南方周末記者 黃思卓

中國廣州分析測試中心科研人員正在開展VOCs采樣工作。 南方周末記者 ? 黃思卓 ?圖

中山大學環境科學與工程學院氣相色譜儀自動進樣器。南方周末記者? 黃思卓 ?圖
★一家氣態污染物“測管控”一體化的上市公司的高層人士對南方周末記者透露,2020年頭七個月的營收就已經和去年全年持平。
觀察處理設備仿佛成了一場“盲盒游戲”——因為你永遠不知道盒子里面有什么“驚喜(嚇)”。有些設備只是一個空盒子,有些催化劑裝填量少得可憐,設備也就成了個擺設。
隨著政府管控VOCs加碼,這場環保考試對于“運動員”和“裁判員”來說專業能力極其重要,相關監測與治理的培訓與咨詢或將是下一個風口。
2020年7月最后一個星期四,上午9點半的廣州,氣溫就已直逼30度,天藍云白,刺眼的陽光毫無顧忌地灑落在大地上,沒有樹蔭遮擋的車輛一會兒就被曬得滾燙。
這些天氣條件組合起來,恰恰最適合揮發性有機氣體(VOCs)和其他物質合成臭氧(O3),這是和VOCs打了多年交道的周漪波再清楚不過的事情。
周漪波是中國廣州分析測試中心資源與環境研究室(簡稱中廣測)副主任,從2020年6月起,他就帶著實驗室團隊,從每天早上八點半開始,穿梭在廣州近兩百個加油站之間采集氣體,“周末也要加班”。
中廣測是廣東省科學院院屬事業單位,從事VOCs監測超過20年。政府部門的環保督查、企業的監測分析,都是他們的業務。近三年,中廣測監測分析VOCs氣體樣本超過萬份,最近迎來了小高潮——一場持續三個月的“槍”戰。
周漪波比一個“槍”的手勢,“加油過程中,噴槍中的汽油油氣會外泄揮發,釋放VOCs。所以我們要對每個噴槍進行采樣,檢驗油氣回收效果。”
“VOCs治理的春天來了。”中山大學環境科學與工程學院教授黃海保覺察到政府和企業從未像近兩年這樣動作頻頻。
2020年5月21日,廣東省生態環境廳出臺《關于印發2020年夏秋季揮發性有機物治理達標排放百日服務行動方案的通知》。6月23日,生態環境部發布《2020年揮發性有機物治理攻堅方案》。
家具、包裝印刷、橡膠及制鞋……攻堅戰深入每個鄉鎮的工業肌理。VOCs來源廣泛、治理手段多樣,這條環保賽道究竟“錢”景如何,所謂千億市場還籠罩在一片迷霧之中。一個業內共識是,原料替換、工藝改進和末端治理等潛藏著最大的投資機會。如果可以VOCs“測管控”一體,則有更大的競爭力。
從源頭抓起,成效最好也最吸金
從源頭上減少VOCs的排放,是目前最有效的方式。
招商證券環保行業首席分析師朱純陽也比較看好源頭控制,“末端治理涉及主體過于分散,技術競爭激烈,投資前景并不清晰”。
源頭控制的方式主要有兩種,一種是原料替代——選用低VOCs含量的環保材料,另一種則是改進生產工藝——降低VOCs排放量。
2020年6月,生態環境部發布《重點行業企業揮發性有機物現場檢查指南》(試行),六大行業被點名,分別是:石化行業、化工行業、工業涂裝、包裝印刷、儲油庫和加油站。對涂料、噴漆、印刷等行業而言,印刷可采用水性油墨代替溶劑型油墨,噴涂可采用靜電式替代氣霧式,油漆可采用水性漆替代油性漆等。
朱純陽研究環保投資多年,他觀察到,狹義上的環保行業這兩年是不景氣的,污水和固廢處理已經處于技術成熟和競爭飽和的階段,“增量不多”。環保原材料市場還是一塊未被瓜分完的蛋糕。“量夠大,市場也夠集中”。他最看好的是石化、汽車和飛機行業的噴涂領域,“錢”景廣闊。
春江水暖鴨先知,敏銳的資本早已聞風而動。
2020年4月,生產水性鋁顏料的絢圖新材科技有限公司,接受了來自招商啟航資本和國隆資本的股權融資,具體金額未披露。7月底,成立于1996年的涂料巨頭巴德士集團宣布,山東巴德士年產30萬噸環境友好型涂料項目獲批,包括水性乳膠漆、水性家具漆等。
水性涂料并不是一個新概念。興起十多年以來,已成為很多家庭的裝修首選,在汽車、玩具等行業,水性材料也漸漸獲得消費者的認可。
盡管如此,處于VOCs污染控制科研前線的黃海保,對目前的環保原材料并不過分樂觀,每個技術產品從開發到廣泛認可和大規模應用,都需要一段漫長的時間。最明顯的掣肘就是價格昂貴,加之疫情影響,黃海保懷疑小微企業能否承受。
另一條路,源頭回收利用或許是雙贏。
在石油化工行業,原油開采、油品儲存、運輸、配給等生產環節,容易發生油品或溶劑的蒸發和散逸,既是損耗,也是排放。源頭回收利用是“關押式”收集排放物,提取后再利用。
“回收再處理,并不是說單純增加成本,而是資源再利用,其實也能增加企業效益,提升生產效率。”亞洲清潔空氣中心空氣質量項目經理、北京大學環境科學與工程學院博士萬薇評價。
由于揮發性有機物在不同溫度和壓力下具有不同飽和蒸氣壓,比如加油站就可利用冷凝技術回收油氣,中國約有10萬座加油站,蘊藏著巨大商機。
除了冷凝技術之外,回收技術還包括吸附、膜分離技術等。
密閉和回收的技術也適用于大型石化企業,采買設備、改進工藝……動輒花費數百萬元甚至上千萬。相關設備制造商正打算擴大產能來滿足市場需求。以南京都樂制冷設備有限公司為例,該公司針對加油站、碼頭、石化企業等研發多款油氣回收設備,4月20日,其在南京溧水的VOCs回收設備技術改造項目基地開工,總投資2.5億元。
監測:給每家每戶裝“電表”
不管是源頭控制還是末端治理,都繞不開一個“測”字。離線監測是定時定點的“家庭醫生式”上門服務,取樣后回到實驗室分析;在線監測是長期且標準化的“望聞問切”。
“遠在天邊”的平流層臭氧,每時每刻都在進行著氧原子(O)、氧分子(O2)和臭氧(O3)的循環轉化。“近在眼前”的對流層臭氧,也就是近地表產生的臭氧,是在性質極不穩定的VOCs等物質影響下,每分每秒發生著肉眼難以捕捉的化學反應。
作為工業生產中很常見的“副產品”,上自工廠的煙囪、飛機的涂料,下至雜志的印刷、腳下的皮鞋,都是VOCs成長的伊甸園,甚至人體都能釋放上千種VOCs,組分不明,濃度不一,千變萬化,隨風而散,難以捕捉。
可以捕捉它們的,是昂貴的監測設備。各類環境檢測機構、地方環保部門的監測站、第三方環保公司等都需要采購相應的監測設備和耗材。采集罐、采樣管、分析儀器等等,每一步的設備都價格不菲。
現場執法也需要儀器。生態環境部《2020年揮發性有機物治理攻堅方案》明確要求,各級生態環境部門應配備便攜式大氣污染物快速檢測儀、VOCs泄漏檢測儀、微風風速儀、油氣回收檢測儀等。
VOCs監測設備市場的東風已經迎面拂來。企業的每個排污口都需監測,黃海保形容,就像居民每家每戶都要裝電表。可以識別VOCs排放秘密的泄漏檢測與修復技術(Leak Detection and Repair,LDAR)成為了剛需。
LDAR通常由五個部分組成,首先是對設備或組件進行標識,其次要根據具體情況設定不同的泄漏濃度值與建檔范圍,第三步就是用檢測器進行泄漏檢測,第四步則是修復——通過工程措施解決泄漏問題,把漏的地方“擰緊”,最后是記錄上述所有數據和材料。
在石化行業,LDAR在2014年起就已掀起浪潮。據經濟日報報道,大港石化僅2018年就開展4輪LDAR監測,共檢測38萬多點次。
在這一輪的VOCs狙擊戰中,LDAR擴展到更多行業。以廣東為例,8月底前,各地要組織71家企業完成新一輪LDAR工作。這些企業多數屬于石化和化工,如中石化廣州分公司、茂名分公司等,同時也涉及涂料、醫藥制造等。
不過在線監測并非完美,最明顯的一個缺點是在線監測的參數是提前設置好的,因此很難囊括所有VOCs種類。離線監測則可精確識別更多的疑難雜癥。
中廣測實驗室里,銀色、圓乎乎的采氣罐,看起來就像不起眼的小煤氣罐,一個就耗資數百美金。這些罐子和吸附管,再加上實驗室里的多套氣相色譜儀(GC)和氣相色譜質譜聯用儀(GC/MS),承擔了來自廣東“四大地標”(印刷、制鞋、家具、汽車制造表面涂裝)的檢測業務。
隔江而望,黃海保的實驗室內擺放著一臺高端質子傳遞飛行時間質譜儀(PTR-TOF-MS),可以識別空氣中微量VOCs的成分,學校花費近300萬從奧地利購入。
“識貨的人對著這臺設備口水都能流下來。”一位前來參觀的業內人士羨慕不已。他指了指旁邊一臺個頭稍小的氣相色譜質譜聯用儀設備,“這臺80萬,已經是我們行業里面用得起的‘頂配”。
“測管控”一條龍
2020年7月以來,北京、上海、天津、重慶、四川等省市,已開出數張環保罰單,處罰金額在2萬元至12萬元不等。一張張罰單的背后事實是,這些企業絕大多數都屬于前述六大行業企業,VOCs未經處理直排外環境。
如果不能進行原料替代或者回收利用,VOCs就只能被治理。如果說,2013年以來“藍天保衛戰”主要防治對象PM2.5是顆粒的、沉穩的、有跡可循的,仿佛橫平豎直的北方城市風格,那么,VOCs則是氣態的、活潑的、千變萬化的,更像是南方城市的曲徑通幽、移步換景,管控難度不可同日而語。
常見的VOCs“銷毀式”治理技術包括熱破壞、低溫等離子體破壞、光催化降解和生物降解等。其中,應用較為廣泛的是熱破壞法中的直接燃燒和催化燃燒,處理后VOCs就變成二氧化碳和水。
由于VOCs排放涉及的行業眾多且分散,每個行業和生產流程都千差萬別,治理工藝沒有一個標準答案。
設置專人負責VOCs的每個環節,很多企業還達不到這個管理水平。與其自己買設備、培訓員工,委托給有資質和技術的第三方治理機構也許更省心。工業園區內產業集聚,多家企業還可以“團購”一家大型綜合治理公司的服務,企業一年只需負擔千元或萬元級的治理費用。
大型綜合治理公司的身影開始出現,能提供“測管控”一條龍的企業瞄準了這塊服務——既有LDAR的檢測設備,又有以工程師為主的服務團隊和一系列的管理軟件,可提供檢測、維護、修復和管理等綜合服務。
“隨著國家標準的提升,以及智能制造的綜合聯動,VOCs的測管控將是未來新基建的一分子。”朱純陽預計。
先河環保總裁陳榮強向南方周末記者透露,2020年以來,先河環保中標了不少地方的VOCs在線監測、源解析和管控項目,中標金額達上億元。
7月27日,一家氣態污染物“測管控”一體化的上市公司高層人士對南方周末記者透露,2020年頭七個月的營收就已經和去年全年持平,“多家國內知名投資機構都是我們的股東,我們在融資方面沒有什么困難,反而還是我們的一個優勢”。
狂歡之下,需要保持冷靜。對于經常調研企業VOCs治理的黃海保而言,觀察VOCs處理設備仿佛成了一場“盲盒游戲”——因為你永遠不知道盒子里面有什么“驚喜(嚇)”。有些設備只是一個空盒子,有些催化劑裝填量少得可憐,設備也就成了個擺設。
全觀整個VOCs末端治理市場,絕大多數競爭者為第三方小型公司,資金和技術能力有限,在監管不嚴的情況下,問題也層出不窮,“委托治理的企業容易上當受騙”。
隨著政府管控VOCs加碼,這場環保考試對于“運動員”和“裁判員”來說專業能力極其重要,相關監測與治理的培訓與咨詢或將是下一個風口。
VOCs治理對專業人員的要求非常高,但在這方面中國還缺乏系統的培訓、考試和認證。哪怕是在經濟較為發達的北京和上海,企業本身的技術專員水平參差不齊,有的就是臨時學一學LDAR如何檢測和記錄。
萬薇為許多政府人員舉辦過VOCs相關的研討會,在她看來,中國治理VOCs的階段起步較晚,“但中國的后發優勢在于可以引入現有技術和治理經驗”。
工業源VOCs溯源分析,成分解析,實時監控,一旦發現超標應如何處理和整改,園區管委會及當地政府存在大量的VOCs管理和監測需求,需要“裁判員”進行知識付費。