VOCs治理的春天来了?千亿市场如何起飞?

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一家气态污染物“测管控”一体化的上市公司的高层人士对南方周末记者透露,2020年头七个月的营收就已经和去年全年持平。

观察处理设备仿佛成了一场“盲盒游戏”——因为你永远不知道盒子里面有什么“惊喜(吓)”。有些设备只是一个空盒子,有些催化剂装填量少得可怜,设备也就成了个摆设。

随着政府管控VOCs加码,这场环保考试对于“运动员”和“裁判员”来说专业能力极其重要,相关监测与治理的培训与咨询或将是下一个风口。

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中国广州分析测试中心科研人员正在开展VOCs采样工作(南方周末记者 黄思卓/图)

南方周末记者 黄思卓

2020年7月最后一个星期四,上午9点半的广州,气温就已直逼30度,天蓝云白,刺眼的阳光毫无顾忌地洒落在大地上,没有树荫遮挡的车辆一会儿就被晒得滚烫。

这些天气条件组合起来,恰恰最适合挥发性有机气体(VOCs)和其他物质合成臭氧(O3),这是和VOCs打了多年交道的周漪波再清楚不过的事情。

周漪波是中国广州分析测试中心资源与环境研究室(简称中广测)副主任,从2020年6月起,他就带着实验室团队,从每天早上八点半开始,穿梭在广州近两百个加油站之间采集气体,“周末也要加班”。

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中国广州分析测试中心科研人员正在开展VOCs采样工作 (南方周末记者 黄思卓/图)


中广测是广东省科学院院属事业单位,从事VOCs监测超过20年。政府部门的环保督查、企业的监测分析,都是他们的业务。近三年,中广测监测分析VOCs气体样本超过万份,最近迎来了小高潮——一场持续三个月的“枪”战。

周漪波比一个“枪”的手势,“加油过程中,喷枪中的汽油油气会外泄挥发,释放VOCs。所以我们要对每个喷枪进行采样,检验油气回收效果。”

“VOCs治理的春天来了。”中山大学环境科学与工程学院教授黄海保觉察到政府和企业从未像近两年这样动作频频。

2020年5月21日,广东省生态环境厅出台《关于印发2020年夏秋季挥发性有机物治理达标排放百日服务行动方案的通知》。6月23日,生态环境部发布《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》。

家具、包装印刷、橡胶及制鞋……攻坚战深入每个乡镇的工业肌理。VOCs来源广泛、治理手段多样,这条环保赛道究竟“钱”景如何,所谓千亿市场还笼罩在一片迷雾之中。一个业内共识是,原料替换、工艺改进和末端治理等潜藏着最大的投资机会。如果可以VOCs“测管控”一体,则有更大的竞争力。

从源头抓起,成效最好也最吸金

从源头上减少VOCs的排放,是目前最有效的方式。

招商证券环保行业首席分析师朱纯阳也比较看好源头控制,“末端治理涉及主体过于分散,技术竞争激烈,投资前景并不清晰”。

源头控制的方式主要有两种,一种是原料替代——选用低VOCs含量的环保材料,另一种则是改进生产工艺——降低VOCs排放量。

2020年6月,生态环境部发布《重点行业企业挥发性有机物现场检查指南》(试行),六大行业被点名,分别是:石化行业、化工行业、工业涂装、包装印刷、储油库和加油站。对涂料、喷漆、印刷等行业而言,印刷可采用水性油墨代替溶剂型油墨,喷涂可采用静电式替代气雾式,油漆可采用水性漆替代油性漆等。

朱纯阳研究环保投资多年,他观察到,狭义上的环保行业这两年是不景气的,污水和固废处理已经处于技术成熟和竞争饱和的阶段,“增量不多”。环保原材料市场还是一块未被瓜分完的蛋糕。“量够大,市场也够集中”。他最看好的是石化、汽车和飞机行业的喷涂领域,“钱”景广阔。

春江水暖鸭先知,敏锐的资本早已闻风而动。

2020年4月,生产水性铝颜料的绚图新材科技有限公司,接受了来自招商启航资本和国隆资本的股权融资,具体金额未披露。7月底,成立于1996年的涂料巨头巴德士集团宣布,山东巴德士年产30万吨环境友好型涂料项目获批,包括水性乳胶漆、水性家具漆等。

水性涂料并不是一个新概念。兴起十多年以来,已成为很多家庭的装修首选,在汽车、玩具等行业,水性材料也渐渐获得消费者的认可。

尽管如此,处于VOCs污染控制科研前线的黄海保,对目前的环保原材料并不过分乐观,每个技术产品从开发到广泛认可和大规模应用,都需要一段漫长的时间。最明显的掣肘就是价格昂贵,加之疫情影响,黄海保怀疑小微企业能否承受。

另一条路,源头回收利用或许是双赢。

在石油化工行业,原油开采、油品储存、运输、配给等生产环节,容易发生油品或溶剂的蒸发和散逸,既是损耗,也是排放。源头回收利用是“关押式”收集排放物,提取后再利用。

“回收再处理,并不是说单纯增加成本,而是资源再利用,其实也能增加企业效益,提升生产效率。”亚洲清洁空气中心空气质量项目经理、北京大学环境科学与工程学院博士万薇评价。

由于挥发性有机物在不同温度和压力下具有不同饱和蒸气压,比如加油站就可利用冷凝技术回收油气,中国约有10万座加油站,蕴藏着巨大商机。

除了冷凝技术之外,回收技术还包括吸附、膜分离技术等。

密闭和回收的技术也适用于大型石化企业,采买设备、改进工艺……动辄花费数百万元甚至上千万。相关设备制造商正打算扩大产能来满足市场需求。以南京都乐制冷设备有限公司为例,该公司针对加油站、码头、石化企业等研发多款油气回收设备,4月20日,其在南京溧水的VOCs回收设备技术改造项目基地开工,总投资2.5亿元。

监测:给每家每户装“电表”

不管是源头控制还是末端治理,都绕不开一个“测”字。离线监测是定时定点的“家庭医生式”上门服务,取样后回到实验室分析;在线监测是长期且标准化的“望闻问切”。

“远在天边”的平流层臭氧,每时每刻都在进行着氧原子(O)、氧分子(O2)和臭氧(O3)的循环转化。“近在眼前”的对流层臭氧,也就是近地表产生的臭氧,是在性质极不稳定的VOCs等物质影响下,每分每秒发生着肉眼难以捕捉的化学反应。

作为工业生产中很常见的“副产品”,上自工厂的烟囱、飞机的涂料,下至杂志的印刷、脚下的皮鞋,都是VOCs成长的伊甸园,甚至人体都能释放上千种VOCs,组分不明,浓度不一,千变万化,随风而散,难以捕捉。

可以捕捉它们的,是昂贵的监测设备。各类环境检测机构、地方环保部门的监测站、第三方环保公司等都需要采购相应的监测设备和耗材。采集罐、采样管、分析仪器等等,每一步的设备都价格不菲。

现场执法也需要仪器。生态环境部《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》明确要求,各级生态环境部门应配备便携式大气污染物快速检测仪、VOCs泄漏检测仪、微风风速仪、油气回收检测仪等。

VOCs监测设备市场的东风已经迎面拂来。企业的每个排污口都需监测,黄海保形容,就像居民每家每户都要装电表。可以识别VOCs排放秘密的泄漏检测与修复技术(Leak Detection and Repair,LDAR)成为了刚需。

LDAR通常由五个部分组成,首先是对设备或组件进行标识,其次要根据具体情况设定不同的泄漏浓度值与建档范围,第三步就是用检测器进行泄漏检测,第四步则是修复——通过工程措施解决泄漏问题,把漏的地方“拧紧”,最后是记录上述所有数据和材料。

在石化行业,LDAR在2014年起就已掀起浪潮。据经济日报报道,大港石化仅2018年就开展4轮LDAR监测,共检测38万多点次。

在这一轮的VOCs狙击战中,LDAR扩展到更多行业。以广东为例,8月底前,各地要组织71家企业完成新一轮LDAR工作。这些企业多数属于石化和化工,如中石化广州分公司、茂名分公司等,同时也涉及涂料、医药制造等。

不过在线监测并非完美,最明显的一个缺点是在线监测的参数是提前设置好的,因此很难囊括所有VOCs种类。离线监测则可精确识别更多的疑难杂症。

中广测实验室里,银色、圆乎乎的采气罐,看起来就像不起眼的小煤气罐,一个就耗资数百美金。这些罐子和吸附管,再加上实验室里的多套气相色谱仪(GC)和气相色谱质谱联用仪(GC/MS),承担了来自广东“四大地标”(印刷、制鞋、家具、汽车制造表面涂装)的检测业务。

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VOCs采气罐。(南方周末记者 黄思卓/图)

隔江而望,黄海保的实验室内摆放着一台高端质子传递飞行时间质谱仪(PTR-TOF-MS),可以识别空气中微量VOCs的成分,学校花费近300万从奥地利购入。

“识货的人对着这台设备口水都能流下来。”一位前来参观的业内人士羡慕不已。他指了指旁边一台个头稍小的气相色谱质谱联用仪设备,“这台80万,已经是我们行业里面用得起的‘顶配’”。

“测管控”一条龙

2020年7月以来,北京、上海、天津、重庆、四川等省市,已开出数张环保罚单,处罚金额在2万元至12万元不等。一张张罚单的背后事实是,这些企业绝大多数都属于前述六大行业企业,VOCs未经处理直排外环境。

如果不能进行原料替代或者回收利用,VOCs就只能被治理。如果说,2013年以来“蓝天保卫战”主要防治对象PM2.5是颗粒的、沉稳的、有迹可循的,仿佛横平竖直的北方城市风格,那么,VOCs则是气态的、活泼的、千变万化的,更像是南方城市的曲径通幽、移步换景,管控难度不可同日而语。

常见的VOCs“销毁式”治理技术包括热破坏、低温等离子体破坏、光催化降解和生物降解等。其中,应用较为广泛的是热破坏法中的直接燃烧和催化燃烧,处理后VOCs就变成二氧化碳和水。

由于VOCs排放涉及的行业众多且分散,每个行业和生产流程都千差万别,治理工艺没有一个标准答案。

设置专人负责VOCs的每个环节,很多企业还达不到这个管理水平。与其自己买设备、培训员工,委托给有资质和技术的第三方治理机构也许更省心。工业园区内产业集聚,多家企业还可以“团购”一家大型综合治理公司的服务,企业一年只需负担千元或万元级的治理费用。

大型综合治理公司的身影开始出现,能提供“测管控”一条龙的企业瞄准了这块服务——既有LDAR的检测设备,又有以工程师为主的服务团队和一系列的管理软件,可提供检测、维护、修复和管理等综合服务。

“随着国家标准的提升,以及智能制造的综合联动,VOCs的测管控将是未来新基建的一分子。”朱纯阳预计。

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中山大学环境科学与工程学院气相色谱仪自动进样器。 (南方周末记者 黄思卓/图)


先河环保总裁陈荣强向南方周末记者透露,2020年以来,先河环保中标了不少地方的VOCs在线监测、源解析和管控项目,中标金额达上亿元。

7月27日,一家气态污染物“测管控”一体化的上市公司高层人士对南方周末记者透露,2020年头七个月的营收就已经和去年全年持平,“多家国内知名投资机构都是我们的股东,我们在融资方面没有什么困难,反而还是我们的一个优势”。

狂欢之下,需要保持冷静。对于经常调研企业VOCs治理的黄海保而言,观察VOCs处理设备仿佛成了一场“盲盒游戏”——因为你永远不知道盒子里面有什么“惊喜(吓)”。有些设备只是一个空盒子,有些催化剂装填量少得可怜,设备也就成了个摆设。

全观整个VOCs末端治理市场,绝大多数竞争者为第三方小型公司,资金和技术能力有限,在监管不严的情况下,问题也层出不穷,“委托治理的企业容易上当受骗”。

随着政府管控VOCs加码,这场环保考试对于“运动员”和“裁判员”来说专业能力极其重要,相关监测与治理的培训与咨询或将是下一个风口。

VOCs治理对专业人员的要求非常高,但在这方面中国还缺乏系统的培训、考试和认证。哪怕是在经济较为发达的北京和上海,企业本身的技术专员水平参差不齐,有的就是临时学一学LDAR如何检测和记录。

万薇为许多政府人员举办过VOCs相关的研讨会,在她看来,中国治理VOCs的阶段起步较晚,“但中国的后发优势在于可以引入现有技术和治理经验”。

工业源VOCs溯源分析,成分解析,实时监控,一旦发现超标应如何处理和整改,园区管委会及当地政府存在大量的VOCs管理和监测需求,需要“裁判员”进行知识付费。

本文首发于2020年8月13日《南方周末》记者|黄思卓.编辑 视觉|汪韬

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