体入口、稀释扩散断面、出口等位置缺乏自动监测系统,仅有地表水常规五参数、化学需氧量等15项指标,导致无法全面掌握该区域水体的水质变化趋势、水质污染来源及水体自净程度。

手工监测逐渐转向自动监测将是大势所趋。从时效性看,手工监测数据存在滞后,自动监测则更灵敏。废气、废水的排放时间不固定,很多污染事件属于突发性事件,污染源瞬间排放,监测采集及时性不高,工作人员很难采集到污染程度最大时的样本,增加了溯源难度。从准确性看,自动监测避免人为误差,数据可信度更高。未来的监测数据需服务于智慧化分析、决策,对准确度要求较高,与自动监测仪器相比,手工测定的结果存在5%左右的偏差,前者的可信度更高。从经济性看,手工监测需耗费较多的人力、物力。手工监测需安排采样员进行样品、空白样、质控样等采集,并进行运输、实验分析等一系列操作;自动监测则在选好仪器检测点位后,安排运营人员进行相应维护即可。

规范化:第三方运营打响,质控成为关注重点

为规范地方上报的环境监测数据,“十四五”第三方运营的比重将继续增加。第三方运营从制度设计上为地方监测数据质量提供保障,主要体现在三个方面:一是解决了各级环境监测机构能力建设有限的窘境,地方环境监测机构普遍缺少人员编制和技术骨干,在监测点位倍增的新要求下,将面临人手不足的问题,引入第三方运营,在不改变当前监测力量分配格局的情况下,新增任务将迎刃而解;二是厘清了主体责任和监督责任,化解环保部门直属环境监测机构的违规风险,委托第三方运营后,中标公司负主体责任,环保部门直属环境监测机构履行监督责任,避免了地方监测机构既是裁判员、又是运动员的风险;三是提高了城市环境监测的专业化水平,第三方监测公司管理机制灵活,成长性好,在短时间内可以形成较强的技术实力,且部分公司自身拥有仪器设备生产能力,熟悉仪器性能,运行起点高,专业程度高。

此外,政府对第三方服务企业也将严加监管,避免数据造假、运维不规范等问题。2015年至今,环境监测质量监管政策持续出台(如图5),尤其是在刚通过不久的刑法修正案中,环境监测造假入刑,惩治力度大幅提升。2018年展开的三年行动“打假”也卓有成效,大量违规机构遭到清退。在国家层面,生态环境部联合市场监管总局对37家国家级资质认定生态环境监测机构开展了“双随机”监督检查,其中有3家被注销资质认定证书,1家因出具失实报告被责令整改并处以罚款,18家因存在未严格执行标准规范等问题,被责令限期整改。在地方层面,以河北省为例,对282家生态环境监测机构进行专项监督检查,最终暂停、缩减114家机构的监测资质及监测项。

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智慧化:数据经挖掘分析,服务于溯源、预警、决策

当前接入在线平台的监测数据主要有水、大气、污染源三类,未来随着自动监测点位数的增加,以及接入平台监测种类的增多,数据量将大幅增长。以青海省为例,2019年初步实现了全省重点污染源在线监控、空气和水环境质量自动监测、重点工业园区有毒有害气体监测预警系统、生态监测、环境移动执法数据集成,共集成数据34类,7022个数据子集,1.69亿条数据,生态环境监测类数据量达到35.5GB。

此时,简单统计手段已不能满足新的监测要求,数据将通过智慧化系统分析,提高利用价值,服务于三大场景:

场景一,污染溯源。参数齐全的自动监测数据结合智慧系统,能够快速、高效地找出污染源。如清华苏州环境创新研究院研发的“水质指纹溯源技术”,将污染物三维荧光光谱与污染源一一对应,建立水质指纹数据库,与监测系统对接,以快速识别污染排放源。

场景二,环境预警。通过污染源信息收集,可综合判断环境质量变化趋势,对可能的污染进行预警。如浙江桐乡智慧系统将全市11个镇(街道)351家排污许可发证企业的污染源“盯在眼里”,还通过智能预警巡检“诊断”企业潜在污染病灶,实现固定污染源信息收集、数据分析、预警派单。截至2021年3月底,该系统已发出有效预警信息6.63万余条,帮助125家企业避免了环境问题发生。

场景三,辅助决策。监测数据与溯源分析,可辅助政府进行执法决策及实力决策。如大连市推出生态环境局动态管控自动监控闭环管理平台,通过大数据智能监管对排污企业监控点位是否超标实现精准判断,进而有针对性地安排监察人员和监测力量及时进行突击性现场执法。

一体化:多地提出“一张网”需求,项目向一体化发展

初步统计发现,已有44%的省份提出了全省监测“一张网”的目标,推动环境监测实现“横向到边、纵向到底”的统一管理,但完全监测一体化上仍面临两大困难:一是数据标准不统一,不同区域、不同污染类型在监测标准、数据存储等方面不统一,数据的可比性差,与“一张网”存储分析仍有较大距离;二是数据共享机制亟待建立,一个区域内的监测数据往往分散在多个责任主体手中,包括环境监测站、排污企业、第三方运营企业等,在数据标准不统一的情况下,科学的共享机制也难以建立。

这催生了一体化项目需求,将环境监测任务整体打包,由第三方企业统一建设、运营,不仅可以大大加速统一标准建设的进度,还可以加强在线平台的顶层设计,建立更成熟的数据接入与共享方式。目前我国的一体化监测项目有天空地一体化、水气土一体化两种,前者利用卫星进行宏观监测,无人机进行精细化监测,在地面进行固定及走航式监测,三者结合形成一体化监测网络,主要应用于大气立体监测体系;后者则是充分整合现有及新增监测点位,对某一区域内的水、气、土质量进行监测,并形成“一张图”,在统一平台上综合展示,在流域综合治理与监测、城市综合治理与监测将广泛应用。

伴随需求升级,我们预计“十四五”期间,环境监测将迎来968亿元的累计投资(如图6),同期环境监测运营规模将保持11%的年复合增速,在2025年达到165亿。

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