环保高压下的钢铁专题五：烧结球团排放标准拟提升.pdf

识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 1 / 44 专题研究 |钢铁 2017 年 12 月 15 日 证券研究报告 本报告联系人：刘洋 021-87570852 gzlygf Tabl e_Title 环保高压下的钢铁专题五：烧结 球团排放标准拟提升 环保投资与 运行成本 大增 或致 环保落后产能 退出， 看好 钢铁 及工业环保行业 投资机会 Table_Aut horHorizontal 分析师： 李 莎 S0260513080002 020-87574792 lishagf Table_Summary 一 、 必要性：钢铁行业是大气污染重要来源，排放标准偏低使得烟（粉）尘、 SO2和 NOX去除率明显低于热力、电力行业 根据 环保部 2015 年 全国环境统计公报统计数据 测算， 2015 年钢铁行业 分别 占全国 烟（粉）尘、 SO2、NOx排放量 的 4.71%、 8.83%和 3.01%，是 大 气污染物重要来源， 烧结、球团过程烟粉尘 、 SO2以及 NOX排放量分别占钢企 总排放量的 38.68%、 59.15%和 45.98%，均为钢企废气 第一大来源 ； 2015 年黑色金属冶炼及压延加工业 SO2和 NOx去除率分别大幅落后于电力、热力生产和供应业 37 和 47 个百分点 ， 去除率明显偏低， 主要原因是 现有标准 烧结球团过程特别排放 限值相比电力热力行业过于宽松。 环保部 2017 年 6 月发布的 钢铁烧结、球团 工业大气污染物排放标准修改单（征求意见稿） 拟 将烧结 球团颗粒物、 SO2和 NOx特别排放限值下修为 20、50、 100 mg/m3，与目前电力燃煤锅炉标准基本持平 。 二、 除尘脱硫脱硝常用技术 ： “电除尘 +半干法脱硫 +SCR 脱硝”及“电除尘 +活性炭吸附协同治理工艺” 环保部 2017 年 6 月发布的钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准 修改单（征求意见稿） 指出 ， “全国烧结（球团）焙烧设备都已安装除尘、脱硫设施，钢铁企业普遍未采取脱硝措施， NOx具有较大减排潜力” 。 对于脱硝 ： NOx去除率需达 50%75%才能满足钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准修改单（征求意见稿）要求，选择性催化还原工艺（ SCR）适合加装到已有设备，活性炭协同 工艺适合新建“除尘 -脱硫 -脱硝”设备；对于脱硫： SO2的去除率需达 95%，随着 烧结机面积 大型化，循环硫化床和 旋转喷雾干燥 等半干法脱硫成为主流 。 三、 对钢铁行业影响：预计全国钢企将新增环保设备投资超 225 亿元，年新增环保运行成本超 100 亿元，环保落后钢企环保压力远超环保先进钢企 若 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准修改单（征求意见稿） 中 新标准得以实施， 烧结 球团颗粒物 /烟尘、 SO2和 NOX排放量预计将减少 50%、 72.22%、 66.67%， 减排效果 显著， 但需钢企 新建 或改造环保设备，加大环保投资和运行成本 。 吨钢 环保 投资 ： 若要达标，新建除尘 -脱硫 -脱硝吨钢环保投资将达 54.78 或 66.80 元 /吨钢，仅 改造 嫁接 SCR 脱硝设备吨钢环保投资为 26.10 元 /吨钢 ； 吨钢环保成本（仅考虑 废气和废水） ： 脱硫设备完善 的 环保先进钢企可在现有 设备上嫁接 SCR 脱硝设备，吨钢环保成本仅 增加 8.77 元 至 107.63114.33 元 /吨钢，增幅为 8.31%8.87%， 环保落后钢企 需 新建全套环保设备，吨钢环保成本需 至少 增加 72.37 元至 108.63115.93元 /吨钢 ，增幅为 166.14%199.59%， 环保成本增量绝对和相对量远超环保先进钢企。根据文中 测算， 若要达标，预计全国钢铁企业需新增环保设备投资 225.84291.31 亿元，新增年环保设备运行成本 104.86135.12 亿元。 四、 对环保行业影响：若排放达标，预计钢铁烧结脱硝设备新增市场规模 较 大，催化剂和 NH3等耗材或受益 若钢铁烧 结、球团工业大气污染物排放标准修改单（征求意见稿）中新标准 实施，预计 SCR 脱硝设备新增市场规模将达 183.05236.24 亿元；活性炭协同脱硫脱硝设备新增市场规模达 27.8935.89 亿元，脱硝设备总体新增市场规模达 210.94272.13 亿元 ， 同时将带动 催化剂和还原剂 NH3等 主要耗材 市场 的增长。 五 、 投资建议： 环保高压或持续加码，不达标钢企或面临产能退出，环保水平较高钢企受影响更小 我们认为未来环保高压的持续加码以及钢铁行业环保标准的持续提高将会加速环保落后产能退出，钢铁行业集中度或将进一步提高，看好钢铁行业投资机会。结合目前“ 2+26”城市采暖季环保限产，我们更为看好在“ 2+26”城市区域外且环保水平较高的龙头钢企，如南钢股份、马钢股份、鞍钢股份等 。 六 、 风险 提示 ： 宏观经济大幅波动； 环保标准修订及执行力度不及预期 Table_Report 相关研究 ： 【广发钢铁李莎】环保高压下的钢铁专题四 ：综合季节性 &环保限产 -供给收缩快于需求、成本端弱势难改、盈利将维持高位，看好钢铁行业投资机会 2017-11-24 【广发钢铁李莎】 环保高压下的钢铁专题三：土石方停工 VS 环保限产 -需求减少小于供给收缩，紧平衡、盈利将持续，看好钢铁行业投资机会 2017-10-18 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 2 / 44 专题研究 |钢铁 目录索引 前言：钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标 准或将提高，对钢铁行业和企业影响几何？. 7 一、必要性：钢铁行业是大气污染重要来源， 排放标准偏低使得烟（粉）尘、 SO2和 NOX去除率明显低于热力、电力行业 . 8 （一）烟（粉）尘、 SO2和 NOX来源：钢铁烧结、球团工业大气污染物是重要构成部分 . 8 （二）相比热力、电力行业：钢铁行业 SO2和 NOX去除率偏低，主因是烧结、球团污染物特别排放限值明显偏高 . 13 二、除尘脱硫脱硝适用技术 : “电除尘 +半干法脱硫 +SCR 脱硝 ”及 “电除尘 +活性炭吸附协 同治理工艺 ” . 16 （一）钢企现状：除尘、脱硫设备已安装但仍需提升，脱硝设备普遍没有，减排潜力较大 . 16 （二）脱硝技术：去除率需达 50%75%，选择性催化还原工艺（ SCR）适合加装到已有设备，活性炭吸附工艺适合新建 “除尘 -脱硫 -脱硝 ”设备 . 16 （三）脱硫技术：烧结机面积逐渐大型化， CFB 法和 SDA 法等半干法脱硫逐渐成为主流 . 18 三、对钢铁行业影响：预计全国钢企将新增环 保设备投资超 225 亿元，年新增环保运行成本超 100 亿元，环保落后钢企环保压力远超环保先进钢 企 . 20 （一）减排效果：钢铁烧结、球团颗粒物 /烟尘、 SO2和 NOX排放量预计将减少 50%、72.22%、 66.67% . 20 （二）环保投资和环保成本构成：以 JFE 为例，废气治理是第一大环保投资领域、占比达 50.71%，废气治理是第一大环保成本支出、占比达 32.06% . 21 （三）吨钢废气环保投资：若要达标，新建除尘 -脱硫 -脱硝吨钢环保投资将达 54.78或 66.80 元 /吨钢，仅嫁接 SCR 脱硝设备吨钢环保投资为 26.10 元 /吨钢 . 22 （四）吨钢废气环保成本：环保先进、落后钢企改造或新建环保设备后吨钢废气环保成本将分别增加 8.318.87%、 166.14%199.59%，环保落后钢企环保成本增量绝对和相对量远超环保先进钢企 . 27 （五）若要达标，预计全国钢铁企业需新增环保设备投资 225.84 291.31 亿元，新增年环保设备运行成本 104.86 135.12 亿元 . 33 四、对环保行业影响：若排放达标，预计钢铁 烧结脱硝设备新增市场规模较大，催化剂和NH3等耗材或受益 . 37 （一）环保设备：若排放达标，预计全国钢铁烧结脱硝设备新增市场规模较大，达210.94 272.13 亿元 . 37 （二）环保耗材：催化剂一次性投资费用占 SCR 工程总投资的 30% 55%，还原剂NH3占 SCR 装置运行成本的比例最大、达 25.96% . 39 五、投资建议：环保高压或持续加码，不达标 钢企或面临产能退出 ，环保水平较高钢企受影响更小 . 40 （一）若要达标环保落后钢企环保压力远高于环保先进钢企，环保标准提升或加速落后产能退出，行业集中度进一步提高 . 40 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 3 / 44 专题研究 |钢铁 （二）目前环保水平较高钢企受环保标准提高影响相对更小 . 40 六、风险提示 . 43 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 4 / 44 专题研究 |钢铁 图表索引 图 1：工业生产在宁波 PM2.5 颗粒物污染贡献中占比高达 47%，为杭州、石家庄和上海 PM2.5 污染第二大来源 . 8 图 2： 20112015 年工业烟（粉）尘排放占全国烟（粉）尘排放量比重逐年降低，但仍然为第一大烟（粉）尘来源 . 8 图 3： 20112015 年工业占我国 SO2排放量比重逐年降低，但仍然为第一大来源，2015 年占比达 83.97% . 9 图 4： 20112015 年工业占全国 NOx排放量比重逐年降低，但仍然为第一大来 源，2015 年占比达 64.45% . 9 图 5： 2015 年黑色金属冶炼及压延加工业为第一大烟（粉）尘工业生产来源 . 10 图 6： 2015 年黑色金属冶炼及压延加工业为第三大 SO2排放来源，占比为 11.15%. 10 图 7： 2015年黑色金属冶炼及压延加工业均为第三大 NOx 排放来源，占比为 8.83%. 10 图 8： 2015 年钢铁行业烟（粉）尘、 SO2、 NOx 排放量分别占黑色金属冶炼及压延加工业排放量的 20.27%、 94.35%和 52.83% . 11 图 9：烧结、球团过程烟（粉）尘排放量占钢铁企业烟（粉）尘总排放量的 38.68%. 12 图 10：烧结、球团过程烟（粉）尘排放量占钢铁企业烟（粉）尘总排放量的 38.68%，为钢铁企业烟（粉）尘第一大来 源 . 12 图 11：烧结、球团过程 SO2排放量占钢铁企业 SO2总排放量的 59.15%，为钢铁企业 SO2排放第一大来源 . 13 图 12：烧结、球团过程 NOx排放量占钢铁企业 NOx总排放量的 45.98%，为钢铁企业 NOx排放第一大来源 . 13 图 13： 2015 年黑色金属冶炼及压延加工业烟（粉）尘去除率达 94.87%，仅略低于电力、热力生产和供应业 . 14 图 14： 2015 年黑色金属冶炼及压延加工业 SO2去除率为 47.00%，大幅落后于电力、热力生产和供应业的 83.60% . 14 图 15： 2015年黑色金属冶炼及压延加工业 NOx去除率仅为 4.31%，大幅落后电力、热力生产和供应业的 51.80% . 14 图 16： 2013 年钢铁冶炼企业 SO2和 NOx去除率分别仅为 27.60%和 9.10%，均大幅落后于独立火电企业 . 14 图 17：选择性 催化还原工艺（ SCR）脱硝原理图 . 18 图 18：选择性催化还原工艺（ SCR）设备示意图 . 18 图 19：烧结机面积在 180m2以下时，湿法占比达 87%，而半干法 CFB 仅占 4.40%. 19 图 20：烧结机面积在 180m2360m2时，湿法占比为 71.8%，半干法占比为 15.40%. 19 图 21：烧结机面积在 360m2以上时，湿法占比为 47.8%，半干法占比为 36.50%，干法占比为 4.40% . 19 图 22：随烧结机面积逐渐大型化， CFB 法和 SDA 法等半干法脱硫工艺应用的比例逐渐升高 . 19 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 5 / 44 专题研究 |钢铁 图 23：日本 JFE 公司 2015 年废气和废水治理环保投资占比达 56.69%，是第一大环保投资领域 . 22 图 24：日本 JFE 公司 2015 年废气和废水治理环保成本占比达 40.18%，是第一大环保成本支出 . 22 图 25：典型长流程钢铁企业 三钢闽光 20122017H 烧结矿与生铁产量平均比值为 1.33，烧结矿与粗钢产量平均比值为 1.20 . 24 图 26：电除尘、半干法循环流化床、选择性催化还原脱硝设备投资分别占技术方案 1 的吨钢设备投资的 8.36%、 43.99%和 47.65% . 26 图 27：技术方案 1 的年吨钢运行成本为 18.74 元 /吨钢，其 中循环流化床脱硫、 SCR脱硝以及电除尘吨钢环保运行成本分别为 11.34、 6.00 和 1.40 元 /吨钢 . 29 图 28：技术方案 2 的年吨钢运行成本为 17.40 元 /吨钢，其中活性炭协同脱硫脱硝工艺以及电除尘吨钢环保运行成本分别为 14.31 和 3.09 元 /吨钢 . 30 图 29：技术方案 1 中 SCR 脱硝设备、 CFB 脱硫设备和电除尘设备投资占比分别为 47.65%、 43.99%和 8.36% . 38 图 30：技术方案 2 中活性炭协同脱硫脱硝设备和电除尘设备投资占比分别为 93.14%和 6.86% . 38 图 31：催化剂和还原剂成本是 SCR 装置主要运行成本构成 . 39 表 1：新标准相对于旧标准，钢铁烧结、球团颗粒物 /烟尘、 SO2 和 NOX 特别排放限值分别降低 50%、 72.22%、 66.67% . 7 表 2：现有烧结机、球团焙烧设备特别排放限值相比电力燃煤锅炉明显偏低 . 15 表 3：钢铁行业烧结球团过程氮氧化物的控制措施对比 . 17 表 4：新标准相对于旧标准，钢铁烧结、球团颗粒物 /烟尘、 SO2 和 NOX 特别排放限值分别降低 50%、 72.22%、 66.67% . 20 表 5：若采用新标准，钢铁烧结、球团过程中颗粒物、 SO2和 NOx排放量占比将分别下降 0.91%、 3.77%和 0.92% . 21 表 6：若新建除尘 -脱硫 -脱硝设备，技术方案 1 和技术方案 2 吨钢环保设备投资分别为 54.78 元 /吨钢、 66.80 元 /吨钢 . 24 表 7：技术方案 1 中电除尘、半干法循环流化床、选择性催化还原脱硝工艺吨钢设备投资分别为 4.58、 24.10 和 26.10 元 /吨钢 . 25 表 8：按 1520 年折旧，采用年限平均法计算的新建和改造环保设备的年折旧计提费用 . 27 表 9：技术方案 1、技术方案 2 各功能环节的吨钢环保运行成本 . 30 表 10：环保先进钢企、环保落后钢企如达到新排放标准需要新增的污染物处理环节 . 31 表 11：环保先进钢铁联合企业在现有除尘 -脱硫设备基础上改造嫁接 SCR 脱硝设备后，吨钢环保成本至少需由目前的 98.86105.56 元 /吨钢增加至 107.63114.33 元/吨钢，增幅为 8.318.87%. 32 表 12：按技术方案 1 或技术方案 2 新建全套环保设备，吨钢环保成本需至少由36.2643.56 元增加至 108.63115.93 元，增幅为 166.14%199.59% . 33 表 13：预计需新建除尘 -脱硫 -脱硝设备的烧结机面积为 1.081.39 万平方米，需改造嫁接 SCR 脱硝设备的烧结机面积为 7.9110.21 万平方米 . 34 表 14：预计全国烧结机需新增环保设备投 资 225.84291.31 亿元，新增年环保设 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 6 / 44 专题研究 |钢铁 备运行成本 104.86135.12 亿元 . 35 表 15：若排放达标，预计脱硝设备新增市场规模或将达 210.94272.13 亿元 . 38 表 16：已投运或者在建钢铁企业烧结机脱硝工程情况及技术路线汇总 . 41 表 17：按 2016年吨钢氮氧化物排放排序，韩国浦项制铁位列国际大型钢企第一位，南钢股份排名国内上市钢企第一位，马钢股份、鞍钢股份、首钢股份等氮氧化物排放已超越日本 JFE、新日铁住金等国际大型钢企 . 42 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 7 / 44 专题研究 |钢铁 前言 ： 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准 或 将 提高 ，对钢铁行业 和 企业 影响几何？ 为进一步完善国家污染物排放标准，环保部于 2017年 6月发布了 “关于征求 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准 等 20项国家污染物排放标准修改单（征求意见稿）意见的函” ，涉及到 钢铁行业 排放 指标的 主要修改内容如下： （ 1） 将烧结机和球团焙烧设备的颗粒物限值调整为 20mg/m3、二氧化硫限值调整为 50mg/m3、氮氧化物限值调整为 100mg/m3。 （ 2） 将烧结和球团焙烧烟气基准含氧量修改为 16%。实测焙烧烟气的大气污染物排放浓度，应换算为基准含氧量条件下的排放浓度，并以此作为判定排放是否达标的依据。 相比原标准 GB28662-2012， 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准等20项国家污染物排放标准修改单的公告（征求意见稿） 大幅 提高了钢铁企业烧结机、球团 机的颗粒物、 SO2和 NOX的 排放标准，其中颗粒物 排放 标准 相比 原标准提 高 50%，SO2排放 标准 相比 原标准提 高 72.22%， NOX排放 标准 相比 原标准提 高 66.67%。 表 1： 新标准相对于旧标准， 钢铁 烧结 、 球团 颗粒物 /烟尘、 SO2和 NOX特别排放限值分别降低 50%、 72.22%、 66.67% 指标 （ mg/m3） GB28662-2012 修改单 排放标准 提升幅度 烧结机、球团焙烧设备 特别 限值 烧结机、球团焙烧设备 特别 限值 颗粒物 /烟尘 40 20 50.00% 二氧化硫 180 50 72.22% 氮氧化物 300 100 66.67% 数据来源： 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准（ GB28662-2012）及修改单征求意见稿、 广发证券发展研究中心 我们 将在下文中详细阐述 若“ 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准等20项国家污染物排放标准修改单（征求意见稿） ” 规定的新排放标准 得以 执行 所 带来的影响，重点论证 以下 五 个问题 ： 1、 修改 钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准的必要性是什么？ 2、 能够实现 修改单 规定 的新标准的 污染 处理技术方案有哪些？ 3、 新标准 实行 后 对 钢铁行业 的 环保投资和环保成本 边际 影响几何？ 4、新标准 实行 会给环保 行业 带来 哪些机会？ 5、新标准 实行对哪些 上市钢企 的 影响会相对更小 ？ 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 8 / 44 专题研究 |钢铁 一、 必要性 ： 钢铁行业是 大气污染重要 来源 ，排放标准偏低使得 烟（粉）尘、 SO2和 NOx去除率明显低于热力、电力行业 （一） 烟（粉）尘、 SO2 和 NOx 来源 ： 钢铁 烧结、球团工业大气污染物是 重要构成部分 1、工业 生产是 我国 颗粒物、 SO2和 NOx排放量的 第一大来源， 2015年占比 分别为 80.14%、 83.97%和 64.45% （ 1）工业生产 是我国 颗粒物污染 和烟（粉）尘 的第一大来源 ， 2015年占比为80.14% 国家环保部监测司于 2014年完成了第一阶段 京津冀 （北京 、天津、石家庄）、长三角 （上海 、南京、杭州、宁波）和珠三角 （广州 、深圳）等地区 9个重点城市的污染物 来源 解析工作 。 根据 9个 重点城市 环保局发布的 大气颗粒物污染来源解析报告 ，工业生产 已经成为 9大 城市 主要污染 物 来源之一 。 其中 ， 工业 生产 在 宁波 PM2.5颗粒物污染 贡献中占比高达 47%， 为宁波 第一大 颗粒 物 污染 来源； 工业生产 在 杭州 、 石家庄 和上海 PM2.5颗粒物 污染贡献中 均 居 第二位 ， 分别 达 22.80%、 25.00%和 28.90%。 根据 环保部 全国环境统计公报 统计 数据， 20112015年，工业生产烟（ 粉 ）尘 排放 在 全国 烟（ 粉 ） 尘 排放占比 逐年降低，但仍然为第一大来源。 2015年我国工业生产 烟（ 粉 ） 尘 排放 量 为 1232.6万吨 ， 占 全国烟（ 粉 ） 尘 排放 总量的 80.14%， 远高于城镇生活 、 机动车和集中式 烟 （ 粉 ） 尘 排放量。 因此 加强 工业生产 颗粒物 和 烟（ 粉 ） 尘 污染 控制是全国 大气污染综合治理的 重要 组成 部分 。 图 1：工业生产在宁波 PM2.5颗粒物污染贡献中占比高达 47%，为杭州、石家庄和上海 PM2.5污染第二大来源 图 2： 20112015年工业烟（粉）尘排放占全国烟（粉）尘排放量比重逐年降低，但仍然为第一大烟（粉）尘来源 数据来源： 各地市环保局 、 广发证券发展研究中心 数据来源： 全国环境统计公报 、 广发证券发展研究中心 0%20%40%60%80%100%扬尘机动车工业生产燃煤生物质燃烧、餐饮、汽车修理、烧烤、畜禽养殖0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2011 2012 2013 2014 2015工业生产 城镇生活 机动车 集中式排放 识别风险 ， 发现价值 请务必阅读末页的免责声明 9 / 44 专题研究 |钢铁 （ 2） 工业生产 是 我 国 SO2和 NOx排放的第一大来源， 2015年 占比 分别为 83.97%、64.45% 根据 环保部 全国环境统计公报 统计 数据， 20112015年，工业生产 在 全国SO2和 NOx排放 总量 中 的 占比 逐年降低，但仍然为第一大来源。 2015年我国工业生产 SO2排放 量 为 1556.7万吨 ， 占 全国 SO2排放 总量的 83.97%， 远 高于城镇生活和集中式 SO2排放 量； 2015年我国工业生产 NOx排放 量 为 1180.9万吨 ， 占 全国 NOx排放总量的 64.45%，高于 机动车 的 3