美國垃圾焚燒發電行業概況含發展歷程、商業模式、龍頭企業分析

: 電力網; 2020-12-04; 來源：韋伯咨詢; 瀏覽：

　　一、垃圾焚燒及發電發展歷程

　　1、1980年之前：垃圾焚燒行業摸索期

　　美國第一座垃圾焚化爐于1885年建于紐約州的長島。20世紀初，美國許多城市都相繼興建城市垃圾焚燒廠，到二次大戰前，美國共計建設了約700座焚燒爐;二次大戰后，隨著經濟的復興，城市垃圾產量迅速增加，加上工藝技術的改進以及居民消費習慣的變化，垃圾成分產生顯著變化，廢紙和塑料等可燃物含量大幅度提高。因此，在該時期垃圾焚燒處理得到進一步發展，在1960年美國生活垃圾年焚燒處理量就達2700萬噸/年。

　　直到20世紀60年代，人們開始意識到焚燒爐的尾氣和污水排放對環境的影響，公眾和政府開始采取行動。1970年發布的清潔空氣法案(CAA)對于已有的焚燒設施設置了新的標準，禁止隨意燃燒城市固體廢棄物，并限制微粒排放，未安裝滿足CAA要求所需技術的設施都被關閉。在70年代后期和80年代早期，由于垃圾焚燒煙氣污染特別是二噁英的影響，公眾逐漸反對興建垃圾焚燒爐;相關的法律政策的頒布也加強了對垃圾焚燒行業的監管;1976年，聯邦政府通過《資源保護和恢復法案(RCFA)》對城市固體廢物進行監管，因此，在這一時期，新建垃圾焚燒廠出現下降趨勢，1980年，美國城市生活垃圾焚燒量降到1700萬噸/年。

　　2、1980-1995：垃圾焚燒行業成長期

　　20世紀80年代中后期，美國經濟復蘇和消費提升，垃圾產生量和人均垃圾產生量在該階段呈現迅速增加的趨勢，垃圾焚燒也因此得到增長。到20世紀90年代初，垃圾焚燒占比超過15%。隨著汞和二噁英排放威脅的出現，EPA在20世紀90年代制定了最大可實現控制技術(MACT)法規。1995年，EPA要求城市垃圾焚燒爐在1990年的水平上減少90%的有毒物質排放，并首次針對92座煉廠進行大氣污染監管，垃圾焚燒量出現一定程度的下降。隨著垃圾焚燒煙氣處理逐步受到重視，特別是煙氣處理技術不斷進步，余熱利用系統和尾氣處理系統得到進一步完善，垃圾焚燒廠的控制水平得到提高。標準提升引發行業變革，優勝劣汰，集中度開始提升，同時也帶動了運營成本的提升。

　　3、1995-至今：垃圾焚燒行業發展穩定期

　　進入20世紀90年代中后期以后，美國城市生活垃圾的產生量和焚燒處理量處于穩定發展階段。2005年8月8日，美國總統布什簽署“2005能源政策法案”，將垃圾焚燒發電納入可再生能源，并在兩個重要方面給予政策支持，即獲得可再生能源“生產稅收減免(PTC)”和納入聯邦政府可再生能源采購范圍。

　　隨著回收利用方式在社會中的進一步發展與推廣、公眾環保意識的增強以及已有焚燒發電設施的退役，美國的垃圾焚燒行業逐漸進入穩定發展狀態。

　　二、各類垃圾處置方式及變遷

　　美國各類垃圾處置方式中，焚燒發電占比較小，根據2015年數據僅為12.8%。原因在于，美國地理條件得天獨厚，人口也較少，垃圾填埋相比其他處理方式長期占優;此外，垃圾填埋場與垃圾焚燒設施建設相比，建造成本與運行成本更低(短周期來看更加明顯)，建設新焚燒廠也常面臨環保組織和公眾的反對聲音。

　　圖表1：美國垃圾處理方式占比歷年變化情況(%)

　　資料來源：美國環境保護署(EPA)

　　圖表2：美國各類垃圾處置方式占比現狀(%)

　　資料來源：世界銀行2015年報告

　　三、垃圾處理收費機制和模式

　　美國的整體機制較為市場化：電價方面，垃圾發電上網的電價遵循美國市場化電價機制;垃圾處理服務費方面，由于美國固廢產業鏈排污成本內部化程度較高，向居民收費制度較為健全，因此也更為市場化。

　　圖表3：美國垃圾焚燒的上網電價和處置費用定價市場化情況

　　資料來源：光大證券、韋伯咨詢整理

　　1、垃圾處理收費情況

　　根據美國的情況，居民是需要繳納垃圾處理費用的，而填埋及焚燒處置的價格也比較高。

　　(1)居民繳納垃圾處理費：40-50美元/戶·月;1)直接繳納給環衛公司，或2)先繳納給政府再由政府轉交給環衛公司。

　　(2)垃圾填埋處理服務費：20-70美元/噸;1)環衛公司把垃圾運到填埋場，填埋場運營方向環衛公司收取;2)如果環衛公司自己擁有填埋場，那么填埋費用不另行收取，價格內含于居民上繳的垃圾處理費里。

　　(3)垃圾焚燒處理服務費：50-70美元/噸;1)環衛公司把垃圾運到焚燒廠，焚燒廠運營方向環衛公司收取;如果環衛公司自己擁有焚燒廠，那么焚燒費用不另行收取，價格內含于居民上繳的垃圾處理費里。

　　收費制度的建立主要依托完整的固廢產業鏈條，通過市場化價格形成傳導機制。

　　2、電價定價機制及管理模式

　　美國電價市場化程度較高，頁巖氣革命致電價下降，垃圾發電電價也受較大影響。美國很早就進行了電力產業改革，形成了獨立輸電環節并對其進行管制，在發電和售電領域引入了市場競爭機制。1992年，美國聯邦政府通過《能源政策法案》(Energy Policy Act，EPACT)，非公用事業公司的電力可以不再被公用事業公司強制購買，且允許其進入電力批發市場;1996年聯邦能源管理委員會先后頒布了第888號和第889號法令，規定在電力生產和供應各環節開展市場競爭，所有發電商待遇平等一致;1999年，聯邦能源管理委員會頒布了NO.2000法令，規定所有擁有輸電網的公用事業公司都必須加入區域輸電組織(Regional Trans-mission Organization，RTO)，RTO控制輸電設施、獨立運營管理輸電系統，買賣雙方可通過競價方式購買或提供電力。

　　到2016年為止，美國一共形成了七大獨立調度機構(ISO)，分別是：PJM，MISO，ERCOT，SPP，CAISO，NYSIO和ISO-NE。這七大ISO只涵蓋了美國大約60%的用電量。剩余的40%主要分布在美國的東南部和廣大的西部地區。這些地區的電力工業依舊處于垂直一體化的傳統管理模式，由當地的公用事業服務公司來統一調度、運營和結算費用。批發側的電價一般采用節點邊際電價LMP，根據輸電網絡的結構按一定的規則把系統劃分成很多的節點區域，發電機和負荷就連接在這些節點上。以PJM和ISO-NE區域的定價為例，電價保持在0.2-0.4元/度(以6.9匯率，折合人民幣，下同)的水平區間，波動較小。

　　圖表4：2010-2018年美國電價定價情況(美元/兆瓦時)

　　資料來源：公司公告、wind、韋伯咨詢整理

　　四、垃圾發電項目及處理能力

　　2000年以來，由于美國垃圾量增長緩慢，且逐漸趨向于平穩下降狀態，垃圾焚燒領域的發展趨勢已經由增長轉變為收縮。在近兩年由于部分垃圾焚燒發電廠開始退役，垃圾焚燒發電廠和垃圾焚燒處理量開始減少。

　　圖表5：2001-2018年美國垃圾焚燒廠數量及垃圾處理能力(座，噸/日)

　　資料來源：Energy Recovery Council、韋伯咨詢整理

　　從2001年到2015年，美國的垃圾焚燒發電項目維持在穩定的狀態。2015年美國生活垃圾焚燒發電項目74個，總處理能力8.6萬噸/日，總裝機254.7萬千瓦，年發電量約143億千瓦時。

　　2018年，美國運行的垃圾焚燒發電廠有75座，日處理能力總計達9.42萬噸，焚燒生活垃圾量2928萬噸，約占生活垃圾產生量的12%。

　　五、垃圾焚燒發電龍頭企業分析

　　1、公司基本情況

　　卡萬塔(CovantaHoldingCorporation，以下簡稱CVA)，前身為DanielsonHoldingCorporation，始創于1960年，總部位于美國新澤西州。CVA為美國和加拿大的市政公用事業部門提供廢物處理和能源服務，擁有并經營垃圾發電基礎設施，并從事其他廢棄物處理及再生能源發電業務。當前，公司垃圾焚燒發電在運規模為全球第一。

　　CVA及其附屬公司開發、建設、擁有并運作著美國和全球的關鍵性基礎設施，進行固體廢物向能源的轉換和獨立電能生產。自1983年CVA公司成立以來，CVA公司一直是垃圾發電(WastetoEnergy,WTE)產業的國際領先者，也是美國最大的垃圾焚燒發電公司。

　　截止2018年底，公司經營或擁有44家工廠的所有權，主要分布在北美洲與歐洲地區，每年總共處理大約2200萬噸固體廢物，相當于美國產生的城市固體廢物的9%(美國垃圾焚燒處置占比約12%，公司市占率約65%以上)，每年產生約1000萬兆瓦時的綠色電力。此外，公司還設有16個廢物轉運站、20個物料處理設施、4個堆填區(主要用于處理灰)、1個金屬處理設施及1個灰處理設施(現正興建中)。

　　2、在中國及亞洲市場的布局

　　公司在亞洲也進行了重要布局。CVA于上世紀90年代以歐格登(OgdenCorporation)為前身進入中國市場，先后投資了江蘇、山東等地的多個熱電聯產項目，為當地經濟發展和環境保護做出了長期貢獻。2007年，CVA在中國上海設立亞太區總部，有力助推了亞太區域垃圾資源利用與環境保護業務的發展。公司先后于中國大陸和泰國成功參與投資、運營了多個具有代表性垃圾的發電項目。

　　重慶三峰環境集團股份有限公司(以下簡稱重慶三峰)成立于1998年，是從事垃圾焚燒發電領域投資經營的大型環保集團，隸屬于重慶水務資產經營有限公司管轄。2006年重慶三峰與尋求進一步突破中國市場的CVA進行談判協商，并于2007年正式達成協議，成立合資公司，即三峰卡萬塔。

　　自2007年以來，CVA在亞太地區，先后成功參與投資、運營的代表性垃圾發電項目包括：

　　成都市九江垃圾發電項目(投資)：日處理垃圾規模1800噸，裝機容量36MW。該項目為中國大陸第一座按照歐盟2000環保標準建設的垃圾發電廠;

　　重慶市同興垃圾發電項目(投資)：日處理垃圾規模1200噸，裝機容量24MW。該項目為中國大陸第一座以BOT方式投運的垃圾發電廠;

　　福州市紅廟嶺垃圾發電項目(投資)：日處理垃圾規模1200噸，裝機容量24MW。該項目為中國福建第一座千噸級規模的垃圾發電廠;

　　泰國普吉島垃圾發電項目(運營)：日處理垃圾規模700噸，裝機容量14MW。該項目為東南亞(新加坡外)第一座現代化垃圾發電廠。

　　3、主營業務經營狀況

　　CVA垃圾焚燒項目主要從三個來源產生收入：

　　(1)運營設施收取廢物處理服務費;

　　(2)電力及蒸汽的銷售;

　　(3)回收的黑色金屬和有色金屬。

　　圖表6：2006-2018年美國CVA公司營業收入及增長率(億美元，%)

　　資料來源：wind、公司公告、韋伯咨詢整理

　　CVA還經營或擁有環境服務業務中心，中轉站和垃圾填埋場(主要用于灰燼處理)的所有權，作為垃圾焚燒項目的輔助和補充，并通過處置或服務費產生額外收入。

　　圖表7：2011-2018年美國CVA公司各項業務增長情況(%)

　　資料來源：wind、公司年報、韋伯咨詢整理

　　公司最主要的收入來源為垃圾處理服務，2018年收入占比達到70%左右。根據2018年年報，CVA垃圾處理服務長期合約占主體，且該業務服務主要分布于美國本土，美國的垃圾產生量處于穩中有降的狀態，所以公司的垃圾處理服務收入較為穩定，并將長期占主導份額。公司第二大主營業務板塊為垃圾焚燒發電(包括電力及蒸汽銷售)，2018年收入占比約為20%左右。

　　圖表8：2006-2018年美國CVA公司各項業務營收占比變化(%)

　　資料來源：公司年報、韋伯咨詢

　　從2015年開始電力及蒸汽銷售服務收入開始降低，其原因在于上網電價的降低，而垃圾處理服務費提升對沖了一部分影響，整體聯動機制較為市場化。

　　從盈利情況來看，伴隨著垃圾焚燒行業的成長，同時得益于公司主業確立以及并購帶來的規模優勢，公司的營業利潤與凈利潤在2004-2008年處于較為穩定的高增長階段。2008年以后，盈利側整體波動較大，且呈現下降趨勢。經歷金融危機后，公司經營好轉，而從2013年開始，公司整體營業收入雖保持平穩，但營業利潤下降加快，主要是因為營業支出增速較快導致，而各項營業支出中，廠房經營支出(材料、人工等)占比較大，侵蝕較大利潤，這與排放標準的強化等因素促使成本提升，人工成本不斷增加有關。

　　圖表9：2006-2018年美國CVA公司營業利潤及利潤率(億美元，%)