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“智慧城市”系列报告之智慧环保监测市场分析

2016.8.30

  自2009年智慧城市概念兴起至今,我国已有400多个城市开展智慧城市建设,年投资额保持在15%以上,而智慧城市多个领域尚处于探索与试点阶段,市场潜力还未充分释放,全国万亿市场格局值得期待。

   智慧环保是智慧城市的重要组成部分

   传统环境管理模式难以满足需求,孤岛现象严重。智慧环保是数字环保、物联网、云计算的集合。物联网、云计算、智能GIS、海陆空一体化遥感监测、海量数据挖掘、环境模型模拟技术6大核心技术支撑智慧环保,为环境质量监测信息化、环境预警预报系统、环境应急管理系统等环境保护领域提供综合解决方案。

   环境监测是智慧环保的核心增长点

   环境监测遍布环保行业的各个环节。截至2015年底,我国基本建立覆盖全国的大气、水、土壤环境监测网络。目前全国从事环境监测业务的企业约200家,环境监测仪器行业的销售收入由2005年的15.84亿元上升为2014年的196.44亿元。预期在“十三五”期间,行业保持25%的增速,到2020年,环境监测行业的市场规模将达到740亿元,每年新增的市场规模为90亿元。

   PPP模式为环境监测未来发展方向

   资金问题是智慧环保项目建设面临的挑战,灵活的投融资模式将是未来的发展方向,政府鼓励引入第三方运营。近年来PPP模式受到财政部力推,因此PPP模式是未来监测企业的发展方向。而在PPP模式下,环境监测订单将会更大更综合,这本身对企业的综合能力也提出了更高的要求,并将进一步驱动上市公司再融资与并购的力度。目前项目综合型PPP商业模式已出现。

   全方位生态环境监测网络是实现智慧环保的最终目的

   环境监测智能化、运营模式灵活综合的实现,是完成智慧环保构架中的感知层与传输层。智慧环保最终目的是水、土、气、辐射、噪音等各领域做到陆海统筹、天地一体,整合统一到全国生态环境监测网络,进一步建立健全环境监测数据信息共享,构建大数据平台,积极培育环境监测市场,最终实现智慧环保运营。随着国家对污染物排放标准和环境质量要求的提升、环保执法监管的加强,海陆空一体化监测网的建设、第三方运营的引入,环境监测行业具有广阔的市场需求空间。相关上市公司推荐聚光科技,盈峰环境。

   智慧城市是未来的发展趋势

   城市人口持续增加

   根据《世界移民报告2015》数据显示,2014年全球超过54%的人口居住在城市,目前城市人口为39亿,到2050年将达到约64亿;全球每周约有300万人口移居到城市。此外,全球超大城市的数目已从1990年的10个增长到了28个,人口规模为4.53亿,占世界城市人口总数的12%。

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   过去的30年里,中国城镇化得到空前发展,2.6亿人口从农村迁移到城市,仅2000年~2010年间,就有1.17亿农村人口迁移到城市。沿海地区接收了超过一半的移民人口,接收人口最多且增速最快的为北京、东莞、广州和上海等城市,2010年共接收超过5200万人,占移民人口总量的35%。目前,中国流动人口占7.3亿城市总人口的三分之一,城市人口占总人口的54%。预计到2030年,我国城市人口将达到10亿,占总人口的70%。

   智慧城市势在必行

   目前,我国正处于城镇化加速发展的时期,部分地区“城市病”问题日益严峻。日益严重的城市污染、城市快速扩张及环境恶化对城市的可持续发展带来挑战。为了实现城市可持续、和谐的发展,建设“智慧城市”已经越来越成为世界城市的发展潮流和方向。

   “智慧城市”是指运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术,促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式。智慧城市整体架构可以分为四层,从下至上分别是感知层、网络层、平台层、应用层。感知层是智慧城市的感知器官,通过传感设备及时采集客观环境中发生的活动数据和相关信息;网络层是通过物联网、互联网、通信网,将整个城市的数据和相关信息进行传输,形成了城市的信息道路系统,完成信息的传递和沟通;平台层由各类数据中心和支撑公共平台的应用构成,通过云计算等技术对所收集到的信息进行汇总和高效、准确的处理,向决策者提供信息分析结果;应用层是是智慧城市的控制中心和决策中心,根据平台层提供的数据处理结果,辅助决策者进行决策。


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   智慧城市的基础在于城市数字化信息的传感、收集、计算、传输和控制的网络化和数字化,并通过物联网实现城市各系统间的信息共享,继而将信息汇总至云计算中心进行存储、分析,最终形成智慧交通、智慧市政、智慧环境、智慧生活等领域方面的综合解决方案。

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   国际发展经验揭示智慧城市建设大潮流

   世界各国正在积极运用现代信息技术进行前所未有的智慧城市建设,据统计,全球已经启动的智慧城市已达1000多个,每年的复合增长率达到20%。当前,各国对城市宜居、生态环境、社会服务等城市发展领域的关注日益加强,不断推动智慧城市建设从技术导向型向应用驱动型转变,信息化与城市化的进一步融合成为智慧城市建设推动经济转型升级、优化城市环境的发展趋势。

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   我国的智慧城市建设中蕴藏万亿市场空间

   政策利好催动智慧城市发展

   中国智慧城市建设的目标就是要推进城市向着低碳、绿色、和谐和可持续发展的方向发展。自2009年智慧城市概念兴起至今,我国高度重视对智慧城市技术路线和发展模式的探索和推进,一系列顶层文件的出台,意味着智慧城市及与之密不可分的互联网+、大数据、物联网、云计算等已提升至国家战略层面,为智慧城市建设带来了良好的发展机遇。

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   智慧城市建设可开启万亿级市场空间

   虽然对智慧城市市场规模和项目数量的估算存在较大差异,但全球智慧城市市场在不断增长,且大规模发展的总体趋势毋庸置疑。

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   我国目前已有400多个城市开启智慧城市建设项目,智慧城市的建设涉及城市的交通、市政、环保、节能、医疗、公共服务等众多领域,具有底层基础设施、软件信息平台、集成化管理系统、运营服务应用等多层次产业结构,上下游行业规模大、应用广,产业链市场规模相当巨大。近几年来,我国智慧城市投资额保持在15%以上,目前智慧城市多数领域还处在探索和试点阶段,市场潜力还未充分释放,预计未来智慧城市的投资规模将进一步加速扩大。省级行政区通常投资额度在100–500亿元,地级市通常投资额度在10–30亿元,区县级投资额度在1-5亿元,全国智慧城市总投资额预计会在9700–41630亿元,万亿元的市场格局值得期待。

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   2013年,我国智慧城市仅IT投资规模就达1659亿元,较2012年同期增长了20.5%;2014年我国智慧城市IT投资规模达2060亿元,同比增长24.2%;2015年达2480亿元,较2014年同期增长20.4%。综合以上因素预计,2016年我国智慧城市IT投资规模将达到2746亿元,未来五年(2016–2020)年均复合增长率约为17.43%,2020年智慧城市IT投资规模将达到5221亿元。

   智慧环保是智慧城市的重要组成部分

   环境问题严重制约我国城市化建设

   伴随着经济社会的高速发展,环境问题日益突出。中国环境在过去30年粗暴的发展方式下变得十分脆弱,传统以增量为目标的粗放式经济增长范式效益低下、利用率低下,常常以破坏生态环境与过度消耗资源为特征。

   据中科院测算,目前由于环境污染和生态破坏造成的损失已占国内生产总值15%,意味着一边是7%的经济增长,一边是15%的损失率。环境问题已经不仅仅是制约中国可持续发展的问题,也成为吞噬经济成果的恶魔。

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   政策大力扶植智慧环保的发展

   我国“智慧环保”的发展历程

   在我国严峻的环境问题面前,传统环境管理模式难以满足需求,信息孤岛现象明显。随着“智慧地球”概念的提出,在环保领域中如何充分利用各种信息通讯技术,感知、分析、整合各类环保信息,对各种需求做出智能的响应,使决策更加切合环境发展的需要,“智慧环保”概念应运而生。

   我国1996年开始发展环境信息化产业,出现最初的在线监测系统。时至今日,数字环境向智慧环境演进,云计算和大数据将成为智慧环境的核心技术。

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   两会期间提出的“互联网+”计划第一次明确提出了要大力发展智慧环保,推动互联网和生态文明建设深度融合,实现生态环境数据的互联互通和开放共享。至此,智慧环保三大体系、四大平台、五大系统已构成。

   政策大力扶持“智慧环保”

   近年来,为促进生态环境保护与产业转型升级,政府密集出台了配套的环保政策法规,并将美丽中国(加强生态文明建设)作为“十三五”十大目标之一,首次写入五年规划,节能环保行业成为“转变经济发展方式和产业结构调整”的关键突破口。

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   智慧环保可为多领域提供综合解决方案

   智慧环保是互联网技术与环境信息化相结合的概念。“智慧环保”是“数字环保”概念的延伸和拓展,前者主要是指物联网技术,后者主要是指云计算、模糊识别等智能技术。“物联网”技术是智慧环保的核心。

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   与“智慧城市”架构类似,“智慧环保”的建设也包括感知层、传输层、智慧层以及服务层四个层次。实现从“数字环保”到“智慧环保”的跨越,关键是要在原有“数字环保”的基础上,重点加强感知层与智慧层的建设。

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   “智慧环保”伴随环境治理共同展开,为环境保护多个领域提供综合解决方案,例如环境质量监测信息化、环境预警预报系统、环境应急管理系统等。

   环境质量监测信息化综合解决方案

   环境质量监测是环境治理和保护的基础,目前相比于大气、水、固废等环保子行业,我国环境监测子行业的规模仍然较小。“智慧环保”为环境监测信息化提供了综合解决方案,环境质量监测信息化综合解决方案运用环保物联网技术、现代测量技术、自动控制技术、计算机技术、GIS技术实现环境监测数据的统一测量、采集、传输、管理、分析、应用、远程反控等功能,从而及时准确地感知环境状况及设备运行状态,服务于区域环境质量评价、环境质量报告发布、预测预警、污染控制评价、污染扩散分析、应急指挥、环境污染治理策略制定等业务。

   这个体系需要对监测子站进行智能化改造,实现数据的在线采集和传递,利于区域环境监测数据的统一采集和统一管理;在采集环境质量数据的同时,实现设备状态数据的采集,提高仪器设备的正常运转率,减少现场维护;实现监测数据自动审核,减少人工审核的工作量,提高数据质量。

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   环境预警预报系统综合解决方案

   环境质量预警预报系统解决方案基于B/S、J2EE、Oracle、WebGIS等系统架构和技术平台,集成数值预报模型模式构建的空气质量数值预报运算模型系统,建立空气质量预报可视化平台,并基于空气质量模型模拟预测服务于环保业务管理和空气污染综合防治决策,能够实现环境质量的客观评价、变化趋势的科学化预警预报,预先防范风险。

   环境应急管理系统

   “智慧环保”将IT、通讯、数据库、人工智能等融合进环境应急管理系统,对重点风险源数据进行数据采集、系统自动识别与分析,对重点风险源进行分类、分级和评价,同时将地理信息数据、风险源点数据、污染扩散模型与应急管理流程相结合,提出对突发事件的处置建议与方案,使环境应急管理工作流程化、标准化、系统化。

   智慧环保的重点是环境监测

   环境监测遍布环保行业各个环节

   环境监测(Environmental Monitoring),是通过对环境污染物的分析和监测,定性或定量描述出环境质量的状态。通常环境监测有两种分类,分别为按照监测对象分类与按照监测目的分类。

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   环境监测方法主要是在现代分析化学的测试技术和测试手段基础上发展起来。随着生物技术、遥感技术、地理信息技术与物联网技术的引物,环境监测方法种类繁琐日渐完善。

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   政策利好,环境监测行业势头迅猛

   政策推新不断,大力促进环境监测

   环境监测是了解、掌握、评估、预测环境质量状况的基本手段,是环境信息的主要来源。没有技术先进、科学、有效的环境监测,环境质量的好坏就无从评价;而包括监测组织机构体制、监测模式、监测技术规范、监测信息资料应用和监测管理制度在内的环境监测机制,则是规范和组织环境监测有效进行、可持续发展的基本保障。

   我国自上世纪50年代初就开始环境监测的萌芽,而专门的环境保护监测工作,即使仅从1971年周总理指示进行比较系统的环境调查、测定算起,至今也已有40多年的历史。迄今,我国已经颁布并制定了一系列环境监测管理办法,基本建立覆盖全国的大气、水、土壤环境监测网络,环境监测行业快速发展时期到来。

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   2015年8月,国务院印发《生态环境监测网络建设方案》,首次明确环境监测的终极目标,强调水、土、气、辐射、噪音各领域做到陆海统筹、天地一体,整合统一到全国一个生态环境监测网络,进一步建立健全环境监测数据信息共享,构建大数据平台,积极培育环境监测市场,最终实现智慧环保运营。

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   根据环境保护部发布的《2015年中国环境状况公报》,截至2015年底,国家环境监测网已建成包括:覆盖338个地级以上城市的1436个点位组成的国家环境空气监测网、覆盖423条河流和62座湖泊(水库)的972个断面(点位)组成的国家地表水环境监测网、覆盖338个地级以上城市和部分县级城市近1000个点位组成的国家酸沉降监测网、覆盖338个地级以上城市的集中式饮用水水源地水环境监测网、覆盖全国近岸海域的301个监测点位组成的近岸海域环境监测网、覆盖338个地级以上城市近8万个点位组成的城市声环境监测网、覆盖全国31个省(区、市)645个生态点位10个区域重点站的生态环境监测网等。从公报可知,我国环境监测行业市场极大。“十一五”期间,我国环境监测行业曾出现过爆发式的增长,随后进入平缓期。而近年来,随着环境监测业务的深入和环保形势的要求,监测能力不强、监测水平滞后、监测仪器老化等问题逐渐暴露,已经成为制约环境监测发展的重要因素。因此可以预计,“十三五”会带来环境监测行业的又一次爆发。

   市场集中度高,增量空间巨大

   从环境监测的主体来看,环境监测产业分为环境质量监测(主要为大气和水)、污染源监测和其他监测(土壤、噪声、辐射、应急等)三个部分,其中,环境质量监测主要由各级环境监测站构成,而污染源监测则由主要排污企业的监控构成。目前我国各级环境监测站体系建设相对成熟,目前已经形成从中央到各省、地、市以及乡镇的监控体系,市场较为稳定。而污染源监测无论是覆盖面还是监测深度都有较大的发展空间,市场增量空间巨大。具体来看,目前污染源监测产业份额最高,其次是环境质量监测产业。

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   我国环境监测工作处于快速发展阶段,环境在线监测系统还在大规模建设阶段,覆盖面也将继续扩大。据不完全统计,目前全国从事环境监测业务的企业共有约200家,大部分企业从事废气、废水、环境空气、地表水等在线自动监测系统的研制、生产、安装、运营(含集成商)。其中,约有120家企业生产废气在线监测系统,约有80家企业生产废水在线监测系统。环境监测仪器行业的销售收入逐年增加,由2005年的15.84亿元上升为2014年的196.44亿元。

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   目前,我国环境监测行业市场集中度较高。由于环境监测技术门槛偏高,目前国内从事环境监测的企业仅有两百多家,高端分析仪器主要被德国西门子等外资企业占领,内资企业主要参与中低端分析仪器市场。2014年我国环境监测行业排名前十位的企业销售收入为37.7亿元,占市场总体销售收入的61.8%,这一比例在近五年来一直保持在60%左右,领先企业格局已基本形成,公司兼并收购成为扩张市场份额的主要手段。

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   根据中国环境保护产业协会环境监测仪器专业委员会的统计,国内总资产低于1亿元的监测企业数量占高达65%,环境监测行业CR4仅为40%左右,远低于烟气环境工程服务等其他细分行业。中国环境监测仪器生产行业小型企业数量多,但这些企业不具备研发实力,通常专注于特定零部件生产和专用设备生产,研发和扩充产品线的能力较弱,成长能力有限,凭借特定产品或服务实现差异化生存。仅有少数大型企业拥有自主研发的完整产品线,资金和技术实力较强,具备持续成长潜力。

   目前国内总资产高于10亿元的大型企业仅有7家,占比约10%,但是这7家大型企业销售额在全行业中的占比却高达70%。我们认为其原因在于大型企业的产品线较全、同时销售网络铺设更广,能够占据更多市场空间。未来凭借大型企业的研发能力和资金实力,其市场占有率有望进一步提升。

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   国外主要从事环保和过程分析仪器的公司有德国西门子公司、美国丹纳赫公司、瑞士ABB公司、美国赛默飞世尔公司、美国哈希公司、日本横河和岛津公司、西克麦哈克公司等,占领着国内的高端过程分析仪器和环境监测市场。

   国内主要从事环保分析仪器和过程分析仪器的公司包括杭州聚光科技公司、北京雪迪龙公司、浙江盈峰环境、河北先河公司等,主要占有国内的中低端过程分析仪器和环境监测市场。但公司早已加大研发力度,提高技术实力,目标盯紧高端分析仪器市场。

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   环保行业受政策、法规及监管的驱动,在环境诉求加强的情况下,尤其是进入“十三五”时期,国内环保市场已呈现出前所未有的高速发展趋势。环境监测作为环保产业的一个分支,也有近千亿元的市场潜力。环境监测产业链主要分为上游硬件、软件、检测试剂;中游监测仪器、监测系统以及下游仪器维护、设备运营。而随着有关环境监测服务社会化政策的出台,环境监测市场将逐步向社会开放,行业公司将由监测设备销售向提供环境监测服务转型。

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