VOCs監測行業或引發500億市場

根據《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃重點工程項目》,2012年-2015年為VOCs排放摸底調查階段,環境監測行業將是VOCs是治理行業啟動首先受益的環節。據估算,城市VOCs監測的市場空間為22.68億元,相關產業園區的VOCs監測市場將達到49.71億元,VOCs污染源監測需求市場空間將達468億元,由此綜合估算,受益于法律法規重視度增加、排污費的征收以及政府部門補貼的激勵作用,VOCs監測設備行業有望迎來大的爆發,最高激活539億市場空間。

VOCs國家相關政策如下圖

VOCs

一、什么是VOCs?

危害大,VOCs:不容小覷:VOCs成分復雜,目前已經監測出的VOCs有300多種,主要來自建筑裝飾、有機化工、石油石化、包裝印刷、表面涂裝等行業。VOCs四大大氣污染物之一,屬于形成PM2.5和光化學煙霧的重要因素,能夠損害人體神經系統、血液成分和心血管系統,對人體健康和社會環境影響極大。

1、主要構成:多種有機物混合體,成分復雜

VOCs(VolatileOrganicCompounds)學名揮發性有機物,按照世界衛生組織的定義,沸點在50—250℃的化合物,室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa,在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機物為揮發性有機物(VOCs)。

圖表1:不同類型有機物化合物

資料來源:公開資料,東吳證券研究所整理

VOCs成分復雜,目前已經監測出的VOCs有300多種,按其化學結構的不同,可以進一步分為以下八類。

圖表2:不同類型VOCs

VOCs具有相對強的活性,是一種性格比較活潑的氣體,導致它們在大氣中既可以以一次揮發物的氣態存在,又可以在紫外線照射下,在PM10顆粒物中變化而再次生成為固態、液態或二者并存的二次顆粒物存在;且參與反應的這些化合物壽命還相對較長,可以隨著風吹雨淋等天氣變化,或者飄移擴散,或者進入水和土壤,污染環境。

2、主要來源:工業源為VOCs

空氣中VOCs的排放源主要有自然源和人為源兩類。自然源主要來自植被排放、森林火災、野生動物排放和濕地厭氧過程等,對人類健康的影響一般在可控范圍之內。

人為源包括移動源和固定源。移動源包括汽車、輪船、飛機等消耗化石燃料的各種交通工具;固定源分為生活源和工業源,生活源主要指來自建筑裝飾、油煙排放、垃圾焚燒、秸稈焚燒、服裝干洗等;工業源設計行業眾多,包括有機化工、石油石化、包裝印刷、表面涂裝等。

圖表3:VOCs的來源

來自工業源的VOCs排放強度大、濃度高、污染物種類多,屬于造成污染的大戶。工業源的VOCs產生主要來自含VOCs產品的使用、以VOCs為原料的工藝過程、VOCs的生產、有機物的儲存和運輸等四大環節。

圖表4:工業源VOCs來源構成

3、主要危害:損害人體健康,霧霾重要成因

VOCs具有較強的光化學反應活性,能在環境中進行二次轉化,其光化學反應會引發城市光化學煙霧,造成二次污染;VOCs作為細顆粒物(PM2.5)的前體物之一,是造成霧霾的重要原因;特別是在夏季,VOCs對城市和區域臭氧的生成也至關重要。

VOCs的危害主要表現在以下三點:

1)VOCs的成分復雜,所具有的特殊氣味能導致人體出現不適,具有毒性和刺激性。對人體的影響可分為三種類型:一是氣味和感官,包括感官刺激,感覺干燥;二是粘膜刺激和其它系統毒性導致的病態,刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道和皮膚等,很容易通過血液大腦的障礙,從而導致中樞神經系統受到抑制,使人產生頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺;三是對內臟造成傷害,已知許多VOCs具有神經毒性、腎臟和肝臟毒性,甚至具有致癌作用,能損害血液成分和心血管系統,引起胃腸道紊亂,誘發免疫系統、內分泌系統及造血系統疾病及代謝缺陷。

圖表5:VOCs對人體健康危害

2)VOCs可以和空氣中的氮氧化物結合,在太陽光的照射下會生成兩種(類)污染物,一種叫做二次有機顆粒物,或二次有機氣溶膠(SOA),是大氣中PM2.5的一個重要組成部分;另一種污染物則光化學產生的臭氧,臭氧就是光化學煙霧的主要標志之一。

因此,VOCs一方面會導致PM2.5的產生,形成現在中國城市很普遍的霧霾;另一方面,VOCs也會導致近地面臭氧濃度增高,使得光化學煙霧污染更加嚴重。

3)工業污染源,如石化企業和包裝印刷企業,VOCs排放量大,由于粘度低且密度相對較高,在冷卻之后非常容易滲透到廠區附近的地下深層,對土壤以及地下水造成污染形成污染場地,污染深度往往可達數米。

VOCs一旦浸入粘性土壤粒子中便會很難去除,在土壤持續的滯留積蓄會引發土壤理化性質發生改變,造成土壤中污染物含量過高或超標,對動物、植物、微生物等產生刺激和毒害,誘導生物物種及其數量產生變化,從而破壞了土壤環境原有的生態功能與系統平衡,更嚴重的會通過食物鏈傳導對人體健康造成危害。

二、行業發展初期,國外經驗值得學習

排放逐年上升,問題亟待改善:目前VOCs的排放量沒有統一的官方數據,2010年全國重點地區重點城市VOCs排放量417.25萬噸,但有研究表明當年全國實際排放量約3000萬噸,山東、浙江、江蘇排放量居前;相對于二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等污染物,VOCs治理此前受政策重視度較低,行業基礎數據匱乏、法律法規和行業標準滯后以及排放標準不完善使行業在很多年里并未有太大發展。當前狀況亟待改善。

1、行業現狀:VOCs排放量大,未納入環境統計管理體系

VOCs伴隨工業發展排放量增加是不爭的事實。規模化監測的缺失使國家對VOCs沒有公開的相關數據,且由于VOCs成份種類復雜,特性不一,涉及的行業多,工藝復雜,很難摸清全國的VOCs排放總量。

根據2012年10月環境保護部頒布了《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,首次發布了我國包括京津冀、長三角和珠三角地區19個省、直轄市、自治區的13個重點區域的VOCS數據,重點區域2010年統計的排放量共計417.25萬噸。從排放總量上看,2010年重點區域代表型行業VOCS排放量最大的3個區域為山東省(79.6萬噸)、浙江省(52.7萬噸)和江蘇省(51.3萬噸),占比約為重點區域VOCs排放總量的44%;最小的3個區域為山西(2.6萬噸)、湖南省(3.8萬噸)和寧夏(3.95萬噸)。

圖表6:重點區域2010年年VOCs排放

但根據環保部環境規劃院的測算,全國VOCs排放量超20萬噸/年的行業在2009年排放總量就已達1681.52萬噸,占全國工業總排放量的95.7%,其中典型行業(石油石化、包裝印刷、涂裝等)排放量為工業排放量的54.21%。

圖表7:2010年各行業VOCs排放比較

2、包裝印刷、石油石化、建筑裝飾是VOCs主要來源

根據數據可以看出,除生物質燃燒外,工業源中VOCs排放量占比靠前的為建筑裝飾、包裝印刷和石油石化(包括石油煉制和油氣儲運)行業,這三個行業可以占到各行業總排放量的46%以上。

石化行業VOCs排放量約占VOCs人為源總排放量的19.5%,排放主要來自于密封設備的不嚴而導致的揮發性氣體泄漏和轉運過程中的揮發損失。根據環保部環境規劃院估算,2009年全國石化行業VOCs排放總量約為153.5萬噸。

石化行業排放的VOCs成分復雜,活性強,危害大,所受重視度不斷提高;另一方面,相對于建筑裝飾和包裝印刷行業,石化行業VOCs排放一般濃度高,且易于收集和處理,在監測設備的使用上存在更大的機會。

圖表8:2009年石油煉制生產環節VOCs排放量估算

根據我國當前包裝塑料基材等印刷技術水平,印刷過程中大量使用的溶劑型中油墨含50%-60%的揮發性組分(主要為甲苯、乙酸乙酯、丙酮及少量丁酮);如果加上調油墨粘度所需的稀釋劑,那么在印品干燥時,揮發性油墨組分的總含量為70%-80%,因此在包裝印刷的過程中會伴隨大量的VOCs排放。

截至2014年,我國包裝印刷企業數量101948家,年營業收入超5000億元,在為實行較好管控的情況下這些溶劑在產品生產過程中變為VOCs廢氣大量排出,造成空氣污染。

圖表:9中國包裝印刷企業數量

建筑裝飾的VOCs排放主要影響室內空氣環境,來源主要是建筑和裝飾材料,例如油漆、涂料、填料、密封劑、粘合劑、地面覆蓋物、墻面覆蓋物和家具等。目前在建筑和裝飾材料中已鑒定出的揮發性有機物超百種,典型的有有苯乙烯、丙二醇、TXIB、甘烷、酚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛等。建筑裝飾伴隨著21世紀城鎮化帶來的房地產行業快速發展有了較快的增長,市場的巨大存量也使得VOCs治理不容小覷。

圖表10:房地產開發企經營業總收入

3、行業初期仍存在較多問題

與二氧化硫、氮氧化物等污染物相比,VOCs由于成分復雜、污染源分布廣泛且排放時無組織逸散,只靠針對當前排放的監管方式很難有效進行全面控制。雖然近年來我國不斷加大對VOCs的政策投入,從整個政策體系、監測標準等方面都采取了一定的措施,但整體來看仍然存在許多問題,主要表現在基礎數據匱乏,法律法規滯后,排放標準和監測規范不完善,控制技術亟需更新等。

A、基礎數據匱乏

相比于其他的污染物,VOCs并未納入環境統計管理體系,且監測設備一直落后導致基礎數據匱乏。中國工業門類復雜,VOCs排放來自多個行業,在舊的只限于常規污染物的環境污染控制體系下很難得到有效的重視。由于監測設備覆蓋率不夠,目前環保部門對于工業企業VOCs的排放源分布、排放強度和治理情況等基礎信息掌握較少,缺乏區域和全國環境空氣VOCs污染特征等基礎數據,排放狀況不清,現有數據并不能完全反應污染真實情況。

B、法律法規滯后

我國VOCs控制仍處于起步階段,系統性不強、行業針對性差、控制不全面等問題較為突出。在舊的《大氣污染防治法》中并沒有提及將VOCs納入監管范圍,對VOCs污染防治管理條文缺少對環保準入、日常監管和風險防范方面的專項具體要求,系統有效的有毒有害廢氣污染防治和監管體系并沒有建立,對于過量排放、不按照要求安裝監測設備以及過量排放的企業沒有統一規范的處罰辦法,法律法規的滯后嚴重阻礙了行業的正常發展。

C、排放標準不完善

VOCs污染物種類復雜,來源廣泛,無論是監測還是治理都存在較大的難度。在2010年之前我國環境空氣質量標準尚未包括VOCs,典型行業VOCs排放標準也存在明顯不足。大氣污染源和環境空氣VOCs監測分析方法以參考國外相關標準為主,缺少統一的技術規范,不同研究結果缺乏可比性,增加了污染防治工作的難度。在控制技術方面,以模仿和追蹤國外技術為主,缺少適合中國國情的具有自主知識產權的控制技術。

根據統計,在2011年大約有40%的行業沒有設置排放標準,且這些行業多為排放大戶。標準的缺失使環保部門無法對企業的VOCs排放量是否合適、如何進行獎懲進行合理的評估,由此造成的監管缺失也使得大量排放的企業并沒有受到相應的處罰。

4、其他國家地區經驗

相對于發達國家和地區,我國VOCs監測和治理起步較晚,在政策制定、控制標準、實施方法等發面都有經驗可以借鑒。

A、美國:法律法規、控制技術、排放標準相結合

美國根據VOCs排放源類型的不同,分為工業排氣、設備泄露、廢水揮發、儲罐、裝載操作5類源,分別規定排放限值或工藝設備、運行維護要求。

美國于1955年通過了《空氣污染控制法》(AirPollutionControlAct),1963年通過了《清潔空氣法》(CleanAirAct)。1967年,通過了《空氣質量法》(AirQualityAct)。隨后,1970年、1977年和1990年,對《清潔空氣法》進行補充、擴展和修訂,不斷強化和完善。在排放標準上相繼制定了《國家環境空氣質量標準》(NAAQS)、《國家有毒空氣污染物排放標準》(NESHAPS)、《新污染源行為標準》(NSPS)等,同時制定《最高可實現控制技術》(MACT)。在政策上通過法律法規、控制技術和排放標準相結合的方式實行對VOCs排放的控制,為全世界的VOCs控制提供了寶貴經驗。

圖表11:美國VOCs控制體系

除制定VOCs相關政策外,美國環保署同時實施城市有毒空氣污染物控制戰略,篩選出19種VOCs物質并明確其來源。此外,為識別VOCs等空氣污染物的區域污染狀況,美國政府定期進行全國范圍內有毒空氣污染物風險評估,并建立基于風險評估模型和污染物普查結果的有毒空氣污染物控制基準體系。目前已有12種VOCs物質被列為國家層面或區域層面具有較高健康風險的有毒空氣污染物。

B、歐盟:實施分級控制標準,成員國規定限制

歐盟各成員國為加強對單項VOCs物質的管制,同時實施分級控制標準。根據國際癌癥研究機構關于致癌性的分類、職業衛生的最高允許濃度(MAC值)或8小時時間加權平均允許濃度(TWA值)等指標,將VOCs物質根據健康毒性分為高毒性、中等毒性和低毒性3類,分別規定了濃度控制限值。其中對苯的規定是:年均限值5μg/m3,以2000年12月13日5μg/m3為起點(100%),從2006年1月1日開始,每過12個月減少1μg/m3,直到2010年1月1日結束(0%),即這個限值及其規定需在2010年1月1日前達到。根據歐盟《大氣污染物排放量最高國家標準》(NEC指令),在遵循歐盟相關規定的前提下,各成員國可自行決定為達到限制目標所需要采取的措施,并每年向歐盟報告污染物的排放情況。

圖表12:歐盟各國VOCs排放限值

C、日本:國家與區域總量控制相結合

日本實行國家總量控制和區域總量控制相結合的方法。國家控制總量是以最高允許排放總量和濃度為基礎,以不超標為要求,全國實行,不受所在地區域限制;區域總量控制以排放總量的最低削減量為基礎,以削減量達標為要求,是在排放口總量控制基礎上的更嚴格的總量控制。控制要求是確定排放總量,確定總量削減計劃(包括總量限制指標和削減措施、限制等),向各派放著分配排放總量和削減總量額度。

圖表13:日本VOCs控制體系

日本政府在2004年修訂的《大氣污染防治法》中新增了“VOCs排放規制“一章,并于2005年發布實施令、實施規則和測定方法。隨后,日本又實施對化學品制造、涂裝、工業清洗、粘接、印刷、VOCs物質貯存6類重點工業源的9種工藝設施實施排放控制,有關方面必須申報對象設施、遵守排放標準及進行測定等。

在《大氣污染防治法》修訂前,日本一些地方政府就已經通過條例制定了關于VOCs排放濃度及設備標準等的規制,以及要求企業申報相關排放設施。對象設施及規制方法也各不相同,如針對超過一定規模的加油站的汽油儲藏設施制定了設備標準等。

此外,日本政府對大氣污染物實行管制,確定的空氣毒物中,苯、三氯乙烯、四氯乙烯3種VOCs物質被列入需要優先采取行動的毒物,通過區分現有源和新源,分別制定這些污染物的排放限值。

D、臺灣:階梯征收VOCs排污費

臺灣地區對于污染物排污費征收較早,1995年開始就按燃料使用費及含硫份征收硫化物排污費,1998年開始按照實際排放量對氮氧化物征收排污費。至2007年,臺灣地區開始對VOCs征收排污費,分別對各個行業排放量進行計算之后統一規定。

圖表14:臺灣VOCs階梯排污收費政策

三、政策逐步規范,排污費征收打開市場空間

頂層設計逐漸完善促行業良性發展:近年來VOCs相關政策和標準密集出臺,新《大氣污染防治法》將VOCs納入監測范圍,在立法上為行業發展提供保障;2015年新增4項排放標準使排放標準達到14項,目前仍有3項標準在修訂,18項標準在制定中。預計年底將出臺《重點行業揮發性有機污染物減排和控制的技術導則》,技術標準的制定和完善將為行業規范發展提供有效指引。

VOCs相關的政策表現在以大氣污染防治法為基礎,分別對技術政策和管理條例進行指導,通過技術導則和部門管理辦法確定相應的環境標準,在排污費收費制度和重點行業VOCs排放檢測標準的共同作用下形成一個完善的政策體系。近年來VOCs相關政策頻出,行業在政策的指引下不斷規范,未來有望打開新的市場空間。

圖表15:VOCs相關政策

1、政策法規:政策頻出,VOCs正式法律監管

政策缺失對社會和生態造成損害不斷引起相關部門重視,VOCs監測和治理也逐漸提上日程。2011年12月發布的《國家環境保護“十二五”規劃》中強調“加強揮發性有機污染物和有毒廢氣控制”,正式提出控制揮發性有機污染物的排放,并明確提出開展VOCs監測工作,石化行業、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業凈化率不低于90%。

2013年9月,國務院印發的《大氣污染防治行動計劃》中明確了推動VOCs的治理,同時進一步明確了需要控制VOCs的石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等重點行業。同期,環境保護部等六部委共同發布《京津冀及周邊地區落實大氣污染防治行動計劃實施細則》,要求到2017年底對有機化工、醫藥、表面涂裝、塑料制品、包裝印刷等重點行業的559家企業開展VOCs綜合治理。

2014年7月,環境保護部等六部委共同發布《大氣污染防治行動計劃實施情況考核辦法(試行)實施細則》,規定了北京市、天津市、河北省、上海市、江蘇省、浙江省及廣東省珠三角等重點地區2014-2017年VOCs控制的進度。至此,大氣揮發性有機物治理工作開始開展,監測工作也正式開啟。2014年12月,環境保護部發布《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》,石化行業的揮發性有機物治理工作率先開展,成為VOCs工業排放行業治理的第一槍。

2015年8月新修訂的《大氣污染防治法》首次將揮發性有機物(VOCs)納入監管范圍,明確生產、進口、銷售和使用含揮發性有機物的原材料和產品的,其揮發性有機物含量應當符合質量標準或者要求。

圖表16:國家層面VOCs相關政策

隨著國家政策不斷推進,地方政府陸續出臺相關政策,對VOCs響應力度和效率不斷提高,且標準往往相對國家標準會更高。根據天津比較明確的規定,要求排氣筒VOCs的排放速率大于2.5千克/小時或排氣量大于6萬立方米/小時的,必須配套建設VOCs在線監測設備。上海2015年8月發布的VOCs治理和減排方案中要求,到2016年底前,處理規模達到1萬立方米/小時的企業必須安裝VOCs在線監測系統。

圖表17:地方性VOCs相關政策

2、排放標準:新標準陸續出臺,多項標準在制定中

排放標準是環保行業排污費收費的一個重要參考點,也是整個行業正常運行、順利實施懲罰激勵制度的基礎。

按照目前國際上比較主流的標準,對于重點行業,VOCs的排放標準至少應該包括VOCs年排放量、污染成分排放濃度指標,以年排放量10萬噸為基準至少需要為40個行業制定排放基準;而對于整個工業行業也需要制定綜合的排放標準,為沒有排放標準或排放量較少的行業進行統一兜底。

目前國家已經頒布涉及VOCs排放標準共有14項,其中2015年新頒布的有4項,同時還有18項標準正在制訂中。

圖表18:已制定VOCs排放標準

圖表19:制定中的的VOCs排放標準

地方性VOCs排放標準陸續出臺,上海、北京、廣東地區相關標準出臺較早,主要排放標準集中在化工制藥、印刷涂裝和家具等行業;天津市2014年出臺了整個工業VOCs排放的綜合標準。

其中北京市2015年發布的《木質家具制造業大氣污染物排放標準》對于家具行業首次提出原輔材料揮發性有機物含量限值以及工藝措施和管理要求,被稱為“家具史上最嚴環保標準”。預計排放標準未來將由京津冀、長三角、珠三角地區向全國逐步開展。

圖表20:地方性VOCs排放

3、排污費征收+政府補貼促VOCs監測進入爆發期

排污費征收+政策補貼打開五百億空間:《揮發性有機物排污收費試點辦法》將VOCs的排污費與其他大氣污染物提到同一高度,要求10月1日起石油化工和包裝印刷作為重點行業開始征收,北京地區最高40元/公斤高額征收標準倒逼企業監測治理;上海地區對2000家企業進行監測設備和治理補貼,預期補貼將達5億元遠超市場預期。預計VOCs監測設備市場空間468億元。排污費的征收也將使行業商業模式更加完善,政府補貼激勵作用將促行業爆發增長。

A、國家地方同時發力——排污費征收提升企業成本

2015年6月13日,財政部、國家發展改革委、環境保護部聯合發布通知,為了規范揮發性有機物排污收費管理,改善環境質量,制定并印發了《揮發性有機物排污收費試點辦法》,自2015年10月1日起施行。根據《辦法》,此次VOCs排污收費試點行業包括石油化工和包裝印刷兩個大類,原油加工及石油制品制造、有機化學原料制造、初級形態塑料及合成樹脂制造、合成橡膠制造、合成纖維單(聚合)體制造、倉儲業和包裝裝潢印刷等7個小類。VOCs排污費按VOCs排放量折合的污染當量數計征,每當量值為0.95千克。

各地方政府對政策響應程度高,目前已有北京、江蘇、浙江、青島、河南等地出臺相關收費政策,北京市已出臺收費細則。北京采取與臺灣類似的階梯收費模式,通過揮發性有機物清潔生產評估、排放濃度低于市排放限值50%,且當月未因環境污染受到環保部門處罰的,收費標準10元/公斤;存在未安裝廢氣治理設施,或廢氣治理設施運行不正常,或揮發性有機物超出排放標準等環境污染行為的,收費標準40元/公斤;其他情況20元/公斤。

以包裝印刷行業為例,根據2014年北京市工業源清單統計結果顯示,北京市印刷行業(含出版物印刷、數字印刷、專項印刷、包裝裝潢印刷、其它印刷)VOCs排放量為5354噸,按照最新出臺的VOCs排放收費標準,每年排污費總額將為0.54~2.14億元(分別按照超低達標排放和不達標排放上下限估算)。2014年北京地區印刷企業主營業務收入302億元,利潤總額30.5億元,排污費占利潤比例達1.77%~7.08%。排污費的征收將提升企業成本,促進企業進行減排

B、VOCs排污量計算——鼓勵采用監測設備

排污費征收直接利好監測設備:石化行業污染物排放計算方法為實測法、公式法和排放系數法,包裝印刷行業主要采取物料衡算法。采用非實測法得出的多為排放值較高的估算結果,未安裝監測設備將加重企業VOCs排污費成本,政策嚴格將直接刺激企業對監測設備的需求。

不同行業根據VOCs產生排放情況不同采用的排污量計算方法不同。目前石油化工行業排污者的VOCs排放量,按VOCs污染源項不同分別采取實測、物料衡算和模型等方法進行計算;包裝印刷行業排污者的VOCs排放量主要根據生產工藝過程中投用原輔料及回收有機溶劑量,按物料衡算法進行計算。

圖表21:試點行業VOCs計算方法

可以看出,雖然石化行業對于不同的排放場合采用的VOCs排放量計算方法不同,但通過監測設備可以使VOCs排放量計算達到最精確水平,且通過公式法、排放系數法計算得出的VOCs排放量基本按照排放最多的標準進行估算,由此得出的VOCs排放量將使企業排污費成本增加。

包裝印刷行業只采用物料衡算法計算VOCs排放量,通過原材料投入和VOCs去除量只差來進行核算,VOCs去除量政策明確鼓勵使用監測法測量。企業某工段未安裝任何處理裝置則其VOCs去除量按0處理,政策嚴格將直接推動企業對監測設備的需求。

圖表22:VOCs物料衡算法原理

C、政府部門補貼——監測市場打開空間

地方政府部門對污染源企業進行VOCs補貼為行業發展提供有效動力,目前北京、上海、天津、河北等省市已頒布相關獎補政策,重慶、山東正在制定中。不同地區根據實際情況不同補貼政策不同,北京補貼額基本上為企業成本的25%~30%。

上海地區補貼政策較細,2015年8月,上海市出臺《上海市工業揮發性有機物減排企業污染治理項目專項扶持操作辦法》,對于2014年3月21日至2016年12月31日期間,上海市既有VOCs排放企業實施完成的VOCs污染治理項目,包括設備泄漏與檢測(LDAR)項目、末端治理項目和VOCs在線監測項目的企業將進行補貼,補貼對象為年排放量超過100噸的256家重點企業”和VOCs年排放量1噸以上的“1744家一般企業”。預計補貼總額將超5億元。

圖表23:上海市市VOCs補貼政策

通過向VOCs排放企業征收排污費將對積極治理的企業進行獎勵,同時對消極治理的企業進行高額收費作為變相懲罰,不僅可以為地方政府增加財政收入進一步用于投入到對VOCs行業的整治之中,還可以充分發揮

排污費的杠桿作用對企業進行效果較好的激勵作用。排污費收費標準遠高于企業治理+監測設備采購成本,政府補貼激勵企業對監測設備的采購和治理的成本投入。

四、技術升級中,在線監測為技術趨勢

在線監測為發展趨勢:VOCs監測主要分為離線檢測和在線監測,技術要求難度高。我國VOCs監測尚處于剛剛起步的階段,目前已有的VOCs分類的標準方法均是采用吸附劑采樣,針對的目標化合物也僅為鹵代烴和芳香烴化合物。未來VOCs在線監測為大的發展趨勢,氣相色譜-火焰離子化監測法面臨較大空間。

VOCs組成成分、不同污染源排放差異大等原因造成監測起來相對于其他單一品種的大氣污染物難度較大,在進行監測時需要較高的可測性、準確性和可靠性。目前根據我國VOCs的排放情況來看,VOCs監測主要有以下難點:

圖表24:VOCs排放監測難點

監測的難度使得監測設備在技術方面必須滿足多組分、高靈敏度、高效率的監測要求。從20世紀70~80年代開始,美國、歐洲、日本等國家相繼開展了VOCs方面的研究工作,研制開發了相應的測量分析方法和儀器,并隨著研究的深入,監測技術也在不斷地完善,更有一些時間分辨率高、靈敏度高的方法不斷出現。國際上于20世紀80年代開始逐步形成了以美國環保局針對環境空氣中不同種類有毒有機物的監測推薦的17個標準(TO-1~TO-17)的方法體系,其中與VOCs的采樣和分析方法有關的有10個。這些方法針對了環境空氣中VOCs不同的目標化合物,采用了不同的樣品采集方法(如吸附劑或不銹鋼采樣罐)和樣品分析技術(如GC/MS,GC/FID,GC-ECD,HPLC等方法)。

目前大氣VOCs的監測方法主要包括離線技術和在線技術,其中離線技術指的是通過外部的各類監測儀表樣本進行定期的人工抽查;在線監測指的是將監測設備安裝固定在需要監測的設備上,通過不斷的采樣分析得到連續的監測結果。離線監測和在線監測通常都包括采樣、預濃縮、分離和檢測幾個過程。

A、離線監測:氣相色譜-質譜(GC/MS)法為主流

離線監測方面,空氣中VOCs的采樣方式可分為直接采樣、有動力采樣和被動式采樣。樣品預處理方法有溶劑解析法、固相微萃取法、低溫預濃縮-熱解析法等。分析VOCs的方法有氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質譜法以及最新發展的質子轉移反應質譜法技術等。

圖表25:VOCs離線監測主要步驟方法

GC-MS分析儀綜合了色譜法的分離能力和質譜的定性長處,可在較短的時間內對多組分混合物進行定性分析。由于監測靈敏度高、分離效果好,目前已經成為了VOCs監測中最常選用的方法,可以監測定總氣態的甲烷有機物。由于要求分析的氣體、液體、固體物在操作溫度下是穩定的,且要求所分析的液體、固體氣化溫度不高于操作溫度上限,使GC-MS聯用技術的應用范圍受到一定限制,未來也有待進一步解決。

B、在線監測:未來發展方向,看好氣相色譜-氫火焰離子化監測法(GC-FID)

相比于離線監測的分析時間長、分析數據結果較為滯后的特點,在線監測具有效率高、預處理時間短、數據連續等優勢,可以有效的減少人為操作失誤給數據帶來的誤差。

VOCs在線監測方法主要有氣相色譜-氫火焰離子化監測法(GC-FID)、傅里葉紅外法(FTIR)、光離子化監測法(PID)。GC-FID監測技術對大部分VOCs成分均有響應,并且是等碳響應,適合用于VOCs總量監測,也可通過更換色譜柱材料等方式實現特征成分的監測;FTIR監測技術因其光譜范圍寬,可同時監測多種VOCs特征成分含量,響應速度快;PID監測技術通過對有機物成分進行紫外電離,監測其離子電流,從而分析有機物濃度。

圖表26:主要VOCs在線監測技術對比

FID監測方法幾乎對所有的VOCs都能夠響應,檢測靈敏度比熱導檢測器高100-10000倍,檢測限達10-13g/s,對溫度不敏感,響應快,目前是氣體色譜檢測儀中對烴類(如丁烷,己烷)靈敏度最好的一種手段,廣泛用于揮發性碳氫化合物和許多含炭化合物的檢測。依據美國標準“Method25A”和歐洲標準“EN12619”的技術要求,規定固定污染源VOCs在線監測應采用GC-FID監測技術,采樣探頭、樣品輸送管路和分析儀中樣品管路應采用120℃以上高溫伴熱,應選用抗腐蝕和惰性化的材料,以減少樣品吸附。

C、我國VOCs監測發展現狀和展望

我國VOCs監測尚處于剛剛起步的階段,在開展的VOCs監測工作中,采用的方法比較多樣化,監測數據相對零散,目標化合物也不一致。由于VOCs工業源監測對象往往具有高溫、高壓、高濃度等特點,現有的監測設備多數無法滿足直接進樣分析的要求,目前已出臺的VOCs監測技術導則針對的均為吸附劑采樣,針對的目標化合物也僅為鹵代烴和芳香烴化合物,難以反映監測區域VOCs的污染特征和狀況,且需要設備多數來自進口。

圖表27:已出臺VOCs技術監測導則

預計2015年底國家將出臺重點行業揮發性有機污染物減排和控制的技術導則,涉及包裝、印刷、石化、人造革、涂裝等8個行業,用以規范、指導我國一些重點行業和領域的VOCs(揮發性有機污染物)減排和控制工作,形成對VOCs排放的全過程、所有環節的技術或者工藝進行規范和指導。未來在發展的過程中,大力推進VOCs在線監測將成為主流趨勢,氣相色譜-火焰離子化監測法等在線監測方法也將面臨很大空間。

通過互聯網將監測設備與系統監控中心相結合形成VOCs監測綜合解決方案也是未來污染源VOCs在線監測的發展趨勢。以聚光科技山東金宇輪胎VOCs在線監測樣板工程為例,金宇輪胎公司的VOC主要從密煉車間和硫化車間產生,根據環保局管理要求,密煉和硫化各選一個典型排口安裝固定污染源VOC在線監測系統,其他排口通過治理設施過程監控系統判定污染治理設施是否正常運行。

根據現場勘察和環境管理要求,在密煉車間和硫化車間各配套4個VOC排口,解決了監測過程中如何看清關鍵排放情況、如何掌握區域污染治理情況以及如何有效提高現場執法能力等難點。整個方案依托先進的物聯網架構,由現場傳感層、中間傳輸層和中心應用層構成,實現了污染監控、監管核查和工況核定三者的高效統一。

圖表28:聚光科技山東金宇輪胎VOCs在線監測樣板工程

五、市場空間:500億市場即將釋放

根據《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃重點工程項目》,2012年-2015年為VOCs排放摸底調查階段,有關部門開展重點行業揮發性有機物排放摸底調查,建立揮發性有機物排放系數,摸清揮發性有機物排放狀況。近年來隨著政府與治理企業職責進一步明晰化,對環保行業管理方法從突擊檢查到注重長效監管。VOCs排污收費制度建立的前提,是政府對環境空氣和污染源中VOCs的情況有具體、可量化、持續穩定的數據源。環境監測行業將是VOC是治理行業啟動首先受益的環節。

A、城市監測需求

根據2012年5月發布的《空氣質量新標準第一階段監測實施方案》,環境監測第一階段京津冀、長三角、珠三角等重點區域以及直轄市和省會城市,共74個城市496個監測點位;根據2013年6月發布的《空氣質量新標準第二階段監測實施方案》,實施范圍包括國家環保重點城市、模范城市在內共116個城市449個監測點位;根據2014年5月發布的《空氣質量新標準第三階段監測實施方案》,實施范圍包括177個地級及以上城市共552個國控城市空氣質量監測點位。

方案三個階段全部實施完畢之后,全國城市地區將實現監測站點的全覆蓋,監測對象為SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO等6項,并不包括VOCs的監測。假設未來每個站點都增添VOCs監測設備,單套設備150萬元(低沸點和高沸點VOCs分析設備組合)來估算,城市監測的市場空間為22.68億元。若全國2853個縣級行政區未來有40%進一步覆蓋監測點位,則未來設備市場空間將達到39.80億元。

圖表29:主要地區VOCs監測市場空間預測

B、工業園區監測需求

工業園區VOCs監測解決方案包括重點源排口監測、重點企業廠界監測、區域大氣質量監測、環境移動監測車、區域大氣遙測等部分。地方園區管理部門可根據實際情況建立適合園區的配置方案,和城市一樣屬于對環境污染“面”的監測。

根據現有435個國家級產業園區和1222個省級產業園區,按照每個園區兩個監測點(廠區和生活區),每個監測點投入150萬元(低沸點和高沸點VOCs分析設備組合)進行估算,則相關產業園區的VOCs監測市場將達到49.71億元。

圖表30:園區VOCs監測點市場空間預測

C、污染源監測需求

上海補貼方式為范本,促進企業監測設備采購

污染源監測方面,按照此前根據《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃重點工程項目》對于全國共計1311個VOCs重點治理企業,以及上海市進行的補貼范圍面向的企業數量(重點治理企業28個,補貼企業2000個)比例來估算,VOCs監測設備在污染源端有望實現最高9.36萬臺。按照污染源單套監測設備50萬元估算,市場空間將達468億元。

圖表31:重點企業監測點投資額預測

由此我們綜合估算,受益于法律法規重視度增加、排污費的征收以及政府部門補貼的激勵作用,VOCs監測設備行業有望迎來大的爆發,最高激活539億市場空間。

本文來源:互聯網,僅供參考!

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