科普 |《重庆市战略性新兴产业技术路线图》之节能环保篇

一、市场需求

1、节能环保装备

（1）节能装备

近年来，我国不断加强节能技术创新，积极推进节能技术与装备产业化，一批先进适用的节能技术与装备逐步推广应用，钢铁行业干熄焦技术普及率提高到80%以上，水泥行业低温余热回收发电技术普及率达到80%以上，高效节能家电、节能机电设备、绿色照明、节能建材等节能产品的市场占有率大幅提高，节能产品和装备制造业已初具规模。

（2）环保装备

环保装备是指用于控制环境污染、改善环境质量而由生产单位或建筑安装单位制造和建造出来的机械产品、构筑物及系统。包括废水处理装备、废弃物管理和循环利用装备、大气污染控制装备、消除噪声装备、监测仪器和装备、科研和实验室装备、用于自然保护以及提高城市环境质量的装备等。

近年来，随着环保问题日益严重和环保意识的逐渐加深，国家相继颁布了“土十条”、“水十条”、“大气十条”等一系列重磅文件，并将环境治理作为“十三五”的重要工作进行。而作为环保产业中的一个组成部分，环保装备的前景可观。

2015年，环保装备行业产值达到了2907.71亿元，相比上年增长12.50%。从2008年到2015年，环保装备行业产值从662.79亿元增长到2907.71亿元，复合增长率为23.52%，呈现逐年上升的情景。依据前瞻产业研究院的研究分析，在国家环保政策的大力支持及环保投资的日益增长下，中国环保产业日趋强大，市场前景广阔，预计到2021年我国环保装备行业产值将有望超过8200亿元，其中2017-2020年年均增长率将达到10.94%。

2、资源循环利用

目前世界主要有色金属产量中，来自于资源回收再利用的比例均超过了40%，同时稀贵金属、废纸、废塑料、废玻璃等再生资源的回收利用也受到重视。2016年全球资源循环利用行业销售收入已达 8万亿美元。

环保产业作为一个朝阳产业，有着巨大的发展空间。政府的重视和逐年增加的环保资金投入以及环保市场的潜在需求进一步加快了我国环保产业的发展速度。资源循环利用产业产值将达3万亿。

3、节能环保服务业

节能环保服务业作为生产性服务业，主要涵盖了节能服务业、环境与污染治理服务以及回收利用服务。2016年，节能服务产业作为战略性新兴产业，继续发展壮大，合同能源管理、环境污染第三方治理等服务模式得到广泛应用，一批生产制造型企业快速向生产服务型企业转变，表现出了创新、高技术和高附加值等特点。据EMCA统计，截止到2016年底，从事节能服务业的企业数量达到5816家，行业从业人员65.2万人，节能服务产业总值3567.42亿元，合同能源管理投资1073.55亿元，形成年节能能力3578.50万吨标准煤和年减排二氧化碳能力9590.38万吨。预计到2020年，节能服务产业总产值将达到6000亿元。此外，根据《中国制造2025》绿色制造工程，预计到2020年，再制造产业规模达到2000亿元，节能产业产值达到1.7万亿元，节能环保服务业产值达到1.8万亿元，其中2017-2020年年均增长率将达到15%。

二、产业链分析

1、节能环保装备

（1）节能装备

节能装备产业涵盖范围较广，从小型家用节能设备到大中型工业节能设备，节能装备涉及社会的方方面面。其产业上游主要是设备工程研发设计、核心零部件供应商、关键技术等；中游环节则是针对不同的能源消耗对象制造针对性的节能设备，主要有节能锅炉、节能电机、余热利用设备、节能家电、照明设备、建筑材料等；下游环节是服务与行业应用，主要是节能设备的试验与运营维护，以及电力、机械、冶金、化工等各大行业的产品应用。

在节能装备产业链国内外厂商情况分布方面，不同产品企业类别有所不同，如节能锅炉国外主要以奥尔顿、奥林、欧保等企业为主，照明设备则主要以飞利浦、松下、GE照明、东芝照明、库柏照明等企业为主。国内节能装备企业大都以传统生产制造企业为主，传统企业顺应时代创新发展，攻克关键技术、实施战略转型，生产制造节能高效产品，代表性节能装备企业有杭州锅炉、武汉锅炉、双良集团、闽东电机、雷士、三雄极光等企业。

（2）环保装备

随着全球环境问题的逐渐显现，中国政府对环保事业的重视程度得到不断提高，环保机械制造业得到政府的大力支持，中国环保设备行业才得以快速发展。目前，中国环保设备行业整体上正在从成长期迈入成熟期。其产业链上游主要是研发设计、核心零部件供应商、关键技术研发等；中游环节则是针对大气、水、土壤等环境污染进行治理的环保设备制造以及环境监测设备制造；下游环节则是环保装备的服务与应用。

在环保装备产业企业方面，国内外环保装备多数龙头企业积极拓展业务范围，不断延伸产业链，其装备产品基本覆盖环境治理各大领域。

2、资源循环利用

资源循环利用产业包含较多环节，上游主要是研发和各类资源回收，中游环节则针对不同的资源分类循环利用，涵盖了大宗固体废弃物综合利用、尾矿及尾渣综合利用、废弃电器电子产品拆解利用等，下游则是再生产品的应用及销售。

3、节能环保服务业

节能环保服务业是节能环保产业中的重要领域之一，其上游主要是节能与环保需求以及装备制造等，中游环节则是针对不同的节能环保问题的综合性处理以及节能环保装备、技术的推广，涵盖了节能咨询服务、节能技术与产品推广服务、环境监测服务、环境咨询服务以及资源环境利用等，下游则是节能环保服务与行业应用。

三、发展重点

1、节能装备

（1）高效节能空调

依靠蒸发吸收空气中的热量达到降温目的，根据自然物理现象“水蒸发效率”这一原理：当热空气经过实际换热面积100倍有水蒸发的湿帘时，其大量的热将被空气吸收，从而实现空气降温的过程。

（2）燃料电池汽车

以城市私人用车、公共服务用车的批量应用为主，实现燃料电池技术的推广应用。通过优化燃料电池系统结构设计，加速关键部件产业化，大幅降低燃料电池系统成本。

（3）高效稀土永磁无铁芯电动机

采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术，改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构，结合自主研发的电子智能变频技术，使电机系统效率提高到95%以上。

（4）高效节能灯

具有高亮度、无色差、光效稳定，节电省钱的特点。不仅比普通灯节电60%至80%，而且使用寿命长四至六倍，有启动快，无频闪，无工频噪声，温升低，寿命长等特点。

（5）空气能发动机

一种利用空气热能来发电的高技术设备，具有零排放、零污染、天然洁静、绿色环保、占地面积小、适用范围广等诸多特点。发电机组热电转换率能达到60%—70%，600KW机组。

2、环保装备

（1）耐高温大容量布袋除尘器

具有耐高温、高强度、抗酸碱腐蚀、耐磨、抗折等特点,经过不同的表面化学处理与后整理技术,还具有易清灰、拒水防油、防静电等功能,并有适合200°C-300°C系列产品。广泛应用于钢铁、有色冶炼、化工、炭黑、建材、电力等部门。

（2）烟气脱硫大型氧化风机

烟气脱硫装置为了使亚硫酸钙浆液充分氧化成硫酸钙，特设置脱硫氧化风机将空气导入吸收塔，由于压力较高的要求，氧化风机一般采用罗茨风机。根据吸收塔液位的高低，即风机压头的需要，又分为一级氧化风机、二级氧风化。

（3）潜水式推流曝气机污水处理设备

专门针对江河湖泊等水体净化改善水质而研制开发设计的增氧、造流、循环、净化水质的高效节能的水处理设备。应用于人工及自然湖泊水体、公园、别墅区、生态住宅、高尔夫球场、城市河流湖泊、引水渠、河涌水系、生态休闲乐园湖泊等景观水处理以及生活污水处理和工业废水处理。

（4）一体化污水处理设备

采用世界上先进的生物处理工艺，集去除BOD、COD、NH-N于一身，是目前最高效、便捷的污水处理设备。它被广泛地用于宾馆、饭店、商场、高速服务区、办公楼、住宅小区、村庄、集镇、工厂、矿山、部队、旅游点、风景区等的生活污水处理

（5）膜生物反应器

通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物,采用膜组件强制截留生物反应器中的活性污泥以及绝大多数的悬浮物,实现净化后水和活性污泥固液分离,由此强化了生化反应,提高了污水处理效果和出水水质。

（6）蒸汽回用型污泥焚烧工艺及系统成套装备

以水热处理为核心的污泥处理组合工艺。年处理含水率80%的污泥1万吨平均电耗≤5.5×105kwh/a。

（7）低频噪声和固体声污染控制设备及集成控制技术设备

以低频噪声和固体声分析识别技术为基础的高效低频隔振器件、隔振基础等各类隔振系统，控制室内噪声。

3、资源循环利用

（1）废旧商品回收体系

1.回收交易环节

开发大宗废弃物、易污染环境的重点废旧商品回收技术，研发自动回收机等先进废旧商品回收设备，研发基于物联网的再生资源收运系统监测技术和传感识别装备，推动再生资源交易平台建设。

2.分拣加工环节

重点研发 PET 瓶、PS 泡沫塑料、农地膜等废塑料的分拣加工技术，废玻璃光学分拣技术和设备，废纸脱墨技术和设备。

（2）大宗固体废弃物综合利用

大宗固体废弃物综合利用包括：煤矸石、粉煤灰、工业副产石膏、冶炼渣、赤泥等产业废弃物综合利用。

1.煤矸石

研发煤矸石低温活化矿井填充技术、煤矸石生态治理技术、煤矸石制岩面保温材料及提取超细纤维造纸技术、煤矸石制备环保材料技术及尾渣利用技术、煤矸石代替粘土烧制彩瓦等技术、煤矸石生产复合净水剂等高值产品技术。先进技术与装备推广：推广煤矸石不上井置换煤柱技术、煤矸石生产硅酸铝纤维技术、煤矸石烧制空心砖和陶粒技术、含白矸（硬岩）和黑矸（可燃煤矸石）混杂煤矸石分选技术。

2.粉煤灰

研发大掺量粉煤灰混凝土路面材料技术，突破粉煤灰提取碳粉、玻璃微珠等高值产品技术及装备、粉煤灰制备环保材料技术，开发高铝粉煤灰大规模生产氧化铝联产化工、建材产品的成套技术与装备，开发高铝粉煤灰低能耗冶炼硅铝合金技术。先进技术与装备推广：推广粉煤灰分选和粉磨等精细加工技术、粉煤灰筑高速公路路堤技术、大掺量粉煤灰混凝土技术和少熟料粉煤灰胶凝材料技术、粉煤灰超细化及改性升级技术。

3.工业副产石膏

研发脱硫石膏质量在线监测技术，加强低能耗磷石膏制硫酸钾副产氯化铵等技术和利用副产石膏改良土壤的技术研发。先进技术与装备推广：推广湿法磷酸萃取工艺控制和优化技术、低能耗磷石膏制硫酸联产水泥技术、磷石膏制硫酸钾副产氯化铵技术、低品质磷石膏生产矿井充填专用胶凝材料技术。

4.冶炼渣

研发冶炼渣热能回收技术、冶炼渣熔态利用技术、压罐式钢渣余热自解稳定化处理工艺技术、微膨胀型充填采矿专用胶凝材料技术、铜镍冶炼冷态渣深度还原磁选提铁综合利用技术、铜镍冶炼渣热态提铁和深度综合利用技术、铅电解阳极泥中提取金银的工艺技术。

5.赤泥

研发赤泥低成本脱碱技术、高铁赤泥及赤泥铁精矿深度选铁技术、赤泥中多组分回收技术、脱碱赤泥无害化制环保建材及环境修复材料技术、赤泥制备路基固结材料技术、赤泥循环流化床脱硫技术、赤泥生产复合材料技术。

（3）尾矿深度加工和综合利用

开发尾矿中有价非金属矿物的高效分离提取技术、生物技术回收有色多金属矿尾矿中有价元素的共性技术、尾矿中残余贵金属提取过程中氰化替代技术、黑色及有色金属选矿尾矿连续充填技术。

（4）废弃电器电子产品、报废汽车拆解利用

废弃电器电子产品、报废汽车拆解利用。废有色金属、废塑料加工利用。城市餐厨废弃物、建筑垃圾和废旧纺织品等资源化、无害化处理技术。

（5）农林废弃物回收利用

畜禽粪便、残膜、农作物秸秆、林业三剩物等农林废弃物资源化利用技术。秸秆腐熟还田技术，秸秆代木、纤维原料、清洁制浆、生物质能、商品有机肥等新技术。利用畜禽粪便、秸秆等多种农林废弃物，实施农村户用沼气和集中供沼气工程。废旧地膜回收使用。利用林业废弃物建设热、电、油、药等生物质联产技术。农林废弃物超低排放焚烧技术。

（6）新型废弃物回收利用

废弃太阳能电池、废旧动力蓄电池、废碳纤维材料、废节能灯等新型废弃物回收利用，稀贵金属高效富集与清洁回收利用、电动汽车动力蓄电池梯级利用。

（7）海水淡化及利用

突破海水利用规模化设计、加工和制造技术，开发系列化成套装备和产品，提高关键装备的可靠性、稳定性和竞争能力，重点突破膜法和热法海水淡化用关键装备系列产品制造技术、一体化海岛或舰船用海水淡化装备制造技术。

海水淡化用高压泵、能量回收等膜法淡化关键装备、蒸发器、蒸汽喷射泵等热法淡化关键装备、海水利用核心材料、海水提钾提溴及浓海水综合利用、海水直接利用等关键装备。

（8）再制造

再制造高效无损拆解方面关键技术与装备研发：开展可拆解性设计、产品结构干涉分析等方法研究，研发废旧复杂机电产品拆解工艺，开发针对大型、复杂和高端装备的再制造生产技术与自动化装备、再制造旧件溯源及产品追踪信息系统研发。先进技术与装备推广：推广快速、无损、自动化拆解装备。发动机、盾构机等高值零部件再制造。

再制造损伤检测与寿命评估方面关键技术与装备研发：研发多参量多信息融合的先进无损检测技术及设备，建立高可靠度的再制造毛坯件剩余寿命预测模型，研发适用再制造产品表面涂覆层残余应力状态及与基体结合强度的快速无损检测技术，研发再制造专用寿命评估设备。先进技术与装备推广：推广涡流/磁记忆无损检测技术与装备、超声/相控阵无损检测技术与装备。

4、节能环保服务业

（1）合同能源管理

关键技术与装备：重点发展能源管理系统开发、能耗分析系统开发、能源管理监测设备及仪器仪表研发以及监测专业传感器等功能部件生产。

（2）环境监测服务

关键技术与装备：基于微波辐射技术的环境监测系统、基于无线传感器的环境监测系统、基于ZigBee技术的环境监测系统等开发。以及环境监测传感器、仪器仪表设备生产制造。

（3）节能环保咨询服务

关键技术与装备：搭建线上节能咨询平台与环保咨询平台，针对不同行业不同环境提供最优的节能环保发展规划，针对各环节发展提出最优咨询建议。

（4）再生物回收与批发服务

关键技术与装备：再生物回收交易平台搭建、再生产品交易平台搭建。在线价值评估服务、再生物运输储存服务。

四、关键技术

1、节能装备

（1）高压变频调速技术　

用于大功率风机、水泵、压缩机等电机拖动系统。节电潜力约1000亿千瓦时。研发重点是关键部件绝缘栅极型功率管（IGBT）以及特大功率高压变频调速技术。

（2）稀土永磁无铁芯电机技术

用于风机、水泵、压缩机等领域，可提高电机系统能效30%以上，大幅度节约硅钢片、铜材等。重点是中小功率电机产业化。

（3）蓄热式高温空气燃烧技术

用于工业窑炉及煤粉锅炉，提高热效率。重点是钢铁行业蓄热式加热技术、有色行业蓄热式熔炼技术等，以及固体燃料工业窑炉适用的蓄热式燃烧技术。

（4）螺杆膨胀动力驱动技术

用于工业锅炉（窑炉）余热发电或直接驱动机械设备，高效回收利用中低品位热能。研发重点是千瓦级到兆瓦级系列设备、精密机械加工和轴承生产。

（5）基于吸收式换热的集中供热技术

用于凝汽式火力发电厂、热电厂余热利用，循环水余热充分回收，提高热电厂供热能力30%以上，降低热电联产综合供热能耗40%，并可提高既有管网输送能力。研发重点是小型化、大温差吸收式热泵装备。

（6）汽油直喷技术

用于汽车节能领域，汽车平均油耗比常规电喷汽油车降低10%-20%。研发重点是系统精确控制。

（7）启动-停车混合动力汽车技术

降低汽车怠速时所需的能量和减少废气排放，回收制动能量，重点是BSG（皮带传动启动机和发电机系统）混合动力轿车技术和ISG（集成的启动机和发电机系统）混合动力轿车技术。

（8）二氧化碳热泵技术

用于热泵热水系统等，相对普通热水器节能75%，研发重点是压缩机和热泵系统的设计和优化，解决系统和部件的耐压和强度问题。

（9）半导体照明系统集成及可靠性技术

用于通用照明、液晶背光和景观装饰等领域。研发重点是大功率外延芯片器件、关键原材料制备、系统可靠性、智能化控制及检测技术。

2、环保装备

（1）膜处理技术

用于污水资源化、高浓度有机废水处理、垃圾渗滤液处理等。研发重点是高性能膜材料及膜组件，降低成本、提升膜通量、延长膜材料使用寿命、提高抗污染性。

（2）污泥处理处置技术

用于生活污水处理厂污泥处理处置。重点是污泥厌氧消化或好氧发酵后用于农田、焚烧及生产建材产品等处理处置技术，研发适用于中小污水处理厂的生物消减等污泥减量工艺。

（3）脱硫脱硝技术

用于电力、钢铁、有色等行业及工业锅炉窑炉烟气治理。研发重点是脱硝催化剂的制备及资源化脱硫技术装备。

（4）布袋及电袋复合除尘技术

用于火电、钢铁、有色、建材等行业。重点是耐高温、耐腐蚀纤维及滤料的国产化，研发高效电袋复合除尘器、优质滤袋和设备配件。

（5）挥发性有机污染物控制技术

用于各工业行业挥发性有机污染物排放源污染控制及回收利用。研发重点是新型功能性吸附材料及吸附回收工艺技术，新型催化材料，优化催化燃烧及热回收技术。

（6）柴油机（车）排气净化技术

用于国IV以上排放标准的重型柴油机和轻型柴油车。研发重点是选择性催化还原技术（SCR）及其装备、SCR催化器及相应的尿素喷射系统，以及高效率、高容量、低阻力微粒过滤器。

（7）固体废物焚烧处理技术

用于城市生活垃圾、危险废物、医疗废物处理。研发重点是大型垃圾焚烧设施炉排及其传动系统、循环流化床预处理工艺技术、焚烧烟气净化技术、二英控制技术、飞灰处置技术等。

（8）水生态修复技术

用于受污染自然水体。重点研发赤潮、水华预报、预防和治理技术，生物控制技术和回收藻类、水生植物厌氧产沼气、发电及制肥的资源化技术，溢油污染水体修复技术等。

（9）污染场地土壤修复技术

用于污染土壤修复。重点是受污染土壤原位解毒剂、异位稳定剂、用于路基材料的土壤固化剂以及受污染土壤固化体资源化技术及生物治理技术。

（10）污染源在线监测技术

用于环境监测。研发重点是有机污染物自动监测系统、新型烟气连续自动检测技术、重金属在线监测系统、危险品运输载体实时监测系统等。

五、重大装备

1、节能环保装备

（1）转炉煤气净化回收成套装备

设计高效雾化装置；优化喷水控制程序；开发适用于转炉煤气干法净化的蒸发冷却器、自控系统及检漏设备；研究开发干法防爆及防泄漏布袋除尘技术、干湿两用滤袋除尘技术，模块化系统设计和气流均布优化技术；提高除尘设备的生产制作和装配水平；加强除尘设备内部流场优化研究；开发透气和透水的滤袋组件、净化回收和粉尘压块设备。

（2）燃煤烟气脱硫脱硝一体化装备

研究通过添加剂制备高活性改性钙基吸收剂的工艺技术；研制半干法脱硫装置中添加强氧化剂实现脱硫脱硝的技术与装备；基于计算流体力学(CFD)数值模拟技术，研究吸收塔结构设计和工艺参数优化，开展吸收塔吸收特性研究，强化改性吸收剂协同脱硫脱硝效果。

（3）焦化废水综合处理技术与成套装备

研发采用微电解工艺、超声辐照预处理焦化废水的技术装备；在焦化废水生物脱氮领域，主要研发A2/O法和序批式间歇反应器(SBR)工艺；研发适于已建和在建水处理设施的生物强化技术工艺，在新建水处理设施领域研发膜生物反应器工艺；开发以上工艺设备的组合装备；采用反渗透工艺制备高品质回用水。研发焦化废水深度处理过程中使用的化学混凝和絮凝技术与药剂，利用锅炉粉煤灰、烟道气处理焦化废水的技术装备。

（4）垃圾微波裂解成套装备    

研发采用高强度微波辐射加热，充分利用微波的“致热效应”和“非热效应”对于垃圾的热裂解过程的催化和促进作用，达到加热均匀、易于控制、裂解效率高，能耗低的目的。经预处理后的垃圾，通过在还原气氛下的微波裂解，其产物为气、液、固三相，并分别加以利用，其最终产品为燃料气、化工气体原料、燃料油、活性炭、硅钙板等产品。

（5）城市垃圾智能分选和处理成套装备     

研发红外线自动分选装置，将塑料按照材质、颜色自动分类，去除后续焚烧产生二噁英的因素；研发正负压和风力分选系统的集成技术，提高轻物料分选效率；优化液压步进式给料机，提高进料灵活性、布料均匀度和设备可靠性，优化张弛筛、圆盘筛和星状筛，提高物料筛分效率和能力；解决热解汽化炉连续进料的难题，提高日处理能力和能量回收率；研发成套技术装备智能化和模块化设计，提高分选处理装备的适应性和灵活性。

（6）建筑废弃物综合利用成套装备      

动力传动技术研究；基于实际参数钢筋混凝土界面有限元模型的建立。提出钢筋混凝土体块的切割解决方案，实现钢筋混凝土自动切割和向一下级送料。研发建筑废弃物分拣、破碎、研磨设备，研发建筑废弃物再生成建材、再生塑化木建材、再生高压地砖、再生水泥粒片板、废弃物再生树脂补强等产品的技术装备。

2、资源循环利用

（1）尾矿及共伴生矿、煤矸石、粉煤灰、工业副产石膏、赤泥、冶金渣、含铁尘泥等工业固体废物综合利用技术装备。

（2）废弃电器电子产品、废旧橡胶及轮胎、废旧金属、废旧纺织品、废塑料、废旧机动车、废旧新能源汽车动力蓄电池、废纸、废油、废玻璃及建筑废弃物等再生资源回收利用技术装备。再制造纳米电刷镀技术装备、电弧喷涂等成熟表面工程装备。

（资料来源：赛迪研究院整理）