活性炭市场研究报告

【能源人都在看，点击右上角加'关注'】近年来，随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高，人们对食品、药品、饮用水的安全性、纯净度等生存环境提出更高要求，活性炭的市场需求不断扩大。活性炭行业产业链活性炭的原材料主要包括林产“三剩物”(木质活性炭)、煤(煤质活性炭)以及磷酸等活化剂，另外，活性炭生产过程中各类专用设备也不可或缺;活性炭行业的下游则包括食品行业、医药工业以及水处理行业、环保、冶金等多个行业。以木质活性炭为例，其产业链如下图所示：相关政策及发展规划鼓励产业发展自2003年以来，国务院及国家林业局、财政部、税务总局、证监会等部委颁布了一系列发展林产工业的鼓励政策和行业发展规划，如《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》、《林业产业政策要点》和《林业产业振兴规划(2010-2012年)》等，从产业结构调整、区域发展、技术支持、财政补贴等方面给予了林产工业企业发展政策鼓励，鼓励木质活性炭生产企业向规模化、产业化、集约化的方向发展。在活性炭行业中，木质活性炭行业属于资源回收综合利用型产业，享受一系列有关资源综合利用的财政税收优惠政策。需求量激增，水处理市场是消费最大的市场近年来，随着中国经济的快速增长和对环境保护的日益重视，活性炭应用领域不断扩大，需求增长迅速。特别是中国关于环境保护的相关规则颁布后，水处理、机动车、溶剂和废气回收以及空气净化用的活性炭市场需求剧增，活性炭工业成为我国增长最快的工业部门之一。活性炭由于具有较强的物理吸附和化学吸附性，在吸附脱硫、吸附高档溶剂、废水处理、空气净化、食品脱色、回收重金属和临床医疗等领域具有越来越广泛应用。2019年我国活性炭需求量为65.85万吨，同比增长8.90%。在我国，食品饮料、水处理、工业应用是我国活性炭的主要消费领域。2019年活性炭需求量约为65.85万吨，其中食品饮料行业的活性炭需求量约为18.68万吨，占全年总需求量的28.37%;水处理市场是活性炭最大的消费市场，2019年水处理用活性炭需求量约为22万吨，占全年总需求量的33.40%;化工行业和医药行业领域活性炭需求占比分别为13.62%和17.87%，其他领域的需求约为6.74%左右。我国活性炭行业正处在成长期上世纪初英国科学家Raphael.Von.Ostrejk发明了以化学法和物理法制取活性炭的专利技术，由此奠定了近代活性炭工业的技术基础。100多年来，发达国家的活性炭工业经历了导入期(1900-1950年)、成长期(1950-1990年)、成熟期(1990-现在)的发展。目前，无论在生产技术、应用技术和领域、对活性炭的结构和吸附现象的认识都已不可同日而语，并且活性炭行业正在朝着更先进的生产技术、更新的产品和更广泛应用领域继续稳步发展。与国外成熟市场相比，我国活性炭需求市场正处于导入期向成长期过渡的时期，在此阶段，我国下游领域对活性炭产品的需求迅速增加，未来消费发展空间十分广阔。我国活性炭行业发展前景经过多年的发展，活性炭已经逐渐从工业用吸附剂转变为一种用途广泛的基础性材料。今后随着世界经济不断发展、人们生活水平进一步提高以及各国对食品医药安全标准、环境保护标准的日趋严格化，活性炭的传统应用市场将随之稳步扩大。此外，随着人们对活性炭研究的不断深入，活性炭作为能量吸附剂、电极材料等新兴应用领域的开发也日益加快，其未来的应用领域和应用数量都将快速递增。预计2025年国内活性炭市场需求将达到93万吨左右。免责声明：以上内容转载自北极星电力新闻网，所发内容不代表本平台立场。全国能源信息平台联系电话：010-65367702，邮箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

活性炭是一种吸附性能强的炭材料，被广泛应用在日常生活以及食品加工、医药、工业等领域。根据活性炭的应用领域、使用条件不同，活性炭产品也多种多样，每个领域的活性炭都有一定的行业标准。目前，活性炭在工业领域的应用已经非常普遍而且前景广阔。工业活性炭市场随着国家各部门对环保要求的提升，废气废水排放指标也在不断调整。环保倒逼企业不断创新完善自身工艺，使用环保材料，升级环保设施，不少利用活性炭吸附技术作为净化废气，污水处理的有效途径。活性炭吸附装置只作为摆设已经成为历史，真正使工业活性炭发挥其吸附作用处理污染物，达标排放是各企业现在在做的事情。这一改变将提升活性炭在环保治理中的地位，提高工业活性炭的使用率，通过活性炭生产厂家不断的完善活性炭产品质量，提高比表面积、吸附性能，创新扩大产品的使用范围，工业活性炭未来的市场发展将越来越大。

今天，巩义的天气是阴阴沉沉的，伴随着淅淅沥沥的小雨，虽然天气不是很好，但是想到闷热了这么多天，终于有了凉爽的一日，心情也是很不错了。到了公司，就想起了昨天一个黑龙江地区的客户，询问现在黑龙江地区椰壳活性炭市场前景如何，在这里我就以东方厂家多年的销售经验，来分析下目前椰壳活性炭的销售状况，目前，黑龙江椰壳活性炭市场也是达到了从未有的热度，近年来随着环保的严查，许多生产厂家，企业都离不开活性炭来处理废水，废气。水处理用活性炭市场也已经打开，椰壳活性炭必将成为大势，下面，东方小编就来讲一下椰壳活性炭的好处。椰壳活性炭说到活性炭，我们应该不会生疏，在我们的家里，在我们的车子里，或许就放着几袋子的活性炭，之所以放着它，是因为我们希望通过它来改动我们身处的环境，使我们的环境变得更加洁净。事实上，跟着我们周围辐射和甲醛的越来越多，我们人类是不得不想办法来为自己创造一个新鲜的环境。但是关于那些企业管理者来说，运用活性炭却是出于企业展开的考虑，他们希望能够通过活性炭来前进企业的产品纯度，使企业得到更好的展开。在曾经，人们运用的活性炭都是煤质活性炭，煤质活性炭虽然吸附才干也不错，但是，比较我们现在所说的椰壳活性炭来说，它的吸附才干就显得一般般了。这是因为什么呢，因为椰壳活性炭的孔隙更小，因此过滤才干更高，许多企业运用了椰壳活性炭往后，污水处理都容易的合格了。椰壳活性炭那么，椰壳活性炭的前景怎样呢，它能不能走得很长远呢?让我们一起来看一看椰壳活性炭的特性吧。首要，椰壳活性炭的孔隙更小，所以，在纯净水过滤和其它液体过滤方面，椰壳活性炭能够担任更高要求的过滤作业，这让它具有了优势。其次，椰壳活性炭更加环保，它是椰壳制成，卫生、健康、变废为宝，适用于纯净水和饮料的过滤，不会发作毒害反应，因此，在环保、安全方面，它相同具有优势。如此来看，椰壳活性炭的优势仍是很大的，这样一个具有多种优势的产品，应该会有一个非常不错的展开前景的，现如今，就有许多企业在购买这种活性炭，希望它能够为自己的企业带来更大的协助，我们信任，椰壳活性炭的优势将得到最好的发挥。

“活性炭作为孔隙结构发达、比表面积大、选择性吸附能力强的炭质吸附剂，依据不同标准有多种分类方法，本文从原料角度入手，对市面上常见的活性炭产品进行了分类概述。 ”01煤质活性炭活性炭原料-煤02木质活性炭活性炭原料-木屑03果壳活性炭活性炭原料-果壳04椰壳活性炭活性炭原料-椰壳05 其他活性炭超级电容炭（高比表面积活性炭）浸渍活性炭活性炭纤维沥青活性炭活性炭纤维毡

（报告出品方/作者：浙商证券，李超、张迪、林成炜）1. 碳中和是能源革命，也是技术革命“碳中和”背后孕育着一次百年级别的能源革命，其中必然伴随着大量的技术进步 和创新，人类的生产生活也将因此发生深刻变化。要实现 2030 年碳达峰和 2060 年碳中和，中国面临着巨大的现实挑战，技术突破是 实现碳中和的必然要求。其一，我国二氧化碳排放总量巨大。中国是世界二氧化碳第一 排放大国，排放量超过美国、欧盟、日本的总和，实现碳中和所需的碳减排量远高于其他 国家。其二，我国“碳中和”的时间安排更加紧凑。中国从“达峰”到“中和”之间仅有 30 年时间，远远短于发达国家安排。以德国、法国、英国为代表的欧洲国家于上世纪 80 年代末、90 年代初已实现碳达峰，美国 2007 年实现碳达峰，日本 2013 年实现碳达峰， 距离 2050 年碳中和目标有 37~60 年的过渡期。“碳中和”时间表紧凑，为了实现碳中和目标，未来碳权价格必然会逐年走高。购 买碳权会增加额外的企业成本，碳减排技术进步较慢的企业将面临被时代淘汰的命运。 从另外一个角度看，对于技术改造较快、技术创新能力强的企业来说，多余的碳权配额 成为了其不断增值的稀缺资产。因此，企业通过自主研发减少碳排放或增加碳吸收的动 力很强，绿色转型是企业生存下去的必经之路。如何实现碳中和？根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提供的定义，碳 中和，即净零二氧化碳排放，是指在特定时期内全球人为二氧化碳排放量等于二氧化碳 消除量。用公式可表示为：碳排放 – 植物碳汇 – 人工碳汇 = 0因此，实现碳中和，从技术层面出发，需要各行业通过技术改造、升级或创新尽量减 少碳排放，或者利用 CCUS（碳捕捉、应用与储存）技术进行人工碳汇。 碳减排方面重 点关注二氧化碳高排放行业，包括电力部门、工业部门、交运部门和建筑部门，之后会 逐一分析四个部门的碳减排技术方案。CCUS 则是实现碳中和的另一重要保障，一方面 CCUS 技术可以参与到上述碳排放大户的节能减排方案之中，另一方面可以直接从空气 中捕捉二氧化碳，作为碳中和的最终保障。2. 碳减排的技术创新和应用领域有哪些中国碳排放主要通过生产端的直接排放和消费端的间接排放两个渠道，直接排放指 通过燃烧化石燃料排放，间接排放指通过耗电间接排放。考虑直接排放和间接排放两个 渠道，我们把中国“碳排放大户”分为四类，包括电力部门、工业部门、交运部门和建 筑部门。实现碳中和，上述四个部门亟需进行节能技术改造和零碳生产技术创新。电力部门绿色转型是实现碳中和的基础。电力生产低碳化有两种方式：一方面，对 现有发电企业进行技术改造，提高能源利用效率，包括热点解耦、低压稳燃等传统技改， 以及利用人工智能、大数据、云计算等进行智能化改造；另一方面，寻求以太阳能、风能 为代表的可再生能源进行发电，实现电力的零碳生产，除了利用光伏、风能等清洁能源 进行发电之外，电力的储存和运输也至关重要。工业部门深度脱碳是实现碳中和的重中之重。对于钢铁行业而言，要大力发展短流 程电炉炼钢，研发绿氢炼钢流程，并利用碳捕捉技术清除化石燃料产生的碳排放；对于 水泥生产而言，一方面需要燃料端实现零碳排放，比如利用绿氢、生物质燃料等替代传 统化石燃料，另一方面需要积极探寻水泥原料石灰石的替代品，彻底解决石灰石煅烧过 程中的大量碳排放问题；对于化工行业而言，应大力发展氢化工，实现对化石能源的替 代，另外积极探索生物基高分子材料替代化纤、塑料、橡胶等石化基材料。交运部门碳排放占比不断增加，需要加强化石能源替代速率。加快短途交通电动化 进程，进一步提升新能源电池的能量密度和充电速度，推广光伏充电桩一体化的新型建 筑配电系统；航空、船舶、铁路等长途交通尝试使用氢能、生物质燃料、液态氨等燃料替 代传统化石燃料。另外，利用并发展大数据技术，构建智慧城市交通体系，从宏观层面减 少通行里程和道路拥堵。建筑部门是碳排放量最高的终端消费来源，包括住户供暖制冷的直接排放、建筑施 工环节的直接排放以及建材生产过程中的间接排放。其一，供暖设备脱碳，使用热泵技 术或积极探索生物质能、地热能等供暖技术；其二，建筑施工环节使用装配式建筑降低 碳排放；其三，借助工业脱碳技术或新材料的替代实现零碳建造。2.1. 电力部门电力部门绿色转型是实现碳中和的基础。作为二次能源，电力是一种效率高且零排 放的清洁能源，但目前电力生产过程涉及大量二氧化碳排放。因此，实现“碳中和”有两 大关键步骤：其一，电力生产低碳化，其二，能源消费电气化。 电力生产低碳化有两种方式：一方面，对现有发电企业进行技术改造；另一方面，寻 求以太阳能、风能为代表的可再生能源进行发电，实现电力的零碳生产。2.1.1. 传统火电厂“智能化”目前中国发电结构以火电为主，对现有发电企业进行技术改造是有效控制二氧化碳 排放的重要方式。传统技改如通过热电解耦、低压稳燃等技术虽然可降低发电出力水平， 但是现有技术仍存在响应灵活性差、机组损耗高、运营成本高等问题。相较于此，传统火 电厂进行数字化赋能可以全方位减少碳排放、推动碳中和。2019 年，南宁国电公司已经 成功实施了 AI 优化火力发电，锅炉热效率提高 0.5%。2.1.2. 可再生能源成为主力电源碳中和目标下，未来以风能、光伏为代表的可再生能源将成为主力能源。近几年，风 能、光伏生产成本不断降低，新能源行业从补贴期迈入盈利期，但相较于传统火电，“风 光产业”有两大问题亟待解决：时间错配和空间错配。 时间错配是指太阳能、风能、水能等新能源具有季节性和随机性，举例说明，北方地 区冬季太阳能的发电量只有夏季的 10%左右解决时间错配问题需要低成本的绿色储能技 术。空间错配指的是可再生能源的地域分布不均，日照长度、风力强度在全国各地的分 布并不均匀，需要通过高效的能源运输技术实现 2.0 版本的“西电东送”。总而言之，未来 可再生能源发电重点需要突破储能和能源运输技术。 储能技术能够抑制间歇性可再生能源输出功率的波动，解决新能源在极端天气下无 法灵活供电的问题，提高供电质量、维护电网稳定。现有的储能方式主要有物理储能、 电磁储能、电化学储能三大类，其中物理储能技术成熟度最高，电化学储能在光伏发电 领域应用最广。目前抽水储能规模最大，但由于对地理环境要求过高，必须毗邻水资源， 发展前景弱于以锂电池为代表的电化学储能。电化学储能的主要代表是技术已相对成熟的锂电池和铅蓄电池，分布式光伏多采用铅酸电池，集中式光伏多采用锂电池。由于铅 蓄电池对环境危害较大，锂电池或将成为解决可再生能源间歇性特征的重要方式，而液 流电池持续放电时间长，也将吸引更多的研发投入。此外，电磁储能技术尚处于研发初 期，未来石墨烯超级电容器、超导电磁储能技术可能给能源行业带来巨大变革，除了应 用在可再生能源发电上，还可能推广到新能源交通工具方面。空间错配问题，即光照资源丰富的西北地区与用电需求强劲的中东部地区之间的供 需错配问题。一方面，我们可以通过建设高效的能源运输网络（特高压）实现 2.0 版本的 “西电东送”；另一方面，我们可以通过分布式光伏充分利用“头顶的太阳”，实现一定程 度上的能源“自给自足”，未来分布式光伏应用布局或将超越集中式光伏，近年来国家政 策已逐渐向分布式光伏倾斜。2.1.3. IGBT 技术助力新能源发电IGBT 也是新能源发电领域的重要技术方向，可以降低发电、运电及电力设备运行中 的电力损耗，起到节能的效果，是缓解碳排放的有效手段。 风力发电、光伏发电等新能源发电都需要 IGBT 器件制造的整流器和逆变器。但是 我国 IGBT 技术尚不成熟，特别是高端器件与发达国家差距大，IGBT 芯片设计制造、模 块封装、失效分析、测试等核心技术被发达国家企业握住命脉。加上该技术对设备专业 化程度要求高，目前市场供需缺口较大。2.2. 工业部门工业部门是我国能源最终消费的主要部门，工业部门深度脱碳是实现碳中和的重中 之重。IEA 数据显示，2018 年我国工业过程直接碳排放和因工业部门使用电力间接排放 的二氧化碳占比高达 58.6%，其中钢铁、水泥、电解铝、化工等高能耗行业贡献较多。 钢铁行业方面，要大力发展短流程电炉炼钢、研发绿氢炼钢流程，并利用碳捕捉技 术清除化石燃料产生的碳排放。水泥生产方面，一方面需要燃料端实现零碳排放，比如 利用绿氢、生物质燃料等替代传统石化燃料，另一方面积极探寻水泥原料石灰石的替代 品，彻底解决石灰石煅烧过程中的碳排放；化工行业方面，应大力发展氢化工，实现对化 石能源的替代，另外积极探索生物基高分子材料以替代化纤、塑料、橡胶等石化基材料。2.2.1. 钢铁行业短炼钢促进生产减碳，绿氢炼钢实现深度脱碳钢铁行业实现碳中和，首先要从生产方式入手，通过短炼钢替代长炼钢，提高电气 化程度和废钢利用率；其次要从能量来源入手，以绿氢替代化石燃料，将重点放在降低 制氢成本、提高存储及运氢技术的安全性上，实现深度脱碳。此外，还可以利用碳捕捉技 术清除化石燃料产生的碳排放。生产方式方面，钢铁行业推动长流程钢厂转型短流程。相对而言，短流程电气化程 度比长流程高，吨钢能耗更低，二氧化碳排放量更低，但由于废钢成本和冶炼电耗成本 较高，普及率较低，根据国际钢铁协会数据显示，2019 年全球电炉法粗钢产量占比为 27.9%，而中国的电炉法粗钢产量占比仅为 10.4%。能量来源方面，以“绿氢”替代化石燃料作还原剂，可以实现钢铁行业深度脱碳。 无论是长流程还是短流程生产，都需要使用煤炭、天然气等化石燃料作还原剂，导致生 产过程排放大量二氧化碳。由于氢能具有燃烧性能好、燃烧损耗小、无毒无污染的优点， 以绿氢作还原剂可以实现高效、清洁炼钢。工业制氢分为灰氢、蓝氢、绿氢三种。目前 95%以上的氢能来自于化工制氢，因为 制氢过程会产生二氧化碳，被称之为“灰氢”，生产方式包括化石能源制氢、工业副产氢； 化工制氢的过程中结合 CCUS 技术以实现碳中和的氢气被称之“蓝氢”；由可再生能源电 解而来的氢气完全不产生碳排放，被称之为“绿氢”，生产方式包括电解水制氢、光解水 制氢和生物质能制氢等。具体而言，化石能源制氢产量大、成本低，技术最为成熟，但是 碳排放高；电解水制氢较为环保，但是制氢成本过高，还处于技术突破期，无法实现规模 化，未来发展方向主要包括质子交换膜电解槽（PEM）膜电极材料创新、固态氧化物电 解槽（SOEC）等新技术路线突破；光解水制氢、生物质能制氢零碳排放，但是尚在技术 研发阶段。短期中国仍以通过煤制氢配合 CCUS 技术制造“蓝氢”为主，将工业副产氢 将作为制氢过渡性方法，长期将实现利用可再生能源电解水制氢。2.2.2. 水泥行业积极替代传统化石燃料和石灰石熟料水泥行业碳排放主要来源于两个方面，一是水泥生产过程中所需的高温由燃烧化石 燃料提供，二是煅烧石灰石的化学过程直接排放二氧化碳，这两者分别占碳排放总量的 40%和 60%。因此水泥实现碳中和，一方面要从燃料端入手，以氢能、生物质燃料替代传 统化石燃料，减少供热过程碳排放；另一方面要从原料端入手，寻找水泥原料石灰石的 替代品，实现水泥行业深度减排。 燃料端方面，绿氢、生物质燃料具有零碳排放特点，能够有效降低水泥生产过程中 的碳排放。原料端方面，用非石化基材料替代石灰石原材料有利于实现深度脱碳。水泥 生产过程分为熟料生产和水泥生产两个阶段，其中熟料生产中使用石灰石作为原材料， 其分解、燃烧产生大量二氧化碳。现阶段多使用工业固废作为熟料替代品，降低熟料与 水泥的比例，如电石渣、石粉、镁渣、钢渣、硅钙渣、高炉矿渣、砖渣等。但是未来只有 用非石化基材料完全替代石灰石原材料，才能真正实现深度脱碳。2.2.3. 化工品行业大力发展氢化工，探索生物基高分子材料化工行业对石油、天然气等化石能源依赖性强，生产过程产生大量二氧化碳。实现 碳中和，一方面要积极推动氢化工，实现燃料端脱碳；另一方面要推动生物基高分子材 料替代石化基材料，实现原料端脱碳。 氢化工方面，与钢铁、水泥行业类似，氢化工有利于降低燃料燃烧碳排放。目前氢化 工技术尚在突破阶段，未来技术突破主要在氢气制造、储藏和运输领域。生物基高分子 材料方面，化工行业主要产品包括塑料、合成纤维和合成橡胶，塑料制品中的塑料瓶原 料是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），若用生物基高分子材料（淀粉基生物塑料、聚乳酸 （PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA））进行可降解替代，对实现碳中和有利。类似的，化纤原 料尼龙的原料聚酰胺（PA）也可用生物基 PA56、PA6 替代。使用生物基高分子材料替代 传统化石燃料应用广泛、前景广阔，目前生物基高分子材料技术尚在探索阶段。2.3. 交运部门交运部门碳排放占比不断增加，需要加强化石能源替代速率。一方面，短途交运应 推进电动化进程，利用新能源电池作为供能来源，从而实现脱碳。这需要进一步提升新 能源电池的能量密度和充电速度，并推广光伏充电桩一体化的新型建筑配电系统。另一 方面，考虑到电池续航能力有限，航空、船舶、铁路等长途交运应尝试使用氢能、生物质 燃料、液态氨等燃料替代传统化石燃料。这需要推进配套的基础设施建设，以降低“绿色 溢价”，实现新燃料的经济性。此外，利用并发展大数据技术，构建智慧城市交通体系， 能够提高能源使用效率，从宏观层面实现碳减排。2.3.1. 短途交运全面电动化随着新能源汽车技术的不断成熟，电动化是公路交通最具发展前景的脱碳方式，并 有望扩大使用场景，实现城市交通、城际铁路等短途交运的全面电动化。这需要进一步 提升新能源电池的能量密度和充电速度，并推广光伏充电桩一体化的新型建筑配电系统。 新能源汽车电动化的核心技术在于电池、电机和电控。电池方面，中国动力电池规 模和产量均居世界首位，目前基本掌握主流锂电池等核心技术，以宁德时代、比亚迪为 代表。电机方面，中国企业已形成规模经济，目前主流电机包括永磁同步电机和交流异 步电机。电控方面，受益于国家政策扶持，中国企业基本实现自产自用，比亚迪、中车在 IGBT 芯片领域技术领先，但是市场渗透率不及国外品牌。其中，动力电池是新能源汽车的“起搏器”，电池技术突破将降低产业链成本，推动 短途交运电动化。动力电池主要包括镍氢电池、锂离子蓄电池和铅酸电池，铅酸电池对 环境有害，后期可能被逐渐淘汰，镍氢电池在混动车型种应用较多，锂离子电池是新能 源汽车动力电池主流。具体而言，锂离子蓄电池中，钴酸锂、三元材料由于能量密度高、 续航能力强，故而受到特斯拉青睐，但安全性较低，而我国新能源汽车多采用锰酸锂、磷 酸铁锂等安全性高的材料作为动力电池原料。锰酸锂作为主流动力电池，综合性能最强， 未来有望被重点研究推广。随着汽车电力存储系统升级，太阳能、风能等清洁能源或将 用于发电，中国向实现碳中和又迈进一步。 此外，光伏充电桩一体化的新型建筑配电系统，可满足新能源电池的充电需求，从 而布局新型充电模式，支持城市、城际电动化短途交运的持续稳定运作。配套设施的广 泛建设也有利于进一步降低电动化的成本，实现清洁性和经济性的共生。2.3.2. 长途交运新燃料替代由于电池续航能力有限、充电间隔时间长等问题，长途交运电动化实现难度较大， 因此可以尝试发展替代燃料，如用氢能、生物质、液态氨等燃料替代传统化石燃料。这一 方面需要在新燃料的清洁制备和稳定储存方面实现技术突破，另一方面还需要推进配套 的基础设施建设，实现新燃料的经济性和持续性。氢能燃料有望在长途或重型运输行业大放异彩。根据 FCH 欧洲氢能路线图，氢能在 重型卡车、电车和铁路、公交车和长途客车、飞机、轮船领域潜力巨大。氢能具有轻便易 携、能量密度高、加气时间短的优点，对于长途或重型运输十分有利。虽然氢气易泄露， 但在行驶状态和开阔地带下，氢气密度小、易扩散，反而很难引起爆炸，安全性明显高于 汽油、甲烷。目前中国氢燃料电池交通车已投产使用，未来绿色氢气可能成为飞机、火车 等交通工具的主要燃料。除了氢气之外，液态氨、生物质燃料技术也有进步空间。2.3.3. 大数据提升交运能效交运部门除了在能源端实现脱碳，还可以利用大数据技术，提高能源使用效率，从 宏观层面实现碳减排。一方面，利用大数据构建智慧城市交通体系，全面掌握城市交通 状况，助力城市交通基础设施建设，优化出行安排。另一方面，利用大数据技术，发展自 动驾驶、智能车联网等技术，推动电动交运工具的人性化服务体验，从而提高电动交运 工具的市场渗透率，从市场需求端为电动化助力。2.4. 建筑部门建筑部门是碳排放最高的终端消费来源，包括住户供暖制冷的直接排放、建筑施工 环节的直接排放以及建材生产过程中的间接排放。实现建筑部门的碳中和必须多方举措、 同时进行：其一，供暖设备脱碳，使用热泵技术或积极探索生物质能、地热能等供暖技 术；其二，建筑施工环节使用装配式建筑降低碳排放；其三，借助工业脱碳技术或绿色材 料的替代实现零碳建造。2.4.1. 因地制宜实施采暖脱碳一方面，热泵技术具有巨大的节能潜力，是实现建筑采暖用能电气化的主要手段。热泵系统能使低温位热能向高温位热能转移，目前已经广泛应用于空调、供暖、制 冷、烘干、热水等领域。以热源形式划分，热源系统主要包括空气源热泵、地源热泵、 水源热泵等。以地源热泵为例，热泵机组能在冬季从大地吸收热量，夏季放出热量，无 污染地向建筑物供冷供热，且运行和维护费用低，可广泛应用于各类建筑物。 另一方面，推进可再生能源供热的广泛应用，能对减排脱碳形成积极补充。目前可 再生能源供热相关的关键技术主要为高温型热泵可靠运行、井下高效换热、中深层地热 能“取热不取水”开发利用技术、中深层地下热水采灌均衡、地热尾水回灌和水处理技 术。未来相关政策将进一步推动技术进步，提高经济性以实现存量替代。2.4.2. 装配式建筑减少建筑施工环节碳排放碳中和背景下装配式建筑拥有广泛的技术优势和政策支持，未来有望成为建筑行业 减排中和的技术路线。装配式建筑是指使用预制的构件和配件建造的建筑。与传统的现 浇住宅相比，装配式建筑可在建造、装修、使用等全寿命周期内的各个环节实现减碳。2.4.3. 借助绿色材料实现零碳建造建筑材料是建筑部门碳排放的主要来源，钢材、水泥、铝材等建材的生产均有高排 放、高耗能特点。因此，实现零碳建造必须大规模应用新一代绿色材料，除了上文提到的 绿氢炼钢和低碳水泥技术之外，还包括环保型木质复合、金属复合、优质化学建材及新 型建筑陶瓷等绿色建材。另外，建材行业消纳废弃物能力较强，应进一步提升工业副产 品在建筑材料领域的循环利用率和利废技术水平。3. CCUS 是未来碳中和重要的创新领域3.1. CCUS 是什么？CCUS 全称是 Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS)，即碳捕捉、应用与储 存。顾名思义，CCUS 是在碳中和领域一套重要的技术组合，包括如何从发电厂、使用化 石能源的工业设备甚至空气中捕获以二氧化碳为代表的含碳废气，而后对其进行循环利 用或者选择安全的方式对捕获的碳进行永久储存（储存方式比如注入地壳深层）。此外， 如何对碳气体进行压缩和运输也是该技术组合中的关键。 当前对 CCUS 的投资显著不足，每年的投资额在全球清洁能源技术投资中占比不到 0.5%。伴随技术的进步，全球范围内对 CCUS 的投资热情正在逐渐增加，自 2017 年以来 全年范围内宣布了超过 30 个 CCUS 基础设施的建设计划，主要分布在美国和欧洲，在澳 大利亚、中国、韩国、中东和新西兰也有类似的项目计划，总投资规模接近 270 亿美元。 上述计划的投资方向涵盖发电、水泥、氢气等设施领域，全部投产后预计可以将全球范 围内的碳捕捉规模在当前每年 4000 万吨的规模上实现翻一番。3.2. CCUS 在哪些领域有应用？CCUS 具体可以通过以下几种渠道促进碳中和：一是解决现有能源设施的碳排放问题。可以通过 CCUS 对现有的发电厂和工厂进行 改造并减少其碳排放。根据 IEA 估算，全球当前的能源设备在它们的剩余生命周期内还 能排放 6000 亿吨二氧化碳（相当于当前每年碳排放量的 20 倍）。典型部门如煤炭，2019 年全球 1/3 的碳排放来自于煤炭排放，其中 60%的设备在 2050 年仍将处于运营状态且多 数设备位于我国（我国煤炭设备的平均剩余寿命约为 13 年）。对于这类部门，积极运用 CCUS 是实现节能减排为数不多的技术解决方案。二是重工业占全球二氧化碳排放量的 20%，而 CCUS 是攻克工业领域碳减排的核心 技术手段。CCUS 当前主要应用于天然气以及化肥生产领域，原因是这些领域当前可以 以较低的成本捕获碳气体。在其他重工业生产领域，CCUS 已经是最具性价比的减排手 段，但当前使用深度仍然显著不足，例如 CCUS 是水泥生产领域深度减排的唯一技术解 决方案，也是目前实际应用中减少钢铁和化工领域排放最具性价比的技术手段。三是在二氧化碳和氢气的合成燃料领域有重要应用，根据国际能源署的可持续发展 设想，CCUS 是生产低碳氢气的两种主要方法之一；到 2070 年，可持续发展情景下全球 的氢气使用量将增加 7 倍，达到 5.2 亿吨。其中 60%将源自水电解，40%将源自于配备了 CCUS 设备的化石燃料生产设备。如果全球在 2050 年实现碳中和，则 CCUS 的投资规模 至少需要在当前的规划基础上增加 50%。 四是从空气中捕获二氧化碳，根据国际能源署的中性预测，当全球实现碳中和后， 以交通和工业为主的部门仍将产生 29 亿吨的碳排放，这部分排放必须依靠从空气或生物 能源中捕获二氧化碳并进行储存处理的方式才能抵消。当前已经有小部分设备处于运行 状态，弊端在于成本过高需要通过技术进步的方式改善。3.3. 未来 CCUS 技术如何创新？未来在 CCUS 中的技术创新预计将围绕捕获、运输、存储和应用四大核心领域开展。 一是捕获方面，当前碳捕获的主要技术有化学吸收和物理隔离。化学吸收分两个环 节，首先使用可以吸收二氧化碳的化学溶剂捕获含二氧化碳等多种化学物质的气体，此 后在溶剂中分离出纯净的二氧化碳。这一技术目前在全球范围的多个 CCUS 设施中广泛 应用，主要应用于发电厂和工业设施。物理隔离则是利用活性炭、氧化铝、金属氧化物或 沸石等物质吸收含二氧化碳的气体，而后通过温度或压力调节释放纯净的二氧化碳，该 技术主要应用于天然气厂。此外，还有膜分离、钙循环、化学循环等技术正在探索之中，未来可能成为重要的创 新方向。膜分离技术的基础是选择性捕获二氧化碳气体的化合物装置，可以高效的捕获 和分离二氧化碳气体，目前美国国家碳捕获中心、天然气技术协会、能源部能源技术实 验室正在加速研发多种膜分离技术。钙循环也是一种新型碳捕获技术，使用生石灰（CaO） 作为吸附剂来捕获二氧化碳并形成碳酸钙（CaCO3），随后碳酸钙进行分解产生生石灰和 纯净的二氧化碳，前者可以进行循环利用，这一技术在钢铁和水泥生产领域有较好的应 用前景。化学循环是使用金属氧化物对碳气体进行捕捉的技术，在煤炭、天然气和石油 等能源领域有广泛应用空间。碳捕获技术的最大难点在于根据二氧化碳浓度、操作压力、 温度、气体的流速以及设备成本选择合适的技术解决方案，伴随着捕获技术的不断创新， 未来碳捕获的能力和效率将进一步提升。二是运输方面，建立安全可靠的基础设施运输二氧化碳是 CCUS 的重要基础。当前 最主要的运输手段是管道，其次是船舶（采用液化的方式运输）；当前北美已经有了总长 超过 8000 公里的二氧化碳运输管网。这一领域的创新方向主要是对现有的油气运输管道 进行评估和改造再利用，改造成本往往比新建管道的成本更低。根据 IEA 估算，改造现 有管道所需的投资估计为新建管道成本的 1-10%。这一领域的技术难点在于如何增加老 管道的抗压能力。石油或天然气运输要求的压强较低，二氧化碳运输要求的压强较高， 需要通过进一步创新解决这一技术难点。三是碳利用方面的技术创新。全球当前每年二氧化碳消费量约 2.3 亿吨，最大的消费 行业是化肥生产业，每年二氧化碳消费量约 1.3 亿吨；其次是石油和天然气行业，为提高 石油采收率每年消费二氧化碳约 7000-8000 万吨。未来应通过技术创新开辟更多二氧化 碳的利用途径。第一个创新方向是进一步完善将碳和氢气一起用于生产碳氢合成燃料的 技术，目前正在运行的最大工厂是位于冰岛的乔治奥拉工厂，该工厂每年利用可再生电 力产生的氢气将大约 5600 吨二氧化碳转化为甲醇；第二个创新方向是将二氧化碳作为化 石燃料的替代品用于工业品生产（部分化学品需要融入碳元素以增强其结构的稳定性）， 目前已有一家德国公司 Covestro 对该技术进行初步运用，该公司每年可以生产约 5000 吨 的聚合物，二氧化碳在生产过程中替代了 20%的化石燃料。第三个创新方向是将二氧化 碳用于建筑材料生产，例如二氧化碳可以在混凝土中替代水的作用，这一技术被称为“二 氧化碳养护”，二氧化碳可以与矿物质反应生成碳酸盐并加固混凝土。与传统建筑材料相 比，一些加入二氧化碳的建筑材料具有更为优越的性能。典型案例如两家北美公司 CarbonCure 和 Solida 在二氧化碳固化技术研究领域处于领先状态，预计 2021 年将有 5-6 座工厂正式投产。上述技术尚未成熟，大多尚未展开大规模应用，伴随技术的持续创新 将产生更广泛的应用空间。四是碳储存方面的技术创新。当前主要的碳储存方式是将捕获的二氧化碳注入地下 深处，当前适合储存二氧化碳的深度为含盐地层以及油气地层。为了适应不同地理位置 的储存需要，未来可以通过技术创新进一步开拓更多的碳储存地点，例如玄武岩层和盐 碱含水层具备储存碳的条件，当前的技术研发正在积极探索其碳储存的可能性，当前的 研究认为北美、非洲、俄罗斯以及澳大利亚都有较强的碳储存潜力。除了陆地储存外，海 洋也有较大的潜在存储空间。根据当前的研究现状，如何因地制宜开发合适的碳储存场 所，如何防止二氧化碳泄露回到大气层或污染地下水，如何合理控制碳储存的成本都是 碳储存的研究难点。根据 IEA 分析，碳储存场所的开发可能成为未来推进 CCUS 和碳中 和的重要制约因素。4. 碳中和技术创新将广泛应用于生产生活从碳排放大户的分类来看，电力部门和工业部门的技术更新对生产场景影响较大， 交运部门和建筑部门对于生活场景影响较大。在紧凑的“碳中和”时间表安排下，在生产 生活领域进行深度碳中和技术应用将是大势所趋。生产领域将形成“电力生产低碳化+能源消费电气化”特征，即发电过程中尽量不产 生二氧化碳，其他工业生产能用电尽量用电。发电方面，光伏、风能发电技术已日臻成 熟，伴随储能、特高压、IGBT 等技术不断创新，未来“风光”将成为主力能源。工业方 面，伴随清洁电能的成本逐渐降低和碳权价格不断上升，生产中所需要的高温环境将由 可再生能源提供，生产过程中的化学方程式等号右边出现温室气体的比重也将逐渐降低， 炼钢行业“绿氢+电炉”、水泥行业“清洁供热+熟料替代”、化工行业“氢化工+新材料” 将逐渐成为主流。除此之外，生活的部分领域也可能涉及碳中和技术。交运方面，乘用车将逐渐由汽 油车向新能源汽车转化，包括电动车、氢能源车等，这一转变已经逐渐发生。建筑部门方 面，主要是住户供暖制冷产生的直接碳气体排放，这一领域可能通过 CCUS 技术体系中 碳捕获技术的发展实现。当前物理吸附技术仍处在持续创新状态，未来技术发展可能使 得物理吸附设备的迷你化、家用化成为可能，以活性炭、金属氧化物等物质为基础，发展 出小型物理吸附设备用于家用供暖与制冷设备，吸收含二氧化碳的气体，从而减少家庭 碳排放。在这一过程中可能需要解决两项技术难点：一方面是需要研究使用对人体无害 的碳吸附物质以及相关设备；另一方面是需要对家用设备管道进行改造，通过温度或压 力调节释放纯净的二氧化碳并循环使用碳吸附物质，同时对捕获的碳气体进行传输和集 中处理。详见报告原文。（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：【未来智库官网】。

财联社（厦门，记者 李子健）讯，4月2日盘后，元力股份（300174.SZ）披露2020年业绩报告，因公司活性炭、硅酸钠业务发展势头良好，且经营业绩不再受游戏资产的“干扰”，去年公司实现归母净利润同比增长135%。公司并预计，2021年，计划销售各类活性炭11万吨、水玻璃(固体)（笔者注：硅酸钠其水溶液俗称水玻璃）23万吨，新增产能后产能利用率可达约90%。在此基础上，公司亦明确提出，“今年将重点提升超级电容活性炭销量，以促进业绩持续增长”。活性炭行情好转驱动业绩增长年报显示，2020年，元力股份实现营收11.36亿元，同比减少11.36%。财联社记者注意到，公司营收及归母净利润增长趋势不一致的原因在于，2019年，出售游戏资产及实施股权激励对公司净利润的影响比较大。若扣除上述影响，公司营收及归母净利润可比口径分别为同比增长14%、30%。元力股份主要业务包括活性炭及硅酸钠。其中，活性炭销售收入占公司总营收的76%。具体来看，活性炭及硅酸钠营收同比增长分别为11.97%及22.28%，尽管两大产品全年平均售价均出现下滑，但毛利率不降反升，均提高2%以上。在此基础上，元力股份上述两大产品在报告期内均实现满产。当前，其活性炭、硅酸钠的设计产能分别为10万吨/年 、18万吨/年，尚有在建产能1.15万吨/年、8 万吨/年。值得注意的是，木质活性炭行业经历了自2012年来的大规模强制洗牌后，市场环境逐步转暖。加之2017年以来，国家环保政策日趋严格，活性炭行业一批不符合环保要求的中小型工厂被迫关停，活性炭头部公司的经验状况持续改善。 同业公司新日恒力（600165.SH）在2020年业绩预告中亦提及，公司实现扭亏为盈的原因之一为柱状活性炭产量上升、成本下降， 产品毛利较上年同期有所增长。押注超级电容炭业务在活性炭市场持续向好的同时，超级电容炭也将成为元力股份今年的发力点。元力股份在2020年年报中表示，公司现已建成150吨超级电容炭生产线，第二条150吨超级电容炭生产线主体完工，正在调试。公司亦提出，今年将重点提升超级电容活性炭销量。超级电容炭作为超级电容器的电极，与电解液同为超级电容器的关键材料，两者决定了超级电容器的主要性能指标。其中，电极材料决定了超级电容存储能量的能力，而碳材料是目前使用最广泛的超级电容器电极材料。头豹研究院指出，未来5年，随着电网、轨道交通、消费电子等下游应用领域对超级电容应用的增长，中国的超级电容器市场将继续保持高速增长态势，预计到 2022 年中国超级电容器市场规模有望达到 181.3 亿元。

活性炭具有巨大的比表面积、较高的孔隙率和良好的物理化学性能，其内部孔结构发达，对分子的吸附能力很强，是水处理领域中应用最多的吸附剂。活性炭常用于处理生活污水、有机废水以及水的深度净化，在溶剂回收、食品饮料提纯、空气净化、环保、医药、化工、黄金提炼、半导体、原子能、生物工程、纳米材料、高效催化剂等领域也有着广泛的应用。但经吸附或脱色后的废活性炭使用成本较高，废弃饱和活性炭造成资源浪费及二次污染等问题，极大限制了活性炭的应用范围。因此，活性炭再生具有重要的环境效益和经济效益。本文主要对近年来活性炭的再生方法进行介绍，比较各个方法的优缺点。通过梳理活性炭再生的发展状况，提出目前活性炭再生技术存在的问题以及今后的发展趋势，并对活性炭再生的进一步研究提出建议。1 活性炭再生原理 活性炭的再生，就是运用物理、化学或生物化学等方法，在不破坏活性炭原有结构的前提下，将饱和吸附各种污染物的活性炭恢复其吸附性能，以达到能够重新用于吸附过程的目的。一般采取以下办法破坏其吸附平衡的状态：改变吸附质的化学性质；用对吸附质亲和力强的溶剂萃取；用对活性炭亲和力比吸附质大的物质把吸附质置换出来，然后再使置换物质脱附；使吸附物分解或氧化；降低溶剂中溶质浓度或压力；用外部加热、升高温度来改变平衡条件等，以实现活性炭的再生。 2 活性炭的再生方法 2.1热再生法 热再生法是我国发展历史最长、应用最广泛的一种传统的再生方法。热再生法是在高温条件下，将吸附饱和的活性炭中的吸附质进行解吸，使活性炭原来被堵塞的孔隙打开，从而恢复其吸附性能。 活性炭热再生一般分为干燥、热解、活化三个阶段。加热再生能够分解多种吸附质，显示出良好的通用性能，而且再生彻底，没有再生废液产生。但每再生一次，活性炭损失较大且能耗较高。 2.2生物再生法 生物再生法是利用在活性炭上繁殖的微生物来降解活性炭表面的吸附质，氧化分解生成二氧化碳和水，从而实现活性炭再生。这种利用微生物对吸附质的降解作用实现活性炭脱附再生的方法，具有操作简单、成本低、减少再生化学试剂的使用、降低能耗等特点，具有其他再生方法不可替代的优势。生物再生工艺包括非原位生物再生、原位生物再生（包括生物活性炭处理和固定床反应器生物再生工艺）。非原位生物再生是指将饱和吸附的活性炭加入到再生菌液中，进行活性炭的解吸再生。当微生物存在时，从活性炭上解吸进入液相主体中的物质不断地被微生物的代谢过程所消耗，从而使被处理物质不断地从活性炭转移到液相主体中。近年来有许多研究者将活性炭表面作为微生物繁衍的场所，在活性炭吸附水中有机物的同时，微生物也发挥着生物降解作用。这种具有协同作用的水处理技术和相对简单的活性炭吸附作用相结合，可使活性炭使用周期延长。 2.3湿式氧化再生法 湿式氧化再生法是在高温高压的环境下，以空气或者纯氧为氧化剂，把处于液相状态下的活性炭上吸附的有机物氧化分解为小分子，从而恢复其吸附性能。若在湿式氧化法的体系中加入适当催化剂，则可大幅降低活性炭上有机吸附质的分解温度，从而有效地实现低温再生，减少能耗。合适的催化剂在活性炭再生过程中起着重要作用。利用永磁旋转搅拌高压釜装置，设定氧气分压为0.10MPa，设定再生温度分别为150℃、200℃和250℃，再生时间分别为 0.5h 和 1h，共6组实验，通过对新PAC与6个再生PAC进行等温吸附实验，并计算出各再生条件下的PAC再生率，得出湿式氧化再生的最佳工艺条件为200℃、1h的工艺组合，以有机物指标DOC、COD、UV254 表征的PAC再生率分别为80.5%、83.9%、87.7%。 2.4化学药剂再生法 化学药剂再生法可分为无机药剂再生和有机溶剂萃取再生。无机药剂再生就是使用无机酸或碱改变溶液的酸碱值进行脱附，操作过程中不需另增再生设备，投资相对较少，工艺简单。但再生后的活性炭只能恢复到一定程度，很难完全再生。溶剂萃取再生就是使用溶剂将被吸附的有机物从活性炭上萃取下来，从而恢复吸附能力。该法可回收有用的吸附质，只是再生效率不高，易导致微孔堵塞。 2.5微波辐射再生法 微波是介于红外和无线电波之间的电磁波谱，其频率在0.3~300GHz( 波长 1mm~1m)，用于加热技术的微波频率固定在2450MHz或900MHz。微波辐射再生活性炭是指在高温条件下，使有机物脱附、炭化、活化，进而恢复其吸附性能的一种新兴方法。 微波加热不同于传统的加热方法，具有受热均匀快速、可局部施加能量等优点，从而可以大幅度提高处理效率，降低能耗。通过三因素四水平的正交实验，探讨了活性炭的再生效果与微波辐照的功率、时间以及活性炭吸附量等因素的关系。结果证明，微波功率低，辐照时间短，碘值变化不明显；微波功率大，辐照时间长，活性炭存在烧损现象。 通过比较真空加热再生、加热再生和微波真空加热再生3种不同工艺下的活性炭吸附解吸实验，以吸附容量和再生率为指标，对3种再生方法进行表征。得出结论：3种工艺均对活性炭结构有所破坏，但微波真空再生后，其活性炭的净吸附容量最大，明显优于真空加热再生和加热再生后的活性炭。采用微波辅助溶剂技术，以苯胺作吸附质，比较新鲜活性炭和再生活性炭的吸附性能。研究发现，微波功率、辐照时间、脱附剂的性质是影响活性炭再生效果的主要因素，并得出微波功率700W，辐射时间120s，脱附剂pH在7.5~8.0，使用质量分数为30%的乙醇溶液，再生效果最好。利用活性吸附-微波再生技术3次循环处理了经s-Fe0或s-Fe0-Cu双金属还原降解后的染料废水，实验发现TOC的去除率大大提高，最终去除率高达80%以上，生物毒性显著下降，光抑制率也降到20%以下，能够达到安全排放的标准。 2.6超声波再生法 超声波作用产生能量很高的“空化泡”，“空化泡”在溶液中增大，继而破裂成小气泡，产生的高压冲击波作用于吸附剂表面，可使吸附质脱附。通过实验发现，超声波再生用来处理焦化废水中吸附饱和的粉末活性炭是可行的。以自来水为再生液，最佳的再生工艺条件为：超声波频率22kHz，超声功率200W，活性炭与再生液质量比为1∶15，pH=7，超声作用20min，活性炭再生效率高达69.39%左右。采用超声发生器作为再生设备，分别从超声作用时间、超声再生时再生液温度、超声再生时再生液的种类等几个方面，对超声波再生吸附苯酚饱和活性炭的效果进行了实验研究，最终确定了超声再生的最佳时间为20min，温度为30℃，超声再生液为0.25mol·L-1的氢氧化钠溶液时，再生效率显著提高。 2.7电化学再生法 电化学再生法主要用于颗粒活性炭的再生。它是将失效的活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中加直流电场，使活性炭在电场作用下极化，形成微电解槽。一部分因电泳力作用发生脱附而使活性炭再生，一部分依靠电解产物氧化分解吸附物或与之生成絮状物。使用粒径0.9~2.0mm的煤质活性炭吸附苯酚模拟废水至饱和，用平板式电解反应器再生饱和活性炭，探讨了影响活性炭再生效率的主要因素。结果表明，再生时间对再生效果影响最大，电解质浓度次之，电流密度影响最小。并得到再生的最佳工艺条件为：再生时间5h，辅助电解质NaCl为2.00g·L-1，电流密度为3mA·cm-2，活性炭再生效率为80.29%。 2.8超临界流体再生法 物质的温度和压力高于其临界温度和临界压力时，称为超临界流体。由于超临界流体具有密度大、表面张力小、溶解度大、扩散性能好等特点，这种方法逐渐受到研究者的关注。目前常用的超临界流体为二氧化碳，已有研究发现其对活性炭的再生效果比较理想，且经多次循环再生，仍有较高的吸附性能。但其应用的广泛性难以证明，研究的理论基础不够深入，缺乏基础数据，仅限于实验研究，未应用于中试和工业规模研究。 2.9光催化再生法 光催化再生法是指在一定波长范围的光的作用下，光催化剂产生具有强氧化能力的活性物质，通过光化学反应使吸附在活性炭上的有机物被氧化分解为二氧化碳、水以及其他无机物，从而恢复活性炭的吸附性能。通过自制的气相光催化反应装置，利用气相色谱对甲苯的去除效率进行测定，评价其光催化活性和再生效果。实验发现，在紫外光的催化作用下，I-TiO2/AC 能够实现吸附饱和活性炭的原位再生。I-TiO2/AC经过250W汞灯光照射4h后再生率可达到 68.98%，气相甲苯的去除效率可达85.2%。反复再生3次，再生率几乎不变化。 2.10其他再生方法 除了以上几种再生方法外，离子交换再生、红外加热再生、相转移再生、高频脉冲再生、弧放电加热再生、原位蒸气再生法、浮选再生法、双极性颗粒床电极法、活性炭强制放电再生法、DBD等离子体再生法、Fenton再生法均在实际中有所应用，但大多仍处于研究阶段，未应用于大规模生产中。3 活性炭再生方法的优缺点比较 表1对一些活性炭再生方法的优缺点进行了详细比较。 4 存在的问题 传统的活性炭再生方法存在着活性炭损失较大、再生后吸附能力明显下降、再生过程中会产生二次污染等问题。虽然新兴的活性炭再生方法不断发展，但在活性炭再生过程中仍有许多技术性难题需要广大研究者去攻关。由于活性炭吸附的杂质种类复杂，各种被吸附杂质性质迥异，导致活性炭再生技术的发展困难重重。此外，再生后的活性炭从再生系统分离仍有一定的难度，国内现有的分离技术并不能进行有效分离。尽管活性炭再生方法日益增加，但部分活性炭再生方法的再生效率并不高，再生速率缓慢，再生设备不够先进。有些活性炭再生方法节能增效，环保绿色，但目前对其再生机理的认识却不够深入透彻，导致活性炭再生过程的安全性无法保障。部分再生方法仅在实验室研究阶段，并不能进一步应用于大规模的生产实践。 5 解决方法及建议 根据活性炭再生方法及再生技术所存在的问题，相应的解决方向已经很明显。但如何进一步研究，找出突破口，仍需要我们不懈的努力与探索。目前用于水处理的活性炭多为粉末状或小颗粒状，这给分离带来了困难。实际应用中应当根据活性炭的种类和用途，以及被吸附物质的性质，选择最合理科学的再生方法。在对传统再生工艺进行不断改进的同时，还应该积极研究新的再生技术及分离技术，并尝试用多种方法对活性炭进行有效分离。同时，通过构造模型或假设演绎，对某些再生机理进行深入研究，促进更大规模的生产实践。随着活性炭的再生工艺得到不断改进，新兴的再生设备也会不断出现，高效处理装置会逐渐替代老旧设备，对提高再生效率起关键性作用。 除了改进活性炭的再生技术，活性炭的制备技术也是需要重点关注的。与日美等发达国家相比，我国的活性炭产品品种有限，未实现品种的专业化和多样化。我国活性炭企业应当向发达国家看齐，重视新技术和新产品的研发，促进国内活性炭企业更好更快发展。另外，我国在制造活性炭时使用的活化剂消耗较大，回收率低，更应当学习借鉴日本的氯化锌法活性炭生产技术和美国的磷酸法生产活性炭技术。此外，进行原料预处理、使用催化活化剂、使用模板、利用物理化学活化制得超性能活性炭等方法，都可以在一定程度上促进活性炭制备工艺的进步。 随着活性炭应用领域的不断扩大，利用废弃物（如农业废弃物、木质废弃物、废弃轮胎、城市污泥污水等）制备活性炭，研制具有复合机能的活性炭以及寻找廉价的粘接剂都具有极大的发展前景。预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响几种不同处理方法对活性炭表面化学性质的影响烟气脱硫活性炭微波再生特性的实验研究吸附气相甲醛活性炭的选型研究

VOCs有机废气是造成大气环境污染的重要因素之一，印刷防止、橡胶厂、石油化工等行业是有机废气排放的重要来源。根据山东环保部门的要求，坚要全力抓好夏秋季VOCs强化治理，实现VOCs排放量明显下降。利用VOCs活性炭吸附治理有机废气，对降低VOCs排放量有明显效果。但是有些企业为了应付检查没有定期检查活性炭是否吸附饱和以及更换新的活性炭，容易造成有机废气排放不达标，另外还有废VOCs活性炭合理处置的问题。随着环保部门要求越来越严格，使用VOCs治理专用活性炭的企业需要对活性炭的使用时间、填充量、更换频次、运行时长等做好详细记录以备检查，除此之外，活性炭吸附法需要配合其他光氧或喷淋等技术手段，利用组合工艺进行废气治理，否则也会视为不合格。环保是未来发展的大趋势，VOCs治理用活性炭的应用将会越来越广泛，因此要求活性炭生产厂家要不断升级工艺，制备碘值高、吸附率高的活性炭产品，为有机废气治理提供良好的吸附剂材料，共建绿色家园。

臭氧到底是什么，你真的了解它吗？相对于PM2.5，人们对臭氧的认识，或许仅仅停留在这个名词本身。但细心的人已经发现，前不久公布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，明确提出“加强细颗粒物和臭氧协同控制”的要求。2020年，臭氧关键前体物——挥发性有机物（VOCs）治理的市场规模已经达到741亿元，预计2025年将突破1300亿元，到2030年VOCs治理（含运营）市场规模将超过1700亿元。VOCs到底应该怎么治？目前行业发展情况如何？《每日经济新闻》记者进行了多方采访。值得一提的是，作为臭氧污染治理关键环节之一的吸附领域，树脂吸附正在快速替代传统的活性炭吸附。现状：多地臭氧污染天数已超PM2.5什么是臭氧污染？臭氧在日常生活中使用广泛，但当其浓度超过一定限值，就会造成光化学烟雾等污染。日常所说的臭氧污染其实是指光化学烟雾。不同于其他环境污染，由于并不能清晰可见，臭氧污染也被称为“看不见的污染”。臭氧污染危害有多大？光化学烟雾会使人眼睛发红，咽喉疼痛，呼吸憋闷、头昏、头痛，也可能会使区域内的植物枯死或者农作物减产。国内外严重的光化学烟雾污染案例有哪些？1940年至1960年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾，致远离城市100公里以外、海拔2000米的高山上大片松林枯死、柑橘减产，红眼病患病人数剧增。国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登告诉《每日经济新闻》记者，上世纪70年代，兰州的西固石油化工区出现光化学烟雾，对森林、植被、农作物造成了负面影响。我国臭氧污染严重吗？生态环境部数据显示，2019年，全国337个地级及以上城市臭氧浓度同比上升6.5%，以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数41.8%，导致全国优良天数比率同比损失2.3个百分点。京津冀及周边地区、长三角地区以臭氧为首要污染物的超标天数占比已超过PM2.5。臭氧污染有哪些特点？彭应登分析，臭氧污染最严重的时段一般是夏季下午1点到3点，污染浓度分布最高的区域往往是城市下风向的郊区。比如北京夏季下午1点多，臭氧的高值在昌平。臭氧治理的关键在哪？氮氧化物和VOCs是形成臭氧污染的前体物，是夏季臭氧污染控制的主要对象。在臭氧形成机理上，我国绝大多数城市属于VOCs控制型。因此，臭氧治理的关键点集中在VOCs。彭应登建议，可以分阶段、分区域、分步骤解决臭氧污染问题，比如首先在南方全年臭氧污染严重的地区加大治理，然后再在主要是季节性污染的北方推开。近期，应明确全年臭氧治理的重点控制区还是在黄淮以南的温热城市。虽然我国臭氧污染还未达到严重的程度，但照此速度发展下去，如不加强治理，很有可能造成严重后果。政策：“十四五”开启臭氧治理大时代近年来，我国逐渐开始重视挥发性有机物的治理。2020年6月，生态环境部印发《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》，文件要求，通过攻坚行动，VOCs治理能力显著提升，VOCs排放量明显下降，夏季臭氧污染得到一定程度遏制，重点区域、苏皖鲁豫交界地区及其他臭氧污染防治任务重的地区城市6~9月优良天数平均同比增加11天左右。这是我国首部专门针对臭氧污染治理的攻坚方案。2020年11月发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，也首次在国家规划性文件中将臭氧放在和细颗粒物（PM2.5）同等重要的位置。当前我国臭氧污染防治情况如何？2020年11月，在中国环境新闻工作者协会举办的活动上，生态环境部执法局督察专员李天威介绍，2020年7月15日~9月22日，生态环境部开展了5轮次夏季臭氧污染防治监督帮扶工作，涉及京津冀及周边地区、汾渭平原、苏皖鲁豫交界地区、长三角、长江中游以及珠三角等区域82个城市。李天威介绍，夏季臭氧监督帮扶组共检查企业11.7万家，发现存在环境问题的企业3.3万家，占全部企业28%，累计发现各类VOCs问题10.5万个。一位参与帮扶工作的人士向《每日经济新闻》记者介绍，现在VOCs的整治和十年前PM2.5的整治非常像，几乎是一进企业就能找到一大把问题。这些问题涉及的环节很多，属于治理的起步阶段。该人士进一步解释，VOCs的整治主要涉及到五大行业——石化、化工、包装印刷、油品储运销和工业涂装。从帮扶情况看，前四个行业存在问题的比例均超过40%。“强化细颗粒物和臭氧协同控制，是‘十四五’大气污染治理的主线，协同控制的核心是补齐臭氧污染减排短板。”该人士说，加强VOCs整治，“十四五”必须发挥政策作用，没有政策创新，VOCs的整治步履维艰。该人士强调，下一步，应该充分发挥经济政策工具在VOCs治理中的作用，将VOCs纳入环境保护税征管范畴，实行差别化征税政策。扩大含VOCs产品消费税征收范围，同时加大财政资金治理支持力度。地方利用专项资金、扩大绿色信贷等方式支持企业污染防治工作。困境：在线监测与人工监测误差超50%“VOCs的治理比前一阶段氮氧化物和PM的治理要难，投入也远远大于治理二氧化硫、氮氧化物。”上述参与帮扶工作的人士说，二氧化硫、氮氧化物基本主体排放都是点源，或者点源占相当大的比例，但VOCs的排放源特别分散。记者了解到，VOCs涉及到的企业和门类非常多，有460多个行业门类，重点行业有90多个。每个行业的排放物成分、浓度等都不一样，即便是同一个行业，不同品种、不同工艺环节VOCs的排放差距也很大。需针对不同企业、工艺，设计不同的治理设备。目前没有哪种技术或设备可以适用于所有行业。这也导致VOCs治理的复杂性远远超过二氧化硫和氮氧化物。海湾环境科技（北京）股份有限公司项目技术部的一位负责人向《每日经济新闻》记者介绍，每一个主要行业都会有一些专门从事该行业VOCs治理的企业，不同行业VOCs治理存在一定的门槛。这也是目前没有一家治理企业的经营领域能覆盖所有行业的原因。值得注意的是，同一行业VOCs治理技术也千差万别。一位VOCs治理领域的专家告诉《每日经济新闻》记者，VOCs成分复杂决定了其治理复杂。以制药行业为例，药品品种多、中间产物复杂，测出来有100多种挥发性有机物，不同的VOCs要根据其性质和工况条件，决定采取哪种技术治理最合适。除了治理技术外，VOCs复杂性也给监测带来困扰。目前不同的监测技术、设备产生的监测结果差异较大。先河环保（300137，SZ）总裁陈荣强对《每日经济新闻》记者说，VOCs监测有一个绕不过去的话题，就是VOCs的复杂性。具体表现为成分复杂，常见的VOCs种类有上百种，常规设备无法一次性全部检到；VOCs的化学性质不稳定，极易发生变化，这为监测带来不少困难；目前VOCs检测涉及多种方法，不同方法主检的成分不同，可能对其他成分不敏感，这也导致结果存在一定差异。彭应登介绍，VOCs在线监测是国际上的难题，首先是目前的在线监测不准，误差太大，和人工监测相比误差甚至超过50%，这对日常的环境监管与执法依据是很大的考验。其次VOCs在线监测成本远远大于二氧化硫、氮氧化物、PM等污染物。“（VOCs）在线监测设备平均要30万~50万元一台，不同厂家价差很大，这让企业无所适从。”彭应登说到一件特别的事情，几年前，某发达城市的一区政府为鼓励辖区内企业上马VOCs在线监测设备出台了财政补贴，给每一台设备补贴几十万元，后来当地财政局发现补贴数额太大，最终放弃了补贴政策。另外，标准体系也是个问题。“VOCs的监测虽说是市场热点，但前期国家标准体系建设并不太完善，所以很多企业在布局时也不明确。”陈荣强说。乱象：销售员都能干VOCs治理随着政策引导、环保执法加严，越来越多的企业或资本看到了VOCs治理的市场前景，从而加快布局。“大家预期很大，进入行业的企业越来越多。现在市场处于无序竞争状态，只要有钱都能进得来。”福建俊杰新材料科技股份有限公司总经理吴文忠对《每日经济新闻》记者说。中华环保联合会VOCs污染防治专业委员会汽车维修工作组（汽环联环保管家）主任于波向《每日经济新闻》记者举例说，广州市广力机电设备工程有限公司原本是一家生产汽车喷烤漆房的设备公司，是行业中的头部企业。烤漆房的市场在2017~2018年基本饱和，于是该公司转型做汽车喷烤漆房的VOCs治理，在珠三角地区的环保设备覆盖量比较高，现在给烤漆房做VOCs治理成了它的主流业务。“行业内大部分生产汽车喷烤漆房的设备公司都转型成立环保企业。”于波说。此外，一位环保企业负责人对记者说，当前很多原本做污水处理、脱硫脱销等业务的环保企业也纷纷进入工业VOCs治理领域。更有甚者，许多以前做环保设备的销售人员都自己成立公司去干VOCs治理业务，大家都削尖了脑袋要进来。这必然会增强行业竞争，倒逼行业变革。对此，蓝晓科技（300487，SZ）技术部门负责人张战斌对《每日经济新闻》记者说，某些VOCs治理领域技术要求不一，小而散的治理企业较多，技术和产品水平良莠不齐。未来行业肯定会经过一轮激烈的竞争、淘汰，逐渐走向规范，包括行业标准、检测、治理设备、材料及技术等。最终，行业还是会回到技术竞争上，而不是简单的价格竞争，未来在VOCs治理上有核心技术的企业、规模化的优秀企业会脱颖而出并占据主流。张战斌认为，当前VOCs治理各种方法均能达到相应的处理要求，但每一种方法都有优缺点，迟早会有企业把这些方法进行整合。合肥工业大学教授徐从裕也给出了相同观点。他告诉《每日经济新闻》记者，其从事的等离子体废气治理研究已经在一些行业得到了较好的应用，目前正在加强相关技术研发，目标是将等离子体废气治理技术运用到所有行业的VOCs治理中，能够安全、高效地处理不同成分、浓度的VOCs。徐从裕强调，无论是什么技术路线，未来的竞争赛道只有一条——哪一种技术能够解决所有的VOCs问题，它就能快速占领市场。很多机构和企业已经朝着这个方向在努力。前景：将催生1700亿元大市场“前几年我们在VOCs上的销售额占比并不高，从2019年开始逐步提升，甚至能成倍增长。为此我们专门成立了一个技术研发组和两个销售组，以前蓝晓科技是没有为某一个行业成立两个组的先例的。”张战斌对《每日经济新闻》记者说。张战斌在谈到近几年VOCs治理市场的变化时说，2017年之前，推广VOCs治理的难度比较大，很多排放企业甚至连治理装置都没有。2017年开始，客户意识到必须上马VOCs治理设施。从2019年开始，客户的需求加速了，新建项目、主动升级改造等订单很多。“我们公司2020年上半年实际落地的项目数量是前一年的2~3倍。”不仅仅是做树脂吸附材料的西安蓝晓科技公司感受到了业务量的快速增加，生产组合蜂窝陶瓷产品的福建俊杰新材料公司同样感受到了旺盛的市场需求。公司产品主要运用于有机废气处置装置——蓄热式热氧化反应器（RTO）和催化氧化反应器（RCO），而这两类反应器是当前VOCs治理中使用较为广泛的设备。吴文忠介绍，该公司业务范围主要在京津冀、长三角、珠三角等区域，随着复工复产的持续推进，2020年下半年以来，订单量同比增加了百分之二三十。吴文忠说：“未来三五年之内，整个产业将处于快速上升期，大家会投入更多的资金去治理VOCs。我们将按照每年20%左右的订单增长规模规划企业发展。”中华环保联合会VOCs专委会向记者提供的数据显示，2018年中国VOCs治理行业市场规模为495亿元，2020年达到741亿元。按2020~2025年13%的复合增长率计算，2025年行业规模有望突破1300亿元。中华环保联合会VOCs专委会秘书长吴克食对《每日经济新闻》记者分析，参考欧美VOCs治理发展历程，VOCs减排30%~50%后，减排力度明显放缓。预计中国在2028年前后达到工业源VOCs减排50%，行业开始步入成熟期。考虑到中国VOCs治理发展的生命周期与路径，到2030年VOCs治理（含运营）市场规模将超过1700亿元，发展空间广阔。“中国VOCs治理已经进入快速发展阶段，市场也在不断成熟。通过对欧洲和美国的研究，中国的VOCs治理仍将持续20~30年。”吴克食说。股价也能说明一些问题。2020年以来，VOCs治理概念股曾出现大幅上涨，先河环保从最低点6.38元涨至最高9.58元，涨幅达50.16%；聚光科技（300203，SZ）从最低11.74元涨至最高的20.00元，涨幅达到70.36%；雪迪龙（002658，SZ）从最低点5.51元，涨至最高8.05元，涨幅达到46.1%。每日经济新闻