中國環保設備產業遷移路徑及環保設備產業發展趨勢全景圖
【蘭州純水設備http://www.shequ6.cn】在經濟快速發展的過程中，世界上大多數國家都受到環境污染問題的困擾，無一例外地都走了“先污染后治理”的老路。隨著經濟波動、環境危害的催化作用、政府對環境保護的重視和人們環保意識的提高，環保產業的成熟和穩定也將隨之而生。美國、日本和中國的環境質量和經濟發展都結合了環境庫茲涅特曲線的特點。我國環保產業正處于快速發展時期，環保裝備制造業波動較大。產業轉移可分為兩個階段。首先，在政策的影響下，產業大規模遷往天津。第二階段，東部地區裝備制造業將在充分發揮自身優勢的前提下向中部地區轉移。
環境庫茲涅茨曲線
學術界對環境與經濟發展的關系提出了“環境庫茲涅茨曲線”，即環境質量與經濟發展的關系呈“倒u型”。當一個國家的經濟發展水平較低時，環境污染程度較輕，但隨著經濟的發展，環境污染由低到高水處理設備，環境退化程度隨著經濟的增長而增加。當經濟發展到一定水平時，環境污染由高到低逐漸降低，環境污染程度逐漸減緩，環境質量逐漸改善，稱為環境庫茲涅茨曲線。
這種現象的內在機理是規模效應、結構效應和技術效應共同作用的結果。規模效應是指污染將隨著生產規模的擴大而增加,結構效應是指生產規模的擴張也不斷升級產業結構的轉換,一般農業產業轉型可以增加污染排放,工業服務業將減少污染排放,這兩個產業轉型使“經濟-環境”系統呈現“倒U型”關系;技術效應是指在產業結構轉型過程中，技術創新是不可或缺的。它不僅可以提高生產力，而且可以減少污染排放。
圖1:環境庫茲涅茨曲線及其內在機理說明
全球環保產業發展現狀
概述全球環保產業發展歷程，不同國家處于不同的發展階段
根據環境庫茲涅茨曲線，當經濟處于不同的發展階段時，環境污染情況也不同。從全球的角度來看，不同的國家有著不同的經濟發展水平、不同的產業結構和不同的環境污染問題，因此環保產業的發展也處于不同的發展階段。
美國、加拿大、西歐等發達國家環境保護產業發展相對較好。中國和俄羅斯正處于發展時期，而非洲、南美和一些亞洲國家則相對落后。
圖2:全球環境產業發展概況
經過曲折，美國環保產業進入了一個穩定發展的時期
19世紀以來，工業革命為美國經濟的騰飛奠定了堅實基礎，1920-1970年鑒，美國的全要素生產率達到了歷史高峰。而環境問題與經濟發展如影隨形，和其他發達國家一樣，美國同樣經歷了“先污染，后治理”的過程。美國環保發展歷程分為四個階段：孕育期、發展初期、緩慢發展期、穩定增長期。
第一階段：孕育期（20世紀70年代之前），在工業化及經濟快速增長初期，美國一開始對環境問題的重視程度也較弱，環境污染問題處于累積階段。但隨著19世紀中葉出現的多諾拉二氧化硫事件、洛杉磯光化學污染事件等的出現，環境污染問題開始顯露。
第二階段：發展初期（1970-1980年），在民眾對生活環境要求提高和重大污染事件爆發的背景下，美國環境法體系建立，聯邦介入污染控制，國家政策高度重視環保，環境質量持續改善。
第三階段：緩慢發展期（1981-1989年），里根任期國家發展重心主要是振興經濟，環境質量略有放松；這一階段經濟快速發展，環境治理速度跟不上經濟發展的速度，環境惡化。
第四階段：穩定增長期（20世紀后半葉-至今），美國環保法案不斷修訂、完善，細化到海洋、大氣、固廢、水等個領域水處理設備，各行業污染排放標準也陸續建立，環境污染問題極大改善。
綜上，美國的經濟發展情況和環境污染情況也是符合環境庫茨涅茲曲線的特征，一開始，環境污染問題與經濟發展正相關，在經濟水平增長到穩定期后，著手環境治理和環境監測，逐漸解決環境污染問題。
圖表3：1929-2018年美國經濟發展情況、環境質量和環保情況發展史（單位：萬億美元，%）
結合美國環保產業發展周期的各項指標發現，穩定發展期環保產業產值占GDP比重約1.5%，增速保持在3%-6%之間。此外，隨著國家產業結構的改變，主要污染物也會發生變化，從重點治理大氣，發展到重點治理水體，到目前大氣、水體和固廢三者并重。美國環保產業的生命周期形態更偏向于周期擴展型，即隨著環保產業的發展和環境質量的改善，環保產業的發展重心將根據需求的變化而發生改變，進而帶來新一輪發展。
圖表4：美國環保產業發展周期各項指標情況
日本克服多種環境污染問題后，環保產業進入成熟期
日本是亞洲國家中最先進入發達國家行列的國家，其環境問題也是“走了先污染，后治理”的老路。日本環保產業也歷經了三個階段：形成期、成長期和成熟期。
第一階段：形成期（1950-1970年），日本經濟進入高速增長階段；1968年，日本經濟便僅次于美國，占據了資本主義國家中的第二名；期間，日本依靠技術的引進和工業設備的更新，快速而有效地推動了工業現代化進程，鋼鐵、交通、機械、石油化工、家電制造等產業實現了騰飛。但也是這種短時間工業化的集中發展，使得區域污染物的排放總量快速超過環境承受能力，進而引發接二連三的環境問題，對民眾身體健康造成了危害，如四大公害病：富山縣的痛痛病（鋅、鉗冶煉廠），熊本縣的水俁病（醋酸廠、汞中毒），四日市的哮喘病（石油化工廠），新潟縣的水俁病（昭和電工）。
第二階段：成長期（1971-1990年），在工業發展帶來了一系列危害后，1967年政府就制定了《公害對策基本法》，1970年后又陸續出臺了《大氣污染防治法》、《自然環境保全法》等等一系列政策，著重改善環境質量，取得了一定成效。但是隨后日本出現了嚴重的通貨膨脹和經濟蕭條，又開始放松對污染物的排放標準。
第三階段：成熟期（1991-至今），日本經濟發展進入了“失去的二十年”的階段，經濟發展的整體低迷背景下，環境污染問題大大減弱；再加上2011年“福島核泄露”事件后，日本實行了階段性“去核”戰略，對環境治理問題的重視程度進一步加深，環保產業進入成熟期。
圖表5：1950-2018年日本經濟發展情況、環境質量和環保情況發展史（單位：萬億日元，%）
綜上，世界上的大多數國家在經濟快速發展的過程中，都被環境污染問題所困擾，而且無一例外的都走了“先污染、后治理”的老路。環保產業進入成熟和穩定期都要伴隨著經濟的波動、環境危害事件的催化、政府對環保的重視以及人民意識的提升。
中國環保設備產業發展現狀
中國環保產業發展歷程一覽：仍處于成長期
改革開發40年，伴隨著我國社會經濟和生態環境保護事業的不斷發展壯大，中國環保產業從無到有，產業體系不斷完善，產業規模不斷擴大，技術水平不斷提升，已經成為國民經濟的重要組成部分。結合我國經濟發展水平和環境污染、治理情況描繪出我國環境庫茨涅茲曲線如下；目前，環境治理取得了很大的進展，但仍有較多污染問題亟待解決，環保產業正處于高速發展期。
回顧我國環保產業的發展歷程可以將其分為四個階段：形成期、發展初期、發展中期和高速發展期。
第一階段：形成期（1990年前），這一階段以發展經濟為主，環境形勢嚴峻。1972年6月聯合國在斯德哥爾摩召開第一次人類環境會以后，環境問題引起了我國高層決策者的重視。1973年8月，國務院頒布了我國第一個環境保護文件—《關于保護和改善環境的若干規定》；由此，我國環境保護事業開始起步。1988年，全國從事環保產品生產的企業1928個，實現工業銷售產值38億元，銷售利潤8.3億元。產業內容以治理設備的加工制造為主，產品主要集中在“三廢”的末端治理和綜合利用。
第二階段：環保產業進入發展初期（20世紀90年代）。我國進入第一輪重化工業時代，城鎮化進程加快，城市生活型污染加劇。伴隨經濟粗放式快速推進，工業污染和生態破壞總體呈加劇趨勢，農業面源污染問題凸顯，一些地區流域、區域環境污染和生態破壞已經制約了經濟社會可持續發展，甚至對公眾健康構成威脅。產業范疇由以末端治理的設備制造為主，擴展到覆蓋環保產品、環境服務、清潔技術產品、資源循環利用四大領域。1993-2000年的7年間，全國環保產業的從業單位數量由8651家增長到18144家，從業人員由188.2萬人增長到317.6萬人，營業收入總額由311.5億元增長到1689.9億元，年均增長約27%，利潤總額由40.9億元增長到166.7億元，年均增長約22%。
第三階段：環保產業進入發展中期（21世紀初），經濟發展與保護環境并重。這一階段，多項政策和規劃所制定的污染物總量控制制度帶動了污染治理及監測技術裝備產業市場快速發展。2010年，“大力發展環保產業”首次寫入國民經濟發展規劃中，環保產業地位被提升到前所未有的高度。
第四階段：環保產業進入高速發展期（2012-至今）。一方面，環保產業的業務領域更加細化，覆蓋全產業鏈“預防——監測——治理”，覆蓋水、大氣、土壤等多領域。另一方面，在政策的強力驅動下，PPP、第三方治理模式快速推進助推環保產業轉型升級。截至2018年9月，財政部全國PPP綜合信息平臺項目管理庫共有生態建設和環境保護類項目796個，占PPP項目總數的9.6%，項目總投資額8733億元，占PPP項目總投資額的7.1%。
圖表6：1980-2018年中國經濟發展情況、環境質量和環保情況發展史（單位：億元，%）
工業污染治理發展重點從廢水轉向廢氣
從國家統計局公布的數據來看，工業污染治理發展重點已經從廢水轉向廢氣。1998年，工業廢水治理投資額占比為58.73%，工業廢氣治理投資額占比為26.53%；1998-2002年，投資重點仍集中在廢水治理；2003-2012年，水質條件的改善使得工業環境治理重點發生改變，廢氣治理成為重中之重，投資占比差值保持在15%上下。2013年后，空氣質量的惡化使得工業污染治理進一步向廢氣集中，治理廢氣的投資占比保持在60%以上。
圖表7：1998-2018年全國工業污染治理完成投資額占比及預測情況（單位：%）
環保設備制造業高速發展，2020年產值將達萬億
環保裝備制造業是環保產業的重要組成部分，是保護環境的重要技術基礎，是實現綠色發展的重要保障。近年來，隨著環境污染形勢日益嚴峻，國家加快了大氣污染防治、水污染治理、土壤污染修復等方面政策的出臺水處理設備，而更為嚴格的污染物排放和治理標準，為新增和升級改造現有的環保設備提供更為廣闊的市場空間。
環保產業營業收入與GDP的比值已由2004年的0.37%增長到2017年的1.63%，對國民經濟增長的直接貢獻率從0.3%上升到2.4%。數據顯示，近年來，在政策支持和市場需求的雙輪推動下，我國環保裝備制造業實現了快速的發展,2010-2017年行業年復合增速達20.6%。2018年，污染防治領域（環保設備制造和環境服務業）營業收入約1.5萬億元，較上年增長約11.1%。此外，2017年10月，工信部發布《關于加快推進環保裝備制造業發展的指導意見》提出，2020年環保裝備制造業產值達到10000億元的目標。
圖表8：2005-2020年中國環保設備制造業產值規模及預測（單位：億元）
中國環保設備產業遷移路徑分析
大氣污染防治設備產量占環保設備總量50%以上
我國環保裝備產量的波動較大，近年來，大氣污染問題就成為中國環境治理的重中之重。隨著非電煙氣治理改造需求預期持續升溫，各地陸續出臺非電行業超低排放地方標準，政策從中央傳遞到地方，環境治理指標從國家層面落實到地方，環保項目也將逐步落地以實現各地方目標。從歷年數據看，2006年后，大氣污染防治設備的產量占環保設備總產量的比重中均超過50%。故以大氣污染防治設備生產制造情況為例，探索環保制造業遷移路徑。
從大氣污染防治設備的產量變化看，2013年是大氣污染防治的分界點，2013年產量為8.6萬套，2014年猛增到30.7萬套。分析其原因主要有：第一，2013年前后，我國城市霧霾天氣頻發，PM2.5污染問題引起了全社會的關注；第二，2013年11月，十八屆三中全會明確允許社會資本通過特許經營等方式參與城市基礎設施投資和運營。
圖表9：2006-2018年中國大氣污染防治設備產量相關情況（單位：套，%）
大氣污染防治設備制造業遷移路徑
2014年開始，大氣污染防治設備制造業進入快速增長階段；2016年產量達到歷史最高值。故選取2014年、2016年和2018年三個時間節點各省市的設備產量并進行對比，探索大氣污染防治設備制造業的遷移路徑。
從2018年大氣污染防治設備的產地分布來看，目前，主要集中在湖北、廣東和山東，產量合計占全國比重58.89%。
圖表10：2014年、2016年和2018年中國各省市大氣污染防治設備產量對比（單位：套，%）
對比2014年和2016年產地分布圖示發現，大氣污染防治設備制造業顯著向天津地區集中，2016年天津產量比重高達28.92%；從絕對量看，湖北、山東、江蘇、河南等地產量增長較為平穩，但市場份額相對大幅下降。此外，受政策影響，最新修訂、被稱為史上最嚴的《大氣污染防治法》于2016年1月1日起施行，而京津冀及周邊地區是重點治理地區；受地區集聚效應影響，北京和河北兩地的環保設備制造業大量遷出，向天津集中。
綜上，這一階段遷移特征整體體現為：全國大部分地區環保設備制造業發展平穩，陜西、北京、河北、遼寧等地企業大幅向天津地區遷移，這一階段全國大氣污染防治設備增量的80%都集中在天津。
圖表11：2014年和2016年中國大氣污染防治設備產地分布圖示對比（單位：套）
對比2016年和2018年產地分布圖示發現，天津地區在經歷2016-2017連續兩年的高速增長后，市場容量相對飽和，產量回歸到初始水平，2018年產量僅108套。在產量普遍下降的大背景下，廣東和陜西兩地的產量大幅增加，湖北產量下降但占比仍然是全國第一。這一階段遷移特征整體體現為：向湖北和廣東地區遷移，一方面發揮東部地區裝備制造業優勢，另一方面東部市場容量相對飽和，向市場需求大的中部地區遷移。
圖表12：2016年和2018年中國大氣污染防治設備產地分布圖示對比（單位：套）
中國環保設備產業發展趨勢
我國環保產業經過40年發展，從最簡單的消煙除塵、污水治理的簡易設備制造和工程建設起步，發展到現在形成了比較完善的產業結構體系，能夠較好地支撐和服務當前我國生態環境保護需要。我國環保產業走過了主要環保產業技術裝備從引進消化吸收到基本實現國產化、主要領域與國際同步、部分領域領跑的華麗蛻變。目前，“既要金山銀山，也要綠山青山”是中國各產業發展的重要宗旨之一。中國的環保產業正處于高速發展期，環保產業將迎來機遇期，預防和治理雙管齊下。未來，環保設備產業的產品將更加專業化、更加細化，走向世界。
圖表13：中國環保設備產業發展趨勢
以上數據來源參考前瞻產業研究院發布的《中國環保設備行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。
2019年3月北京林業大學環境學院王毅力研究團隊在剩余活性污泥氧化調理-脫水研究方面取得新成果，使城鎮污水處理中污泥的過濾性質顯著提升。近年來，隨著政策和技術在污泥處理行業的推進，污泥處置處理行業市場規模不斷增加，有望突破瓶頸期，駛入快車道。在未來發展趨勢中，污泥資源化發展是必然的。
技術 政策雙重利好 行業規模不斷增加
近幾年，經濟的快速發展也給我國的環境問題帶來較多挑戰，我國環境問題的不斷惡化，污泥排放量也不斷增加，為了有效解決污泥處置不當的問題，政府不斷出臺相關政策措施，促進和鼓勵污泥處理行業的發展。其中在污泥處置建設方面比較重要的政策是2016年11月國務院發布的《“十三五”生態環境保護規劃的通知》，政策中明確規定要以城市黑臭水體整治和343個水質需改善控制單元為重點，強化污水收集處理與重污染水體治理。加強城市、縣城和重點鎮污水處理設施建設，加快收集管網建設，對污水處理設備廠升級改造，全面達到一級A排放標準。
另外，2018年6月國務院發布《關于全面加強生態環境保護 堅決打好污染防治攻堅戰的意見》要求實施城鎮污水處理“提質增效”三年行動，加快補齊城鎮污水收集和處理設施短板，盡快實現污水管網全覆蓋、全收集、全處理。完善污水處理收費政策，各地要按規定將污水處理收費標準盡快調整到位，原則上應補償到污水處理和污泥處置設施正常運營并合理盈利。
圖表1：2016-2018年污泥處理行業相關政策匯總
除政策利好外，技術的不斷突破對行業的驅動也是功不可沒。污泥的處理問題其實就是解決含水率不斷降低的問題。目前常見的污泥處理方法包括深度脫水、堆肥、消化等，最終處置包括土地利用、焚燒、填埋等。具體可劃分為八種方法，分別是一般技術、太陽能污泥干化技術、污泥的電離輻射處理技術、微波技術、超聲波處理污泥技術、重金屬的生物有效性及植物脫除技術、微生物處理技術、新興污泥熱化學處理技術等。
焚燒在深度脫水后污泥含水率在60%左右，可以直接填埋，緊急狀態下可以少量摻燒（與生活垃圾一起），但目前的化學調理用的鐵鹽+石灰居多，無機物增量高，引入了氯離子，對焚燒工況和爐體本身有一定影響。
焚燒是國外發達國家較多采用的做法，焚燒技術減容效果顯著，污泥的熱值可以得到利用，但運行成本相對較高，目前國內研究和開發。在這種方法中污泥可以單獨焚燒（國外很多、國內基本沒有），也可以和生活垃圾（煙氣排放標準最嚴、可以協同利用熱源和煙氣凈化設備）等一起摻燒。填埋是最簡單的方法，技術難度低。
圖表2：污泥處理行業技術分類
在政策的帶動以及污泥處理技術等的帶動下，我國污泥處理市場規模也實現了跨越式增長。2010-2017年，污泥處理行業市場規模不斷上漲。從2010年的129.8億元增長至20127年的524.7億元，分別在2014年、2016年和2017年突破300億元、400億元和500億元。行業增速雖呈下降趨勢，但總體增幅依然維持在10%以上的水平。按照這樣的發展趨勢，2018年，污泥處理行業市場規模將達到580億元。
圖表3：2010-2018年污泥處理行業市場規模（單位：億元，%）
污染處理應遵原則 資源化發展是趨勢
在市場規模不斷增加的情況下，市場容量也不斷增加，行業的進入者越來越多，容易使行業的發展規則受到威脅。按照《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策（試行）》的要求，并且參考發達國家近30多年的經驗與教訓，污泥處理處置應符合“安全環保、循環利用、節能降耗、因地制宜、穩妥可靠、經濟可行”等原則。
其中，安全環保強調應控制二次污染、確保公眾健康及環境的安全；循環利用和節能降耗體現了資源節約、可持續發展的基本理念；而只有因地制宜、穩妥可靠以及經濟可行的處理處置技術路線，實際中才具有可操作性。
圖表4：污泥處理處置應遵循的原則（單位：億元，%）
在遵循行業發展規則的前提下，行業將向更健康的方向發展。“十三五”環境保護規劃出臺，提出了仍然以大氣、水污染防治為目標“十三五”目標將更重視建設資源節約型社會以及生態環境總體質量改善。污泥的治理也是今后國內環保處理的一個主攻方向。隨著政策利好和高成長性因素驅動下，污泥處理處臵行業有望突破瓶頸期，駛入快車道。未來行業有五大發展趨勢，污水處理運營量提升原材料供給穩定；收費渠道更加完善；收費權確定；監管更加嚴格，污泥要向資源化發展。
圖表5：污泥處理處置行業發展趨勢
以上數據來源參考前瞻產業研究院發布的《中國污泥處理處置深度調研與投資戰略規劃分析報告》。水處理設備 去離子水設備
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