余热利用,节能降耗的受益者
作者:陈烨华 陈开伟
发表时间:2013年1月29日

中国是世界上第二大能源生产国和消费国。虽然中国能源资源总量比较丰富,但是人均能源资源拥有量较低。目前,中国单位GDP 和主要耗能产品能耗高于主要能源消费国家平均水平。节能减排是降低单位GDP 能耗、增强可持续发展能力的必然需求。

2012 3 月,工业和信息化部制定了《工业节能十二五规划》。工业节能的总体目标是:到2015 年, 规模以上工业增加值能耗比2010 年下降21%左右,十二五期间预计实现节能量6.7 亿吨标准煤,主要产品单位能耗持续下降与国际先进水平差距逐步缩小,能源利用效率明显提升。主要行业目标到2015 年,钢铁、有色金属、石化、化工、建材、机械、轻工、纺织、电子信息等重点行业单位工业增加值能耗分别比2010 年下降18%18%18%20%20%22%20%20%18%。到2015 年,大中型钢铁企业余热余压利用率达到50% 以上、利用副产二次能源的自发电比例达到全部用电量的50%以上。能耗达到国家单位产品能耗限额标准先进值的企业数量、焦化、烧结、高炉、电炉分别达到60%15%15%65%

经济发展带来的能耗增加、主要用能行业余热余压的空排浪费已经引起了高度重视。政府部门出台了一系列措施鼓励、扶持、规范余热余压的利用,促进余热发电事业的发展。国务院及其组成部委出台了多个文件鼓励余热余压利用的节能减排项目,促进水泥、玻璃等高用能行业生产线余热电站配套建设,推广合同能源管理节能服务方式,对余热余压利用给予财税、金融等方面的优惠措施,极大的推动了余热发电行业的发展。

 

1:余热发电相关扶持鼓励政策

时间

政策文件

内容

2007 10

《中华人民共和国节约能源法》

确鼓励余热发电,并且规定电网企业应按规定安排余热余压发电机组并网运行

2008 5

发改委《国家重点节能技术推广目录》

将水泥窑纯低温余热发电技术、玻璃熔窑余热发电技术、干熄焦余热利用技术、高炉炉顶余压余热发电技术、钢铁行业烧结余热发电技术、金属冶炼烟气余热发电技术列入其中

2010 4

国务院办公厅《关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见》

对采取合同能源管理模式的节能项目在资金支持力度、税收扶持政策、相关会计制度、改善金融服务等方面提出了具体的支持政策。

2010 5

国务院发布的《国务院关于进一步加大工作力度确保实现“十一五”节能减排目标的通知》

表示将“出台鼓励余热余压发电上网和价格政策”

2010 8

《合同能源管理技术通则》

规定了合同能源管理的术语和定义,技术要求

2011 11

《水泥行业准入条件》

新建水泥熟料生产线必须配置纯低温余热发电

2012 4

《工业节能十二五规划》

明确提出要提高水泥行业余热发电装置比例

资料来源:政府网站,中信建投研发部

 

余热发电存在巨大开发潜力

余热发电技术是指通过余热锅炉回收能源利用设备中未被利用的余热,包括高温废气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等,通过相关设备将回收的热能转化为电能的技术。目前余热发电系统主要工艺流程包括:余热锅炉内的热-热转换过程, 在这一过程中,将余热热能或化学能等转换到水或蒸汽中,利用工业余能将锅炉给水加热为具有一定压力和温度的蒸汽;汽轮机内的热-功转换过程,将锅炉中产生的具有一定压力、温度的蒸汽引入到汽轮机中,推动汽轮机转子旋转,将蒸汽中的热能转换为机械功;发电机内的机械功-电能转换过程,汽轮机转子带动发电机转子切割磁力线,发出电能。

余热发电技术可以回收利用用能行业如水泥、玻璃、钢铁、冶金等行业的余热资源,将余热余压转化为电能,在此过程中几乎不需要另外消耗任何其他燃料能源。对于水泥行业,由于水泥熟料煅烧过程需要消耗大量的煤炭,每生产一吨水泥熟料约消耗110-120 公斤标煤,消耗电力80-95 千瓦时,电费成本接近整个水泥生产成本的1/3。水泥生产过程中由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排掉的350℃以下废气,其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗量的30%以上,而充分利用这部分低温废气进行余热发电改造,已经成为目前国内水泥工业节能降耗的有效途径之一。玻璃行业浮法生产线,玻璃液吸热占35-40%,熔窑表面散热损失20-25%;而排烟余热占30-40%。通过完全回收利用这部分排烟余热,可以节能0-40%,余热回收潜力巨大。

除了能源消耗外,水泥、玻璃等在生产过程中也会造成较严重的环境污染。水泥行业粉尘排放量占我国工业行业粉尘排放总量的30%CO2 的排放量占我国CO2 排放总量的20%SO2 排放占全国的2.6%。利用水泥、玻璃等在生产过程中产生的余热进行发电既可以有效降低能耗,节约生产成本,还可以大量减少粉尘污染和废气排放,改善生态环境。余热发电过程既不增加任何新的燃料消耗,还有效减少了废气排放,并大大降低了生产成本,提高了整体能源利用效率。我国每年都有大量的工业尾气没有没充分利用而被直接排放掉,2010 年全国工业废气排放量就为519168 亿标准立方米,全国共有10 个省市的工业尾气排放量超过了20000 亿表立方米。如果能充分利用,不但产生巨大社会效益,也具有巨大的经济效益。

随着近几年节能环保,资源循环利用受重视程度的提高,余热发电行业发展迅速,几家大的节能服务公司也趁此机会快速壮大,现均已成为节能综合服务商,可以提供测评、设计、建造在内的整个节能服务的解决方案,盈利模式也由原来传统被动的建设模式逐渐转变为主动拓展,资源共享的新模式。水泥余热发电盈利模式主要有工程总承包模式,纯设计模式和合同能源管理模式。

 

2:余热发电项目主要模式比较

项目

合同能源管理模式

工程总承包模式

纯设计模式

投资

综合节能服务商负责投融资

用能企业负责投融资

用能企业负责投融资

研发设计

综合节能服务商进行技术研发,并总体负责设计

工程总包方总体负责设计

设计承包方负责设计

工程建设

综合节能服务商总体负责建设

工程总包方总体负责建设

用能企业自行负责建设

运营管理

综合节能服务商负责运营

用能企业自行运营

用能企业自行运营

合作期

长期(10-20 年)

一次性

一次性

模式实施方关注点

长期节能效益、技术先进性、电站整体质量、性能稳定性及可靠性、余热利用效率

工程总承包施工利润

技术服务利润

用户体验比较

全过程的、综合性的节能服务,合作方零资, 风险较低,但共享节能收益,期满获得项目所有权,长期合作,实现共赢

提供一次性的“交钥匙”工程总包服务; 余热电站运行与检修等由用能企业自行负责;用能企业承担投资和运营风险

提供一次性的余热发电项目设计服务;余热电站建设、运行与检修等由用能企业自行负责;用能企业承担全部风险

 

合同能源管理将是节能服务新模式

合同能源管理是一种新型的市场化节能机制,其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目的全部成本及投资收益的节能服务方式。合同能源管理模式在国家标准《合同能源管理技术通则》(GB/T24915-2010)中的定义为:节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标,节能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务,用能单位以节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制。依照具体的业务方式,可以分为节能效益分享型合同能源管理业务、节能量保证型合同能源管理业务、能源费用托管型合同能源管理业务、节能设备租赁型合同能源管理业务。

 

 

 

9:合同能源管理模式示意图

 

资料来源:中信建投研发部

 

节能服务公司的资质审批更倾向拥有设备制造能力的公司,这一方面说明节能减排环保设备在合同能源管理模式中的重要性,另一方面也说明在产业发展的初期具备设备制造能力的大企业依靠其业绩和品牌具有更高的可信度。

在中国,节能服务公司的资质需要发改委审批,在审批中倾向拥有设备制造能力的公司。目前发改委已颁布了3批节能服务公司的名单,范围覆盖节能减排环保的各领域,多家设备制造的上市公司名列榜上。

 

3:节能服务公司名单

第一批

第二批

第三批

上市公司

主要节能产品

上市公司

主要节能产品

上市公司

主要节能产品

荣信股份

变频、

天立环保

电石炉

雷士照明

LED

合康变频

变频

泰豪科技

建筑节能

盾安环境

热泵

智光电气

变频

中材国际

水泥余热发电

国电南自

变频、电除尘

中科电气

EMS连铸

鞍钢股份

高炉煤气发电

海得控制

变频

动力源

变频

双良节能

余热回收

金通灵

高效风机

九洲电气

变频

华电能源

电厂节能

科陆电子

变频、余热利用、LED

延华智能

建筑节能

英威腾

变频

 

 

达实智能

建筑节能

 

 

 

 

资料来源:公开资料,中信建投研发部

 

对比国外的发展经验和中国的现实业态,我们认为中国的合同能源市场将会向技术依托型的方向发展,即以某种节能技术和节能产品为基础发展起来的节能服务公司将更具优势,节能技术和节能产品将是公司的核心竞争力,通过节能技术和节能产品的优势开拓市场,逐步完成资本的原始积累,并不断寻求新的融资渠道,获得更大的市场份额。这种类型的节能服务公司大多拥有自主知识产权,实施节能项目的技术风险可控,项目收益较高,并且目标市场定位明确,有利于在某一特定行业形成竞争力。我们看好节能减排环保设备公司借助EMC 模式推进产品的销售,分享节能服务产业的景气。

2010 年至2011 年,中国工业节能产业共披露金额的融资案例12 例,融资金额为7.11 亿元,工业节能企业 IPO 也加速。截至2012 8 月,中国工业节能企业上市29 家,共计融资172.8 亿元。在上市公司具体分类中, 节能变压器行业6 家,变频器与高效节能电机行业各7 家,余热利用行业9 家。

国务院在《关于加快推行合同能源管理促进节能服务业发展的意见》中提出:到2012 年,扶持培育一批专业化节能服务公司,发展壮大一批综合性大型节能服务公司,建立充满活力、特色鲜明、规范有序的节能服务市场。到2015 年,建立比较完善的节能服务体系,专业化节能服务公司进一步壮大,服务能力进一步增强,服务领域进一步拓宽,合同能源管理成为用能单位实施节能改造的主要方式之一。另外,政府还为合同能源管理提供了资金支持和税收优惠。根据美国能源服务公司协会统计,美国2006 节能服务公司的年收入达到36 亿美元,此前10 年年均增长达24%;据加拿大ESCO 协会保守估计,加拿大节能服务市场潜力约200 亿加元。在一些发达国家,超过30%的节能项目都是通过合同能源管理模式建造与营运的。在政策的大力支持下,随着合同能源管理的优势逐渐凸现,合同能源管理市场迅速发展壮大,我国的合同能源管理从2003 年开始快速发展,投资从2003 年的8.51 亿元增长到2010 年的287.51 亿元,CAGR 达到65.34%

 

合同能源管理模式可解决资金紧张问题

在节能环保具体政策的落实中,资金是重要因素。节能减排对政府资金存在一定的依赖性:对于集中产生污染物的污染源,可以通过强制性措施进行减排,对污染物不达标的企业采取关停整改的办法解决,从经济效益的角度看,排污企业承担了主要的减排成本;而生活污染物的减排处理属于公用事业范畴,地方政府的投入是主要资金来源,比如污水处理厂、垃圾处理站的建设等。合同能源管理模式通过引进第三方金融机构进行项目融资,能较好地解决短期政府资金紧张这一难题 ,助力节能环保产业的健康快速发展。

随着我国余热发电技术的不断进步,为余热发电领域合同能源管理模式的发展提供了基础。随着国家政策对余热余能利用和合同能源管理模式的支持力度不断加大、细化,余热发电领域合同能源管理业务开始大规模发展,以合同能源管理模式投建的余热发电项目已超过已投建项目总数的10%,由于合同能源管理模式强大的市场竞争优势和国家政策的大力扶持,未来比重将不断增加。根据中国节能协会节能服务产业委员会的估算, 合同能源管理模式将是未来我国余热发电市场的新趋向,增速保持在30%-40%,市场发展空间广阔。余热发电工程的销售毛利率和净利率依然远高于其他行业。我国余热发电技术最先在水泥行业得到发展和广泛应用。目前已推广发展到玻璃、钢铁、冶金、化工等行业,并且某些领域发展达到国际领先水平。

 

转载资料来源于:中信建投证券 陈烨华 陈开伟 20121015

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