2019年中国生物质能发电行业精品报告.pdf

1 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 2019 年中国生物质能发电行业精品报告 分析师：文晗 2019 年 11 月 报告标签：生物质能、可再生能源、农林生物质、生活垃圾处理、机械炉排炉 概览摘要： 中国生物质能发电行业现已进入产能扩张时期， 盈利模式具备可复制性。 国家能源局数据显示， 中国生物质发电累计装机容量由 2014 年的 950.0 万千瓦迅速上升至 2018 年的 1,781.0 万千瓦， 年复合 增长率达到 17.0%， 主要原因为政府出台的多项行业配套政策为生物质发电行业的发展提供了强有力支持。 其次， 生物质发电技术成熟度逐步上升促进了生物质发电厂的扩张建设。 2018 年， 生物质发电量为 906.0 亿千瓦时，占可再生能源发电量的 4.8%左右，仍有较大的市场发展空间。中国生物质资源丰富，开发利用 潜力很大，生物质发电在未来将成为工业生产用电的主要选择。预计五年内中国生物质能发电行业还将保 持稳定的发展增速，到 2023 年，中国生物质发电累计装机容量有望达到 3,106.6 万千瓦。 燃烧发电是提高秸秆综合利用效率的有效途径 燃烧发电是提高秸秆综合利用效率的有效途径。 通过直接燃烧秸秆获取电能的方式， 一方面能够将秸秆 “变 废为宝” ，提高秸秆利用效率，减少露天焚烧秸秆现象，改善空气环境；另一方面，通过发电厂收购秸秆的 方式也能够为农民增收，提高农民回收秸秆的积极性。自 2008 年起，中国政府出台了多项政策禁止秸秆 露天焚烧、促进秸秆综合利用，鼓励科学规划秸秆热电联产以及直燃发电厂，实行秸秆发电优先上网。利 用生物质发电模式能够从污染源头进行治理，直接可观地减轻空气污染，同时也能创造经济效益，达到双 赢的效果。 “垃圾围城”亟待发电解围 中国的大型城市尤其四大一线城市经济发达，城市人口数量庞大。近年来，中国多个城市出台了人才引进 政策，同时由于城市建设速度加快，部分直辖市以及省会城市如天津、杭州、西安等地的人口流入也出现 了较大的涨幅。伴随着城市人口的急剧增长，城市垃圾产生量空前庞大，但城市土地资源有限，垃圾处理 能力不足，导致“垃圾围城”现象越发严重。通过垃圾焚烧直接发电的方式，既减少垃圾填埋对城市周边 生态环境产生的不利影响，又可缓解城市能源供应紧张问题，实现社会效益与经济效益的有机结合，对改 善生态环境乃至城市经济的可持续发展具有重要意义。 发电技术逐渐成熟 根据国家能源局数据显示， 截至 2015 年， 中国生物质发电总装机容量约 1,030 万千瓦， 年发电量约为 520 亿千瓦时，完成进度未及预期。相反，2018 年中国生物质发电装机容量已达到 1,781 万千瓦，全年发电 906 亿千瓦时，已提前完成国家能源局在生物质能发展“十三五”规划提出的 2020 年 1,500 万千瓦 的装机容量，年发电量 900 亿千瓦时目标。导致这一差异性的重要原因在于“十三五期间”生物质发电技 术成熟度得到大幅提高，生物质发电装机容量迅速提升。 企业推荐： 国能生物、光大国际、绿色动力、杭州锦江、上海环境、中国环保、粤丰环保、琦泉集团、理昂生态、 三峰环境 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任 何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业 活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 目录 1 方法论 . 4 1.1 研究方法 . 4 1.2 名词解释 . 5 2 中国生物质能发电行业市场综述 . 8 2.1 中国生物质能发电行业定义及分类 . 8 2.2 中国生物质能发电行业发展历程 . 11 2.3 中国生物质能发电行业市场现状 . 12 2.3.1 生物质发电以农林生物质发电和垃圾焚烧发电为主 . 12 2.3.2 生物质发电项目地区分布不均 . 13 2.3.3 生物质发电技术发展路线已确定 . 15 2.3.4 生物质能发电实行补贴政策 . 16 2.3.5 垃圾处理技术不完善 . 17 2.4 中国生物质能发电行业产业链 . 18 2.4.1 上游分析 . 19 2.4.2 中游分析 . 21 2.4.3 下游分析 . 22 2.5 中国生物质能发电行业市场规模 . 24 3 中国生物质能发电行业驱动因素 . 25 3.1 驱动因素 . 2 5 3.1.1 燃烧发电是提高秸秆综合利用效率的有效途径 . 2 5 3.1.2 “垃圾围城”亟待发电解围 . 26 1 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 3.1.3 发电技术逐渐成熟 . 27 4 中国生物质能发电行业政策分析 . 28 4.1 行业支持政策 . 28 4.2 行业监管政策 . 29 5 中国生物质能发电行业市场趋势 . 30 5.1 政府管理手段不断完善，促进企业加速资金周转 . 30 5.2 农林生物质直燃发电与生活垃圾焚烧发电一体化加深 . 31 5.3 热电联产的比重将得到提升 . 32 6 中国生物质能发电行业竞争格局分析 . 33 6.1 中国生物质能发电行业竞争格局概述 . 33 6.2 中国生物质能发电行业典型企业分析 . 35 6.2.1 国能生物发电有限公司 . 35 6.2.2 中国光大国际有限公司 . 37 6.2.3 绿色动力环保集团股份有限公司 . 39 6.2.4 杭州锦江集团 . 41 6.2.5 上海环境集团股份有限公司 . 43 6.2.6 中国环境保护集团 . 45 6.2.7 粤丰环保电力有限公司 . 47 6.2.8 山东琦泉集团 . 49 6.2.9 理昂生态能源股份有限公司 . 51 6.2.10 重庆三峰环境产业集团有限公司 . 53 2 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 图表目录 图 2-1 生物质发电技术分类 . 8 图 2-2 农林生物质发电流程 . 10 图 2-3 垃圾焚烧发电流程 . 10 图 2-4 中国生物质能发电行业发展历程 . 11 图 2-5 中国生物质发电装机容量组成，2018 年 . 13 图 2-6 农林生物质发电项目装机容量前十省份，2018 年 . 14 图 2-7 垃圾焚烧发电项目装机容量前十省份，2018 年 . 14 图 2-8 生物质发电技术发展路线已确定 . 16 图 2-9 生物质发电项目上网电价 . 17 图 2-10 垃圾无害化处理在中国实施面临两大难点 . 18 图 2-11 中国生物质能发电行业产业链分析 . 19 图 2-12 生物质发电成本结构 . 20 图 2-12 中国全社会用电量，2014-2018 年 . 23 图 2-13 中国生物质发电累计装机容量，2014-2023 年预测 . 24 图 3-1 中国关于促进秸秆综合利用的相关政策 . 25 图 3-2 中国生活垃圾产生量排名前十城市，2017 年 . 27 图 3-3 “十三五”期间，生物质能发展成果显著 . 28 图 4-1 中国生物质能发电行业相关支持政策 . 29 图 4-2 中国生物质能发电行业相关监管政策 . 30 图 5-1 灵璧生物质及垃圾发电一体化项目 . 32 图 5-2 热电联产在热能利用率上优势明显 . 32 3 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 图 6-1 中国农林生物质发电企业装机排名前十，2018 年 . 34 图 6-2 中国垃圾焚烧发电企业装机排名前十，2018 年 . 35 图 6-3 国能生物业务覆盖全产业链 . 36 图 6-4 光大国际项目介绍 . 38 图 6-5 绿色环保项目分布图 . 40 图 6-6 杭州锦江集团业务版图 . 42 图 6-7 上海环境核心业务 . 44 图 6-8 中国环保主营业务 . 46 图 6-9 粤丰环保项目 . 48 图 6-10 琦泉集团业务板块介绍 . 50 图 6-11 理昂生态部分已建成项目 . 52 图 6-12 三峰环境主营业务 . 53 4 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境， 从可再生能源、 电力等领域着手， 研究内容覆盖 整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业走向上市及 上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式， 企业 的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 11 月完成。 5 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 1.2 名词解释 光合作用：绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释 放氧的过程。 可再生能源：在自然界可以循环再生，取之不尽、用之不竭的能源，主要包括太阳能、 水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。 醇类燃料：含醇的液体燃料，主要包括甲醇、乙醇、汽油及少量甲基叔丁基醚。 秸秆：成熟农作物茎叶（穗）部分的总称，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉 花、甘蔗和其它农作物（通常为粗粮）在收获籽实后的剩余部分。 锅炉： 能量转换设备， 锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需 热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。 汽轮机： 也称蒸汽透平发动机， 一种旋转式蒸汽动力装置， 高温高压蒸汽穿过固定喷嘴 成为加速的气流后喷射到叶片上， 使装有叶片排的转子旋转， 同时对外做功。 汽轮机是 现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。 辅机：在本文中指锅炉辅助设备，包含磨煤机、给煤机、风机、引风机、返料风机、炉 排、除渣机械等。 冷凝器：制冷系统的机件，属于换热器的一种，能把预备液化的气体或蒸气变成液体， 将管子中的热量，以很快的方式传到管子附近的空气中。 标杆电价： 为推进电价市场化改革， 中国在经营期电价的基础上， 对新建发电项目实行 按区域或省平均成本统一定价的电价政策。 PM2.5：细颗粒物的一种，环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒 物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。 二噁英： 具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物， 燃烧和各种工 6 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 业生产的副产物，对空气环境及人体健康会造成不良影响。 热电联产：利用热机或发电站同时产生电力和有用热量的生产方式。 CCER：Chinese Certified Emission Reduction，中国核证自愿减排量。根据温室 气体自愿减排交易管理暂行办法 ，参与自愿减排的减排量需经国家主管部门在国家自 愿减排交易登记簿进行登记备案，经备案的减排量则被称为核证自愿减排量。 EPC：Engineering Procurement Construction，公司受业主委托，按照合同约定对 工程建设项目的设计、采购、施工、试运行等实行全过程或若干阶段承包的工程模式。 BOT：Build-Operate-Transfer，建设-经营-转让，是私营企业参与基础设施建设，向 社会提供公共服务的一种方式，中国一般称之为“特许权”。 厌氧发酵： 废弃物在厌氧条件下通过微生物的代谢活动而被稳定化， 同时伴有甲烷和二 氧化碳产生的变化。 秸秆还田：把不宜直接作饲料的秸秆（麦秸、玉米秸和水稻秸秆等）直接或堆积腐熟后 施入土壤中的一种方法。 垃圾围城：城市生活垃圾产生量过多，导致城市被垃圾包围的这一现象。 上网电量： 发电厂向供电企业出售的电量， 指发电厂在上网电量计量点向供电企业 （电 网）输入的电量。 灰份：无机物，锻烧或烘干后的剩余物。 PPP：Public-Private Partnership，政府和社会资本合作，公共基础设施中的一种项 目运作模式。 TOT： Transfer-Operate-Transfer， 移交-经营-移交。 TOT 模式是国际上较为流行的一 种项目融资方式， 政府部门或国有企业通常将建设好的项目的一定期限的产权或经营权， 有偿转让给投资人， 由其进行运营管理； 投资人在约定的期限内通过经营收回全部投资 7 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 并得到合理的回报， 双方合约期满之后， 投资人再将该项目交还政府部门或原企业的一 种融资方式。 8 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 2 中国生物质能发电行业市场综述 2.1 中国生物质能发电行业定义及分类 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。 中 国生物质资源丰富， 常见的生物质包括农业废弃物、 林业废弃物、 畜禽粪便、 城市生活垃圾、 有机废水和废渣等。 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。 生物质能可通过物理、化学、生物等形式转化为常规的固态生物质燃料、液态生物质燃 料和气态生物质燃料： （1） 固态生物质燃料包括直接燃烧和固化成型，其中直接燃烧是生物质能最主要的利 用方式，即直接燃烧农作物秸秆、薪柴、垃圾等固态生物质燃料获得热能；固化成型是 指将生物质原料粉碎后，利用机械挤压成形，可作为煤和木柴的替代燃料; （2） 液态生物质燃料是由生物质制成的燃料油、醇类燃料及生物柴油等类型的液体燃 料； （3） 气态生物质燃料是指以生物质为原料，利用气化技术制成的气态燃料，如生物质 制沼气、生物质气化及生物质制氢等。 生物质发电是指利用生物质具有的生物质能进行发电。 生物质发电技术可直接分为直接 燃烧发电、混合燃烧发电、垃圾发电、沼气发电和气化发电（见图 2-1） 。 图 2-1 生物质发电技术分类 9 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 来源：头豹研究院编辑整理 （1） 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； （2） 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：直接将生 物质与煤混合后投放燃烧；将生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧； （3） 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 量将水加热后产生蒸汽推动汽轮机带动发电机发电； （4） 沼气发电：利用工农业或城镇生活中产生的大量有机废弃物经厌氧发酵处理产生 的沼气驱动发电机组发电； （5） 气化发电：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。 中国生物质发电的形式有农林生物质发电、垃圾焚烧发电、沼气发电等。其中，主要 以农林生物质发电和垃圾焚烧发电为主。 农林生物质发电大致需要经过农林废弃物收集运输质检堆垛燃烧 发电五个阶段（见图 2-2） 。农林生物质发电生产过程遵循循环利用概念： （1）燃烧产生 的大量烟气需经过环保处理，达标后方可排放； （2）通过热电联产模式，生物质燃烧释放 的热能连同电能一并输送到企业以及居民家中； （3）通过好氧发酵工艺，可将锅炉炉灰含 有有机质的废料充分发酵为有机肥； （4）锅炉炉渣可作为填料用来生产建筑材料如水泥、 砖头。 10 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 图 2-2 农林生物质发电流程 来源：长青集团官网，头豹研究院编辑整理 垃圾焚烧发电大致需要经过生活垃圾收集垃圾运输地磅计量储存发酵 焚烧发电五个阶段（见图 2-3） 。与农林生物质相同的是，垃圾焚烧后产生的副产物 同样需要循环利用。与农林生物质不同的是，生活垃圾本身含有水分，在运输过程会产生 大量垃圾渗透液，需送往污水处理厂进行处理，以避免污染地表和地下水。 图 2-3 垃圾焚烧发电流程 来源：长青集团官网，头豹研究院编辑整理 11 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 2.2 中国生物质能发电行业发展历程 20 世纪 70 年代， 欧美等发达国家与地区已经开始利用生物质发电。 如今， 在美国利用 生物质发电已经成为大量工业生产用电的选择， 而中国在生物质发电领域发展起步较晚 （见 图 2-4） 。 图 2-4 中国生物质能发电行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 2005 年以前，中国生物质发电领域几乎为空白。2005 年 2 月，中国颁布了可再生 能源法 ，为生物质发电的发展提供了制度保障，标志着中国生物质能发电行业正式起步。 随着中国政府对可再生能源重视程度逐渐提升， 一系列有关可再生能源中长期规划、 生物质 项目管理以及生物质发电优惠上网电价等政策文件相继出台， 引导国有、 民营以及外资企业 投资参与生物质发电项目的建设。2006 年 12 月，国能生物投资建设的第一个国家级生物 质直燃发电示范项目正式投产。 到 2009 年底， 中国生物质能发电行业已经逐渐形成了以农 林生物质发电和垃圾焚烧发电为主，沼气发电等其他发电形式为辅的发电格局。 2010 年后， 生物质能“十二五”规划 、 关于生物质发电项目建设管理的通知 、 关 12 此文件为内部工作稿，仅供内部使用 报告编号19RI0813 于完善农林生物质发电价格政策的通知 等相关配套政策陆续出台， 将高效利用生物质能摆 到重要战略地位， 生物质能发电技术得到了人们的广泛重视和应用， 参与企业数量以及生物 质能产业规模也持续增加和扩大。 在发电形式上， 农林生物质发电在直燃发电总装机比例由 2010 年的 3%提高到 2015 年的 20%，2015 年热电联产装机容量已超过 100 万千瓦。相 比下， 沼气发电的发展速度较慢。 到 2015 年底， 中国沼气发电装机规模仍不足 50 万千瓦， 大中型养殖场配建沼气发电工程占中国大中型禽养殖场比例不足 10%，主要原因为沼气生 产连续性不高、配套处理设施投资成本过高等。2017 年起，随着中国政府推进垃圾无害化 处理，垃圾焚烧发电领域的增长开始全面超过农林生物质发电。2017 年，垃圾焚烧发电项 目较 2016 年