202102 煤炭行业深度报告：矿井水资源化空间广阔，煤层气碳减排效益显著-平安证券[樊金璐]-20210217【24页】-solarbe文库

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行业深度报告矿井水资源化空间广阔，煤层气碳减排效益显著行业深度报告行业报告煤炭 2021 年 02 月 09 日请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。中性（维持）行情走势图相关研究报告行业年度策略报告 *煤炭 *量价温和上涨，业绩逐季改善 2020-12-11 行业半年度策略报告 *煤炭 *供改收官，关注龙头和转型 2020-07-02 行业深度报告 *煤炭 *新基建助力矿山升级，智慧矿山时代到来 2020-05-27 行业动态跟踪报告 *煤炭 *供给收缩，需求好转，价格筑底回升 2020-05-20 行业深度报告 *煤炭 *煤层气伴生清洁能源，多增多补助力增产 2020-03-16 证券分析师樊金璐投资咨询资格编号 S1060520060001 010-56800134 f anjinlu749pingan.com.cn   绿色低碳是煤炭高质量发展核心煤炭是我国的基础能源，其生产和消费过程带来了水固气污染等环境问题。大型煤炭基地多分布在黄河流域，煤炭生产过程产生大量碳排放，在黄河生态保护和碳中和战略下，煤炭行业的绿色低碳发展成为必然选择。  煤炭行业废水将从无害化到资源化煤炭行业废水主要产生在开采和煤化工转化环节。开采环节每年产生约 80 亿吨矿井水，主要含有悬浮物、盐类、油类及有毒物质，目前实际综合利用率仅 35。假设到 2025 年矿井水综合利用率提升至 80，矿井水处理增量市场空间超过 590 亿元。焦化废水含有高浓度的氨氮和有机物，每年排放 2.73 亿吨废水，预计焦化废水零排放工程市场规模约 50亿元。现代煤化工废水深度处理及回用是煤化工产业升级示范的重点内容，按照 “十四五”规划规模推测，新建项目水处理投资规模约 57 亿元。  煤炭产业固废应优先实现减量化煤炭开采加工环节产生煤矸石，燃煤发电环节产生粉煤灰、炉渣和脱硫石膏，煤化工环节产生炉渣、杂盐危废等。国家政策鼓励大宗工业固废综合利用。从产生量来看，煤矸石和粉煤灰产生量和存量规模较大，特别是煤矸石存量超过 500 亿吨，煤矸石可用于井下充填、循环流化床发电和热电联产、生产建筑材料等，在实现减量化同时提升经济性是发展趋势。  碳中和目标下需加大煤层气开发利用 2017 年，煤炭生产和消费产生碳排放量约 68.63 亿吨二氧化碳，占我国 CO2排放总量约 73.5。碳减排对煤炭生产及利用提出更高要求，甲烷气体的温室效应是二氧化碳的 21 倍，加强煤层气（甲烷）的抽采利用是碳减排的现实途径。每年约百亿立方米煤层气排放到大气中，如果将煤层气全部利用将减少 1.5 亿吨碳排放，按照当前国内 20元 /吨碳价估算，可以产生 30亿元的碳收益。  投资建议在黄河生态保护和碳中和的战略下，煤炭行业绿色低碳发展成为必然选择。在废水方面，每年产生 80 亿吨矿井水、近 3 亿吨焦化废水，增量水处理工程市场空间分别为 590 亿元、 50 亿元；煤化工新建项目水处理工程投资约为 57 亿元。在固废方面，煤矸石和粉煤灰产生量和存量规模较大，实现减量化同时提升经济性是发展趋势。在碳排放方面，加强煤层气（甲烷）的抽采利用是碳减排的现实途径，如果将煤层气全部利用将减少 1.5 亿吨碳排放，产生 30 亿元的碳收益。建议关注工业水处理公司万德斯和煤层气公司蓝焰控股。  风险提示 1）政策实施不及预期，环保政策执行力度不及预期将对环保工程推广产生不利影响； 2）煤矿、煤化工废水处理行业竞争激烈，存在新项目拓展不及预期风险； 3）煤炭、化工等周期行业波动较大，工程及设备类公司可能出现应收账款难以回收； 4）技术发展不及预期的风险。 -20 0 20 40 60 Feb-20 May-20 Aug-20 Nov-20 沪深 300 煤炭证券研究报告煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 2 / 24 正文目录一、绿色低碳是煤炭高质量发展核心 4 二、煤炭行业废水将从无害化到资源化 .6 2.1 矿井水膜法脱盐成为达标排放选择 7 2.2 煤化工废水零排放是项目准入要求 10 三、煤炭产业固废应优先实现减量化 15 3.1 煤炭固废存量规模大，利用率低 17 3.2 煤矿固废综合利用有待提升 . 18 四、碳中和目标下需加大煤层气开发利用 .20 4.1 煤炭开发碳排放主要来自甲烷排放 . 20 4.2 煤层气开发利用减碳效应明显 21 五、投资建议 .22 六、风险提示 .22 煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 3 / 24 图表目录图表 1 煤炭行业环保政策 4 图表 2 全国 14 个大型煤炭生产基地布局 5 图表 3 煤炭产业废水概况 6 图表 4 煤炭产业废水特点一览 . 6 图表 5 矿井水相关政策或标准 . 7 图表 6 矿井水水质特点及处理技术 8 图表 7 矿井水处理工艺流程 8 图表 8 矿井水资源化利用途径 . 9 图表 9 宁东矿区矿井水处理案例 9 图表 10 矿井水处理项目 10 图表 11 煤化工废水相关政策 . 11 图表 12 焦化废水处理工艺流程 11 图表 13 焦化废水处理项目 12 图表 14 煤化工废水处理工艺流程 12 图表 15 煤化工废水零排放技术经济指标 13 图表 16 宁东矿区煤化工废水处理案例 14 图表 17 煤化工废水处理项目 . 14 图表 18 煤化工废水处理市场空间 15 图表 19 一般工业固废产量情况 15 图表 20 2015 年一般工业固废产生量种类占比 16 图表 22 煤炭产业固废概况 16 图表 23 煤炭产业固废特点及综合利用途径 . 17 图表 24 大宗工业固废综合利用政策 . 18 图表 25 煤矸石综合利用技术 . 18 图表 26 粉煤灰高附加值利用途径 19 图表 27 煤炭产业碳排放概况 . 20 图表 28 煤炭产业减少碳排放方法 20 图表 29 井下煤层气利用率一直维持 40左右（亿立方米） . 21 图表 30 煤层气综合利用途径 . 21 煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 4 / 24 一、绿色低碳是煤炭高质量发展核心（ 1）国家高度重视煤炭行业绿色发展煤炭是我国的基础能源，生产和消费占比均居主导地位。 2019年，全国原煤产量占全国一次能源生产总量的 68.6，煤炭消费占能源消费总量的 57.7，其在生产和消费过程中产生大量的污染物，包括煤矸石、矿井水、瓦斯等固液气等污染物和温室气体，还会引起地表沉陷和水土流失问题。近些年，随着国家对环境保护的重视，我国明确了煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的发展方向，政府出台了关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见煤炭清洁高效利用行动计划（ 2015 2020 年）等一系列政策支持煤炭行业绿色发展。 2020 年 12月 21日，国务院新闻办公室发布新时代的中国能源发展白皮书，提出“推进煤炭安全智能绿色开发利用。努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系。推进大型煤炭基地绿色化开采和改造，发展煤炭洗选加工，发展矿区循环经济，加强矿区生态环境治理，建成一批绿色矿山，资源综合利用水平全面提升。” 2020 年 11 月 3 日，中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议发布，提出“十四五”时期经济社会发展主要目标之一是“生态文明建设实现新进步。国土空间开发保护格局得到优化，生产生活方式绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放总量持续减少，生态环境持续改善，生态安全屏障更加牢固，城乡人居环境明显改善。”“到二〇三五年基本实现社会主义现代化远景目标。广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现”。图表 1 煤炭行业环保政策时间政策文件主要内容 2014.9 煤电节能减排升级与改造行动计划（ 2014-2020 年）有序发展低热值煤发电，根据煤矸石、煤泥和洗中煤等低热值煤资源的利用价值，选择最佳途径实现综合利用，用于发电的煤矸石热值不低于 5020 千焦 /千克。 2014.10 关于实施煤炭资源税改革的通知改为从价计征，清理相关收费基金，其中对充填开采置换出来的煤炭资源税减征 50，促进资源合理开采利用。 2014.11 关于印发能源发展战略行动计划 2014-2020 年的通知积极推进煤炭分级分质梯级利用，加大煤炭洗选比重，鼓励煤矸石等低热值煤和劣质煤就地清洁转化利用。 2014.12 关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见深入发展矿区循环经济按照减量化、资源化、再利用的原则，科学利用矿井水、煤矸石、煤泥、粉煤灰等副产品；鼓励利用矸石、灰渣等对沉陷区进行立体生态整治和土地复垦。 2015.2 关于促进煤炭工业科学发展的指导意见有序发展低热值煤发电等资源综合利用项目，加大与煤共伴生资源和矿井水的利用力度，发展矿区循环经济。 2015.4 煤炭清洁高效利用行动计划 2015 － 2020 年加大煤矸石、煤泥、煤矿瓦斯、矿井水等资源化利用的力度。到 2020 年，煤矸石综合利用率不低于 80；煤矿瓦斯抽采利用率达到 60，在水资源短缺矿区、一般水资源矿区、水资源丰富矿区，矿井水或露天矿矿坑水利用率分别不低于 95、 80、 75；煤矿塌陷土地治理率达到 80以上，排矸场和露天矿排土场复垦率达到 90以上；煤炭地下气化技术取得突破。 2020.10 关于进一步加强煤炭资源开发环境鼓励对煤矸石进行井下充填、发电、生产建筑材料等多途径综合利用，因地制宜选择合理的综合利用方式，提高煤矸石综合利用率。提高煤矿瓦斯利用率，控制煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 5 / 24 影响评价管理的通知温室气体排放。针对矿井水的特点，从源头减少和有效防治高盐、酸性、高氟化物、放射性等矿井水，优先用于项目建设及生产，并鼓励多途径利用多余矿井水。资料来源政府官网，平安证券研究所（ 2）黄河流域生态保护对煤炭行业环保要求进一步提高 2020 年 8月，中共中央政治局召开会议审议了黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要，会议指出，黄河流域生态保护和高质量发展是事关中华民族伟大复兴的千秋大计，要综合治理、系统治理、源头治理，改善黄河流域生态环境，优化水资源配置，促进全流域高质量发展。黄河流域生态保护与高质量发展已上升为国家战略，与京津冀协同发展、长江经济带发展、粤港澳大湾区建设、长三角一体化发展齐头并进，标志着推进黄河流域高质量发展进入了新的历史阶段。我国 14个大型煤炭生产基地有 9个分布在黄河流域，煤炭年产量约占全国总产量的 70，黄河流域面积约 80万平方公里，其中含煤面积超过 35.9 万平方公里。 2019 年，晋陕蒙甘宁五省煤炭产量达 27.49 亿吨、占全国产量 73.39，而水资源量仅占全国 4.81。我国四大现代煤化工产业示范区（内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东）也有 3 个分布在黄河流域。黄河流域中上游处于干旱半干旱地区，生态环境脆弱；下游常出现阶段性断流，水资源匮乏。根据黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要相关要求，煤化工项目、煤矿项目环评审批将更加严格；另一方面，由于用水指标有限和水价较高，煤炭及煤化工企业加强废水深度处理循环利用补充企业用水将成为必然选择。图表 2 全国 14个大型煤炭生产基地布局资料来源自然资源部，平安证券研究所煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 6 / 24 二、煤炭行业废水将从无害化到资源化煤炭产业涉及到煤炭开采和洗选、煤炭深加工与利用。煤炭开采环节产生大量矿井水，洗选环节产生选煤废水（循环利用，基本无外排）；在煤炭应用方面，煤化工环节产生煤化工废水。煤矿废水煤炭开采矿井水产生量大，按照吨煤产生 2吨水、 40亿吨煤炭年产量估算，每年产生约 80 亿吨矿井水。矿井水含有悬浮物、盐类、油类及有毒物质，所含悬浮物的粒度小、比重轻、沉降速度慢、混凝效果差。煤化工废水煤化工企业用水量、废水排放量均很大，废水含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒有害物质。综合废水中 CODcr一般约在 5000mg/L、氨氮在 200-500mg/L，废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是典型的含有难降解的有机化合物废水。图表 3 煤炭产业废水概况资料来源中国煤炭加工利用协会，平安证券研究所图表 4 煤炭产业废水特点一览产业来源类别水量水质特点煤炭煤炭开采矿井水开采 1吨煤炭约产生 2吨矿井水开采含硫煤层时产生酸性矿井水；含有煤炭生产带来的废机油、乳化油等，含有氟、铁、锰、铜、锌、铅及放射性元素铀、镭等有毒有害物质；西北及北方缺水地区往往排出高矿化度矿井水含有大量的钙、镁、钾、硫酸根、碳酸氢根等离子，含盐量大多数为 1000-10000mg/L，大多数水质呈中性或偏碱性。煤炭洗选选煤废水吨煤用水量为 2-8吨，循环利用主要污染物有悬浮物、油类物质和有机药剂。煤化工废水煤焦化焦化废水生产 1吨焦炭约产生 0.58吨废水成分极其复杂，污染物浓度高，色度高，水质变化波动大， COD 浓度高，氨氮含量较高，有机物污染种类多，含有酚、酯、氰、吲哚、吡啶、长链烷烃等大量难降解有机污染物等。其他煤转化工艺煤气化废水、煤液化废水、煤制甲醇、烯烃废水等千标立方米天然气外排废水 1-5 吨、吨油品外排废水量 1-8吨煤气化废水主要污染物有氨氮、氰化物、硫化物等。煤液化废水含有硫、酚、多环芳烃、苯等且浓度较高，含油量及悬浮物浓度较低， COD 浓度、色度、乳化度较高。资料来源中国煤炭加工利用协会，平安证券研究所煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 7 / 24 2.1 矿井水膜法脱盐成为达标排放选择矿井水是指在矿山建设和矿产开采过程中，由地下涌水、地表水渗透、生产排水汇集所产生的废水。矿井水水质特点与矿井地域和开采工艺等有关，一般含有悬浮物、废机油、乳化油、氟、铁、锰、铜、锌、铅及放射性元素铀、镭等；开采含硫煤层时产生酸性矿井水；西北及北方缺水地区往往产生高矿化度矿井水，含有大量的钙、镁、钾、硫酸根、碳酸氢根等离子，含盐量大多数为 1000-10000mg/L，大多数水质呈中性或偏碱性。（ 1）矿井水综合利用不足，处理标准提升随着我国煤炭产业技术水平的提升，我国矿井水处理利用技术与装备也经历了近 20 年的高速发展，由最早的简单沉淀处理发展到深度处理，近期成功应用“零排放”技术。但目前我国矿井水利用率明显偏低，根据国家能源集团数据，矿井水平均利用率仅为 35。影响煤矿矿井水利用率的主要因素是利用渠道不畅、处理成本高、处理后的水质与用户需求不匹配。 2015 年，国务院“水十条”明确，推进矿井水综合利用，煤炭矿区的补充用水、周边地区和生态用水应优先使用矿井水。 2020 年，生态环境部、国家发改委、国家能源局联合印发关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知，为控制高矿化度矿井水排放可能引发的土壤盐渍化等问题，明确提出外排矿井水全盐量不超过 1000mg/L。山西、陕西、内蒙古等省份的煤炭主产区开始要求将矿井水外排标准根据受纳水体环境功能区划规定提高到 GB3838 2002地表水环境质量标准Ⅲ类标准及以上。例如，山西省水污染防治 2018年行动计划，明确煤矿外排矿井水化学需氧量、氨氮、总磷三项主要污染物达地表水环境质量Ⅲ类标准，已于 2021 年开始实施。图表 5 矿井水相关政策或标准时间政策 /标准主要内容 2017年 1月节水型社会建设 “十三五 “规划大力发展非常规水资源开发利用，将矿井水纳入国家水资源统一配置。 2019年 6月高矿化度矿井水处理与回用技术导则、酸性矿井水处理与回用技术导则规定了高矿化度矿井水和酸性矿井水的定义等，提供了两者处理、回用、排放的技术依据。 2020年 7月中华人民共和国煤炭法（修订草案）征求意见稿第六十六条明确指出煤矿企业应当依法回收、处理和综合利用矿井水、工业废水和生活污水。国家引导和鼓励矿井水利用产业化发展，完善配套政策措施，提高技术装备水平，降低处理成本。 2020年 10月关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的指导意见明确提出矿井水应优先用于项目建设及生产，并鼓励多途径利用多余矿井水；可以利用的矿井水未得到合理、充分利用的，不得开采及使用其他地表水和地下水水源作为生产水源，并不得擅自外排；矿井水在充分利用后仍有剩余且确需外排的，经处理后拟外排的，除应符合相关法律法规政策外，其相关水质因子值还应满足或优于受纳水体环境功能区划规定的地表水环境质量对应值，含盐量不得超过 1000毫克 /升，且不得影响上下游相关河段水功能需求。资料来源政府官网，平安证券研究所（ 2）矿井水减量化和资源化处理是长期方向矿井水关键处理方法与矿井水具体水质特点有关。高悬浮物矿井水主要采用澄清处理，煤矿地下水库净化技术的发展和应用，实现了矿井水的大规模低成本自净化。高矿化度矿井水处理主要分为预处理通常采用混凝沉淀和软化工艺对高矿化度矿井水进行预处理、脱盐浓缩（主要有膜法和热法两大技术类别和蒸发结晶（主要有蒸汽机械再压缩、多效蒸发和蒸发塘） 3 个工艺段。井下减量处理是矿井水处理技术的主要发展趋势之一。井下处理包括保水采煤技术、地下水库净化技术、注浆封堵技术。相比传统井上处理，大部分矿井水井下处理后直接井下利用无需升井，降低了水泵提升费、管路费等，并减少了地面建筑费用和占地。煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 8 / 24 资源化处理是矿井水处理技术的长期方向。矿井水处理目标是提升资源化水平，以“清污分流、分级处理和分质利用” 为原则，工艺流程应根据资源化用途合理设计、对矿井水适度处理；同时矿井水外排标准有所提升，虽然矿井水不要求做到零排放，但矿井水外排脱盐处理必不可少。矿井水利用主要包括井下生产利用，矿区地面生产、生活、生态利用，矿区周边生产生活利用（外部供水、矿区周边电厂、煤化工企业等用水、水务公司集中收集统一利用）等。图表 6 矿井水水质特点及处理技术分类定义及特点关键处理方法洁净矿井水水质较好、 pH值为中性、低矿化度消毒高矿化度矿井水溶解性总固体不低于 1000mg/L的矿井水蒸馏、电渗析、反渗透等除盐技术含悬浮物矿井水含有较多悬浮物，主要是煤粉混凝、沉淀、过滤、消毒酸性矿井水 pH值小于 6.0的矿井水中和、生物处理法、人工湿地、粉煤灰吸附法含有毒有害元素矿井水含氟及放射性元素铀、镭的矿井水吸附法资料来源国家标准委员会，平安证券研究所图表 7 矿井水处理工艺流程资料来源中国煤炭加工利用协会，平安证券研究所煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 9 / 24 图表 8 矿井水资源化利用途径资料来源国家能源集团，平安证券研究所（ 3）矿井水处理典型案例宁东矿区矿井水及煤化工废水处理利用项目是国家能源集团旗下宁夏煤业集团的环保 1 号工程，第一阶段的目标是实施预处理及膜脱盐单元处理、产品水回用、实现达标外排，第二阶段的目标是实施浓盐水分盐及分质结晶装置、实现废水零排放；处理后的产品水达到初级再生水水质标准（ TDS ＜ 500mg/L）后回用于园区化工项目，作为循环冷却水补充水。流程简图如下图表 9 宁东矿区矿井水处理案例资料来源中国煤炭加工利用协会，平安证券研究所煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 10 / 24 图表 10 矿井水处理项目项目名称公司模式处理能力（ m3/h）处理规模 ① （万吨 /年）合同金额（万元）单位处理规模合同金额（万元 /（万吨 /年））第 001标段宁东矿区矿井水及煤化工废水处理利用项目第一阶段工艺包及工艺设备采购（矿井尾水浓盐水浓缩、分盐及结晶）万邦达采购 1500 1188 19389.00 16.32 宁东矿区矿井水及煤化工废水处理利用项目第二阶段工艺包及工艺设备采购矿井尾水浓盐水浓缩、分盐及结晶）博天环境采购 1500 1188 23490.56 19.76 营盘壕煤矿矿井水深度处理工程（一期）万德斯工程运营 2000 1584 24895.53② 15.72 单位处理规模合同金额均值（万元 /（万吨 /年）） 17.26 资料来源政府官网，平安证券研究所注①处理规模按照每天 24小时、每年处理天数 330天计算 ②该合同金额不包含运营（ 4）矿井水综合利用水平提升带来市场空间目前，矿井水综合利用率仅为 35，假设未来煤炭年产量保持在 38.4亿吨左右、到 2025 年矿井水综合利用率提升至 80（参考煤炭工业发展“十三五”规划），处理能力将提升 35 亿吨 /年，按照案例单位处理规模合同金额计算，未来矿井水处理工程增量市场空间超过 590 亿元，同时随着专业化运营发展，运营市场也将具有较大空间。 2.2 煤化工废水零排放是项目准入要求煤化工废水包括以焦化废水为代表的传统煤化工废水（焦化）和现代煤化工废水（煤制油气和煤制化工品）。焦化废水来源包括蒸氨工段产生的蒸氨废水、各类水封水、煤气净化过程中冷凝液、冲洗水、初期雨水、循环冷却水排污等，以蒸氨废水为主，含有高浓度的氨氮、酚类、氰化物、硫化物、苯等多环芳烃、烃类。现代煤化工产生的废水具有化学需氧量和氨氮浓度高的特点；循环水系统排污水、除盐水站排污水、工艺废水处理系统排水以及锅炉排水等，具有溶解性总固体和悬浮固体含量高的特点。（ 1）新建煤化工项目要求零排放废水零排放是新建煤化工废水处理的发展方向。 2017年 2月，现代煤化工行业第一个国家级专项规划煤炭深加工产业示范“十三五”规划正式发布，现代煤化工产业发展定位于“升级示范”，废水深度处理及回用是煤化工产业升级示范的重点内容。 2020年 11月 11日，煤化工废水处理与回用技术规范国家标准启动会在京召开。国家将进一步规划煤化工产业废水处理要求，加强煤化工废水处理及回用，推动煤化工行业用水效率的提升，通过技术规范化和标准化推动废水回用发展。焦化废水是传统煤化工中高浓废水代表之一，国家对焦化废水的处理要求逐步提升一是焦化废水排放达到炼焦化学工业污染物排放标准；二是焦化废水源头减量，“到 2025年焦化废水产生量减少 30”；三是提升焦化园区循环经济水平，“通过园区产业之间的生产耦合，使物料、能量、产品在园区内产业之间进行循环，从而实现园区的污染‘零排放’，加快构建全国焦化产业整体布局合理的资源循环利用体系”。随着落后焦化项目淘汰、新建项目建成，一些存量项目改造和新建项目废水处理工程需求将增长。煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 11 / 24 图表 11 煤化工废水相关政策时间政策主要内容 2015.12 现代煤化工建设项目环境准入条件试行在具备纳污水体的区域建设现代煤化工项目，废水包括含盐废水排放应满足相关污染物排放标准要求，并确保地表水体满足下游用水功能要求；在缺乏纳污水体的区域建设现代煤化工项目，应对高含盐废水采取有效处置措施，不得污染地下水、大气、土壤等。 2016.01 焦化行业“十三五”发展规划纲要 “十三五”时期，焦化行业将淘汰全部落后产能，产能满足准入标准的比达 70以上；共需要化解过剩焦化产能 5000万吨。要求焦化准入企业污染物排放基本达到炼焦化学工业污染物排放标准。 2017.02 煤炭深加工产业示范“十三五”规划无纳污水体的项目应通过结晶分盐等技术，将高含盐废水资源化利用，实现污水不外排；预期到 2020年绝大部分项目废水不外排，少数项目废水达标排放。 2020.06 焦化行业规范条件常规焦炉想申请成为规范企业须配套建设初期雨水收集装置、酚氰生产废水处理设施和事故储槽（池）等；鼓励企业开展清洁生产审核及技术改造，不断提升清洁生产水平；注重资源综合利用，常规焦炉吨焦取水量≤ 1.4m³。 2021.01 焦化行业“十四五”发展规划纲要提高水循环利用；焦化生产企业全部达到焦化行业规范条件要求；开展清洁生产，源头控制污染物产生，到 2025年焦化废水产生量减少 30；充分发挥焦化园区、集聚区循环经济优势，实现园区的污染“零排放”。资料来源政府官网，平安证券研究所（ 2）焦化废水处理减量及零排放将普及随着环保要求提升，焦化废水处理需要关注减量技术、深度处理及零排放技术。实现焦化废水的减量化需要采用干法熄焦等清洁的炼焦生产工艺、通过管道改造实现部分废水回用以及采用清浊分流措施等。目前，焦化废水处理已形成了“预处理生化处理后处理深度处理”的工艺流程，作为焦化废水主要来源，由于剩余氨水含有高浓度氨氮，大部分焦化厂都设有蒸氨装置以回收氨水，经蒸氨后的废水统称为蒸氨废水，再与其它废水混合后进入焦化厂废水处理系统。虽然目前焦化废水处理技术较为成熟，但深度处理及零排放技术尚未普及，随着政策不断严格，焦化废水深度处理过程中高级氧化技术、超滤、反渗透等膜技术应用将越来越广泛。图表 12 焦化废水处理工艺流程资料来源国家标准委，平安证券研究所焦化废水处理案例山西孝义经济开发区污水处理厂项目设计规模 4万吨 /日（折算年处理量 1320万吨 /年），是目前全国最大的焦化污水深度处理项目。项目由中国化学工程集团公司旗下的中化工程集团环保公司和赛鼎工程有限公司共同投资，以 BOT的模式建设和运营，项目总投资 4.7亿元，折合 35.6万元 /（万吨煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 12 / 24 /年）。工艺核心是超滤 DJM 树脂吸附反渗透，它将各个企业经过预处理的工业污水进入生化处理系统、中水处理系统跟浓盐水处理系统后，大概产水率 97的脱盐水返回到各个企业，作为循环水的补水和一次水；高浓盐水进行蒸发结晶、分盐，分解出高纯度的氯化钠、硫酸钠。山东钢铁集团日照有限公司焦化废水处理项目该项目是新建焦炉工程的配套水处理系统，出水水质达到城市污水再生利用工业用水水质标准中的敞开式循环冷却水系统补充水标准。主体工艺采用 “预处理 AA1O1-A2O2 两段生物脱氮工艺生物流化床混凝沉淀臭氧紫外接触氧化超滤反渗透 ”。该焦化废水处理系统出水水质回用于循环冷却水系统，废水回用率达到 70以上；通过强化生化处理，实现了零稀释水的添加，从而更进一步降低了废水处理总量，达到了废水减量的目的。焦化废水零排放工程市场规模约 50亿元。根据焦化行业产排污系数，每生产一吨焦炭产生 0.58吨废水（年排放废水 2.73亿吨）。假设较为落后的 4.3m及以下焦炉（现占比约 40）完全被新产能替代，将有约 2.2亿吨新产能投产（现有焦炉产能 5.5亿吨），需新建零排放废水处理工程 12760 万吨 /年，约需要投资 46亿元。如果考虑现有其他产能改造需求，市场空间更大。在运营方面，根据中国煤炭加工利用协会统计，焦化废水处理采用托管运营模式的比例约为 50，参考山钢日照焦化废水运行成本和 2020年焦炭 4.71亿吨产量计算，焦化废水深度处理及零排放处理托管运营空间超过 50亿元。图表 13 焦化废水处理项目项目公司模式处理能力处理规模（万吨 /年）金额单位处理规模投资 /运营成本山西孝义经济开发区焦化污水处理厂中化工程集团环保公司、赛鼎工程有限公司 BOT 4万吨 /天 1320 总投资 4.7亿 35.6万元 /（万吨 /年）山东钢铁集团日照钢铁精品基地项目焦化工程焦化废水处理系统中冶焦耐、赛诺水务等 EPC 140吨 /小时 110.88 运行成本 28-33元 /吨 30元 /吨资料来源中国膜工业协会，平安证券研究所（ 3）煤化工零排放技术已成为行业必选煤化工废水处理遵循“预处理生化处理深度处理零排放处理 ”的路径。预处理采用隔油、气浮除油，采用溶剂萃取法脱酚，采用蒸氨组合工艺除氨。生化处理对于预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧、好氧生物法处理，但由于煤化工废水采用好氧生物法处理后，出水的化学需氧量指标难以稳定达标，因此还需采用厌氧生物处理法进一步降低氨氮浓度。深度处理煤化工废水经生化处理后，出水仍需进一步深度处理，方法主要有混凝沉淀、固定化生物技术、吸附法、催化氧化法及反渗透等膜处理技术。零排放技术高盐废水富含氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾等有价值无机盐成分，最大程度回收才是实现高盐废水减量化、无害化、资源化的解决办法，包括软化沉淀、膜浓缩和蒸发结晶，关键是正渗透、反渗透、电渗析等减量化技术。图表 14 煤化工废水处理工艺流程煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 13 / 24 资料来源北极星环保网，平安证券研究所浓缩结晶技术主要包括浓缩工艺 -膜法结晶分盐、蒸发工艺 -热法结晶分盐技术。以直接蒸发结晶和纳滤 -低温结晶两种工艺为例，采用膜法与热法结晶工艺结合相比单独采用热法分盐结晶，资源回收效果更好，虽然投资费用较高，但在杂盐固废处置成本较高时具备经济性优势。（根据熊日华等的高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析，以某煤化工高盐废水为例，其性质为流量为 30m3/h，其中氯化钠和硫酸钠的含量分别为 14000mg/L和 42000mg/L，约含有 4000mg/L的其他无机盐，其含有的硬度、硅和有机物等通过预处理已经实现大部分去除）图表 15 煤化工废水零排放技术经济指标工艺方法技术指标投资成本（万元）运营成本（元 /吨）初始结晶盐产品纯度白度产品回收率热法无水硫酸钠，即元明粉产品，市场价值更高硫酸钠 93-96 低硫酸钠 63.5 结晶盐综合回收率 44.4 2000 43.0 纳滤热法十水硫酸钠，即芒硝产品硫酸钠 99以上氯化钠 98-99 高硫酸钠 89.6 氯化钠 83.3 结晶盐综合回收率 82.2 2600 30.1 资料来源高盐废水分盐结晶工艺及其技术经济分析，平安证券研究所煤化工零排放案例宁东矿区矿井水及煤化工废水处理利用项目是国家能源集团旗下宁夏煤业集团的环保 1 号工程，煤化工废水来自于万邦达 BOT污水厂反渗透浓水、煤制烯烃厂双膜回用装置外排浓盐水和其他化工厂排放的清净废水。第一阶段利用软化沉淀设施，在沉淀池内进行絮凝沉淀、软化处理，去除大部分硬度、碱度、氟、硅和悬浮物等，然后利用双膜法去除水中大部分盐，产品水全厂统一收集回用。反渗透浓水进一步煤炭 · 行业深度报告请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 14 / 24 软化，并经高级氧化生化单元去除 COD和氨氮、过滤器去除悬浮物、超滤去除浊度后进入分盐及分质结晶工段继续处理。第二阶段收集膜脱盐装置产水，经软化、过滤、浓缩后，进入膜分盐装置将一价盐和二价盐分开，淡水侧再经反渗透膜继续浓缩减量后进蒸发结晶系统，得到合格的氯化钠；浓水侧 COD富集，设置有机物去除单元控制进入结晶单元的 COD，经高压反渗透浓缩后进硫酸钠冷冻结晶系统，产出芒硝，再经熔融结晶得到无水硫酸钠产品，无法回收的杂质通过杂盐结晶器产出杂盐。图表 16 宁东矿区煤化工废水处理案例资料来源中国煤炭加工利用协会，平安证券研究所（ 4）煤化工废水处理市场空间巨大截至 2019年年底，煤制油产能 921万吨 /年，煤制天然气产能 51亿立方米 /年，煤经甲醇制烯烃产能 1362 万吨 /年（其中煤制烯烃产能 932万吨 /年），煤制乙二醇产能 478万吨 /年。根据煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见（征求意见稿），到“十四五”末，将建成煤制气产能 150 亿立方米、煤制油产能 1200万吨，煤制烯烃产能 1500万吨，煤制乙二醇产能 800万吨等，转化煤量达到 2 亿吨标煤左右。根据北极星节能环保网统计以及榆能乙二醇等项目，环保投资一般占总投资的 10，其中水处理投资至少占环保投资的 30，那么水处理投资约占项目总额的 3。经测算，“十四五” 时期，新建现代煤化工废水处理投资规模约 57 亿元。图表 17 煤化工废水处理项目项目公司模式处理能力合同金额（亿元）阳煤平定化工有限公司年产 20万吨煤制乙二醇项目（一期）水处理系统项目国祯环保 EPCO 污水处理站 130m3/h，回用水站 400m3/h； 3120m3/d 伊泰伊犁能源有限公司 100万吨 /年煤制油示范项目化学水处理装置