沼气发电行业分析报告.docx
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沼气发电行业分析报告
一、沼气发电市场空间广阔4
1、沼气发电的概念4
2、我国沼气利用规模可观，且发展潜力巨大5
3、沼气发电利用比例极低，提升空间巨大5
二、垃圾填埋气发电最具市场潜力9
1、固废行业发展提速，卫生填埋仍为主妥方式9
2、坏境、经济效益显著，垃圾填埋气利用成为必然趋势11
3、我国填埋气发电行业最具潜力13
三、行业烁政策14
1、我国垃圾市场空间广阔14
3、政策扶持是行业发展的重要因素16
3、坏保企业争夺市场18
4、典型项目盈利能力测算19
四、其他沼气发电领域仍处培育期，期待扶持政策落地20
1、污■水处理厂沼气发电领域20
2、畜禽养殖场沼气发电领域22
3、工业有机废水沼气发电领域23
4、静待相关扶持政策落地25
五、市场空间集中于设备市场，无明显优势企业26
1、沼气发电的概念
沼气发电技术是一项利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产的综合技术。
该技术不仅本身提供电能这一清洁能源，同时解决了沼气工程中的环境问题，消耗了大量废弃物，减少了温室气体排放，属于典型的资源循环利用项目，具有良好的经济效益和环境效益。
图1:
沼气发电的典型沆程
生物沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原条件），并在适宜的
温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。
一般的沼气组成成分包括5（）%〜8（）%甲烷（CH4）、20%〜40%二氧化碳（C（）2）、（）％〜5%氮气（N2）、小于1%的氢气（H2）、小于0.4%的氧气（（）2）与（）.1%〜3%硫化氢（H2S）等气体。
2、我国沼气利用规模可观，且发展潜力巨大
据相关部门不完全统计，截止201（）年底，我国沼气工程7.3万处，其中大、中型沼气工程2.7万处，年产沼气总量142.6亿立方米，折标准煤250（）万吨。
而据统计2（）09年欧盟25国沼气产生量为167亿立方米，即我国沼气利用规模已达到较大规模。
同时根据相关部门测算，到202（）年中国沼气资源总量915亿立方米,比200（）年增加1倍，相当于7190万标准煤。
3、沼气发电利用比例极低，提升空间巨大
欧美国家沼气工程产生的沼气基本用于发电或提纯代替天然气；而在我国，工业企业将沼气用于锅炉燃料，农场沼气则用于养殖食堂炊事燃料，超过9（）%的沼气没有得到高效利用，垃圾填埋场亦存在沼气大规模放空的处理方式，填埋气回用率低于2（）%。
比较中国、德国两国沼气产生量和发电装机量即可发现其中的巨大差距。
250・
200-
150・
100-
50-
0・
假设沼气60%用于发电，则201（）年144亿立方米的沼气产生量估算，可产生15（）亿千瓦时电量，对应装机20（）万千瓦，达到现有规模的4倍；以202（）年915亿立方米沼气资源量估算，扣除自用沼气300亿立方米资源外，可用于沼气发电的气量达到615亿立方米，产生922.5-123（）亿千瓦时电力（每立方米沼气产生1.5-2千瓦时电力），装机容量能达到1537.5-2（）5（）万千瓦，达到现有沼气装机规模的15倍以上。
•
”/•200万千瓦202。
年测算
60%沼气用于发电
*50万千瓦
现有装机
资料来源:
《中国沼气工程产业发展研究》
沼气来源一般包括农业废弃物、污水污泥和固体废物遗弃物等。
以欧盟为例，2009年欧盟25国沼气产生量达到166.9亿立方米，其中垃圾填埋气、市政和工业污泥产生沼气分别占到36%、12%,剩余部分由农场沼气、集中联合发酵沼气工程和市政固体废物沼气工程。
在英国、法国等国家，填埋气产气占到沼气产生量的5（）%以上。
而目前在我国，实现工业化沼气的生产原料主要来自于4个方面：
畜禽养殖场粪污、工业有机废水、市政污水的污泥和生活垃圾填埋场的垃圾填埋。
根据我们的调研和分析，上述4类沼气发电市场开发在我国均处于起步初期，市场空间仍较大。
具体来看，畜禽养殖和工业废水类项目由于规模小或运营主体多为原有业主等原因，专业运营市场空间较小，未来的市场主要集中于设备领域；市政污水沼气多用于污水处理厂自用电补给或动力补给，多以原有业主投资运营，大规模第三方运营市场空间不大，未来市场也多集中于设备领域。
垃圾填埋气领域则相对项目规模较大、且国内已有一定规模的第三方运营商出现，运营市场值得期待。
表格4:
按原料分类各沼气工程发展目标及市场伶点
原料类型
2010年
2015年
2020年
市场特点
工业废水、废渣
55
75
100
主要用于自用锅妒燃料.运苛主体为斥有业主，
大中型雷禽养殖
6
17.6
35
大空工程可用于沼气发电，主吴冋于业主自身供电
城市垃圾填浬场
18
47.16
69.12
大中型工桎用于发电，第三方专业适营商也出现
城市庁水处湮厂
2.5
4.6
7.2
10万吨以上工程可用十发电，多用于自身用电补充
1、固废行业发展提速，卫生填埋仍为主要方式
过低的固废投资规划及执行力度的不及预期、收集转运环节、收费制度欠缺等行业现状，共同导致我国固废处理行业发展远远滞后于废水、废气治理进度。
伴随“垃圾围城”、渗滤液污染水源等环境事件的不断冲击和公众环保意识的日益增強，我们预计固废行业在“十二五”期间获得快速发展。
2012年5月，国务院办公厅印发《关于＜“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划〉的通知》，“十二五”期间，全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2,636亿元，其中无害化处理设施投资173（）亿元，占比超过53%。
目前我国较常用的处理城市垃圾的方法，有焚烧、填埋和堆肥三种。
卫生填埋是应用最为普遍的方式也是垃圾的最终处理方式。
其他处理方式如垃圾焚烧、堆肥等，对垃圾减量化后，仍需要对残留垃圾进行最终处理。
■新建处理设施
■续建处理设施
■转运设施
■餐耐处理仪施
■存莹治理
■分类设施
■监管体系
表格2:
主要的固废处理方式
处理方式
筒介
应用比例（2010年）
应用比例（2015年E）
卫生填理
应用最广，需考虑渗滤液、伴生气的处理，可配合填埋气发电
77%
59%
垃圾焚烧
有效的实现垃圾的减量化和资源化，但需要隐定垃圾来源、
考虑二次污染问遞
20%
35%
堆肥
利用微生物对固废降解.转化为稳定的腐殖质；需要从源头分拣
3%
5%
根据相关统计，截止2（）1（）年我国城镇生活垃圾无害化处理设施数
量达到1076座，其中卫生填埋场919座，占比达到85.4%;城市无害化处理设施数628座，其中卫生填埋场498座，占比79.3%。
可见，现阶段卫生填埋场依然是城镇生活垃圾处理的主要方式。
以垃圾处理规模计算，2010年垃圾处理规模达到45.7万吨/日,其中填埋处置35.2万吨/日，占比达到77%,垃圾焚烧8.9万吨，占比20%o根据城镇生活垃圾“十二五”规划，到2（）15年，总处置规模达到87.1万吨/日，其中填埋方式达到51.4万吨/日，占比逐步降
低至59%O据此测算，“十二五”期间填埋场处理规模复合增速达到
7.9%o
图6：
卫生填埋仍占据垃圾无害化处理的主体地位（万吨/日）
■卫生填想！
■其他方式
2、环境、经济效益显著，垃圾填埋气利用成为必然趋势
伴随卫生填埋场的增加，伴随而来的填埋气、渗滤液问题日益突出。
特别是垃圾填埋的副产物填埋气，其成分一般为甲烷55%、二氧化碳40%和少量的氧、氮、一氧化碳等物质，温室效应很強，特别是CH4造成的温室气体效应是C（）2的21倍之多。
根据欧美等发达国家的相关统计，垃圾填埋场已经成为CH4气体的第一排放源。
垃圾填埋气同时也是一种可再生能源，其热值接近天然气的
50%,可以用于发电、加热、制备燃气等用途。
实现填埋气的回收利用不仅能实现保护环境、减排温室气体；同时通过发电、售气收入等方式能实现良好的经济效益。
特别是联合国CDM机制施行后，垃圾填埋气减排的温室气体能够通过国际碳交易市场进行买卖，此模式令填埋气发电具备了良好的盈利模式。
表格3:
垃圾填湮气主要利用方式
利用方式
简介
直接发电（千发酵）
垃圾渗滤液发电
垃圾粉碎后庆氧发酵，产生沼气
发电
提纯后制取燃气
工艺简单.气分组分相对复杂（国内应用最多）
将垃圾填埋的渗滤液庆氧发酵后所产生的沼气进行发电。
但垃圾渗滤液有机浓度高，降解难度大，处理时的难度很大
对垃圾进行很好的前处理，如垃圾分类和紛碎，而且对桁处理设备和厌氧消化器的材料的耐腐蚀性和耐磨损性要求很高。
通过过滤、提纯筝处理，提取燃气，供銷售
根据相关统计数据，世界上建成垃圾填埋场超过500（）座，每年可回收填埋场沼气51.42亿立方米，约相当于24（）万吨石油的热量。
美国
8（）%的填埋气、欧洲5（）%的填埋气用于直接发电。
3、我国填埋气发电行业最具潜力
国内填埋气发电普及率不及15%,多分布在东部大中城市。
我国垃圾填埋气利用行业起步于1997年，环保总局（后来的环保部）启动“促进中国城市垃圾填埋气体收集利用”项目，并编制国家行动方案。
1998年，国内第一个填埋气体发电厂在杭州天子岭填埋场建成，于1998年1（）月建成发电；随后在广东、北京、江苏等地又有多个项目建成。
由于垃圾前处理的缺失，目前我国的填埋气发电项目多采取直接收集填埋气体进行过滤发电。
据不完全统计，目前我国建成和在建的垃圾填埋气发电厂有8（）余座，大部分集中在华东、东部沿海，而西北、西南等地区规模尚小。
以2011年城市卫生填埋场547座计算，普及率尚不足15%。
依照规划，未来3年新建项目或超过200个。
2002年我国发布《中国城市垃圾填埋气体收集利用国家行动方案》，根据该《国家行动方案》制定的三个阶段，目前已经处于第三阶段即大规模实施阶段，到2（）15年建设30（）家垃圾填埋气发电项目；即未来3年内，尚需新建的填埋气项目将超过20（）个。
我们预计新增项目将在集中于东部的二线城市和中部、西部地区的大中城市。
综上所述，伴随固废投资在“十二五”期间提速和《国家行动方案》的规划执行，我们预计未来3-5年内，垃圾填埋气发电行业将迎
•南京、马鞍山、鞍山试点
•之后5年内建设30家
逐步推广
大规模实施
•到2015年建设300家
诗料来源:
«“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设規划》
1、我国垃圾市场空间广阔
1吨垃圾产气期每年发电量约为9・10千瓦时。
填埋场的沼气主要来自于垃圾中的有机物质分解所产生的生物气，根据互联网相关资料，国外每吨湿垃圾大约产生填埋气的量可达到20（）〜400m3o而国内实测资料显示，每吨垃圾产生填埋气的量为11（）〜14（）m3；填埋气热值范围一般745（）〜2235（）KJ/m3（天然气的热值为37260Kj/m3）。
以1吨垃圾每年产生约6-7立方米气体，每立方米的可燃气体发电1.5千瓦时折算，1吨垃圾产生沼气每年发电量达到9-1（）千瓦时。
填埋场名称
产气率（m3/t）
产气寿命（a）
杭州天子岭
140.46
23
广州大田山
127.98
18
广州李坑
115.49
16
广州兴丰
12174
18
杳港翠谷
111.12
17
上海老港
137.34
22
根据国内现有填埋场的运营经验，一般1年左右后填埋场可钻井采气；填埋气经除尘、除湿并加压，然后送入发动机发电，有的还回收余热，对外供热。
一般可产气1（）年以上。
彬响填埋气产量的因素主要包括有机质的种类及含量、填埋场内部的温度和湿度、填埋场每吨的覆土情况及最终覆土情况等。
图9:
垃圾发电场填埋气体发酵过程
资料来源:
《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》
存量城镇垃圾超过10亿吨，填埋气年发电市场空间超过63亿元。
根据《规划》数据，2（）03年-2（）11年全国城镇垃圾卫生填埋处理量超过
7亿吨，再考虑未进行卫生处理的垃圾存量（以20-30%未处理计算），则城镇垃圾总存量将超过1（）亿吨，考虑到2013年以后每年新增城市垃圾仍将超过1亿吨、且填埋场总处理能力增速8%左右，则可假定垃圾存量保持在1（）亿吨以上。
以1吨垃圾年均发电量9千瓦时计算，则存量垃圾填埋气可贡献发电量9（）亿千瓦时，对应约12（）万千瓦的装机量；
以火电标杆电价+0.25元/kwh计算，可贡献发电收入超过63亿元。
图10：
2003-2011年全国城镇垃圾填埋量总计超过7亿吨
3、政策扶持是行业发展的重要因素
垃圾填埋场项目收入主要来自发电收入和CDM减排收入。
执行标杆电价+0.25元/kwho填埋气发电属于可再生能源，目前享有标杆上网电价加补贴电价组成。
补贴电价标准为每度（）.25元,低于垃圾焚烧发电的（）.65元/kwh。
税收优惠。
应享受“三免三减半”政策，但目前执行有待落
实，部分项目未获得。
CDM减排收入=减排量*碳价格。
项目需经过联合国CDM认
证，受碳价格波动影响。
优惠政策执行有待落实。
以河南省填埋气发电为例，目前执行电价为（）.586元，远低于（）.75元的垃圾发电上网电价标准。
此外所得税税收优惠政策执行也尚未完全到位。
CDM机制收益亦有待完善。
由于
政策扶持尚未到位、国际碳交易市场上的碳价格仍处于低位，严重影响填埋气发电企业此部分收益；同时CDM项目申请较为复杂，也令部分从业者望而却步。
表格5：
垃圾填埋气项目相关的主要法规
法律法规
簡介
《可再生能源产业发展指导目录九《可再生能源发电有关管理规总》
“生物质发电项目主要为农林生物廉直挟燃烧和乞化发电.生
活垃圾（含污泥）焚規发屯和垃圾填埋气发电及沼气发屯项目
家鼓励和支持可再生能源并网发电”•
《可再生能源法》
《关于进一步加强生物质发包项日坏境够响评价管理工作的遹知》
家鼓励和支持可再生能源并网发电
44生活垃圾填埋气发电项目只编制“环境彫响艮告表S而垃圾焚
烧发岂要编制•环境彩响报告书
《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》
生物质发乜（含垃圾焚烧发电和填埋气发电）上网电价由标抨上网包价加补贴电价组成.补贴电价标准为毎度0.25元.发电项目自投产之日起，15年内享受补贴电价.
税收优惠
在稅率优惠的基础上，增值税实行即征即返、全额返还或部分返还的优惠政策.
垃圾填埋气发电站主要投资为燃气发电机组，占到工程投资的
2/3以上。
.典型的填埋气发电项目的设备主要由三部分系统组成：
气体收集系统、气体净化预处理系统（固定单元）和发电系统（发电单
元）o
目前国内的垃圾填埋气发电技术发展还处于初期，大部分的设备
用的均为国外厂家的设备，特别是预处理设备，发电机设备，焚烧火
炬等核心设备。
国内企业设备在填埋气适应性、排放指标、发电效率
等方面距离进口厂商仍有不小差距。
根据之前的测算，未来3年新增
填埋气发电场将超过2（）（）个，带动设备设施投资超过7（）亿元。
图11：
填埋气发电沆程
-B-高氽气体贝他力
氏利用
表格6:
垃圾填埋气设备的主矣生产厂商
生产厂审
典型企业
林点
进口厂衙
GE能源的颜巴赫，
DEUTZ>CZVT
对填埋％及童和数量的适应性上和对更佳，且配备专利的低排放控制系统、毒气体排放较低，在竞争中优勞明显；发电效率在38%-43%
国产厂药
胜利动力、启东宝驹、济南柴油等
功率集中在24-600KV/,在发电效率、填埋气适应性和排放指标上与进口厂商存在一定差距；发电效率32-36%
3.环保企业争夺市场
国内垃圾填填埋气利用项目开发方多为合资企业和民营企业。
特别是早期项目，多采取与外商合作的方式，如上海环境集团，北京环卫集团，威立雅环境等。
与垃圾直接焚烧市场争夺已经进入中小城市的现状相同，垃圾填埋气发电行业的竞争亦已进入中小城市，从区域上也集中于中部、西部区域。
表格7:
国内规模校大的垃圾填埋气企业
厂商名称
简介
威立雅环境
亚洲最大的废弃物管理公司，提供垃圾填埋，气体收集，回收別用.运转、处迅筝全环节服务，在固废处置市场上处于领先地位。
如国内首台杭州天子岭填埋气发电厂，雇广东、江苏.上海.西安等地，项目规模较大。
上海环境集团
主业为城市生活垃圾管理服务，拥有上海市区70%以上的中转运綸、处理处置市场份额，并在成龈宁波、奉化.淮安、深圳等地投资、运营固废项目。
北京环卫集团
河南百川畅银实业
承担北京朮区和部分郊县的生活固废的收集、运输.无吉化处理
目柿在建.运营项目已达20多个，为全国最多。
电站遍布河南境内南阳、洛阳、信阳.焦作茅13个地市以及陕西渭南.榆林，胡北押州.宜昌和別门，安徽阜阳和坤埠、江西上饶.甘肃天水和广东潮州筝地
4、典型项目盈利能力测算
以一个4（）（）米见方、4（）米深的填埋场为例，垃圾填埋量32（）万吨，年产生（）.96亿立方米气体。
对应其装机容量可达2000kW；选用5台500GF燃气发电机组建立沼气发电站。
垃圾填埋气发电机组运行功率按400kW,年运行时间按70（）（）小时计算则：
年发电量:
2（）（）0kWX7000小时心14（）（）万kWh;
考虑15-20%的自用电，则供电量：
115（）万kwh;
电价以（）.5元/千瓦时测算，则供电收入达到575万元；
考虑到CDM机制申请周期和谈价格波动，暂不考虑此部分收益。
年运行成本：
设备主体投资为燃气发电机，预计总投资为300（）万元；每年折旧约300万元;
其他如维修、人工、备殆备件等支出折合单位发电成本为（）.1元/千瓦时，对应14（）万元。
每年盈利：
575-30（）-140=135万元（所得税免除）。
假设资本金比例5（）%,即投入150（）万元，项目回扌艮率仅为9%。
通过在不同情景下的盈利分析可以看出，电价、CDM机制收入、税收优惠等因素是影响填埋气发电项目盈利的主要因素，因而在项目投资中，能否获得上述支持，成为支撑项目盈利的核心条件。
相关政策的优惠程度和执行力度成为影响填埋气发电行业发展的核心因素。
表格8：
典型垃圾填埋气发电项目盈利能力分析
情形设JL
电价
（元/kwh）
CDM机制
（万元）
收入
（万元）
盈利
（万元）
项目回报率
（%）
悲观
0.45
0
518
78
5.2%
中性
0.5
0
575
135
9.0%
乐观
065
0
7475
3075
205%
乐规派
0.75
100-200
1012.5
572.5
38.2%
我们测算沼气发电设备、运营市场总体规模都将超过1（）（）亿元/年，但由于在政策、上网、成本等方面问题的制约，实际值将小于我们的测算值，市场仍处于培育期。
表格9:
沼气利用市场规模测算单位：
亿元库
类型
设备
运营
苗禽养殖场
57
10
工业有机废水
10
24
市政污水
10
22
生活垃圾填埋场
23
63
合计
100
119
1、污水处理厂沼气发电领域
污水处理厂厌氧处理后产生的沼气与垃圾填埋气气氛相似，甲烷成分超过60%,热值为21MJ/m3,可作为再生资源利用。
污水处理厂利用沼气发电的并不多，早期时多将沼气直接排放或利用锅炉直接燃烧，造成一定的能源浪费和环境污染。
根据污水处理厂的特点，沼气的利用方式包括热动连供机组（采用沼气内燃机鼓风机机组，给曝气池供氧）和热电连供机组（燃气内燃机发电机发电）。
其中热电联供方式能源利用率更高，因而应用更为广泛。
且经过厌氧罐发酵后能消化75-80%的污泥，剩余2（）%-25%的沼渣经脱水无害化处理后可制成有机肥。
污水处理是能源密集型的综合技术，电耗占总耗能的60-90%,在运营费用中占比达到30%以上，而根据相关数据，美国城镇污水处理厂的总电耗占到美国电力总负荷的3%。
以《中国城镇污水处理市场系列分析报告（2011版）》的分析结果，各类污水处理方法中电耗普遍在0.30-0.39千瓦时/立方米。
201（）年，我国污水处理规模达到337亿立方米，以此测算，污水处理厂耗电达到118亿千瓦时；以优惠电价均价（）.6元测算，电费支出达到70.7亿元。
以每吨污水产生沼气0.（）4-（）.05立方米测算，年均可产生沼气15亿立方米；吨沼气发电1.5-1.7kwh,则贡献电量25亿kwh,达到污水处理厂自用电量20%以上。
以一个4（）万吨/天的污水处理场为例，每天产生沼气约1.8万立方米气体。
对应其装机容量可达2000kW；选用5台500GF燃气发电机组建立沼气发电站。
沼气发电机组运行功率按4*500=2（）（）（）kW,年运行时间按700（）小时，8（）%负荷计算则：
年发电量:
2000kWX7000小时*80%^1120万kWh;
考虑15-20%的自用电，则供电量：
952万kwh;
电价以（）.5元/千瓦时测算，则供电收入达到476万元；
考虑到CDM机制申请周期和谈价格波动，暂不考虑此部分收益。
年运行成本：
设备主体投资为燃气发电机，预计为20（）（）万元；每年折旧约2（）（）万元；
其他如维修、人工、备品备件等支出折合单位发电成本为（）.1元/千瓦时，对应112万元。
每年盈利：
476-200-112=164万元（所得税免除）。
假设资本金比例50%,即投入1（）0（）万元，项目回报率为16.4%。
值得注意的是，污水处理厂沼气发电设备只适用于规模较大的企业，对于1（）万吨规模以下企业，效益并不明显。
表恪40:
10万吨/日污水处理厂污汎产沼气发电项目盈利能力分析
电价
（元Jkwh）
CDM机制
（万元）
收入
（万元）
盈利
（万元）
項目凹报李
（%）
悲观
0.45
0
428
198
13.2%
中性
0.5
0
476
246
16.4%
乐观
0.65
0
618
388
25.9%
乐观
0.75
0
714
484
32.3%
2、畜禽养殖场沼气发电领域
参考国家和相关区域地方政府的畜禽养殖场沼气工程建设规划和目前的发展速度，预计到“十二五”末，我国规模化沼气工程覆盖率将达到30%以上。
养殖场规模
2007
2015
养殖场数
量（万处）
沼气工程现状
养殖场软
量（万处）
沼气工程现状
数量
覆盖率
数量
覆"
大中型（3000头以上）
1.74
0.17
9.8
3.5
0.8
22
小塑（500-2999头）
17.32
2.49
14.4
35
10.5
30
专业户规模（500头以下）
384.89
38.5
10
384.89
77
20
合计
403.95
41.16
10.2
423.39
88.3
21.8
一般大型沼气工程投资规模在15（）万元左右，小型沼气工
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