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2021产业风口之一:碳中和的长期赛道

时间:2021/03/02 编辑:景哥观世界 关键字: 碳中和 碳达峰

全国能源信息平台2021-03-01 08:46:52

2021产业风口之一:碳中和的长期赛道

北极星大气网讯:2021年,产业风口会在哪里?这是一个很多投资人、企业经营者、职业人都在关注的话题。

风口,既分大小,也分快慢,还有长短。按照我们对产业风口的理解,风口一般不会吹一年,只吹一年的不叫风口。风口最好能持续2-3年或更久,并且带来持续的资本流入、需求增长和人才涌入,这样的领域或机会才值得持续创业、业务转型或者长期投资。

对风口的判断和理解,其实是一个深刻的产业问题。基于我们对产业的观察,我们尝试着总结我们对产业机会的理解。产业风口往往有几个逻辑主线:

一是围绕着生活方式的改变、生活品质的提高与生产生活效率的提升找机会;

二是沿着新政策要求、特殊事件影响、以及结构性行业供需变化找机会;

三是沿着产业融合、产业传导和产业更替找机会。

基于以上逻辑,2021年,我们看好以下八个机会,我们将从“为何看好”,以及“为何今年很看好”两个角度出发,谈谈我们的看法:

机会一:碳中和的长期赛道

当前每年全球二氧化碳排放量超过500亿吨,未来全球都会面临减排问题。新能源能够解决的碳排放量,只占全球碳排放总量的30%,其他的排放来自于工业生产、生活方式、交通出行、甚至农业养殖。未来很多年,碳排放会影响我们生活中的各个行业。

为什么这件事情从2021开始变得更加重要?因为中国碳排放占全球排放量的大概30%。全球第一大碳排放国已经启动了明确的减排计划,2035年要实现碳中和。这会带来两个机会:

一是对于碳排放的规划、账户、监管、碳权的交易、信息等,这些问题都要依靠数字化解决,都面临整个工业体系的软件和硬件的升级需求。这是个贯通产业链的机会——打通过去十年国内推进的各个地方的碳排放交易市场,和供应链金融相互打通。

二是围绕着碳减排的新能源机会。十四五期间,光伏与风电每年新增装机将分别达到60-90GW和25-37GW,合计达到85-127GW,远超十三五期间66GW的均值;意味着未来五年,每年的建设量都要翻一倍。这个产业链上机会众多,但是我们最好的机会可能集中在三个关键点,主要是光伏、储能、锂电。

光伏的本质是电子行业,电子行业是遵循摩尔定律的。光伏的制造成本会持续降低,太阳能的转化效率会持续提高,未来太阳综合发电成本会持续降低,这会是太阳能长期成为最主流能源的最底层逻辑。

发电侧的扩大,会带动储能的配套需求,因为发电产能的扩大势必会导致弃风弃光的比例增加,如果储备配套不足,会导致发电效率持续上不去。从大处看,储能会是未来整个中国能源效率提升的关键,尤其是在调峰调频,缓解电网阻塞,微网能源管理等方面会起到关键作用。

储能侧如果一旦扩大,意味着锂电池需求会进一步增加,但是相比锂电池,锂材料可能是收益更大的环节。同时,新能源汽车需求的扩大(预计到2025年我国新能源新车销量将占到新车总销量的20%,意味着4-500万台/年),这带来了下游主流汽车制造厂的扩产,带来传导效应,使得电池厂进一步扩产,这意味着所有的锂电材料,都面临供给缺口,锂盐锂矿未来仍然有涨价空间。

碳中和来了,红利地图画圈圈

全国能源信息平台2021-03-01 16:17:03

碳中和来了,红利地图画圈圈

中国未来能源转型发展方向已经确定。

预计到2060年中国经济会达到人均GDP4.8万美元,带来能源需求67.3亿吨标煤,较现在提升38%。如果以目前的能源结构不变,将会产生每年160亿吨二氧化碳的碳排放。

“力争到2030年之前实现二氧化碳排放达到峰值”、“力争2060年前实现碳中和的目标”成为国家战略。

受碳中和红利刺激,3月第一个交易日,环保板块风头无两,集体走强,博天环境、中材节能涨停,中环装备大涨超9%,亿利洁能、远达环保、旺能环境、科融环境等跟涨。

碳中和路径

碳中和就是通过节能减排的方式来降低温室效应。

2019年全球二氧化碳排放量达到341.7亿吨,其中中国排放98.3亿吨,分别是紧随其后的美国、欧盟的2倍和3倍。中、美、欧二氧化碳排放量占全球的比重合计为53%,而中国比重达到28.8%。回看中国碳排放较高的原因,主要在于化石燃料的过度消耗。进一步分部门看,2018年中国电力和供热部门的占比达到51.4%,而将该部分的输出分配到终端部门后,制造和建筑部门成为碳排放的主要源头。

除减少化石能源消费等常规举措外,国际能源署去年底表示,如果各国要实现净零排放目标,需要大幅增加碳捕获技术的部署。特斯拉创始人马斯克1月在推特上承诺,将为开发最佳二氧化碳排放捕获技术提供1亿美元奖金。有海外研究机构测算,碳捕集与封存(CCS)理论上有潜力解决全球62%的二氧化碳排放,是比肩电池储能、氢燃料的减碳技术,发展潜力极大。

能源基金会发布的《中国碳中和综合报告2020》指出,电力行业占中国煤炭消费总量的54%,逐步淘汰电力行业的煤炭使用尤为重要,应尽快停止新建燃煤电厂,近期迅速淘汰一小部分老旧的、高污染和低效燃煤电厂。

显然,和大多数环境问题一样,实现碳中和有赖于疏堵结合,从能源结构进行转型,用可再生能源、核能等清洁能源替代煤炭、石油、天然气等化石能源。

业内人士分析,碳中和下的受益的行业有风能、光伏、新能源车、氢能及燃料电池、电力设备及工控等。

上市公司中,凯美特气是国内最大以石化尾气分离生产食品级二氧化碳的企业,已与湖南大学等科研院所建立了产学研合作关系,开展二氧化碳捕集、封存等技术研究;国网英大下属碳资产公司已初步向国家电网公司提出了统一受托开展碳资产管理和碳交易的诉求,国家电网公司目前处于政策研究阶段。

预热全国两会

有分析预计,今年全国两会将明确低碳发展的约束性目标和重大政策。

广发证券指出,碳中和大概率成为“两会”重点,关注符合中国国情的碳中和——资源再生、节能增效、能源替代。碳中和需针对本国国情,循环再生、节能增效是中国碳中和的必然选择。板块动态PE重回2019年初,碳中和打开估值向上空间,行业迎来配置窗口期。东北证券表示,两会临近,以国家安全、生育政策、环保碳中和等两会题材为主。

即将召开的全国政协十三届四次会议上,多个民主党派拟提交碳达峰相关提案。仅农工党中央就有仅农工党中央的相关提案就包括《关于奋力推动如期实现碳达峰碳中和的提案》、《关于加快推进能源结构调整的提案》、《关于加快推进产业结构调整 早日实现碳达峰的提案》等多个提案。

提案建议,能源结构转型的重点在于严格控制煤炭消费,要制定“十四五”及中长期煤炭消费总量控制目标和减煤路线图,持续快速降低煤炭消费占比。在“十四五”末将非化石能源在一次能源消费中的比例提高至20%及以上,2030年力争达到30%。后者对比官方提出的25%有了进一步的比例提升。提案同时建议把落实碳达峰、碳中和作为重要政治任务,明确地方和行业主体责任和减排目标,强化中央环保督察等约束推动措施。

全国政协委员、宁德时代新能源科技股份有限公司董事长曾毓群提交两份提案,分别为《关于加快电化学储能新型基础设施建设,支撑国家3060战略目标落实的提案》与《关于加强对锂电池知识产权保护的提案》。同时,宁德时代也已全面启动碳中和规划。

催生新的投资机会

我国“十四五”期间要以2030年前二氧化碳排放达峰为导向,强化节能和减排二氧化碳的各项指标和措施,这将成为推进高质量发展的一个重要抓手和着力点。

碳达峰目标下的资源生态环境顶层规划出台, 能源结构转型、城镇环境基础设施建设、再生资源回收利用等内容是我国建立绿色低碳循环发展经济体系的重点工作。所以,省市和地区“十四五”规划中也将要进一步强化单位GDP的二氧化碳强度下降目标,力争不低于“十三五”,并落实行动措施。

目前多地政府工作报告释放出持续加码绿色发展、做大做强环保产业的信号。不少省份明确提出发展绿色经济,并勾勒出详细“施工图”,其中能源装备制造、新能源汽车等成为地方布局热点。

3月1日起,环保领域多项法律条例将落地实施,如我国首部流域专门法律《长江保护法》、翘盼已久的《排污许可管理条例》均将正式实施;同时,根据同期实施的刑法修正案(十一),环评造假将正式入刑,最高可判10年。业界认为,十四五期间环保仍是重要任务之一。作为战略新兴产业,环保产业将是我国统筹经济高质量发展和生态环境高水平保护的重要举措,预计还有相关规划将陆续出台,政策环境持续向好。

太平洋证券认为,在过年两年行业出清、国家绿色发展基金成立等背景下,环保行业竞争格局、投融资环境也呈持续向好态势,持续看好环保行业的业绩反转+估值修复。

碳中和会催生多个投资机会。

天风证券认为,一是新能源行业进入到高景气发展周期,全产业链有望迎来需求扩张。光伏、风电、新能源车作为可替代能源,未来需求将进入到显著扩张阶段,渗透率有望继续抬升,从而推动上游原材料、中游设备制造、下游消费端、运营商等全产业链走强。

另外,传统行业将面临内部结构优化,供给收缩引发行业集中度提升,内部可替代需求凸显。一方面,在长期碳中和目标下,煤炭、钢铁、石化、有色(铝)、建材(水泥)等高碳排放行业将面临短期结构优化,在供给收缩的情况下,行业集中度提升,龙头优势凸显。另一方面,在部分领域供给收缩的情况下,行业内部可替代领域需求扩张,比如电解铝转向低耗碳的再生铝等。

第三,碳金融有望成为银行带来增量业务收入,碳足迹有望成为后续政策优惠的重要标准。对于银行来说,随着碳排放金融市场的完善,银行可以参与更多的碳排放金融交易,从而获得增量业务收入。

重磅!国家电网发布“碳中和”路径图:2025年输送清洁能源占比达到50%

原创21世纪经济报道2021-03-01 21:45:16

作为中国最大的能源公司之一——国家电网在3月1日公布了其自身的“碳达峰、碳中和”行动方案。

为了实现行动方案的目标,国家电网设置了电网建设、协调调度和交易机制、节能提效、公司自身减排、技术创新和国际合作六个方面18项举措,对未来的“碳中和”路径进行了细致的要求。

今年1月18日,辛保安正式履职国家电网董事长、党组书记,成为了两年时间内国家电网第四任“一把手”。他面对的不仅是国家电网持续深化改革、实现高质量发展的任务,更肩负着在“碳中和、碳达峰”目标下电力企业变革的重任。

辛保安表示,实现“碳达峰、碳中和”目标,必将为我国加快能源清洁低碳转型、抢占能源电力工业世界制高点提供强劲动力,国家电网将努力当好能源清洁低碳转型的“引领者”“推动者”“先行者”。

而这一行动方案,就是国家电网交出的首份路径图。

电力企业需实现脱碳

2020年下半年,“碳达峰、碳中和”目标的提出,让中国的许多行业都面临着低碳转型的压力。国家电力投资集团给出了明确的“碳中和”行动方案,中石化、中海油、中国大唐等能源央企也随后宣布启动“碳中和”规划。

随着中国经济结构的转型升级,电力在全部能源负荷中占比也将越来越高,在所有行业可实现的全面脱碳情景中,电力的脱碳都必须先于更大范围的整体经济脱碳。因此,电力系统未来十年的发展,对于中国在2030年前实现碳达峰和在2060年或更早时间实现碳中和目标至关重要。

也是因此,作为中国最大的电力企业、全球财富500强排名第三的国家电网集团,其向碳中和转型的行动,在某种意义上也关乎中国整体“碳达峰、碳中和”任务的进程。

而在国家电网明确的六大方面中,能源互联网的建设及推动网源协调发展和调度交易机制优化尤为关键。

依据《方案》,国家电网将加快构建坚强智能电网,加大跨区输送清洁能源力度,保障清洁能源及时同步并网,支持分布式电源和微电网发展,加快电网向能源互联网升级。

在这些举措的加持下,新增跨区输电通道以输送清洁能源为主,“十四五”规划建成7回特高压直流,新增输电能力5600万千瓦。到2025年,公司经营区跨省跨区输电能力达到3.0亿千瓦,输送清洁能源占比达到50%。

到2030年,公司经营区风电、太阳能发电总装机容量将达到10亿千瓦以上,水电装机达到2.8亿千瓦,核电装机达到8000万千瓦;经营区分布式光伏达到1.8亿千瓦。

同时,加强“大云物移智链”等技术在能源电力领域的融合创新和应用,促进各类能源互通互济,源网荷储协调互动,支撑新能源发电、多元化储能、新型负荷大规模友好接入。加快信息采集、感知、处理、应用等环节建设,推进各能源品种的数据共享和价值挖掘。到2025年,初步建成国际领先的能源互联网。

而在电网协调调度方面,将持续提升系统调节能力,优化电网调度运行,并发挥市场作用扩展消纳空间。

《方案》表示,“十四五”期间,加大抽水蓄能电站规划选点和前期工作,再安排开工建设一批项目,到2025年,公司经营区抽水蓄能装机超过5000万千瓦。积极支持煤电灵活性改造,尽可能减少煤电发电量,推动电煤消费尽快达峰。支持调峰气电建设和储能规模化应用。积极推动发展“光伏+储能”,提高分布式电源利用效率。

加快全国碳市场建设

值得一提的是,对于煤电的限制,将会很大程度上帮助“碳达峰、碳中和”目标的尽早实现,而在这方面,需要加强政策对于市场的引导。

“在碳达峰和碳中和的目标指引下,现阶段任何新建煤电投资形成的资产都有可能阻碍这一目标的实现,或必须被迫在远早于其使用寿命结束的时间关停,这不但将造成投资资源的浪费,也对电力系统脱碳带来更多挑战。”落基山研究所电力部门高级咨询师曹艺严告诉记者,“因此,符合中国长期碳中和目标的合理策略,应确保中国所有新建发电装机基本为零碳清洁能源。”

《方案》倡议,实现“碳达峰、碳中和”,事关经济社会发展全局和长期战略,需要全社会各行业共同努力。要按照全国一盘棋,统筹好发展与安全、政府与市场、保供与节能、成本与价格,研究制定政府主导、政策引导、市场调节、企业率先、全社会共同参与的国家行动方案,整体实施、持续推进。

曹艺严认为,为了确保可再生能源的快速发展和成本的进一步下降,有必要通过多样的采购形式,继续为可再生能源发电企业的大部分发电量提供长期稳定的价格保障。

而《方案》则建议,需完善市场机制和价格财税政策,建设全国统一电力市场,健全能源电力价格合理形成和成本疏导机制。健全辅助服务市场交易机制,引导火电机组主动参与系统调节。完善抽水蓄能电价形成和容量电费分摊机制,建立储能电站投资回报机制。通过价格机制,调动用户节能降耗和参与需求侧响应的积极性。

同时,基于电力市场化改革成果,加快全国碳市场建设,全面实行碳排放权市场化交易。充分考虑碳市场对于电力市场的影响,发挥两个市场相互促进、协同互补作用,提高清洁能源的市场竞争力。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

原创同花顺财经2021-03-02 18:10:06

3月2日,A股高开低走,一个新板块全天飘红——碳中和板块,成为资金追捧的热点。

消息面上,国家电网有限公司3月1日发布了“碳达峰、碳中和”行动方案,成为首个发布碳达峰碳中和行动方案的央企。根据该行动方案,国家电网在“十四五”期间将规划建成7回特高压直流线路,到2025年初步建成国际领先的能源互联网,尽力保障清洁能源输送和消纳。

碳中和板块整体大涨8.06%,开尔新材(300234)涨20%,九洲集团(300040)、南大环境(300864)涨超15%,南网能源(003035)、中材节能(603126)、凯美特气(002549)涨停。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

实际上,自2020年9月,中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”目标后,碳中和备受各方关注。

全球十大经济体中,除美国、印度和巴西之外,已有七个国家做出过会在21世纪中叶实现碳中和的承诺。

其中,中国承诺将在2030年达到碳排放峰值,并将在2060年达到碳中和;日本承诺将在2050年达到碳中和。

鉴于拜登上台后,已重新加入《巴黎气候协定》,本届美国政府或将于不久后做出类似承诺,毕竟这是国际发展大势所趋。

目前,全世界都在干的一件事情就是碳中和,全世界站在能源革命的起点。这就像20多年前的互联网一样,是一枚火箭,只管坐上去就行。

为什么碳中和确定性强

气候问题这是人类共同面临的问题,不光是中国在推,也不光是欧洲、美国在推,而是全世界一起在推,这是一种国际社会的政治正确和政治共识,中国作为大国,当然得做。

欧盟在气候问题上是最坚定的,欧盟委员会于2019年12月正式发布了《欧洲绿色新政》草案并提出了2050年碳中和的目标,将绿色经济作为欧盟未来发展的主要动力。

中国作为一个排放大国,当欧美都大搞零碳排放,如果不积极应对,中国就会失去大国担当,失去国际号召力,甚至面临被国际社会封锁。

因此,这是一件确定性很强的事情。

欧美等发达经济体二氧化碳排放已经达峰,从“碳达峰”到“碳中和”有50年―70年过渡期。我国二氧化碳排放量占全球的30%左右,超过美国、欧盟、日本的总和,从“碳达峰”到“碳中和”规划仅有30年时间,中国的决心和力度是最大的。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

中国谈达峰和碳中和时间表都摆在那里,中国执行力不用质疑,有目标在就会努力去达成。

碳中和,并不是什么温室气体都不排。而是我们额外排放了多少温室气体,就要从大气中吸收多少回去,实现数学意义上的“零排放”。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

实现“碳中和”的核心是控制碳排放。能源燃烧是我国主要的二氧化碳排放源,占全部二氧化碳排放的88%左右,电力行业排放约占能源行业排放的41%,减排任务很重。

能源消费达峰后,随着电气化水平提高,电力需求仍将持续增长,电力行业不仅要承接交通、建筑、工业等领域转移的能源消耗和排放,还要对存量化石能源电源进行清洁替代,必须作出更大的贡献。

中国光伏全球优势明显 煤炭依然占一席之地

调整能源消费结构,风电、光伏、核电等清洁电力生产方式或将得到进一步发展,

从欧美经验中可以借鉴的是,在减排初期,电力、石化、钢铁、水泥、建材等是最先受到政策影响的行业。

整体而言,钢铁、水泥、石化等高耗能行业有望率先达峰,工业部门总体上2025年前后可实现达峰,交通部门可争取2030年左右实现达峰,建筑部门估计在“十五五”期间达峰。

现在能够实现碳中和其实光是光伏和风电、核电、水电,最具备中国优势的就是光伏。

中国的光伏组件已经占全球70%、80%,成本做到全球最低,而中国在风电上优势还不是太明显,风电核心是风机,是个机械化的过程,最好的公司和最精密的厂商都在欧洲。

即便能源消费结构拐点即将出现,清洁能源占比提高已成定局,不过煤炭在我国能源结构中依然无法被完全取代。

2019年《BP世界能源统计年鉴》显示,我国石油查明储量为261.9亿桶,占全球比1.51%;天然气查明储量为8.4万亿立方米,仅占全球的4.23%;煤炭可采储量1412亿吨,占全球比达13.2%。整体呈现“富煤、贫油、少气”的资源结构。

同时,风电、光伏等新能源发电的波动性、不稳定性、随机性存在潜在的风险,小概率的极端自然现象,例如持续长时间的阴天、雨天、静风天等造成电力断供风险。

因此,我国是产煤大国,煤炭在我国能源消费的地位,短时间不会消失,而为了保障电力供给,煤电仍需要保持一定的新增。

碳中和开局关键:特高压输电

而要实现非化石能源占比达25%这一目标的前提就是特高压输电。

国家电网在发布的“碳达峰、碳中和”行动方案中提到,将在“十四五”期间规划建成7回特高压直流线路,到2025年初步建成国际领先的能源互联网,尽力保障清洁能源输送和消纳。

受此利好刺激,早盘A股特高压板块逆市高开高走,半日成交超前一交易日全天成交,截至午间收盘,板块指数大涨2.77%,国电南自(600268)、大连电瓷(002606)、神马电力(603530)、国网英大(600517)等强势涨停。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

我国能源资源和负荷中心的分布极不平衡:西北地区有丰富的煤炭、风力资源;西部地区有丰富的光照和水资源,但这些能源都远离东部负荷中心。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

为什么不用清洁的燃气和核电呢?因为我国资源呈现“富煤贫油少气”的天然条件,燃气发电和核能发电受到制约。

推行大规模燃气电厂的问题在于,燃气对外依存度高,供应和定价权掌握在海外手里。而核电装机缓慢主要是由于选址稀缺性及安全因素。

因此,若想兼顾资源错配问题并实现“碳中和”,解决问题的钥匙就是通过特高压西电东送。

确定性最强!碳中和逆势大涨 未来十年的“C位”投资机会摆在面前

目前,在运行的“西电东送”水电特高压占比较高,非水可再生能源占比偏低,特高压输电有待进一步提升。

2018年,国家能源局公布了20条特高压线路输电情况表,合计输送清洁能源占比高达52%,其中,几条水电占比较高的线路表现远超于平均值。

在排除掉水电专输线路后,剩余线路的可再生能源输电占比仅为12%,之所以占比之低,是由于清洁能源及配套设施建设还不及预期,若未来建设进度加快,特高压覆盖的区域水电、火电的利用率将提升。

 

碳中和深度研究报告:大重构与六大碳减排路线

未来智库2021-03-01 16:51:10

(报告出品方/作者:光大证券)

报告综述:

碳中和与大重构:供给侧改革、能源革命与产业升级

“碳中和”是我国能源安全和经济转型的内在需求,也是世界各国利益对立和统 一。其中对立体现在“碳排放权”背后发展权的博弈,统一体现在全球应对气候 变化政策的一致。相比发达国家,我国实现“碳中和”的年限更短,碳排放下降 的斜率更大。基于碳排放来源的燃烧、非燃烧过程,我们构建了“碳中和”的实 现路径:1)供给侧提高可再生能源比例,构建零碳电力为主、氢能为辅的能源 结构,同时大力发展储能以保障电网平衡;2)需求侧从工业、交通、建筑三个 部门着手,全面推广终端电气化、源头减量、节能提效;3)改良工业过程,针 对工业原料的氧化还原、分解采取针对性的原料替换。

六大路线:源头减量、能源替代、节能提效、回收利用、工艺改造、碳捕集

1)源头减量:短期减排压力下,政府可能通过“能耗”等措施进行供给侧改革, 需要关注是否发生阶段性冲刺,引发大宗商品价格进一步上涨。吨产品能耗大户: 电解铝、硅铁(钢铁)、石墨电极、水泥、铜加工、烧碱、涤纶、黄磷、锌等;

2)能源替代:以风光、储能、氢能、新能源汽车为代表的的新能源行业,包括 供应链上下游、制造端、运营端在内的全产业链都将受益于碳中和对投资的拉动;

3)节能提效:工业节能、建筑节能及节能设备将受益;

4)回收利用:再生资源的回收利用可以有效减少初次生产过程中的碳排放,如 废钢、电池回收、垃圾分类及固废处理;

5)工艺改造:主要集中在电池技术升级、智慧电网、分布式电源、特高压、能 源互联网、装配式等方面;

6)碳捕集:部分路径碳减排的难度较大,二氧化碳捕集、利用与封存可能作为 “兜底”技术存在。目前来看成本处于高位,不同路线成本在 700-1500 元/吨。

1、 碳中和:大重构

1.1、 发展的权利:大国博弈与利益统一

站在全球视角,我们认为中国加快“碳达峰、碳中和”主要基于以下三方面推动:

(1)“碳中和”是中国经济的内在需求——能源保障、产业转型

在能源保障方面:2020 年底,我国原油进口依赖度达 73%,天然气进口依赖度 也在 40%以上;基于能源保障考虑,发展新能源具有必要性。与此同时,我国 已在新能源领域建立起全球优势。根据麦肯锡测算,我国在太阳能电池板领域的 国家表现远超美国,在所有行业对比中位列第一。

碳中和深度研究报告:大重构与六大碳减排路线

在产业转型方面:虽然“新冠疫情”对全球经济的负面影响正在逐步消除,但是 仍有流动性泛滥、债务问题等未来潜在的风险点;中国经济已经取得了长足的进 度,然而面对比如贸易摩擦、技术封锁等复杂的国际形势,做好自己显得尤为重 要,科技创新和产业升级将是未来重要的发展方向,加快新产业的战略布局,产 业结构调整的力度前所未有,步伐明显加快,在能源与资源领域、网络信息领域、 先进材料与制造领域、农业领域、人口健康领域等出现科技革命的可能性较大。

 

“碳减排”作为重要的抓手,通过“碳成本”这一要素的流动,推动我国产业结 构性改革。

2)“碳中和”的对立性——大国博弈、贸易摩擦

部分发达国家其实此前已多次讨论过包括对中国在内的不实施碳减排限额国家 的进口产品征收“碳关税”,但因经济与贸易依赖性、碳市场不成熟等原因而搁 浅。

根据 OECD 数据,2015 年我国对外出口约 6 亿吨 CO2,其中对美出口 2.26 亿 吨,占比约 35%。假设国际对我国按 40 美元/吨征收碳税,增加开支约 260 亿 美元;按 100 美元/吨,增加 650 亿美元。假设我国碳排放成本全部内部化,2019 年我国碳排放 98.26 亿吨,按碳价 100 美元/吨测算,需 9826 亿美元。

“排碳限制”的本质,是一种发展权的限制;而“碳关税”的本质,是应对贸易 劣势的一种手段,而这种劣势,可能一部分是由实施碳减排后成本增加而造成的。 站在我国的角度:“碳关税”既是贸易壁垒“压力”,也是产业结构升级的“动 力”。

碳中和深度研究报告:大重构与六大碳减排路线

 

 

为什么“新冠疫情”后,我国推动“碳中和”更加迅速?——增加国际声誉和话 语权。2019 年我国碳排放量达 98.26 亿吨位列全球第一(人均碳排放和碳排放 量/GDP 均相对较低),自 2005 年以来为全球碳排放总量最高的国家(加入世 贸组织后,全球产业链分工变化所致)。近年来我国碳排放增速已有所放缓,但 较为庞大的人口基数使得我国碳排放全球占比仍在持续提升,2019 年达 28.76%。

而针对“新冠疫情”源头问题,经常有部分西方国家和人员因政治原因公开抹黑 中国。而加速推动“碳中和”将助力我国树立负责任的大国形象,在国际气候法 律秩序构建中争取获得“话语权”,并掌握未来全球“游戏规则”的主动权和制 定权。

目前,全人类气候目标竞赛已经开启,根据 EnergyClimate 机构推出的净零排 放竞赛计分卡,目前我国已处于第四梯队,位列全球第 28 位。

3)“碳中和”的统一性:全球难得的政策与利益一致点

从全球来看,多数国家已更新 NDC(国家自主贡献)目标。“碳中和”已成为 全球大趋势。

拜登上台后,美国重新加入《巴黎协定》,应对气候变化是拜登此次总统竞选的 核心承诺之一,未来美国将在全球气候变化、新能源发展方面采取更多的措施。

虽然前期中美在贸易和技术层面有着种种的不愉快,但是在应对全球气候变化方 面,无论是中美还是全球,在碳中和方面,具有相同的利益和方向。

1.2、 我国的碳减排将是一段艰苦的历程

尽管全球越来越多的政府正在将碳中和目标纳入国家战略,但就具体目标而言, 仍有区别。如欧盟在 2020 年 3 月提交《气候中性法》,旨在从法律层面确保欧 洲到 2050 年成为首个“气候中性”大陆。美国加州和中国分别制定了 2045 年 和 2060 年“碳中和”目标。加州的目标包括削减所有温室气体排放,包括二氧 化碳、甲烷等,并抵消其无法削减的排放量,而中国的目标仅针对二氧化碳。

我国碳排放下降斜率更大。由于发展阶段的不同,发达国家已普遍经历“碳达峰”, 为达到 2050 年“碳中和”,更大程度上只是延续以往的减排斜率。而我国碳排 放总量仍在增加,需要经历 2030 年前“碳达峰”,然后走向 2060 年前“碳中 和”。从实现“碳中和”的年限来看,比发达国家时间更紧迫,碳排放下降的斜 率更大。

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在陡峭的碳排放量下降曲线背后,是规模化的经济结构转型。这意味着我国当前 经济结构下相当规模的存量资产将失去原有功能。

煤电资产搁浅的问题,表明了转型需经历阵痛。一方面,从能源结构和自身禀赋 来看,我国的能源消耗以煤为主,煤电发电量在 2019 年占总发电量的 65%,远 超发达国家;另一方面,我国煤电机组的平均服役年限仅 12 年,而发达国家普 遍达到 40 年以上。更快的碳排放量下降斜率,意味着将会有大量的未达到退役 年限的煤电资产提前“搁浅”。

根据牛津大学 2017 年研究,在不同的情景假设下,我国煤电搁浅资产规模估算 可能高达 30,860-72,010 亿元(合 4,490-10,470 亿美元),相当于中国 2015 年 GDP 的 4.1-9.5%。由于近年来我国仍在新建煤电机组,实际搁浅规模可能更 大。

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1.3、 “碳中和”对我国意味着什么?

在碳排放量结构方面,目前发电已成为占比最高的部门。2019 年我国碳排放量 115 亿吨,其中发电碳排放量 45.69 亿吨 CO2,占比 40%;工业燃烧碳排放量 33.12 亿吨 CO2,占比 29%。

各大碳排放重点国家中,除美国外,碳排放占比最高的均为发电部门(美国为交 通,占比 45%)。因此,要实现“碳中和”,能源转型首当其冲。

广义的能源板块包括能源的产生、转换、消费过程,用途包括驱动、产热等,是 大多数温室气体排放的根源。除此之外,交通、工业过程和农业也是温室气体排 放的主要来源。

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从微观角度看,工业企业碳核算边界内主要包含三个方面:

1)燃料在氧化燃烧过程中产生的温室气体排放;

2)在生产、废弃物处理处置过程中除燃料燃烧之外的物理或化学变化造成的温 室气体排放;

3)企业输入/出的电力、热力所对应的电力、热力生产环节产生的二氧化碳排放。

这意味着我们需要从燃料燃烧/非燃烧过程着手,向可再生能源转变;或通过节 能降耗的措施减少二氧化碳的排放。

2、 六大碳减排路线:供给侧改革、能源革命与产业升级

我们从“能源碳”和“物质碳”两方面出发,构建了“碳中和”的实现路径。

一、能源碳

1)能源供给侧:提高可再生能源比例,构建零碳电力为主、氢能为辅的能源结 构,同时大力发展储能以保障电网平衡。

2)能源需求侧:分行业看,主要是工业、交通、建筑三个部门;按实现路径划 分,主要有终端电气化、源头减量、节能提效三种途径。

二、物质碳

物质碳与工业过程息息相关,因此涉及到大规模的工艺改变和原材料替换。

2.1、 源头减量:碳减排驱动的供给侧改革

(1)2021 年 1 月 26 日,国务院新闻发布会披露,工信部与国家发改委等相关 部门正在研究制定新的产能置换办法和项目备案的指导意见,逐步建立以碳排放、 污染物排放、能耗总量为依据的存量约束机制,确保 2021 年全面实现钢铁产量 同比的下降。

促进钢铁产量的压减主要从以下四个方面:

一是严禁新增钢铁产能。对确有必要建设的钢铁冶炼项目需要严格执行产能置换 的政策,对违法违规新增的冶炼产能行为将加大查处力度,强化负面预警。同时 不断地强化环保、能耗、安全、质量等要素约束,规范企业生产行为。

二是完善相关的政策措施。根据产业发展的新情况,工信部和国家发改委等相关 部门正在研究制定新的产能置换办法和项目备案的指导意见,将进一步指导巩固 钢铁去产能的工作成效。

三是推进钢铁行业的兼并重组,推动提高行业集中度,推动解决行业长期存在的 同质化竞争严重,资源配置不合理,研发创新协同能力不强等问题,提高行业的 创新能力和规模效益。

四是坚决压缩钢铁产量。结合当前行业发展的总体态势,着眼于实现碳达峰、碳 中和阶段性目标,逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗总量为依据的存量约束 机制,研究制定相关工作方案,确保 2021 年全面实现钢铁产量同比下降。

回顾上一轮供给侧改革,以差别化电价、阶梯电价为代表的市场化政策,以及清 查中频炉(地条钢)为代表的行政手段(包括后期的环保督查),有效促进了钢 铁行业落后产能淘汰,也使钢铁价格飙升。 目前,政策尚处于讨论中,我们需要进一步进行分析:

1)虽然碳减排是一场“马拉松”,但是指标的设定、路径的选择具有显著的政 策因素,而目前在其他减排路径经济技术较为一般或时间成本较高的情况下,短 期压减产能或许是一条行之有效的措施;

2)目前,生态环境部主管碳减排相关事宜,从环保督察手段来看,历史已证明 其有效性;

3)各地、各行业都将制定自己的减排目标和减排路径,不可避免有排名、比较 的因素。 综上所述,我们对通过压减落后产能来降低能耗进而减少二氧化碳排放的政策手 段持乐观态度。当然具体仍需要待政策最终落地,具体评估减排指标与减排路线。

(2) 2021 年 2 月 4 日,内蒙发布《调整部分行业电价政策和电力市场交易政 策》,对部分行业电价政策和电力市场交易政策进行调整。严格按照国家规定对 电解铝、铁合金、电石、烧碱、水泥、钢铁、黄磷、锌冶炼 8 个行业实行差别电 价政策,继续对电解铝、水泥、钢铁行业执行阶梯电价政策。

2021 年 2 月 24 日,甘肃省发布《高耗能行业执行差别电价管理办法通知》, 要求 2021 年 3 月 31 日前完成本地区首次执行差别电价企业确认工作。针对钢 铁、铁合金、电解铝、锌冶炼、电石、烧碱、黄磷、水泥等八个高耗能企业,按 照允许类、限制类、淘汰类,执行差别化电价。

从近期政策来看,以碳排放、能耗总量、污染物排放为依据的存量约束机制正在 收紧。

电网企业因实施差别电价政策而增加的加价电费收入全额上缴省级国库,纳入省 级财政预算,实行“收支两条线”管理,统筹用于支持经济结构调整和节能减排 工作。对水泥行业、钢铁行业因实施差别电价政策增加的电费收入,10%留电网 企业用于弥补执行差别电价增加的成本;90%上缴省级国库,纳入省级财政预算, 统筹用于支持行业技术改造和转型升级,促进经济结构调整。

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在“碳达峰”、“碳中和”目标的倒逼之下,“能耗指标”将成为重要的抓手, 2021 年全球经济复苏,大宗商品价格上涨动力较强,叠加“碳中和”目标下的 产能压降手段,高能耗产品供给侧约束后,价格有可能进一步提升。

我们根据能耗指标,梳理了高耗能类型产品:电解铝、硅铁、电炉锰铁、石墨电 极、烧碱、涤纶、铜等,都有可能成为限制对象。

2.2、 能源替代:新能源长期发展的盛宴

现有的能源系统中,煤、石油是主要力量。据统计年鉴数据,2019 年我国能源 消费总量 48.7 亿吨标煤,其中煤炭、石油、天然气、一次电力及其他能源占比 分别为 57.7%、18.9%、8.1%、15.3%。

从用途来看,石油主要用于终端消费(交通、工业),煤炭主要用于中间消费(火 力发电),天然气主要用于终端消费(交通、工业、建筑部门)。

回顾人类对能源利用的探索历程,实际上是从利用核外电子到利用核内电子的过 程,但这恰是宇宙、物质、能源发展的逆过程。

二次能源中,对电能的利用是一项伟大的革命,现已成为能源利用的枢纽,从历 史上看,“电”也引发了多次生产技术革命。而氢能同作为二次能源,具有可存 储的优势,但也因制备和使用效率稍逊而经济性较差,但从能量循环的角度看, 可以有助于碳的减排。

锂、氢能同作为可行且具有前景电子存储载体,其重要的原理特点在于,Li+与 H2 都是小粒子,有助于提升物质/能源转换便利性。

碳中和的最重要目的就是减少含碳温室气体的排放,采用合适的技术固碳,最终 达到平衡。

为达到碳中和,我们预计到 2060 年,清洁电力将成为能源系统的配置中枢。供 给侧以光伏+风电为主,辅以核电、水电、生物质发电;需求侧全面电动化,并 辅以氢能。

2.2.1、能源供给侧:可再生能源主导

总量层面:

核心假设:

(1)我们采用“自上而下”的测算方法,假设未来 GDP 增速和发电量增速从“十 三五”末期的 5%逐步下降到 2.5%;而由于节能降耗的原因,未来单位 GDP 能 耗逐步下降,电力消费弹性系数将小于 1。

(2)假设未来我国总发电量和 GDP 保持同步增长态势且增速一致,假设 GDP 和总发电量增速分别为 2021-2030 年 4%、2031-2040 年 3%、2041-2060 年 2.5%。

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根据我们的上述假设,以 2019 年发电量 7.22 万亿千瓦时为基础,2030 年发电 量达到 11.9 万亿千瓦时(和部分机构的预测数据基本一致),2060 年发电量进 一步达到 32.71 万亿千瓦时。

结构层面:

在总发电量预测的基础上,我们将进一步对不同发电方式未来的发电量及相应的 装机需求进行拆分。

核心假设:

(1)火电:装机量方面,在 2030 年碳达峰基础上,在经济发展的过程中 2020-2030 年仍需要有一定规模的火电装机支撑发电量增长,因此我们假设火电 装机在 2020-2030 年间每年仍将维持增长态势,但增量逐步减少直至 2030 年无 新增火电装机;2030-2060 年,火电装机每年将逐步退出电力市场,直至 2060 年碳中和时存量火电装机清零。利用小时数方面,随着火电装机的逐步减少,未 来火电将更多用于调峰平抑发电曲线,因此我们假设火电利用小时数从 2020 年 的 4080 小时逐步降低至 2030 年的 3080 小时,后续则保持平稳。发电量方面, 在装机量和利用小时数假设的基础上,火电的发电量占比将从 2020 年的 68%逐 步减少至 2060 年碳达峰时的 0%。

(2)水+核能+生物质:假设未来水+核能+生物质整体的发电量情况保持稳定, 2020-2060 年,在 1.7 万亿千瓦时的基础上每年增长 2%。

(3)光伏+风电:在火电发电量逐步减少,水+核能+生物质发电量保持相对稳 健增长的背景下,光伏和风力发电将逐步成为未来最重要的发电方式。发电量占 比方面,我们假设光伏+风电发电量中光伏发电的占比维持在 40%;利用小时数 方面,假设风电、光伏年利用小时数分别维持在 2400h、1300h;装机量方面, 在总发电量发展、其他发电方式发电量、光伏发电量占比、以及光伏和风电利用 小时数等预测的基础上,我们测算得出2030年风电、光伏新增装机量分别为1.53、 1.88 亿千瓦,2060 年风电、光伏新增装机量进一步达到为 2.19、2.7 亿千瓦

(4)储能:由于光伏、风电的不稳定性,必须辅以必要的储能以平抑发电波动。 假设储能容配比从 2020 年的 10%逐步提升至 2060 年的 100%,备电时长从 2020 年的 2h 逐步提升至 2060 年的 4h,则储能每年的新增容量将从 2020 年的 0.24 亿千瓦时增长至 2060 年的 19.55 亿千瓦时。

需要注意的是,我们对光伏、风电新增装机量的预测源自对部分关键变量的核心 假设,如果其未来发生变化(如火电利用小时降低超预期、水+核能+生物质发 电量降低、储能配套设施建设超预期等),则未来光伏、风电每年的新增装机量 或将超预期增长。

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投资层面:

在每年光伏、风电新增装机量的测算基础上,我们将进一步测算可再生能源发电 设施建设所需要的投资规模。

核心假设:

(1)预测光伏、风电、储能的单位投资成本保持下降趋势,到 2030 年分别达 到 0.371 元/瓦、5.63 元/瓦、1.03 元/瓦时,到 2060 年分别达到 1.35 元/瓦、 4.5 元/瓦、0.5 元/瓦时。

结合我们对光伏、风电、储能新增装机预测,可以得到 2021-2060 年每年在可 再生能源发电端所需要的投资规模。我们预测“碳中和”将为可再生能源发电领 域累计增加约 84 万亿元人民币的新增投资,其中光伏、风电装机建设投资规模 约 60 万亿元,储能设施投资规模约 24 万亿元。

氢能

在能源供给侧脱碳的过程中,氢能与电能同为重要的二次能源,扮演着重要作用, 如重工业(高温-超高温环境)、道路交通(氢燃料汽车)、大规模储能、船运 等。

目前,电解水制氢的成本仍较高。根据能源转型委员会的预测,随着电解槽成本 下降,未来电解水制氢将成为主流方法。要实现“零碳”排放,电解水所需的电 力也必须来自于可再生能源,由此产生的氢气称为“绿氢”。

海上风电制氢(直接在风机附近制氢)是海上风电未来发展的重要方向,主要有 两个原因:

1)随着海上风电离岸越来越远,外送电缆投资成本也逐步攀升,而利用风机所 发电力将水电解产生氢气后,通过比电缆便宜得多的管道将氢气送到岸上,甚至 有些海域有现成的天然气管道可供使用;

2)氢气可以储存,而电力难以储存。

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2.2.2、能源需求侧:终端电气化

由于能源供给侧向绿色电力转变,所以需求侧的脱碳首先意味着终端电气化。 根据国网能源研究院 2019 年 12 月的研究成果,终端电气化率在 2050 年达到 50%以上,其中工业、建筑、交通部门分别达到 52%、65%、35%。

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工业部门电气化

钢铁、电解铝、水泥等行业是能耗大户,也是碳排放大户。

钢铁行业的电气化路径主要是从高炉转向电炉,电炉及其设备、耗材仍具有较好 的投资机会。根据钢协数据,2019 年我国钢铁行业 90%以上的产能采用高炉 (BOF)技术,而电炉技术(EAF)仅占生产总量的 9%。特别是以废钢为原料 的短流程炼钢技术,碳排放量仅 0.4 吨二氧化碳/吨钢,若使用绿色电力为电炉 供能,则碳排放量可降为 0。

水泥的生产过程中需要将水泥窑加热到 1600 摄氏度以上,目前电炉的使用尚未 商业化,投资成本较高。目前较为可行的方法是用沼气、生物质替代化石燃料。

建筑部门电气化

从建筑属性来看,可以分为公共建筑、城镇居民建筑和农村居民建筑。从用途来 看,供热、制冷、烹饪是中国建筑部门的主要能源消费来源。建筑部门的电气化 率仍较低,2017 年仅为 28%。

目前,制冷、照明、家电已经实现了 100%电气化,供暖和烹饪的电气化推进较 为缓慢。我国北方城镇普遍实行集中供暖,主要热源为燃煤热电联产和燃煤锅炉。 自 2017 年以来,我国北方地区推行“煤改气”、“煤改电”,对建筑部门的电 气化有一定的推动作用。

炊事方面,根据清华大学建筑电气化接受程度调研,一方面,住宅炊事用能逐渐 向公建转移,应关注公建餐厅电气化;另一方面,住宅炊事电气化最大难点在于 改变用户习惯。

总之,建筑部门电气化需综合考虑公共部门与居民住宅,也要考虑南北方气候差 异。随着人民生活水平提高,家用电器的数量和使用强度呈上升趋势。未来采暖 电气化应逐步替代燃煤锅炉,炊事电气化应重点关注餐厅电气化和住宅炊事习惯 引导。

交通部门电气化

交通部门的电气化具有三个方面的含义:

1)道路交通(小型、轻型):绿色电力为基础的电动车(电池),配套充电桩、换电站;

2)道路交通(重型)、铁路或海运:氢能(或氨气),配套加氢站;

3)航空:生物航空柴油为主要方向。

我们预计,乘用车销量在 2040 年见顶,电动车的渗透率在 2045 年达到 100%, 则电动车的销量将在 2045 年达到 3600 万辆/年。假设单车售价保持下行趋势, 在 2060 年达到 12 万元/辆左右。则电动车领域累计将带来 130 万亿人民币的累 计新增投资

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随着电动车保有量的提升,假设车桩比在 2030 年达到 1:1,则 2060 年充电桩 总数将超过 5 亿个。综合考虑充电桩的新建需求和更换需求,累计新增投资达到 18.15 万亿元人民币。

氢能燃料电池将主要用于重型道路交通(客车、货车)。假设轻型、中型、大型 货车的年销量保持在 150、20、70 万辆,燃料电池渗透率在 2045 年达到 40%、 60%、80%,而后保持该渗透率;轻型、中型、大型客车的年销量保持 30、7、 7 万辆,燃料电池渗透率在 2045 年达到 30%、50%、70%,而后保持该渗透率, 则累计新增投资达到 29 万亿元人民币。

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2.3、 回收利用:绿色低碳的循环经济

再生资源的回收利用可以有效减少初次生产过程中的碳排放。目前来看,市场潜 力主要集中在三大领域:

1)高耗能行业(钢铁、水泥、铝和塑料)的产品再生;

2)废弃物(秸秆、林业废弃物、生活垃圾)的能源化利用;

3)动力电池回收利用。

废钢利用:

据世界钢铁协会预测,从中长期来看,过去二十年中国钢材消费量的迅速增长, 将带动中国国内的废钢资源快速增长。在未来数年里,中国国内的废钢供应量可 满足中国的炼钢需求。

钢铁行业的电气化趋势(电炉代替高炉)与废钢的利用属于同一路径。对比发达 国家,我国的电炉钢产量占比处于较低水平。

再生铝:

电解铝的碳排放来源主要包括:电力消耗、碳阳极消耗、阳极效应导致全氟化碳 排放。再生铝可以有效减少初次生产的能耗与碳排放,目前我国的再生铝产量占 比同样处于较低水平。

塑料循环利用:

在化工行业的数千种产品中,仅氨、甲醇和 HVC(高价值化学品,包括轻烯烃 和芳烃)三大类基础化工产品的终端能耗总量就占到该行业的四分之三左右。

据上海市再生资源回收利用行业协会披露,2019 年我国产生废塑料 6300 万吨, 回收量 1890 万吨,回收率仅 30%。

根据能源转型委员会研究,2050 年,中国的塑料需求中 52%可由回收再利用的 二次塑料提供,初级塑料产量与国际能源署的照常发展情景中的回收率水平下的 产量相比减少 45%,HVC 和甲醇的需求分别较照常发展情景大幅减少 40%和 18%。

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动力电池回收:

磷酸铁锂电池回收后两大利用途径:梯次利用与拆解回收,这两个途径并不是排 斥关系,而是互补关系。

三元正极材料回收与再生的技术路线主要分以下两种形式:

物理修复再生,对只是失去活性锂元素的三元正极材料,直接添加锂元素并通过 高温烧结进行修复再生;对于严重容量衰减、表面晶体结构发生改变的正极材料, 进行水热处理和短暂的高温烧结再生;

冶金法回收,主要有火法、湿法、生物浸出法三种方式。其中火法耗能高,会产 生有价成分损失,且产生有毒有害气体;生物浸出法处理效果差,周期较长,且 菌群培养困难;相比之下,湿法具有效率高、运行可靠、能耗低、不产生有毒有 害气体等有毒,因此应用更普遍。

对于三元电池,我们预测:2019 年预计可回收三元正极 0.13 万吨,随后逐年递 增至 2030 年的 29.25 万吨。

1)NCM333:随着 2014 年安装的 NCM333 三元电池于 2019 年开始退役,2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加,2022 年达峰值 1.28 万吨,随后由于 NCM333 的退出而逐步减少,至 2026 年回收量归零;

2)NCM523:2016 年开始进入市场的 NCM523 于 2021 年开始报废回收,随后 回收量于 23-28 年稳定在 4-6 万吨之间,预计 2030 年上涨至 10.78 万吨;

3)NCM622:2017 年进入市场的 NCM622 于 2022 年开始报废回收,回收量小 幅上涨,直到 28 年上涨幅度增加,预计 30 年可回收 6.03 万吨;

4)NCM811:2018 年进入市场的 NCM811 于 2023 年开始报废回收,预计 30 年可增长至 12.44 万吨。预计 30 年可回收锂 2.09 万吨,镍 11.47 万吨,钴 2.80 万吨,锰 3.23 万吨。

对于磷酸铁锂电池,我们预测:

1)2030 年,报废铁锂电池将达到 31.33 万吨;

2)随着梯次利用逐年上升,预计 2030 年可梯次利用的铁锂电池达 109.93GWh, 共 25.06 万吨;其余 6.27 万吨进行拆解回收,可回收锂元素 0.28 万吨;

3)2027 年梯次利用的磷酸铁锂电池将在 2030 年达到报废标准,此时拆解回收 8.604 万吨,可回收锂元素 0.379 万吨。二者总计可以回收锂元素 0.65 万吨。

市场空间方面,根据我们的测算: 三元电池回收:在金属处于现价( )时,2030 年三元电池锂/镍/钴/ 锰回收市场空间预计 103.67/154.24/85.80/5.29 亿元。

磷酸铁锂电池回收:

中性假设条件下(梯次利用残值率 30%),2030 年梯次利用市场空间预计 180.93 亿元。在锂金属处于现价(2021/1/22)时,2030 年磷酸铁锂电池锂元素回收 市场空间预计 32.38 亿元。

2.4、 节能提效:低碳社会的护航者

工业节能:

2020年吨新型干法水泥熟料综合能耗已下降至85kg标煤,较2005年下降35%。 吨钢综合能耗下降至 552 克标煤,较 2005 年下降 20%以上。

中国钢铁行业还有一定的节能技术推广、能效提高的空间。如余热回收(TRT 等技术)、高级干熄焦技术(CDQ)等。

对于水泥行业来说,2020 年底已有 80%的水泥窑利用余热发电,总装机 4850 兆瓦。同时,现有的商业模式(DBB 模式、EPC 模式、BOT 模式)较为成熟, 将推动我国实现“2035 年熟料生产完全不依赖外部电力”的目标。

针对化工行业,由中国石油和化学工业联合会主办的石油和化工行业重点耗能产 品能效“领跑者”标杆企业评选已持续多年,2018 年行业单位能耗持续下降, 万元收入耗标煤同比下降 10%,电石、纯碱、烧碱、合成氨等重点产品单位综 合能耗同比分别下降 2.18%、0.6%、0.51%和 0.69%。

建筑能效提升:

根据国务院新闻办公室《新时代的中国能源发展白皮书》,截止 2019 年底,我 国累计建成节能建筑面积 198 亿平米,占城镇既有建筑面积比例超过 56%。推 动既有居住建筑节能改造,提升公共建筑能效水平,是建筑领域节能的重要途径。 在居民制冷、取暖领域,热泵技术可以有效利用空气热能,较现有的壁挂炉、电 加热等方式更节能。

节能设备

功率半导体 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的应用,可以有效提升能效水平,尤 其是在家电(变频家电)和工业(工业控制和自动化)领域,两者占 IGBT 下游 需求的 47%左右。

根据产业在线统计,2013 年变频空调标准颁布实施,空调的变频占有率提升超 过了 6 个百分点;2016 年 10 月份冰箱新标准实施,2017 年冰箱的变频化率迅 速提高了 10%;洗衣机新标准在 2018 年 10 月推出,2019 年变频洗衣机的市 占率较推出前大幅增加了 8 个百分点。

未来随着能效要求的进一步提升,以 IGBT 为核心的变频领域前景广阔。

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2.5、 工业过程脱碳与工艺变革

工艺变革

除了能源使用(主要是化石燃料燃烧及电力/热力使用),工业过程碳排放也是 重要的二氧化碳来源,2017 年占比 13%。 工业过程碳排放与各个行业采用的生产工艺直接相关。

(1)如钢铁行业:含碳原料(电极、生铁、直接还原铁)和溶剂的分解和氧化;

(2)电解铝:碳阳极消耗、阳极效应导致全氟化碳排放;

(3)水泥:污水污泥等废弃物里所含有的非生物质碳的燃烧、原材料碳酸盐分 解产生的二氧化碳排放、生料中非燃料碳煅烧。

相比于“能源碳”,“过程碳”的去除更加困难。原因在于:

(1)生产工艺深度整合,对工艺过程的某一部分的改变都伴随着过程其他部分 的改变;

(2)生产设施的使用寿命很长,通常超过 50 年(定期维护)。改变现有场地 的工艺需要昂贵的重建或改造;

(3)大宗商品全球交易,水泥、钢铁、氨和乙烯是大宗商品,在采购决策中, 成本是决定性因素。除水泥外,这些产品都在全球范围内进行交易。一般来说, 在所有四个部门中,外部性都没有被考虑在内,而且还没有为可持续或脱碳产品 支付更多费用的意愿。

碳中和深度研究报告:大重构与六大碳减排路线

 

 

随着“碳中和”的推进,短流程钢的产量占比将逐步提升。对于剩余长流程钢来 说,可以采用基于工艺改造的脱碳路线,如基于氢气的直接还原铁(DRI)、电 解法炼钢、生物质炼钢、碳捕集与封存(CCS)。

水泥生产过程中,由于石灰石分解产生的二氧化碳排放占到总量的 60%,因此 将不可避免用到碳捕集与封存(CCS)。其次,原料替代(粉煤灰、钢渣)等替 代品已被广泛使用,其他如氧化镁、碱/地质聚合物粘合剂等同样具备潜力。

2.6、 CCUS:零排放“兜底”技术

由于工艺替代的困难,“物质碳”在一定程度上不可避免,特别是在水泥、钢铁、 化工等重工业领域。也即如果不采用 CCUS,这些行业几乎不可能实现净零排放。

二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是指将二氧化碳从排放源中分离后或直接 加以利用或封存,以实现二氧化碳减排的工业过程。

碳捕集的主要应用领域包括:

(1)煤气化制氢以及甲烷重整制氢过程;

(2)工业部门的化石燃料燃烧过程;

(3)化工原料相关碳排放和水泥生产的过程排放等;

(4)电力部门中的应对短期和季节性峰值的火力发电。

2019 年中国共有 18 个捕集项目在运行,二氧化碳捕集量约 170 万吨;12 个地 质利用项目运行中,地质利用量约 100 万吨;化工利用量约 25 万吨、生物利用 量约 6 万吨。

在 CCUS 捕集、输送、利用与封存环节中,捕集是能耗和成本最高的环节。二 氧化碳排放源可以划分为两类:

一类是高浓度源(如煤化工、炼化厂、天然气净化厂等),另一类是低浓度源(如 燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂等)。高浓度源的捕集成本大大低于低浓度源。

捕集环节:典型项目(低浓度燃煤电厂)的成本约在 300-500 元/吨;

运输环节:罐车运输成本约为 0.9-1.4 元/吨/公里,管道运输成本约为 0.9-1.4 元/吨/公里;

利用封存环节:驱油封存技术成本约在 120-800 元/吨,同时可以提高石油采收 率。咸水层封存的成本约为 249 元/吨。

3、 投资建议:快与慢、短与长

3.1、 不同减排路径成熟度不同

通过构建“碳中和”实现框架,我们跟随全社会碳足迹,总结出各个领域的不同 的路径。当然,由于技术、成本、实施条件的差异,不同的路径之间成熟度差异 较大。

目前比较成熟的路径有:工业领域的钢铁电炉、废钢利用、水泥协同处置、再生 铝等,道路交通领域的电动车与充电桩,能源领域的清洁能源,建筑领域的电气 化与空气热泵、装配式建筑等,以及消费侧的绿色出行、垃圾分类等;

处于起步阶段的路径有:工业领域的压减、转移产能,交通领域的燃料电池、氢 能、电池回收等,能源领域的智慧电网、弃风弃光利用、火电产能压减等;

处于研究阶段的路径有:水泥清洁燃料、化工 Power-to-X、钢铁氢还原,以及 碳捕集在各个领域的推广应用。

3.2、 投资主线

1.源头减量:按照目前的碳配额发放标准和碳价情境下,碳减排(碳捕捉)等方 式的经济性尚未满足大规模市场化推广的需求,政府可能通过“能耗”等措施长 周期进行供给侧改革,需要关注是否发生阶段性冲刺,引发大宗商品价格进一步 上涨。吨产品能耗大户:电解铝、硅铁(钢铁)、石墨电极、水泥、铜加工、烧 碱、涤纶、黄磷、锌等。

相关企业:鄂尔多斯、方大炭素、华宏科技等。

2.能源替代:以光伏、风电、储能、氢能、新能源汽车为代表的的新能源行业, 包括供应链上下游、制造端、运营端在内的全产业链都将收益于碳中和对投资的 拉动。

相关企业:

逆变器(贯穿风光储氢且更接近数字和系统概念,需持续关注格局变化):阳光 电源、固德威、锦浪科技;

光伏(格局相对稳定,但是需关注潜在的新技术放量带来的格局变化可能):隆 基股份、通威股份、福斯特等;

风电(寻找装机量的预期差):日月股份、明阳智能、振江股份,恒润股份;

储能(刚刚起步,市场广阔):宁德时代、派能科技、永福股份、国轩高科;

氢能与燃料电池(关注成本下降曲线):亿华通-U、潍柴动力;

锂电新能源车(中游格局相对稳定,上游及芯片弹性较大):宁德时代、亿纬锂 能、孚能科技、国轩高科;

光伏/风电运营商(平价后量/现金流稳定性提升):太阳能、节能风电、龙源电 力(H)、大唐新能源(H);

锂电回收(市场蓄势待发,关注产业链配套):格林美、宁德时代、赣锋锂业、 华友钴业、光华科技;

充电桩(新能源车配套基础设施建设):特锐德、盛弘股份、中恒电气、许继电 气、国电南瑞; 锂电设备:先导智能,赢合科技,杭可科技。

3.节能措施:利好相关设备公司,建议关注汇川技术、陕鼓动力。

4.回收利用:利好再生资源——废钢、电池回收、垃圾分类及固废类,相关标的

相关企业:

废钢利用:华宏科技;

电池回收(市场蓄势待发,关注产业链配套):格林美、宁德时代、赣锋锂业、

华友钴业、光华科技等;

垃圾分类:龙马环卫、盈峰环境、瀚蓝环境、ST 宏盛、伟明环保、旺能环境、

三峰环境;

再生资源:中再资环。

5.工艺改造:电池技术升级、智慧电网、分布式、特高压、能源互联网、装配式 等方面,相关标的建议关注:国电南瑞、许继电气、南网能源、鸿路钢构、精工 钢构。

4、 风险分析

1)政策推动不及预期。“碳中和”是长期目标,短期内可能存在政策掣肘或受 经济发展约束,存在推动力度不及预期的可能;

2)技术路线发展不及预期。在“碳中和”产业图谱中,部分关键路径尚处于发 展初期,未来存在技术发展不及预期的可能;

3)能源系统出现超预期事件。能源系统转型涉及面广,当风电、光伏等可再生 能源成为供给主力后,极端情况下,由于其运行不稳定性或给电网造成一定的运 行风险,从而引发行业投资风险。

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