目前,我國水資源污染嚴重,單純的“污水處理”已經不能滿足水生態修復的需求。因此,水環境綜合治理從控源和生態修復的核心出發,成為了目前治水的主題。而在政策驅動和需求升級的雙重加持下,整個水環境綜合治理的空間將逾千億。
水環境綜合治理的必要性。中國水資源面臨兩大困境:困境一,水資源短缺且分布不均,中國人均水資源約為2000立方米,僅為全世界人均水資源平均水平的1/4,屬于輕度缺水國家。并且中國的水資源分布非常不均勻,長江流域及其以南地區占了全國81%的水資源,但是土地面積卻只占全國不到40%;困境二,水資源污染嚴重,隨著我國工業化和城市化的不斷開展,全社會用水量不斷上升。但是由于污水處理設施建設的滯后性,大量未經處理的污水直接排入水體,造成大量的湖泊和河流的水質低于生活飲用水標準,近一步加劇了水資源的短缺性。
水環境綜合治理≠污水處理。污水處理是指將污水處理后達到市政污水排放標準,但是現行市政污水排放標準與地表水標準差距較大,致使處理后排出水質無法達到功能區域的水質要求。所以從污水處理升級到生態修復是必要選擇。生態修復的重點是將受損水體通過外源污染控制、內源污染處理和生態系統修復三個過程,從而恢復成健康水體。
水環境綜合治理的核心是控源+生態修復。根據國內外的治理經驗,我們總結治理的核心是控源和生態修復,控源主要包括建立污水處理機制、減少排放、技術革新實現生態農業等。而生態修復則主要在于生態系統的重建,目前行業內比較成熟的方式是基于穩態轉換理論的清水型生態系統重構法。
政策驅動+需求升級,市場空間將逾千億。從政策層面上,“水十條”發布為十三五期間的水治理工作制定明確的完成目標和實施手段。在黑臭水體的治理上,住建部專門制定了計劃安排,要求到2020年地級以上城市建成區黑臭水體控制在10%以內,到2030年要基本消除黑臭水體。從資金來源上來看,PPP模式的興起則喚起了水環境綜合治理新一波投資熱潮。水環境綜合整治的投入原來主要依賴政府的財政收入,項目主要以EPC/BT/BOT的模式進行。引入PPP模式可以把政府從資金鏈中摘出來,變成項目提供方和監督方。在財政部已經公布的3批示范項目中,涉及水環境治理的項目占比達到8.7%,項目總投資額超過1000億。根據政策的指導,我們測算了水環境綜合治理中最重要的兩塊水源地修復和黑臭水體治理兩塊的市場空間,到2020年這兩塊的總投資將超過1500億,項目重點都將落在生態修復這塊上。
正文
水是人類生產生活不可或缺的資源。
1、為什么要關注水環境綜合治理市場
1.1困境一:中國水資源短缺且分布不均
中國水資源短缺。我國目前水資源總量為27962.6億立方米,為全球水資源的6%,但是除以我國龐大的人口基數,人均水資源只有約2000立方米/人,僅為全世界人均水資源平均水平的1/4,在世界范圍內排在105位。雖達到人均最低需求量1000立方米,但對比一些發達國家如美國人均8800立方米,瑞典人均17000立方米,差距十分明顯。
我國水資源分布非常不均勻。長江流域及其以南地區占了全國81%的水資源,但是土地面積卻只占全國不到40%,長江流域以北地區63.5%的土地卻只有不到20%的水資源。各省份面臨的稀缺程度也因人口數而異。根據不同地區供用水量,北京,河北,河南,遼寧,寧夏,山東,山西,上海,天津屬于極度缺水,而福建,廣西,貴州,青海,西藏,云南水資源豐富,人均量為前者的6倍以上。同時還需要扣除難以利用的洪水徑流和散布在西部等地球的地下水,我國可實現利用的淡水資源僅剩11000億立方米。若按照可利用的淡水資源人均水平,中國屬于嚴重缺水狀態。
根據水利部統計,全國669座城市中,有400座常年供水不足,110座嚴重缺水;在32個百萬級人口以上的特大城市中,95%的城市長期受缺水困擾,不僅是干凈的可飲用水,還包括灌溉、景觀、消防等各類水源。
從水的需求端來說,主要有兩大方面的短缺。一方面是符合標準的水來滿足城市的四項基本用水需求,包括生產和生活等各個方面,特別是城市水源地以及主要水資源流域。另一方面是保證城市良好水環境的景觀類生態水,不僅需要對城市整體水環境進行自凈調節,更對地下水和外來水等有很好的平衡作用。
1.2困境二:水資源污染嚴重亟待治理
隨著我國經濟的高速發展,全社會用水量也在不斷上升,農業用水比重較大但基本平穩,生活生態用水量及生產用水量在逐漸增加。分析GDP的不同產業來源,第三產業增長迅速,一二產業平穩增長?傮w來看,隨著GDP的增加,用水總量也呈波浪型增加。
工業加工產生的廢水以及人們生活產生的污水排放量已不容小視,其中生活污水排放一直以較高速增長,工業廢水近年略有下降但仍處于較高水平。根據國家統計局到2015年的數據,2015年排放的廢水污水加起來達到715億噸,比黃河一年總流量還多。未經處理的污水對江河湖海會造成巨大的污染,不僅攜帶著有毒化學物質,還會破壞水生態系統,甚至成為“臭黑水”。污水廢水排放增多,對環保的要求也越來越高。盡管城鎮污水處理率在緩慢上升,但仍有大量未處理污水直接排入自然界。雖然污水處理率已經逐步提高到70%以上,每年沒有經過處理的污廢水仍超過200億噸。
我國的地表水執行的是《地表水環境質量標準》(GB3838-83),根據環境功能和保護目標分為5類。根據國家水利部公布的《2014年中國水資源公報》披露的數據,2014年對全國21.6萬km的河流水質狀況進行了評價。全年Ⅰ類水河長占評價河長的5.9%,Ⅱ類水河長占43.5%,Ⅲ類水河長占23.4%,Ⅳ類水河長占10.8%,Ⅴ類水河長占4.7%,劣Ⅴ類水河長占11.7%,其中東部地區的水質相對較差。而湖泊的測評結果也不樂觀,全國開發利用程度較高和面積較大的121個主要湖泊共2.9萬km2水面中,全年總體水質為Ⅰ——Ⅲ類的湖泊有39個,Ⅳ——Ⅴ類湖泊57個,劣Ⅴ類湖泊25個,分別占評價湖泊總數的32.2%、47.1%和20.7%。對上述湖泊進行營養狀態評價,大部分湖泊處于富營養狀態。處于中營養狀態的湖泊有28個,占評價湖泊總數的23.1%;處于富營養狀態的湖泊有93個,占評價湖泊總數的76.9%。
除生活污水,工業廢水排放以外,我國本就稀缺的水資源還存在農業污染,水土流失等問題,且包含了難以利用的洪水徑流和分散在土壤深層的地下水。水資源短缺和污染不可忽視,水環境治理迫在眉睫。
從2015年開始,發改委在國家部委層面上的PPP項目庫里,目前已經發布了超過5000個項目,其中約7%的項目涉及水環境治理,預計總投資額超過1200億。隨著這些項目的逐步審核實施,將帶動大批社會資金投入到水環境治理行業中。
2.3水源地修復+黑臭水體治理市場空間將逾1200億
我們對于實施“水十條”將帶動的水生態修復的市場空間進行測算。有別于現在環保市場主要關注的污水處理市場,水生態修復市場主要面對的是已經被污染的水體環境,是整個環境的生態平衡再建。
首先在飲用水水源地的治理方面,根據環保部正式推出的三批全國重要飲用水水源地名錄,175個水源地(有些大的城市不止有一個水源地),其中水庫水源地66個,地下水水源地32個,河道水源地77個。在“水十條”中明確規定到2020年底單一水源地供水的地級及以上城市需要完成備用水源或應急水源地的建設,所以預計這個名單將會擴展50%左右。以水庫水源地的治理為例,如果一個中等大小的水庫水源地的水質由于受污染等原因低于Ⅲ類,但是高于等于Ⅴ類。那么根據現有的市場物價和手段,綜合投資大約在30億,其中約9%專門用于水生態恢復。假設全國20%的水源地有治理需求,那么整個水源地生態恢復投資的市場空間將達到356億。
而另一個治理重點是黑臭水的治理。根據“水十條”要求到2020年中國地級市及以上城市的城市建成區黑臭水體均控制在10%以內的要求。目前登記的黑臭水體數量在2082個,其中已經完成整治的比例在34.9%、正在整治的比例為28.4%。我們假設平均單條黑臭河治理長度為3km,每千米的投資成本約為3500萬。我們測算到2020年,整個城市建成區的黑臭水體的投資總額將達到1205億。
3、借鑒+總結,水生態修復樹立行業標準
3.1他山之石:借鑒國外成熟的治理經驗
國外對水污染治理的重視較早,因此也累積部分先進的治理方法和措施,也有很多經典的案例,比如英國對泰晤士河、瑞士對日內瓦河、日本對琵琶湖、德國、法國、荷蘭等九個歐洲國家對萊茵河的成功治理,主要措施包括:政策強制征收污染稅、跨區域合作、普及污水處理廠和土地處理系統。這些積極經驗和主要措施能夠為我國在治理水污染方面提供借鑒作用。
點面結合,日本琵琶湖的三十年蛻變分析:點源污染控制(超高凈度污水處理系統)和面源污染控制(下水道普及與生態修復)
流域點源污染控制:琵琶湖流域水污染控制的核心是大型集中式污水處理凈化中心,從1970年開始,政府將湖區分為四個處理區,并建立了4個大型集中式污水處理凈化中心,并在較遠區域建立了5個較小的污水處理廠。所有的污水處理廠均采用超高度處理技術,TP及CODmn的去除率高達99.4%及97.1%以上,最大限度地使排放水接近自然湖體的水質。同時對產生的污泥也進行最大限度的回收和資源利用,避免二次污染。
流域面源污染控制:主要包括四種處理方式(1)凈化槽和下水道,凈化槽用于處理一家一戶或樓房排放的生活污水,而下水道則實現了全面的管網收集;(2)農業集落排水處理設施,即農村下水道,能有效地防止農業用水水質污染,與公共下水道一樣,在二級水處理的基礎上增加了脫氮除磷的高度處理;(3)環境生態修復,在琵琶湖的周邊以及湖區進行生態修復,包括水生植物和周邊植被的種植,恢復湖區作為生態系統的自我凈化能力。
3.2水環境綜合治理的核心:控源+生態修復
“三河三湖”是指流經我國人口稠密聚集地的淮河、海河、遼河和太湖、巢湖、滇池,這些重點流域的水污染治理事關我國接近半數的省市社會經濟發展,以及人民群眾的生活質量,是我國水污染防治工作的重中之重。根據幾十年“三河三湖”的治理經驗,治理的核心是控源和生態修復,控源主要包括建立污水處理機制、減少排放、技術革新實現生態農業等,而更重要的措施落在綜合治理修復水質上面。包括采取清淤、坡岸治理、生態植物群落重構等各種措施來實現湖水體的綜合整治。
所以我們認為在目前這個階段,中國的污水處理率已經接近80%,綜合整治的核心應該落在生態修復上。國際上已在使用的或已進入中試階段的污染水域治理與生態修復技術可分為物理法、化學法和生物/生態法三大類。但是每種單列的方法只能解決水體部分的問題。
水生態修復是以恢復或重建受損生態系統結構為目的的技術,依靠修復水體原有結構從而恢復原有的主要生態功能。與利用某些生物的特性解決水體中某一特定問題的技術不同,水生態修復是一個系統的規劃。只有從診斷污染受損水體生態系統出發,制定外源污染控制、內源污染治理和生態修復工程,才能達到治理目標。
生態恢復的重點就是對生態系統施加多種手段以實現濁水穩態向清水穩態的轉換。主要的驅動力包括:
(1)降低水中營養鹽濃度,控源截污是前提。
(2)提高水體透明度,透明度是浮游植物量與無極懸浮物量的綜合反映。
(3)清楚雜食性與草食性魚類,主要是保證沉水植物在恢復初期不被牧食。
(4)重污染底泥疏浚與基底恢復,底泥疏浚是保證內源磷釋放的有效措施,基底修復有利于不同水生植物類型的構建。
(5)采用軟圍隔營造靜水環境,可以有效地防止因風浪的影響而引起的底質再懸浮等。
原標題:水環境綜合治理行業市場空間將逾千億
(來源:SWS產業投資研究 葉俊仙)