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伐谋·主题【海水利用:目标大海我们来了--国泰君安中小盘海外映射研究】
作者:多级闪蒸器 发布时间:2024-05-26 18:50:15

  海水利用最重要的包含海水淡化、海水直接利用与海水化学资源利用三个细分子行业。其中海水淡化是海水利用主要方向,海水利用着重在海水冷却与大生活用水,化学资源利用目前仅有食盐、溴、金属镁等资源能实现规模生产,后两者市场规模比较小。从“十三五”规划多次提出开发海洋经济中,我们能明显看到政府对海水开发与利用的支持态度,2016年12月印发的《全国海水利用“十三五”规划》也对包括海水淡化总规模、海水淡化装备创新率等指标做出了具体实际的要求,未来随着其细则的陆续出台,行业有望进入加速成长期。

  技术、政策双驱动,海水淡化翻倍增长可期。海水淡化是海水利用的主要方向,其工程大多分布在在水资源严重短缺的沿海城市与海岛。1)从海水淡化技术上来说,目前低温多效法和反渗透膜法是主流技术,分别占国内产水量的64.9%与34.5%;国内淡化吨水成本基本在6元左右,其中能源成本占一半以上,相较于北京、天津等缺水地区的工业用水价格有较大优势,未来随技术进步该成本有望逐步降低。此外,随着国内工业用水价格逐步上涨,海水淡化相对优势更加凸显;2)从政策上来看,包括蓝色“十三五”等各级政策均将扶持重心放在海水淡化上,在融资、产业链等所有的环节给予全力支持;随着国际并购引进先进的技术与政策进一步推进落地,海水淡化有望成为海水利用行业排头兵。目前我国海水淡化规模在100万吨/日,根据“十三五”规划,到2020年,该规模将达到220万吨/日以上,行业翻倍增长可期。

  IDE:海水淡化低成本标杆企业。以色列的IDE公司是海水淡化全球领先企业,公司建造了世界上技术最先进、顶级规模的反渗透海水淡化厂Sorek,将每吨水的耗电量控制在1.2-1.5度,吨水成本降至0.58美元,为海水淡化行业树立了低成本的新标杆。由于母公司业务调整的原因,2016年包括中交建在内的多家公司对IDE提出了收购要约。该公司2014年全年营收达到2.79亿美元,净利润达到3100万美元。

  两条主线布局海水利用主题。我们大家都认为以下两类公司将会明显受益于海水利用行业爆发:1)海水利用设计与运营公司,A股相关标的包括巴安水务(300262)、南方汇通(000920)等;2)耗材、装备相关公司,A股相关标的包括津膜科技(300334)、清水源(300437)、全信股份(300447)、中金环境(300145)等。

  海水利用最重要的包含海水淡化、海水直接利用与海水化学资源利用三个细分子行业。其中海水淡化是海水利用主要方向,海水直接利用与海水化学资源利用市场规模相对较小。

  从“十三五”规划多次提出开发海洋经济中,我们能明显看到政府对海水开发与利用的支持,有关政策出台频率显著增加,仅2015年就有8部有关政策出台,2016年12月印发的《全国海水利用“十三五”规划》中提出了到2020年,全国海水淡化总规模达到220万吨/日,沿海城市新增海水淡化规划105万吨/日以上,海水淡化装备自主创新率达到80%以上,自主技术国内市场占有率达到70%以上,国际占有率提升10%等一系列具体指标,未来随着其细则的陆续出台,行业有望得到加速成长。

  海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,是海水利用的主要方向。目前,全球海水淡化技术超过20 余种,包括反渗透法、低温多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法等等。从大的分类来看,大致上可以分为蒸馏法(热法)和膜法两大类,其中低温多效法和反渗透膜法的技术成熟、成本较低,是当前全球海水淡化行业的主流技术。政策方面来看,我们能明显看到海水淡化是海水利用的主要方向,也是政策重心。我们大家都认为在技术、政策的双向驱动下,海水淡化将率先实现爆发。

  根据MIT TECHNOLOGY REVIEW的数据,目前,全世界大约有7亿人缺乏清洁用水。十年后,该数字可能会暴增到18亿。全球目前缺水地区大多分布在在中东、中亚、美国西海岸、中国京津冀及澳洲东部,对这些受制于气候等条件无法从现有途径获取足够生活用水的区域来说,从海洋中提取淡水是增加供水量的唯一可行途径。该报告同时指出世界上已有120多个国家在运用海水淡化技术获取淡水,全球有海水淡化厂1.3万多座,海水淡化日产量约5560万立方米。其中,阿拉伯及地区,占了全球海水淡化市场的60%。

  根据《2015年全国海水利用报告》,截止2015年底,全国已建成海水淡化工程121个,产水规模1008825吨/日。全国已建成最大海水淡化工程规模20万吨/日。其中,2015年,全国新建成海水淡化工程7个,新增海水淡化工程产水规模66620吨/日。根据“十三五”规划到2020年,该规模将达到220万吨/日以上,海水淡化规模翻倍可期。

  目前我国海水淡化工程主要在沿海省市分布,大多分布在在水资源严重短缺的沿海城市与海岛。北方以大规模的工业用海水淡化工程为主,大多分布在在天津、河北、山东等地的电力、钢铁等高耗水行业;南方以民用海岛海水淡化工程居多,主要分布在浙江、福建、海南等地,以百吨级和千吨级工程为主。

  从用途上来看,工业淡化用水日均产能为67.7吨,约占总工程规模的67%,其中火电企业占据总淡化用水31%的份额,居民淡化用水日均产能为33.1吨,约占总工程规模的33%。

  全球海水淡化技术从大的分类来看,大致上可以分为蒸馏法(热法)和膜法两大类,其中反渗透膜法和低温多效法的技术成熟、成本较低,是当前全球海水淡化行业的主流技术。目前国内反渗透与低温多效相关技术达到或接近国际领先水平,全国应用反渗透技术的工程106个,产水规模65.4万吨/日,占全国总产水规模的64.88%;应用低温多效技术的工程13个,产水规模34.8万吨/日,占全国总产水规模的34.50%;应用多级闪蒸技术的工程1个,产水规模0.6万吨/日,占全国总产水规模的0.60%;应用电渗析技术的工程1个,产水规模0.02吨/日,占全国总产水规模的0.02%。

  反渗透技术(SWRO)是指将去除悬浮固体及其他有害于人体健康的物质,处理后的海水经高压泵加压后,进入反渗透膜组件,经过反渗透膜的水为所需要的淡水的技术。反渗透技术的主要优点是:能耗相比来说较低,每平米水能耗在3-5度电;工程投资所需成本和制水成本较低;建设周期短;简单易操作,维护方便等。总的来看,反渗透海水淡化技术是近二十年来发展最快的海水淡化技术,该技术的市场占有率已达到60%。

  低温多效法是利用蒸汽将海水多次蒸发与冷凝从而得到淡水的过程,其典型特征是将一系列水平或垂直管与膜蒸发器串联起来,多次蒸发与冷凝。其具体流程如下图,海水进入冷凝器中进行预热、脱气,一部分海水加入阻垢剂后引入到蒸发器中,喷嘴将海水均匀的喷洒到蒸发器的顶排管上,海水在向下流动过程中吸收冷凝蒸汽的热量得到蒸发;二次蒸汽在下一环中冷凝成产品水,剩余料液由泵输送到下一个效组中,重复喷淋、蒸发、冷凝过程,如此循环,最终在温度最高的效组中以浓缩液的形式离开装置。

  低温多效海水淡化工艺适合背靠火电厂或核电厂,利用工厂冷却水产生的蒸汽余热生产优质淡水;适应于污染重的海湾水,具有预处理费用低的优势。

  综合国内已建海水淡化工程的资料,大规模海水淡化工程吨水投资从 1985年的10-12元降至现在的6-8元,吨水成本已从1985年的8-10元降至现在的5-8元。其中,万吨级反渗透技术吨水成本约在5.86元,其中能源费用(电费)占44%,药剂、膜更换费用均占6%;2.5万吨级低温多效技术吨水成本约为5.78元,其中能源费用(蒸汽费46%、电费12%)占58%,药剂费用占6%。

  目前包括北京、天津等缺水省市工业用水价格已经明显高于海水淡化成本价格,未来随着电价的进一步下行与水价的进一步走高,海水淡化成本优势将更加凸显。

  目前海水淡化相关公司逐步走出国内,开启国际并购步伐,通过并购国际领先公司,国内企业有望实现技术跨越式发展。

  海水直接利用最重要的包含海水冷却和大生活用海水,是直接采用海水替代淡水的开源节流技术,具有替代节约淡水总量大的特点。从总的情况去看,工业冷却用水占海水总利用量90%,直流冷却技术成熟,主要使用在在沿海火电、核电及石化、钢铁等行业,2015年沿海核电企业新增海水利用量110.78亿吨,占2015年新增总量的95%。从区域分布上来看,广东、浙江等南方地区。大生活用海水是指用于公共及住宅卫生间便器冲洗等用途的海水。

  目前由于技术的制约,海水化学资源利用主要用来提取食盐、溴、金属镁等资源,生产区域也大多分布在在天津、河北、福建等地区,未来随技术的进步,包括铀、碘等化学元素提取也将实现规模化生产。

  以色列IDE企业成立于1965年,是提供水处理解决方案的全球领先企业。20世纪60年代,以色列科学家萨尔钦(Alexander Zarchin)向政府申请到了27万美元(对应当时币值折算)的资金,并在1965年成立了IDE Technologies公司,研发海水淡化技术。在过去的50多年中,IDE公司在世界各地从事开发、设计、制造、安装和运行海水和苦咸水的淡化项目超过400多个,日产水量350万立方米。在海水淡化和水处理的技术突破方面,IDE取得了无可比拟的成就。其拥有业界最大、最富经验的开发团队之一,并获得60多项行业专利。

  IDE于2016年7月入选美国麻省理工大学著名的《MIT技术评论》“2016年全球50大最具智慧公司”,而且是唯一一家入选该榜单的水处理乃至环保公司。入选该榜单的其他公司都是IT、能源和生命科学界的翘楚,包括了谷歌、亚马逊、特斯拉、华为和百度等。

  海水淡化要达到经济、高效、稳定,需要对技术和设计有近乎苛刻的追求。例如,膜组件规模并不能一味追求大,因为大规模也代表着会增加成本和故障率,影响稳定运行和效率。因此,膜组件的使用数量和规模应根据具体的项目来设计,最终达到一个平衡点。IDE近年来在海水淡化技术中不断推陈出新,不仅建造了世界上技术最先进、顶级规模的反渗透海水淡化厂Sorek,而且将每吨水的耗电量控制在1.2~1.5度,远远低于行业内3-5度电的标准。Sorek将成本降至58美分,为海水淡化树立了低成本的新标杆。

  2014年IDE实现全年营收达到2.79亿美元,净利润达到3100万美元。2016年,IDE收到了包括中交建在内的超过3家公司收购报价,其根本原因一种原因是由于母公司专注主营,剥离别的业务,另一方面由于全球大部分海水淡化市场在阿拉伯国家,以色列公司开拓市场难度较大,未来成长受限。

  两条主线布局海水利用主题。我们大家都认为以下两类公司将会明显受益于海水利用行业爆发:1)海水利用设计与运营公司,A股相关标的包括巴安水务(300262)、南方汇通(000920)等;2)耗材、装备相关公司,A股相关标的包括津膜科技(300334)、清水源(300437)、全信股份(300447)、中金环境(300145)等。

  团队专注长期资金市场中小市值/中小盘股的挖掘和研究,负责人孙金钜,小组成员孙金钜、刘易、吴璋怡、王政之、任浪、夏玮祥、马丁、黎泉宏、熊昕等。