（报告出品方/作者：东北证券，王小勇）
1.为遏制全球变暖多国建立碳排放交易体系
1.1.温室气体浓度增加致使大气温度上升
二氧化碳等温室气体通过温室效应使大气温度升高。温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应，即太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中每种气体并不是都能强烈吸收地面长波辐射。地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，根据《京都议定书》以及生态环境部发布的《碳排放权交易管理办法（试行）》，温室气体包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟烃（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）和三氟化氮（NF3）等7种气体。
工业革命以来大气温度随温室气体浓度逐年上升。根据对南极和格陵兰大陆冰盖中密封的气泡中空气的二氧化碳浓度测定，过去长期以来大气中二氧化碳含量一直比较稳定，大体是ppm左右，只是从工业革命前后开始稳定上升。经过约年的时间，使大气中二氧化碳浓度从ppm上升到目前的ppm。随着二氧化碳浓度持续上升，全球平均温度自进入20世纪以来也持续攀升。虽然不同机构统计数据不尽相同，但全球平均温度走势基本相同。
全球二氧化碳排放主要来自于化石燃料燃烧。据GlobalMonitoringLaboratory统计，至年，大气中化石燃料燃烧产生的二氧化碳从每年6.7PgC增长至10.2PgC（1PgC为10亿吨碳，即36.7亿吨二氧化碳）。其中，82%的化石燃料排放来自工业化的北温带。另一大碳排放源是野火，每年贡献2.0-2.6PgC。不同于化石燃料，87%的野火来自于热带和南半球陆地。在二氧化碳吸收端，海洋每年能够吸收1.4-4.1PgC，陆地则每年吸收2.5-3.8PgC。
1.2.多国建立碳排放交易体系以降低碳排放
遏制全球变暖成为全球共识，《联合国气候变化框架公约》达成。年5月22日联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC），该公约是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约，也是国际社会在对付全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架。目前UNFCCC共有个缔约国，《京都议定书》及《巴黎协定》都是UNFCCC的子公约。
《京都议定书》和《巴黎协定》继续深化《联合国气候变化框架公约》。年12月，UNFCCC在日本京都举行的第三次缔约方大会上通过了《京都议定书》，议定书建立了旨在减排温室气体的三个灵活合作机制——国际排放贸易机制、联合履行机制和清洁发展机制。《京都议定书》与《框架公约》的最主要区别是后者鼓励发达国家减排，而前者强制要求发达国家减排，具有法律约束力。年12月，联合国气候峰会通过《巴黎协定》，年11月正式生效后成为《联合国气候变化框架公约》下继《京都议定书》后第二个具有法律约束力的协定。《巴黎协定》的目标是把全球平均气温升幅控制在工业革命前水平以上低于2℃之内，并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5℃之内。然而，根据HannahRitchieandMaxRoser的测算，即使各成员国完全履行在《巴黎协定》中的承诺，全球平均气温仍将上升2.5-2.8°C，高于《巴黎协定》预定的目标。
全球碳排放交易体系逐步建立。碳交易市场能够利用市场机制控制和减少温室气体排放，是实现碳减排的有效途径。根据ICAP发布的全球排放交易现状报告，目前四大洲已有21个碳交易排放体系正在运行，另外还有24个正在建设或探讨中。实施碳排放交易的司法管辖区占全球GDP的42%，碳排放交易体系所覆盖的温室气体排放量占全球总量的9%，有将近1/6的世界人口生活在实施碳排放交易体系的地区。近5年来，除中国外，全球各主要碳排放交易市场碳价基本上保持持续上涨态势。
2.碳交易市场蓬勃发展为碳监测行业带来历史性机遇
2.1.我国碳交易市场助力“碳中和”目标达成
我国承诺“碳达峰”、“碳中和”时间表。年9月22日，我国政府在第75届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于年前达到峰值，努力争取年前实现碳中和。”具体而言，“碳中和”要求我国通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。不同于许多发达国家已实现“碳达峰”，我国碳排放仍在随着经济发展而增加。
我国碳交易市场建设有序开展。我国目前共有9家地方碳交易所获得正式备案并运行。年8月5日，北京、上海同时揭牌成立地方碳排放权交易所北京环境交易所（年更名为北京绿色交易所）、上海环境能源交易所。年，在国家发改委的批准下，北京、上海、天津、重庆、湖北、广东和深圳等七地开展了碳排放交易试点。除北京、上海外，其他五地也在试点开展的过程中成立了各自的碳排放权交易所。在所有七家试点地区碳交易所中，北京碳交易所碳价最高，其他六家碳价基本一致。在试点地区之外，四川联合环境交易所是全国碳排放权交易非试点地区首家、全国第八家碳交易机构，福建海峡股权交易中心也能够开展温室气体自愿减排交易。
全国统一碳交易市场启动在即。年12月，《全国碳排放权交易市场建设方案（发电行业）》印发，标志着我国全国碳排放交易体系正式启动。年12月，生态环境部发布《碳排放权交易管理办法（试行）》，提出组织建立全国碳排放权注册登记机构和全国碳排放权交易机构。年3月，政府工作报告中提出加快建设全国碳排放权交易市场。全国碳排放权交易市场启动在即，预计将于年6月底前开始线上交易，其中，全国碳交易注册登记系统（中碳登）落户湖北，全国碳排放权交易系统（中碳所）落户上海，多家上市公司持有中碳登、中碳所股权。
2.2.碳监测是碳交易市场高效运转的重要保障
碳排放权监测助力碳交易市场高效运转。碳排放权交易系统是基于市场作用的节能减排政策工具，纳入碳交易体系的公司每排放一吨二氧化碳，就需要有一个单位的碳排放配额。除了政府发放，配额还可以通过市场交易获取。因此，碳交易市场能够正常运行的前提步骤是监管部门对覆盖范围内的企业设计合理有效的排放总量设定和配额分配方案，然后通过市场交易机制促使企业在利益驱动下进行碳减排。准确跟踪测量企业的温室气体排放量，有助于对企业进行碳排放量配额的合理分配，全面、准确的碳排放检测能够助力碳交易市场顺利运行，使碳排放权交易的市场机制更加有效的发挥作用。
碳排放权量化主要分为核算法和CEMS。目前我国碳排放监测主要采取物料核算法，美国主要使用CEMS方法，而欧盟则是核算法和CEMS兼具。虽然目前我国的CEMS系统主要用于非CO2污染气体的监测，但是由于我国的碳交易市场的建设参照了很多欧美系统建设的经验，随着我国监测制度的完善，预计使用CEMS监测二氧化碳等温室气体排放的占比将逐步提升。
核算法：通过使用排放因子、原材料和燃料使用等数据，利用碳平衡理论计算出CO2等温室气体的直接排放和间接排放数据。核算法具有人为干扰多、误差较大、等缺点。如近期唐山地区钢铁公司与第三方检测人员串通，伪造生产记录，干扰监测设施，未落实相应减排要求的问题。
CEMS：CEMS全称是在线监测系统（ContinuousEmissionMonitoringSystem），是指通过在生产和排污设备等装置上安装抓取系统，并实时上报数据。相比核算法来说，CEMS能够实现碳排放核算的实时化、精准化和自动化，通过利用实时监测数据和大数据分析等技术手段，可以极大地提升碳排放核算数据的准确性和实时性。
政策推动下我国CEMS大范围应用进度将会加快。目前我国主要采用核算法监测二氧化碳排放，但作为碳排放的最大主体之一，电力行业早在年发布的《发电企业碳排放权交易技术指南》中就已经将在线监测法和物料平衡法都列为二氧化碳排放检测方法，两种方法共同为碳排放核算工作者提供参考。同时，随着我国碳交易市场逐渐成熟，以及我国提出明确的碳中和碳达峰时间点，各地方政府也纷纷采取措施加快行业发展。预计在政策驱动下我国关于二氧化碳监测的CEMS系统推进速度将会加快。
3.环境检测行业或将迎来新一轮发展高峰
3.1.“碳中和”对环境监测行业提出更高要求
我国碳排放分布地区和行业差异较大。“碳达峰”、“碳中和”是国家承诺，全国所有省市等地区没有必要也不可能全部或同时实现“碳达峰”、“碳中和”。此外，对于不同行业来说，“碳达峰”、“碳中和”的意义也是不同的，某些行业如火电、钢铁几乎不可避免地会产生碳排放，如果强制要求这些行业实现“碳中和”必然会大幅提高生产成本，行业自身非但不能实现良性发展，还会波及上下游产业链，反而不利于国民经济健康发展。我国“十四五”规划明确提出“实施以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅的制度，支持有条件的地方和重点行业、重点企业率先达到碳排放峰值。”这说明所谓“碳达峰”、“碳中和”并不是对所有地区和行业都要实现的目标，而是以控制碳排放强度为主，逐步在全国范围内整体达到“碳达峰”、“碳中和”。为了掌握不同地区、不同行业碳排放现状与趋势，及时制定及调整相关政策，需要对各主要地区和行业的碳排放进行实时、连续、准确、数字化监测，因此“碳达峰”、“碳中和”对环境监测行业提出了更高的要求，也带来了更大机遇。
我国碳排放主要来自煤炭、电力及热力生产行业。从能源形式上看，我国碳排放主要来自煤炭，年煤炭产生碳排放占比71.1%，排放二氧化碳72.4亿吨；从行业来看，我国碳排放主要来自电力及热力生产，年占比51.4%，排放二氧化碳49.2亿吨，是我国第一大碳排放来源。从能碳排放密度来看，我国能源生产碳排放密度（生成单位能力产生的碳排放）基本上呈下降趋势，但是在世界各主要经济体中仍最高，说明我国在能源生产领域碳减排空间较大。但是从人均碳排放角度来看，我国人均碳排放量在世界各主要经济体中较低，随着国民生活水平的整体进步，碳减排压力较大。
为核算碳排放，我国先后制定并发布多个国家标准。自年以来，我国密集发布了多项国家标准用于测定、核算、报告二氧化碳等温室气体的含量及排放量。特别是年11月，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准《工业企业温室气体排放核算和报告通则》等11项国家标准，详细规定了电力、钢铁、水泥等行业的温室气体排放核算与报告要求，此外又于年9月继续发布了煤炭及纺织服装两个行业的标准。
火电企业碳排放监测团体标准深化国家标准。火力发电行业是产生二氧化碳排放最大的行业，年11月30日，中国标准化协会发布了团体标准《T/CAS-火力发电企业二氧化碳排放在线监测技术要求》，该标准明确了火力发电企业的氧化碳排放在线监测技术要求》，规定了火力发电企业烟气二氧化碳排放在线监测系统（简称CDEMS）中的主要监测项目、性能指标、安装要求、数据采集处理方式、数据记录格式以及质量保证。该标准适用于火力发电企业产生的二氧化碳排放量的在线监测。标准规定采用化石燃料（煤、天然气、石油等）为能源的工业锅炉、工业炉窑的二氧化碳排放量在线监测可参照执行。随着更多行业逐步被纳入碳排放权交易系统，预计其他行业二氧化碳排放在线监测技术要求标准也将陆续发布。
3.2.环境监测体系健全为行业发展奠定坚实基础
环境质量监测行业涵盖范围广泛。环境质量监测是指为准确评价环境质量状况及其变化趋势，采用遥感、自动和手工等科学的检测方法，对各环境要素进行的检测活动。环境质量检测对象一般情况下分为空气环境、水环境、声环境、土壤环境、生态环境，广义上也包括近岸海域和污染源监测。污染源监测是指为准确掌握向环境排放污染物各类污染源的排污程度，采用遥感、自动和手工等科学的检测方法，对污染源有组织及无组织排污状况进行的检测活动。
生态环境监测现代化水平亟待提升。年6月，生态环境部印发《生态环境监测规划纲要（-年）》，提出要全面深化我国生态环境监测改革创新，全面推进环境质量监测、污染源监测和生态状况监测，系统提升生态环境监测现代化能力。《纲要》提出“构建以自动监测为主的大气环境立体综合监测体系，推动大气环境监测从质量浓度监测向机理成因监测深化，实现重点区域、重点行业、重点因子、重点时段监测全覆盖”、“‘十四五’”期间，国控点位数量从个增加至个左右”、“增设持久性有机污染物、汞、温室气体等监测点位”、“开展海洋温室气体、海洋微塑料监测、西太平洋放射性监测”。
国家环境空气质量监测网基本建成。碳检测属于环境空气质量检测，目前我国环境空气质量监测网涵盖国家、省、市、县四个层级。从监测功能上讲，国家环境空气质量监测网涵盖城市环境空气质量监测、区域环境空气质量监测、背景环境空气质量监测、试点城市温室气体监测、酸雨监测、沙尘影响空气质量监测、大气颗粒物组分/光化学监测等。截至年，温室气体监测已涵盖31个直辖市和省会城市。
4.第三方运营与监测设备制造发展空间广阔
4.1.环境监测逐步转向第三方运营
环境监测运营为环境监测设备的下游环节。环境监测行业上游参与者主要为硬件供应商、软件系统服务商、检测试剂供应商；中游的参与者包括监测设备生产商、环境监测系统供应商；下游参与者主要为环境监测服务运营商，为政府及各领域细分排污企业的环境监测系统及设备提供运营维护服务。通常环境监测设备生产商也为下游客户提供监测设备运营维护服务。
环境监测逐步由政府主导转向市场运营。年之前环境监测主要由各级环境监测站承担，随着环境监测服务需求与日俱增，监测站点增多带来了运营人员缺口。第三方环境监测机构也随之在国内兴起，成为政府监管的有效补充。年1月，国务院颁布《关于推进环境污染第三方治理的意见》，首次表态鼓励环境污染的第三方治理，此后相关部委相继出台多项推进监测体系建设的法律法规以完善我国的监测体系。年3月生态环境部发布《关于推进生态环境监测体系与监测能力现代化的若干意见（征求意见稿）》，再次明确了监测事权的归属问题，我国的环境监测运营体系日趋明晰。目前我国环境监测主要有“转让-经营模式”和“托管运营模式”两种，两种模式中均由市场开展监测业务，两者最主要的区别为“转让-经营模式”中市场负责投资建设监测站并享有监测设备资产所有权，而“托管运营模式”中则为政府。
环境监测数据是地方政府政绩考核的重要指标。为加快城市的绿色化发展推进生态文明的建设，在国务院年12月印发的《生态文明建设目标评价考核办法》和发改委等部门制定的配套指标体系中，大幅提升了环境考核项目的权重。办法明确指出将环保考核结果作为评测政府工作人员综合考核评价、干部奖惩任免的重要依据，进一步强化考核的公开透明度，抵制环保监测数据造假现象。在政府政绩压力下，第三方运营数据准确性和运营稳定性也得到了较好的保障。
监测核查互为补充，第三方“碳核查”同样是碳交易市场正常运行的重要环节。监测、报告和核查是碳排放核算和交易的基石，“碳核查”负责对温室气体排放数据的监测收集和报告工作进行周期性的核查，提升温室气体排放整体报告结果的可信度，提高碳交易市场的公平公正性。年生态环境部发布的《排放监测计划审核和排放报告核查参考指南》也对排放监测计划审核和排放报告的核查做了明确指示，要求核查工作要贯穿监测和报告阶段，核查机构应按照规定程序同时对企业的监测计划和排放报告进行审核。整体审核步骤都可分为准备阶段、实施阶段、报告阶段三个阶段。
4.2.环境监测设备有望迎来发展高峰
FTIR是二氧化碳主流检测技术。目前行业内二氧化碳CEMS在线监测技术主要是傅里叶红外检测技术（FTIR）。其工作原理是不同的气体对不同波长的红外线具有不同的吸收效应。如CO2能最大限度地吸收波长约为4.25微米的红外线，N2O最大限度地吸收波长约为4.5微米的红外波，因此当需要测量CO2，需要将红外源设计为发射4.25个波长。同时吸收的红外线的量与物质的浓度成正比，存在的二氧化碳越多，吸收的红外线就越多，落在探测器上的红外波的数量就越少，最后经过处理可反向测算出CO2浓度。
碳监测设备主要是由烟气CEMS系统衍生，行业门槛主要在于产品认证和客户储备。目前市场上的监测设备主要为监测SO2、O3、NOX和粉尘等烟气在线监测系统，但许多业内公司都具有碳检测相关的技术储备。由于二氧化碳排放量必须要使用有关部门认可的CEMS在线监测系统进行监测，因此行业门槛主要在于产品认证以及客户储备。环境监测设备产品的认证主要由中环协按照“现场检查+产品检验+认证后监督”这一国际通用的模式开展，认证周期大约在6个月以上，证书有效期3年。除此之外，还需计量器具的认证以及包括预处理系统等成熟的软件系统。因此为客户提供碳检测解决方案对业内公司的综合能力要求较高。
下游客户拓展较好的烟气CEMS生产企业有望直接受益。二氧化碳CEMS在线监测系统可以通过在烟气在线监测系统上添加二氧化碳监测模块实现，因此烟气监测系统市场拓展较好的企业有望最先受益。由于烟气在线监测系统下游客户主要是电力、化工、钢铁和有色等行业的企业，这些企业同时也是我国碳交易市场的主体，因此在未来碳排放CEMS系统快速放量的过程中，这些已经得到有关部门认可的CEMS在线监测系统生产企业能够凭借已有的客户拓展优势，为客户率先提供解决方案并快速抢占市场。
5.行业集中度逐步提升，利润水平整体保持稳定
5.1.存量CEMS改造市场规模超百亿元
行业潜在用户为安装烟气CEMS系统的重点排放企业。目前市场上还未普及CO2在线监测设备，但电力、煤炭、钢铁、石化等重点排放行业由于环保排污的要求都已经安装了烟气CEMS系统。同时，自年1月1日全国碳市场首个履约周期启动，将家发电行业的重点排放单位纳入全国碳交易体系后，生态环境部年2月又发布了《碳排放权交易管理办法（试行）》，规定年温室气体排放量达2.6万吨二氧化碳当量的单位应当列入重点排放单位，在“顺利对接、平稳过渡”的基调下逐步纳入全国碳交易市场。基于碳交易市场的监测需求，若未来所有重点排放单位都需安装CEMS在线监测二氧化碳排放，行业将巨大的市场空间。一般烟气在线监测设备使用周期为5-8年，若按照5年的使用周期计算，目前市场存量烟气CEMS系统数量约为10.1万套。
若对当前存量烟气在线监测系统CEMS改造升级，则将产生规模超百亿元的新兴市场。中国环保在线显示，一台含有气体监测和颗粒物监测的烟气在线监测系统CEMS价格约为30万元，由于二氧化碳在线监测系统与烟气在线监测系统CEMS功能模块大体相似，市场预计单独二氧化碳在线监测系统CEMS价格大约也为30万元。但若是通过设备升级改造添加二氧化碳监测模块约则需10万元改造费用。生产一套包含烟气在线监测和二氧化碳在线监测CEMS设备则需40万元。因此若当前10.1万套存量烟气CEMS使用客户都选择对存量设备进行升级改造，则将催生规模超百亿元的新兴市场。
当前阶段确定性较高的客户为纳入8大碳交易试点的重点排放单位。年以来，我国先后在北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、福建8个地方开展了碳排放权交易试点工作。截至年底8个试点共覆盖家重点排放单位，涉及行业包括石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空等。按照每个重点排放单位有2个排放口计算，则短期内确定性相对较高的二氧化碳CEMS在线监测设备需求量为套，按照每台30万元计算，市场规模约为18.5亿元。
5.2.行业集中度逐步提升
行业内以小微企业为主，近年入局者增多竞争激烈。根据企查查数据显示，目前我国烟气监测行业共有相关企业家，其中年新注册企业共家。从企业注册资本规模来看，注册资本低于万的共有家；注册资本为到万的有家；注册资本为万到1亿的有58家，注册资本超过1亿的仅有20家。-年行业每年新增企业数量整体持续增高，“十二五”期间在各项国家政策推动下烟气监测行业快速发展，“大气十条”等政策的落地大大刺激了烟气监测市场需求的爆发，年起环境监测相关企业新注册量整体呈直线上升趋势，其中年共新注册61家，同比增长了%。
行业公司主要分布在北京、江苏、河北等工业发达污染治理需求大的地区。在我国烟气监测设备行业中北京地区的烟气监测设备公司占行业公司总数的20.8%，占比居全国首位。京津冀地区作为我国的重要工业区，环境污染程度较严重，同时北京作为我国首都，过去几年也一直经受雾霾困扰，因此政府对环境污染治理力度也相对较大，因此京津冀地区对烟气监测设备的需求较高，吸引更多企业落户北京、河北。同样作为重工业大区的江苏、河北、山东、山西对于烟气监测设备企业的吸引力也名列前茅，落户公司比例分别为8.1%、7.6%、7.5%和6.2%。
外延并购是业务外延拓展的主要方式。一般烟气监测设备行业龙头公司的业务还会包含其他环境监测服务。由于我国环境监测仪器属于精密设备生产行业，不同监测对象的技术差异较大，为快速进入其他细分市场，行业公司通常采取并购整合的方式来打破细分监测领域壁垒以实现快速扩张。近年来，环境监测仪器行业发生的兼并、重组等案件也主要集中在聚光科技、雪迪龙和先河环保等几家龙头企业间。
行业集中度持续提升。根据中国产业信息网的统计及预测，-年我国环境监测设备头部公司销售占比分别为36.4%、48.1%、55%和58%。这虽然是烟气监测设备所属的大类行业情况，但由于烟气监测设备与其他环境监测设备行业属性类似，也具备一定的参考价值。同时根据上市公司年报，聚光科技、先河环保、雪迪龙、中环装备和蓝盾光电5家作为烟气监测设备行业内的上市公司，年和年与环境监测相关业务的收入分别为41.23亿元和62.35亿元，同比增长51.22%。而考虑到烟气监测设备行业和年设备销售数量分别为0套和套，同比增长仅为8.3%，增长速度都远小于其环境监测相关业务的收入增速，这也在一定程度上印证了我国烟气监测设备行业集中度逐渐提升的趋势。此外，从行业新进入企业的情况来看，年行业新进入企业较年减少了26家，同比减少了19.7%，年Q1新进入行业则仅为9家，远小于年Q1进入行业的企业数量，这也在一定程度上说明由于行业集中度的提升，龙头企业竞争优势较大。
5.3.行业利润水平整体保持稳定
上市公司利润水平整体保持稳定。在我国环境监测领域上市公司中，先河环保在大气监测、网格化监控系统市场份额较高具有相对优势，同时运维管理服务成为拉动业绩的新动力，因此整体毛利率整体处于较高水平；蓝盾光电由于环境监测业务收入规模、市场占有率方面低于同业公司，规模效应不显著，同时其他业务市场竞争也较为激烈，因此毛利率整体处于较低水平。净利率方面，先河环保以连续9年保持财务费用为负，净利率仍维持较高水平；聚光科技资产负债率较高导致财务费用率较高，净利率较低。
业务需求对行业公司提出更高要求，行业公司研发投入较高。目前烟气监测设备上市公司研发费用率在6%-12%范围，平均研发费用率约8%，整体表现小幅向上。行业公司的研发投入主要与公司的业务需求有关，随着环保监测需求逐渐增多，为客户提供适当的解决方案也对公司产品实力提出更高要求，因此行业公司也在逐渐增加研发投入。行业公司中，聚光科技由于侧重于监测全产业链延伸，设计多种监测仪器，客户产品更新需求相对较高，因此研发投入也相对行业其他公司大。先河环保则因在细分市场占据先对优势，且专注于高盈利能力的产品线，因此研发投入相对较少，同时利润水平也较高。
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