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双碳助推生物质发电发展 行业未来可期

北极星垃圾发电网  来源:湘财证券  作者:许雯 吴菲菲  2021/9/30 9:56:14  我要投稿  

北极星垃圾发电网讯:1行业总体情况

1.1行业市场发展总体情况

生物质指通过光合作用直接或间接形成的各种有机体,包括植物、动物 和微生物等。生物质能指由太阳能以化学能的形式在生物质中贮存的能量, 是一种清洁环保的可再生能源。生物质发电是指利用生物质具有的生物质能 进行发电。生物质发电分为农林生物质发电、垃圾焚烧发电沼气发电。农 林生物质发电从发电技术上又可分为直接燃烧发电和混合燃烧发电。

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直接燃烧发电:将生物质放入锅炉中直接燃烧,产生的蒸汽带动蒸汽轮 机及发电机发电;

混合燃烧发电:将生物质和煤混合进行燃烧发电,可分为两种方式:一 种是直接将生物质与煤混合后投放燃烧,另一种是将生物质气化产生的燃气 与煤混合燃烧;

垃圾发电:以焚烧发电的形式为主,垃圾焚烧发电是利用锅炉燃烧技术 产生的热量将水加热后获得蒸汽推动汽轮机带动发电机发电;

沼气发电:生物质在气化炉中转化为气体燃料,经一系列的净化冷却后 直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。

生物质发电装机容量连续3年世界第一。截止到 2020 年年底,全国已投 产生物质发电项目 1353 个;并网装机容量 2952 千瓦,年发电量 1326 万千 瓦,年上网电量 1122 万千瓦。我国生物质发电装机容量已经是连续三年位列 世界第一。近年来,我国生物质能发电量保持稳步增长态势。2020 年,中国 生物质年发电量达到 1326 亿千瓦时,同比增长 19.35%。

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随着生物质发电快速发展,生物质发电在我国可再生能源发电中的比重 呈逐年稳步上升态势。截至 2020 年底,我国生物质发电累计装机容量占可再 生能源发电装机容量的 3.2%;总发电量占比上升至 6.0%。生物质能发电的地 位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力 量。

生物质发电装机容量中垃圾焚烧发电和农林生物质发电合计贡献 96%。

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国内生活垃圾清运量和无害化处理率保持持续增长,对于垃圾焚烧需求 也在日益增加。为满足垃圾焚烧消纳生活垃圾的需求,随着垃圾焚烧发电市 场从东部地区向中西部地区和乡镇移动,垃圾焚烧量将持续保持增长。

农林生物质发电项目利用小时数从 2018 年开始逐年走低,主要原因是可 再生能源补贴拖欠对农林生物质发电项目影响较大。根据统计,2019 年农林 生物质发电利用小时数超过 5000h 的项目未 188 个,总装机为 526 万千瓦。 据此判断约 50%的项目在承受电价补贴拖欠的压力下,仍坚持项目运营。 2020 年农林生物质发电新增装机容量也有所下降,为 217 万千瓦。

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1.2区域分布情况

分地区看,生物质发电累计装机规模整体呈现东强西弱的局面。累计并 网装机规模看,2020 年山东、广东、浙江、江苏和安徽五省累计并网装机均 超过 200 万千瓦,占全国累计并网容量的 46.6%;2020 年全国生物质发电新 增装机容量排名前五位的省份是山东、广东、河南、浙江和安徽,分别为 76.0 万千瓦、52.3 万千瓦、52.1 万千瓦、51.1 万千瓦和 34.8 万千瓦。

1.3行业政策发展情况

1.3.1现行有效的行业重点政策

生物质发电得到高层部门的大力支持。2021 年 8月,国家发改委、财政 部、国家能源署联合印发《2021 年生物质发电项目建设工作方案》。方案总体明确了“以收定补、央地分担、分类管理、平稳发展”的总体思路,重点 突出“分类管理”,推动生物质发电行业平稳健康发展。

一是在补贴项目上分 类管理,分非竞争配置和竞争配置两类分别分别切块安排补贴资金,既保障存量已建在建项目有序纳入补贴范围,也保障一定规模的补贴资金用于竞争 配置,促进技术进步和成本下降,推动生物质发电从快速增长向高质量发展 转变;

二是在央地分担上分类管理,按照各省(区、市)不同经济社会发展 水平和生物质资源禀赋,科学合理确定不同的央地分担比例;

三是在竞争配 置中分类管理,分农林生物质发电和沼气发电、垃圾焚烧发电两类分别切块 安排补贴资金,分类开展竞争配置,更好实现公平竞争。2020 年 9 月,发改 委、财政部和能源局推出《完善生物质发电项目建设运行的实施方案》:1) 引入了信用承诺制度,申报单位需承诺项目不存在弄虚作假情况,建设运行 合法合规;2)建立监测预警制度,综合评估行业发展情况,引导企业科学、 有序建设,理性投资;3)补贴资金中央地方分担,自 2021 年起,新纳入补贴范围的项目(包括 2020年已并网但未纳入当年补贴规模的项目及 2021 年新并网纳入补贴规模的项目)补贴资金由中央地方共同承担。

1.3.2政策对行业下一步导向

在生物质发电新政的基调下,十四五生物质发电的政策走向主要有以下 五大方面:

1)竞争性配置项目资源:自 2021 年 1 月 1 日起,规划内已核准 未开工、新核准的生物质发电项目全部通过竞争方式配置并确定上网电价。 后续将逐年增加用于竞争配置的中央补贴规模,同时鼓励非竞争配置项目积极参与竞争配置;

2)建立电价补贴分担机制,中央补贴滑坡,预计到“十四 五”末期,新建生物质发电项目电价补贴将全部由地方承担;

3)鼓励生物质 能多元化和高附加值利用:根据所在区域资源和能源市场需求,因地制宜选择生物质能利用方式,宜气则气、宜热则热、宜电则电;

4)逐步推动生物质 发电走向市场化:由于生物质发电兼具处理有机固废(改善环境)、提供清洁 可再生能源和惠农富农等多重责任,通过市场化机制在有机固废“收集、储存、运输、处理、能源消纳”等环节补偿其社会和环保效益,分担“无害化、 减量化、能源化”利用过程中的成本,探索一条适合生物质能产业可持续发 展的“生物循环经济”模式;

5)进一步强化生物质发电项目建设运行管理。

2投资收益模式

2.1生物质发电项目上网电价政策

生物质发电企业有较高的政策敏感性,相对稳定的政策和价格体系有助 于稳定经营预期。在可再生能源法统领下,生物质发电的价格政策随着产业 发展和外部环境变化也有适当调整,其上网电价和补贴政策由 2006 年的固定 补贴制度,逐步过渡为目前的固定电价制度。

2006 年 1 月 4 日,国家发展改革委等有关部门联合印发《可再生能源发 电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格〔2006〕7 号),旨在促进可再 生能源开发利用,支持生物质发电产业发展。按照生物质发电的社会平均成 本及合理利润率,制定了生物质发电上网电价,并以政府定价和政府指导价 两种形式执行。政策规定:由国务院价格主管部门分地区制定标杆电价,电 价标准由各省(自治区、直辖市)2005 年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴 电价组成,补贴电价标准为 0.25 元/千瓦时。

2010 年 7 月 18 日,国家发展改革委印发《关于完善农林生物质发电价 格政策的通知》(发改价格〔2010〕1579 号),单独提高了农林生物质发电上 网标杆电价。对未采用招标确定投资人的新建农林生物质发电项目,统一执 行标杆上网电价每千瓦时 0.75 元。

2012 年 3 月 28 日,国家发展改革委发布《关于完善垃圾焚烧发电价格 政策的通知》(发改价格〔2012〕801 号),规定以生活垃圾为原料的垃圾焚 烧发电项目,均先按其入厂垃圾处理量折算成上网电量进行结算,每吨生活 垃圾折算上网电量暂定为 280 千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价每 千瓦时 0.65 元。其余上网电量执行当地同类燃煤发电机组上网电价。

2020 年 9 月 14 日,国家发展改革委等部门联合印发《完善生物质发电 项目建设运行的实施方案》(发改能源〔2020〕1421 号),提出 2021 年 1 月 1 日以后完全执行新补贴政策,即规划内已核准未开工、新核准的生物质发电项目全部通过竞争方式配置并确定上网电价。

2021 年 8 月 19 日,发改委、财政部、能源局联合发布《2021 年生物质 发电项目建设工作方案》。《方案》将补贴项目分为竞争性配置和非竞争性配 置项目两类。非竞争性配置项目并网电价要求:农林生物质发电 0.75 元/度, 沼气发电沿用沿用〔2006〕7 号文件,垃圾焚烧发电 0.65 元/度。竞争性配置 项目:并网电价要求农林生物质低于 0.75 元/度,沼气发电低于各省现行上网 电价,垃圾焚烧发电低于 0.65 元/度。

2.2生物质发电项目补贴制度

生物质发电具有较强的公共服务属性,是环境治理过程中的刚需产品, 在“污染者付费”制度全面落地前,由于付费主体模糊,绝大部分项目仍采 用了可行性缺口补贴的形式。随着政策完善,一方面,生物质发电补贴由中 央财政承担转变为由中央和地方共担,鼓励地方政府承担起生物质能发展的 主体责任;另一方面,通过规定合理利用小时数 82500 小时,在生物质发电 项目全生命周期中限定了补贴上限,助推生物质发电企业逐步摆脱补贴依赖, 走市场化发展道路。

2000年,《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格〔2006〕7号)印发,规定生物质发电项目的补贴电价标准为0.25元/kWh,发电项目自投产之日起15年内享受补贴电价;运行满15年后,取消补贴电价。

2010年以前,对生物质发电项目的补贴均只通过可再生能源电价附加分 摊解决。

2012年,《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》(发改价格〔2012〕 801 号)要求对垃圾焚烧发电上网电价高出当地脱硫燃煤机组标杆上网电价 的部分,实行两级分摊。其中,当地省级电网负担每千瓦时 0.1 元,电网企 业由此增加的购电成本通过销售电价予以疏导;其余部分纳入可再生能源电 价附加解决。

2020年,国家出台多项政策,从不同层面细化了生物质发电项目补贴制 度。其中,2020 年 6 月 30 日发布的《关于核减环境违法垃圾焚烧发电项目 可再生能源电价附加补助资金的通知》(财建〔2020〕199 号),关注到垃圾 焚烧发电项目产生的环境问题,提出核减环境违法垃圾焚烧发电项目的补贴资金。2020 年 9 月 14 日,《完善生物质发电项目建设运行的实施方案》(发 改能源〔2020〕1421 号),提出推动完善生物质发电项目补贴机制,一是自 2021 年 1 月 1 日起,规划内已核准未开工、新核准的生物质发电项目全部通过竞争方式配置;二是将新纳入补贴范围的项目补贴资金由中央地方共同承担,分地区差异化地合理确定分担比例。

根据 2020 年 9 月 29 日印发的《<关于促进非水可再生能源发电健康发 展的若干意见>有关事项的补充通知》(财建〔2020〕426 号),生物质发电全 生命周期合理利用小时数(82500 小时)成为可获得补贴的利用小时数上限。 如果项目发电量提前到达全生命周期合理利用小时数,将停止补贴发放;如 果项目发电量未达预期,那么也有补贴期限限制。

2.3生物质发电项目的收入来源

垃圾发电运营收入稳定,项目现金流较好。垃圾运营一般采取特许经营 的方式,主流的是 BOT(建设-经营-转让)或 BOO(建设-拥有-运营)模式, 特许经营期一般在 25-30 年。垃圾焚烧属于重资产行业,项目前期公司需要 投入较多资金完成项目建设,项目建设周期一般为 2 年左右,项目内部收益 率一般在 6%-12%,回收期一般 5-10 年。

垃圾焚烧运营收入主要来自于上网电费(向电网收取)和垃圾处理费(向 政府收取),上网电费一般占比 70%~80%,垃圾处理费一般占比 20%~30%。

上网电费(70%~80%):根据《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电 价格政策的通知》,垃圾焚烧上网电价大致由三部分组成:1)当地脱硫燃煤 机组标杆上网电价、省级电网负担及可再生能源补贴;2)每吨生活垃圾折算 上网电量暂定为 280 千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时 0.65 元;3)对于高出当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的部分实行两级分摊。 其中,当地省级电网负担每千瓦时 0.1 元,电网企业由此增加的购电成本通 过销售电价予以疏导,其余部分纳入全国征收的可再生能源电价附加解决。

垃圾处置费(占比 20%~30%):一般由地方政府财政支出或政府性基金 支付,运营商按照入场垃圾量收取垃圾处置费用,并定期结算。垃圾处置费 价格按照确保公司在特许经营期内收回投资成本并获得合理投资回报的原则 由当地政府部门核定,并在特许经营期限内实行动态调整;垃圾焚烧项目的 中标协议中往往约定保底垃圾量,进一步保障了焚烧项目收入来源。

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2.4生物质发电项目的主要融资渠道、融资模式

①政府直接投资和政策投资补贴:政府直接投资是政府直接通过财政拨 款对项目进行投资,这种投资不以营利为目的;政府投资补贴包括贴息贷款、 税收优惠、上网电价提高等,是目前生物质能项目的重要资金来源。

②外国政府贷款:利息较低,但是作为附加条件必须购买该国的设备, 由于没有竞争,贷款的低息好处完全被高价购买设备所抵消。我国近几年的 可再生能源项目大多数是利用国外政府提供的贷款建设的。

③项目融资贷款:通过成立项目公司来运作,以该项目本身资产以及未 来收益作为担保,主要表现形式就是特许经营权模式,包括 BOT(建设-运营 -转让)和 BOO(建设-拥有-经营)项目融资模式,政府将项目的建设和经营 权交给私人资本,并授予特许权,然后由自认企业自行筹资建设,在建成后 自行运营取得预期收益,若干年后投资人收回成本,并得到一定利益后再移 交给政府。多数由境外的私营投资机构承包,投资回报期较长。

④银行贷款:主要是政策性金融机构,利率水平比较低,可以较容易地 为公司提供中长期贷款,更好地保证可再生能源项目投资运营全过程的资金 需求,如国家开发银行投资建设了国内很多可再生能源项目。

⑤债券融资:许多可再生能源公司选择发行长期债券来融资,发行成本 较其他长期融资方式低。

⑥股权融资:资金具有永久性,无需归还,没有固定的股利负担,投资者承受的风险也比较大,要求的收益比银行高。

⑦非银行金融机构投资:如 VC 和 PE,以境外资金为主。该模式不仅能 提供资金支持和融资支持,还能显著改善财务状况,降低风险。目前,国际 私募资本也把我国新能源项目作为他们重点投资的领域。

民营企业:融资渠道相对单一,主要是股东投资和银行贷款、融资租赁, 依赖于政府补贴。

国企:较多采用特许经营权模式,如 BOT(建设-运营-转让)和 BOO(建 设-拥有-经营),多数由境外的私营投资机构承包,投资回报期较长。

3生物质发电发展前景看好

3.1行业上游分析

生物质能是人类能源消费中的重要组成部分,是地球上唯一可再生碳源, 其开发利用前景广阔。我国生物质资源受到耕地短缺的制约,主要以各类剩 余物和废弃物为主(被动型生物质资源),主要包括农业废弃物、林业废弃物、 生活垃圾、污水污泥等。

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目前我国主要生物质资源年生产量约为 34.94 亿吨,生物质资源作为能 源利用的开发潜力为 4.6 亿吨标准煤。截至 2020 年,我国秸秆理论资源量约 为 8.29 亿吨,可收集资源量约为 6.94 亿吨,其中秸秆燃烧化利用量 8821.5 万吨;我国畜禽粪便总量达到 18.68 亿吨(不含清洗废水),沼气利用粪便总 量达到 2.11 亿吨;我国可利用的林业剩余物总量 3.5 亿吨,能源化利用量为 960.4 万吨;我国生活垃圾清运量为 3.1 亿吨,其中垃圾焚烧量为 1.43 亿吨;废弃油脂年产生量约为 1055.1 万吨,能源化利用量约 52.76 万吨;污水污泥 年产量干重 1447 万吨,能源化利用量约 114.69 万吨。

随着我国经济的发展和消费水平的不断提升,生物质资源产生量呈不断 上升趋势,总资源量年增长率预计维持在 1.1%以上。预计 2030 年我国生物 质总资源量将达到 37.95 亿吨,到 2060 年我国生物质总资源量将达到 53.46 亿吨。

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3.1.1秸秆

目前,根据农业农村部相关统计数据,同时参考第二次全国污染源普查 公报草谷比参数,可估算我国秸秆产生量约为 8.29 亿吨,可收集资源量约为6.94 亿吨。根据国家统计局发布的我国关于粮食产量统计数据分析,近年来 我国粮食产量总体保持 1%的平稳上涨趋势,预计未来秸秆资源总量也将保持 平稳上升,2030 年秸秆产生量约为 9.16 亿吨,秸秆可收集资源量约为 7.67 亿吨;2060 年秸秆产生量约为 12.34 亿吨,秸秆可收集资源量约为 10 亿吨。

3.1.2畜禽粪便

广义上畜禽粪便为畜禽排出的粪尿为主。目前,根据《中国农业年鉴》、 《中国农村统计年鉴》、《中国畜牧兽医年鉴》以及国家统计局最新畜禽存栏 数据测算,我国畜禽粪便资源量共计 18.68 亿吨(不包含冲洗废水)。根据年 鉴统计数据,近年来我国主要畜禽类存栏量呈现小幅震荡,虽然在 2019 年到 低点后因扩大猪肉供给大幅反弹,总体上还是受短期市场因素影响。预计未 来肉蛋奶消费市场将趋于饱和,畜禽粪便资源量保持在固定区间内,畜禽粪 便资源量将保持 0.6%的较低增长趋势。预计 2030 年畜禽粪便资源总量约为 19.83 亿吨;2060 年畜禽粪便资源总量约为 23.73 亿吨。

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3.1.3林业剩余物

根据国家林草局发布的《中国林业和草原统计年鉴》数据,目前我国林 业面积约为17988.85万公顷,森林覆盖率达到22.96%,年采伐木材10045.85 万立方米,由此测算出林业废弃物资源量约为 3.5 亿吨。林业碳汇是最为重 要的固碳手段,预计未来我国林业面积将会保持稳定增长。根据近 20 年《中 国林业和草原统计年鉴》数据分析,林业采伐总资源量保持 2%的增长,预计 未来林业剩余物资源量也将随之持续增加。预计 2030 年林业剩余物总量将达 到 4.27 亿吨,到 2060 年,林业剩余物总量将达到 7.73 亿吨。

3.1.4生活垃圾

根据住建部发布的《中国城乡建设统计年鉴》数据,当前生活垃圾清运 量约为 3.1 亿吨,近年垃圾清运量增长率约为 3%。近年来,我国厨余垃圾清 运量持续保持 3.6%增长。同时由于垃圾分类工作持续推进,湿垃圾从生活垃 圾中分离出来,厨余垃圾比重逐步提高。以上海为例,自垃圾分类实施以来, 到 2020 年底,湿垃圾占比达到 31%左右。随着我国城市化进程的不断推进, 人民生活水平的不断提高,预计垃圾产生量也会逐年提升,保持稳步增长, 并达到发达国家人均垃圾产生量水平。根据世界银行相关数据,人均垃圾产 生量与人均 GDP 有较高相关性,其中高收入人口人均垃圾产生量为 1.58 千 克/日,根据测算,预计到 2045 年我国垃圾清运量将达到饱和,到 2060 年我 国生活垃圾产生潜力峰值约为 10.05 亿吨。生活垃圾清运量预计 2030 年将达 到 4.04 亿吨,2060 年将达到 5.86 亿吨。假设 2030 年全面垃圾分类实施区 域达到 10%,厨余垃圾清运量将达到 1.72 亿吨,到 2060 年全面垃圾分类实 施区域达到 50%,厨余垃圾清运量将达到 4.19 亿吨。

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3.1.5废弃油脂

未来我国食用植物油量消费量年均增长率约为 0.7%, 预计 2030 年废弃油脂产生量约为 1131.3 万吨,2060 年废弃油脂产生量约为 1394.7 万吨。

3.1.6污水污泥

随着我国社会经济发展,居民生活水平逐步提高,生活用水量需求加大, 同时生活污水处理率提高,推动生活污水污泥产生量增加。根据《住房和城 乡建设部城乡建设统计年鉴》数据分析,当前我国生活污水污泥产生量为 1433.57 万吨,生活污水污泥产生量增长率约为 5-8%。预计 2030 年污水污 泥产生干重约为 3094.96 万吨,2060 年污水污泥产生干重约为 1.4 亿吨。

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3.2生物质发电未来可期

碳达峰碳中和目标是我国经济进入高质量发展的内在要求和必然趋势。 根据可再生能源应用的不同领域。电力系统建设也在发生结构性转变。可再 生能源发电已开始成为电源建设的主流。生物质发电技术是目前生物质能应 用方式中最普遍、最有效的方法之一。若结合 BECCS(生物能源与碳捕获和 储存)技术,生物质能将创造负碳排放。未来,生物质能将在各个领域为我 国 2030 年碳达峰、2060 年碳中和做出巨大减排贡献。目前我国生物质资源 量能源化利用量约 4.61 亿吨,生物质能各类途经的利用包括生物质发电、生 物质清洁供热、生物天然气、生物质液体燃料、化肥替代等共实现碳减排量 约为 2.18 亿吨。

预计到 2030 年我国生物质发电总装机容量达到 5200 万千瓦,提供的清 洁电力超过 3300 亿千瓦时,碳减排量超过 2.3 亿吨。到 2060 年,我国生物 质发电总装机容量达到 10000 万千瓦,提供的清洁电力超过 6600 亿千瓦时, 碳减排量超过 4.6 亿吨。

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