中國鐵合金網訊:什么是“碳達峰”、“碳中和”?“碳達峰”則是指二氧化碳排放總量達到峰值,且此后 開始逐年減少。“碳中和”是指企業、團體或個人在一定時間內直接或間接產生的溫室氣 體排放總量,通過植樹造林、節能減排等形式抵消自身產生的二氧化碳排放,實現二氧 化碳的“零排放”。整體而言,“碳達峰”是為最終實現碳中和的階段性目標和任務。
實現“碳中和”是應對全球氣候變暖的必然要求。2021 年 1 月,世界氣象組織宣布 2020 年全球平均氣溫約為 14.9℃,較工業化前水平高出 1.2℃左右,是有記錄以來最暖的三 個年份之一。而氣候的變暖也導致了極端天氣頻發、冰川融化、海平面上升等一系列問 題。為應對全球變暖的威脅,《巴黎協定》確立了 2020 年后國際社會合作應對氣候變化 的基本框架,提出把全球平均氣溫較工業化前水平升高幅度控制在 2 攝氏度之內,并為 把升溫控制在 1.5 攝氏度之內而努力。而根據聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC) 測算,若實現《巴黎協定》2℃控溫目標,全球必須在 2050 年達到二氧化碳凈零排放。
“碳中和”是中國對世界的承諾,也是 2021 年及十四五規劃的工作重點。2020 年 9 月 22 日,在第 75 屆聯大一般性辯論上的講話中宣示,“將提高國家 自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于 2030 年前達到峰值, 努力爭取 2060 年前實現碳中和”。“碳達峰”、“碳中和”雖然是中長期目標,卻也是當 前的工作重點,2020 年中央經濟工作會議將“做好碳達峰、碳中和工作”作為 2021 年 要抓好的重點任務,提出“要抓緊制定 2030 年前碳排放達峰行動方案,支持有條件的 地方率先達峰”。
我國如何實現“碳中和”?實現“碳中和”必需做好“減法”和“加法”,一方面是減少 二氧化碳等溫室氣體的排放,另外一方面是增加碳匯、發展碳捕集和封存技術等,最終 實現排放量和吸收量的平衡,達到碳中和。短期來看,或者說為達到“碳達峰”的目標, 或將主要依靠“減法”,即減少碳排放,而中長期,為最終達到“碳中和”的目標,碳吸 收的能力或是關鍵。因此,在未來 10-15 年的時間里,各行業或將以減少碳排放為目標, 并相繼實現“碳達峰”,同時不斷積累技術,在更長的時間維度里實現碳吸收技術的突破 和推廣,最終實現“碳中和”。當前的工作重點或在于減少碳排放上。
能源消費結構調整或是未來減少碳排放的關鍵。從當前我國能源消費結構來看,原煤占 比是最高的,達到 58%左右,煤炭消費占比高與我國資源稟賦相關,但也導致了大量的 碳排放,煤炭也是我國碳排放量占比最大的能源類型,未來能源消費結構的調整或將是 中短期內的任務重點。根據國家氣候變化專家委員會副主任何建坤的表述,要實現盡早 達峰,“十四五”期間要爭取實現煤炭消費量零增長,到“十四五”末實現煤炭消費的穩 定達峰并開始持續下降;“十五五”期間努力實現石油消費量達峰。天然氣消費增長導致 碳排放的增加量,可由煤炭消費量下降帶來碳排放減少抵消,推動能源消費的碳排放總 量達峰1。
碳達峰、碳中和目標下的投資機會。一方面,調整能源消費結構,風電、光伏、核電等 清潔電力生產方式或將得到進一步發展,而其他生產部門或也將進行產業升級,整體而 言,鋼鐵、水泥、石化等高耗能行業有望率先達峰,工業部門總體上 2025 年前后可實 現達峰,交通部門可爭取 2030 年左右實現達峰,建筑部門估計在“十五五”期間達峰 2。另外一方面,考慮到長期實現碳中和必然需要發展碳吸收技術,長期來看,具有碳捕 集和封存技術研發能力的企業未來或將有更大的成長空間。
電新:“碳中和”帶來可再生能源和新能源車需求的大幅上修
歐洲
歐洲計劃在 2050 年實現碳中和,在新能源領域要求如下:
1)可再生能源方面,根據歐盟碳排放交易體系,歐盟在 2030 年可再生能源占最終能源 消費的比重需達到 32%;在 EDCP 中,這一比例預估上調為 33.1-33.7%;本次提案進 一步上調目標至 38-40%;同時要求 2030 年化石能源發電量占比降至 20%以下,可再 生能源提供 2/3 的電力(目前 32%);
2)新能源車方面,根據 2018 年的可再生能源指令,2030 年運輸部門可再生能源消費 占比需達到 14%;根據排放法案,2030 年歐盟乘用車碳排放需較 2021 年下降 37.5%; 本次提案,上調運輸部門可再生能源消費占比至 24%,且測算得 2030 年乘用車碳排放 需較 2021 年下降約 50%(將在 2021 年 6 月前重新審查汽車碳排放目標),更是指出 若要滿足 2050 年碳中和,要求存量汽車基本零排放,燃油車禁售計劃也將在未來評估。
1)新能源車方面,在 2030 年減排 55%的政策下,2030 年乘用車碳排放需較 2021 年 下降約 50%(此前 37.5%),則對應 2030 年碳排放目標下降至 47.5g/km(此前為 59g); 預計 2030 年歐洲新能源車滲透率達到 56%以上(此前計算為 45%),對應新能源車銷 量大約 850 萬輛(此前 680 萬輛),較 2020 年復合增長為 22.8%(此前為 20%);若 2030 年減排 60%,則預估對應的 2030 年新能源車銷量將達到 900 萬輛以上.
2)可再生能源方面,據此前規劃,2030 年可再生能源在終端能源消費中占比 32%,此 次上調可再生能源目標至38-40%,其中電力領域可再生能源發電占比達到2/3的水平。 經測算新政前后,2030 年光伏新增裝機分別為 45.9、74.8GW,年均復合增速為 13%、 17%,年均新增裝機為 26.6、38.6GW;2030 年風電新增裝機分別為 23.6、29.7GW, 年均復合增速為 5%、7%,年均新增裝機為 16.3、19.4GW。
美國
拜登上臺后,美國減排政策有望明顯加碼,在新能源領域: 新能源車方面,美國聯邦層面針對新能源車執行稅收抵免政策,最高 7500 美元,但當 單一車企銷量達到 20 萬輛后,將在后續一年逐步退坡,目前特斯拉、通用已經達到 20 萬輛;2019 年底,美國眾議院曾提案將稅收抵免的銷量上限提高至 60 萬輛,但該草案 未獲得通過。若拜登上臺,其將恢復全部的電動車稅收抵免,無疑將顯著提升美國電動 車的經濟性、增加車企盈利能力;據 Mackenzie 測算,若以上限提高至 60 萬輛計算, 該政策將覆蓋 750 萬輛新能源車的銷量(現有政策僅覆蓋 220 萬輛)。
美國在 2011 年落地了汽車油耗考核的目標,2017-2025 年(二期)CAFE 標準落地, 2025 年輕型車整體考核目標提升至 54.5mpg(碳排放 101g/km);2020 年 3 月 31 日, 特朗普政府放寬了乘用車油耗和 CO2 排放標準,將 2026 年油耗考核目標降至 40.1mpg;
拜登擬提高燃油經濟性標準,將較奧巴馬時期更為嚴苛。類比歐洲,2025 年碳排放計 劃達到 80.8g/km(NEDC 法,折算為 WLTP 法約為 97g/km),對應 25%-30%的新能源 車滲透率;美國采用 EPA 工況核算(與 WLTP 接近),且美國銷售結構中,高油耗車型 占比較高,因而拜登的方案或對應目標年份 25%的滲透率(Bloomberg 報道為 2026 年 滲透率 25%,對應約 400 萬輛)。
因而當前美國的新能源車市場更多由車型周期驅動,目前特斯拉能夠占到美國新能源車 份額的 60-70%;2021 年起,隨著福特 Mach-e、大眾 ID.4 等開啟美國市場的銷售,有 望進一步帶動美國新能源車上量;線性推算 2025 年美國新能源車滲透率 12%,銷量接 近 200 萬輛;若按拜登提出的油耗目標進行測算(2026 年 25%滲透率,400 萬輛新能 源車),則對應 2020-2026 年復合增速高達 50%。
可再生能源方面,在拜登的競選承諾中,除了延長 ITC 退稅外,其 2035 年實現無碳排 放的發電目標更是將加速可再生能源的發展;2019 年美國大約 38%的電力為清潔電力, 從趨勢上看,清潔電力中核電、水電的比例穩中略降,風電、光伏的比例持續提升。
中國
2020 年 9 月,在七十五屆聯合國大會一般性辯論上,提到中國將力爭 在 2060 年前實現碳中和,2030 前達到碳排放峰值。2020 年 12 月,在氣候峰會上提出 2030 年相比 2005 年碳減排 65%以上,非化石能源占比 25%左右目標,后續在中央經 濟工作會議上再次強調做好碳中和工作,抓緊制定 2030 年前碳排放達峰行動方案。
基于 2025 年非化石能源 20%占比目標,光伏裝機占比 50%-55%,全國能源消費總量 復合增速 3%-4%的條件下,理論計算“十四五”期間光伏年均裝機規模在 70-90GW 左 右,風電在 40-50GW 左右,新能源年均新增裝機規模在 110-130GW 左右。
新能源車方面,目前國內政策對于 2025 年國內新能源乘用車銷量滲透率目標制定為 20%,對應大約 500 萬輛;2030 年曾給過 40%的滲透率目標。不過對于 2030 年的減 排,目前的政策傾向并不激進,3.2L 的平均油耗很容易完成;不過交通部門是減排的攻 堅部門,歐盟唯一排放上升的領域即是交通部門,因而后續的政策加碼是值得期待的。
電力:擁抱能源新紀元,看好新能源運營商和火電轉型標的
在氣候雄心峰會上我國提出力爭 2030 年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取 2060 年 前實現“碳中和”,在“碳達峰、碳中和”的目標下,未來我國能源消費結構與電力供給 結構必將做出對應的調整。 根據我國近年能源消費情況以及未來經濟增速的預期,假設 2025 年能源消費總量約為 56 億標準煤、2030 年能源消費總量約為 60 億標準煤。
為了測算能源消費結構的變化,我們在確定能源消費總量后,需要進一步確定各個細分 能源類別的消費占比。首先確定原油和天然氣消費占比,隨后能源消費結構中其他的兩 項,煤炭和非化石能源,呈現互相擠壓、確定的關系。
原油:《能源發展“十三五“規劃》提出 2020 年原油消費占比目標 17%,2020 年 實際完成 18.8%,且“十三五”期間原油消費占比均在 18.7%-18.9%附近。現階 段(截至 2021 年 1 月底)國家對原油消費占比尚無相關規劃,考慮到相關產業的 發展需要,預計在 2025 年之前原油消費量仍將增長,但增速趨緩,從能源消費占 比角度看,考慮我國貧油的資源稟賦,預計原油消費量占比下降,且 2020 年已經 出現占比下降。假設 2025 年原油消費占比為 18.4%,2030 年進一步下降到 17%。
天然氣:2016 年國家發改委曾提出目標,2020、2030 年天然氣能源消費占比分 別達到 10%和 15%。雖然 2020 年數據尚未披露,但從 2019 年天然氣 8.1%的占 比及歷史變化來看,2020 年大概率無法達到 10%的目標;同時考慮我國天然氣資 源并不富裕,且天然氣亦屬化石能源,同樣存在碳排放的問題,因此我們預計 2030 年 15%的目標也應下調。
假設 2025 年天然氣消費占比為 11%,2030 年為 12.5%。 考慮到 2030 年 25%的非化石能源消費占比是我國面向世界許下的目標,這一占比目標 的實現不僅關系到我國能源結構的轉型和碳減排,更關系到大國責任擔當,因此我們預 計這一目標能夠在國家重點推進之下順利完成。2025 年非化石能源消費占比并無國家 層面指導性目標,根據相關研究的測算,假設 2025 年非化石能源消費占比為 20%。此外,在不同推進進程之下,2030 年目標存在超額完成的可能,因此在 2030 年 25% 這一“完成目標”的謹慎情景以外,同時考慮不同程度超額完成的略超目標和快速推進 情景,略超目標情景下我國 2025 和 2030 年非化石能源消費占比預計分別達到 21%和 26.5%,快速推進情景下我國 2025 和 2030 年非化石能源消費占比預計分別達到 22% 和 28%。無論針對哪一情景,我國煤炭消費占比均有明顯下降,“十五五”階段煤炭消 費的絕對量也將開始下行,“碳達峰·碳中和”下,能源消費轉向以新能源為主的非化石 能源是必然性的結果。
非化石能源消費占比的提升,對水電、核電、風電、光伏提出的更高的增長要求,但是 水電和核電的建設周期較長,通常需要 5-6 年左右的建設時間,且我國未經開發且具備 開發價值的水資源比較有限,此前核電審批的“斷檔”使得當前處于在建狀態的核電機 組偏少,“十四五”期間的核電新增裝機也不多,風電光伏將肩負更重要的作用和使命。
在相對合理的利用小時之下,可以由裝機容量和利用小時得到 2025 年和 2030 年水電、 核電的發電量水平。為了匹配非化石能源消費量,剩余發電空間主要由風電和光伏提供, 同樣在合理利用小時預期下,風電和光伏的裝機增量即可確定。
為了測算能源消費結構的變化,我們在確定能源消費總量后,需要進一步確定各個細分 能源類別的消費占比。首先確定原油和天然氣消費占比,隨后能源消費結構中其他的兩 項,煤炭和非化石能源,呈現互相擠壓、確定的關系。
原油:《能源發展“十三五“規劃》提出 2020 年原油消費占比目標 17%,2020 年 實際完成 18.8%,且“十三五”期間原油消費占比均在 18.7%-18.9%附近。現階 段(截至 2021 年 1 月底)國家對原油消費占比尚無相關規劃,考慮到相關產業的 發展需要,預計在 2025 年之前原油消費量仍將增長,但增速趨緩,從能源消費占 比角度看,考慮我國貧油的資源稟賦,預計原油消費量占比下降,且 2020 年已經 出現占比下降。假設 2025 年原油消費占比為 18.4%,2030 年進一步下降到 17%。
天然氣:2016 年國家發改委曾提出目標,2020、2030 年天然氣能源消費占比分 別達到 10%和 15%。雖然 2020 年數據尚未披露,但從 2019 年天然氣 8.1%的占 比及歷史變化來看,2020 年大概率無法達到 10%的目標;同時考慮我國天然氣資 源并不富裕,且天然氣亦屬化石能源,同樣存在碳排放的問題,因此我們預計 2030 年 15%的目標也應下調。
假設 2025 年天然氣消費占比為 11%,2030 年為 12.5%。 考慮到 2030 年 25%的非化石能源消費占比是我國面向世界許下的目標,這一占比目標 的實現不僅關系到我國能源結構的轉型和碳減排,更關系到大國責任擔當,因此我們預 計這一目標能夠在國家重點推進之下順利完成。2025 年非化石能源消費占比并無國家 層面指導性目標,根據相關研究的測算,假設 2025 年非化石能源消費占比為 20%。此外,在不同推進進程之下,2030 年目標存在超額完成的可能,因此在 2030 年 25% 這一“完成目標”的謹慎情景以外,同時考慮不同程度超額完成的略超目標和快速推進 情景,略超目標情景下我國 2025 和 2030 年非化石能源消費占比預計分別達到 21%和 26.5%,快速推進情景下我國 2025 和 2030 年非化石能源消費占比預計分別達到 22% 和 28%。無論針對哪一情景,我國煤炭消費占比均有明顯下降,“十五五”階段煤炭消 費的絕對量也將開始下行,“碳達峰·碳中和”下,能源消費轉向以新能源為主的非化石 能源是必然性的結果。
非化石能源消費占比的提升,對水電、核電、風電、光伏提出的更高的增長要求,但是 水電和核電的建設周期較長,通常需要 5-6 年左右的建設時間,且我國未經開發且具備 開發價值的水資源比較有限,此前核電審批的“斷檔”使得當前處于在建狀態的核電機 組偏少,“十四五”期間的核電新增裝機也不多,風電光伏將肩負更重要的作用和使命。
在相對合理的利用小時之下,可以由裝機容量和利用小時得到 2025 年和 2030 年水電、 核電的發電量水平。為了匹配非化石能源消費量,剩余發電空間主要由風電和光伏提供, 同樣在合理利用小時預期下,風電和光伏的裝機增量即可確定。
水泥的產碳及降碳之策
水泥行業碳排放主要是來自碳酸鈣分解和燃煤,預計各占一半,前者碳排放來自化學生 產工藝,不具備減碳空間;同時水泥成本結構中能源占比較高(近 50%),而煤改氣能 源成本或將翻倍,因此降碳成本比其他行業如玻璃、石膏板、瓷磚要高,從經濟性角度 來看難度較大。基于此,我們認為水泥行業降碳目標更多依賴技術、政策層面推動下行 業生產資源效率的優化:
1)、技術性減碳,但當前效果或有限。通過改善工藝優化指標、使用替代原燃料、添加 礦化劑降低燒成溫度等。目前部分龍頭企業已在嘗試推進,但效果不夠顯著,如海螺某 產線富氧助力水泥熟料煅燒技術,實現單位熟料排放減碳 0.016 噸,減碳比例 1.8%; 再如海螺某產線采用第四代篦冷機,預熱器系統采用低阻旋風筒和管道式分解爐、新型 隔熱納米耐材,實現單位熟料減碳 0.034 噸,減碳比例 3.9%。
2)、政策性減碳是目前主要形式:淘汰落后+錯峰生產。首先,小線排放當量比大線要 高,未來環保提標下其發揮率受限甚至被動退出,存量企業工藝水平升級可降低全行業 單位熟料排放量。其次是持續錯峰生產推動生產效率重分配,部分排放較大的落后產能 在錯峰生產持續約束下發揮率被動承壓,對于總量減排帶來邊際貢獻。
其實,當前,部分地區推行分類評價停產,對于環保控制到位的企業給與一定的停產讓 步,對于環保不到位的企業則加大停產約束,此舉不僅通過生產規則的再分配一定程度 上降低了總量排放。
3)、市場化減碳未來可期。未來水泥工業可以嘗試碳交易行為,即根據環保排放控制水 平,允許排放控制較好企業從市場交易排放指標,進而優化整體排放結構。 綜上,水泥行業雖是碳排放大戶,但當前技術條件下降碳空間較有限。目前行業降碳落 地可行路徑更多來自環保約束下生產資源發揮率再分配,具備更突出工藝控制水平的龍 頭企業更為受益,市場格局有望借此出現持續優化。
玻璃:過程排放占比不大,降碳聚焦在燃料升級
1、生產原理 平板玻璃的生產過程消耗了大量的原材料和能源,過程中產生了較大量 CO2,為了更好 地理解生產過程中的碳排放細節,我們可以結合下面具體生產流程對生產原理進行了解。
2、玻璃行業碳排放分布情況? 平板玻璃生產過程中的碳排放可以分為三部分:燃料排放,占比基本在 60%-65%;其 次是過程排放(原材料分解),占比 20%-25%;間接排放(主要是電力熱力消耗)占比 在 10%-15%。燃料排放是玻璃生產中碳排放的主要部分。
3、玻璃行業的降碳路徑? 配方結構較為固定調整空間不大,因此原料端降碳空間較小。盡管不同的平板玻璃生產 線因原料品位、工藝流程、玻璃特性不同等原因,導致其配方各有差異,但不同配方中 使用的原料是大致相同。因此原料端降碳空間較小,且產線升級并不能在原料配方上帶 來顯著降碳改善。
不同規格產線其熱分解過程排放差距不大,因此產線規模升級降碳空間有限。進一步, 比較典型的玻璃配合料的配方在熱分解時 CO2 排放量的差異,其中最大差別為 3.5% 左右,因此總體差異并不是很大。
燃料端:主要排放環節,煤改氣漸進式推進,成本端制約影響是關鍵 我國平板玻璃使用的化石燃料主要包括 5 種:重油、天然氣、石油焦、煤氣和煤焦油。 從占比來看,天然氣占比 41%,煤制氣占比 19%,石油焦重油占比 13%,此外,混合 燃料占比 25%。不過,不同區域差距很大,沙河地區主要是石油焦,天然氣占比僅 15%, 未來,我們認為煤改氣推進,天然氣占比可能會進一步提升。
化石燃料的排放因子整理后如下表,進一步我們估算,單位熱量排放來看,氣(液化石 油氣、煉廠干氣、油田天然氣)平均排放系數為 0.061g/KJ,為石油氣為原煤的 60%, 為原油的 84%,基于此,我們粗略可以認為,使用清潔能源如天然氣相比傳統重油大約 可降碳 10%-20%(單位熱量),效果相對較為顯著。
煤改氣的可行性路徑?
首先,從集中燃料的化學成分來看,天然氣主要是甲烷,煤制氣成分較為復雜,其中 H2 占比 38%,CO 和 CO2 占比超 40%。而石油焦和重油的化學成分中碳占比非常高。 其次,從成本端來看,我們測算結果如下,使用天然氣的玻璃企業噸成本比使用重油/煤 制氣的玻璃企業單位成本高 100-300 元/左右,幅度約 10%左右。同時,企業如果選擇 切換使用新的清潔能源,那么對需要對產線進行相關改造,設備及改造成本在 500 萬元 左右。 進一步,我們認為:1、目前我國華南地區主要燒氣為主,沙河地區燃料主要是石油焦和 煤制氣,未來如果推行煤改氣預計更多可能落地在沙河地區。2、煤氣與天然氣成本差 距接近 300 元/噸,煤改氣后,主產區河北成本面臨大幅攀升。同時河北超 50%原片需 外運,生產成本上升之后,其外輸壓力加大,長期看,各地區價格差距縮小,區域間貨源流動減少,依靠低成本大量外輸貨源盈利的模式或將一去不復返,惡性競爭門檻提升, 全行業成本曲線變得更為扁平化,企業競爭力的分化不再聚焦于成本而在于產品結構。
環保:碳減排視角下的環保行業擔當與使命
垃圾焚燒:預計 2030 年可實現碳減排 3.3 億噸
垃圾焚燒具備雙重減排效應,噸垃圾碳凈減排 0.67 噸 生活垃圾在焚燒過程中會增加一些溫室氣體排放,例如焚燒塑料類垃圾產生的二氧化碳 (該類屬于自然中無法降解的垃圾成分,其中的碳含量為化石碳),使用輔助類柴油、天 然氣、煤等化石燃料燃燒過程中產生的二氧化碳等,但垃圾焚燒也具備明顯的減排效應, 主要包括兩類:1)避免填埋處置產生填埋氣(主要是甲烷)而形成的溫室氣體,其中甲 烷的溫室效應作用是二氧化碳的 22 倍3;2)焚燒生物質替代化石燃料而減少溫室氣體 排放,因而垃圾焚燒具備雙重減排效應。 根據《生活垃圾焚燒發電項目的節能與碳減排分析》測算,假設垃圾焚燒項目產能為 800 噸/日,年運營約 333 天,年處理垃圾量約 26.64 萬噸;發電機組裝機容量 12MW,自 用電率 20%;電網排放因子取 0.58kgCO2/kWh。統計結果如下:從十年合計數據來看, 垃圾焚燒項目處理量 266.4 萬噸,而二氧化碳基準線排放量約 325.2 萬噸,項目排放量 約 145.7 萬噸,泄漏量約 1.6 萬噸,總減排量約 178 萬噸(即:總減排量=基準線排放 量-項目排放量-泄漏量=325.2-145.7-1.6=178)。
綜上,噸焚燒垃圾可實現碳減排1.22噸, 同時帶來碳增 0.55 噸,凈碳減排 0.67 噸;測算該項目噸上網電量約 288kwh,對應度 電碳凈減排量約 2.32kg。 預計 2020 年底全國垃圾焚燒產能 59 萬噸/日,按照年運營 333 天計算,年垃圾處理量 約 1.96 億噸,對應二氧化碳減排量 1.31 億噸。2020 年 7 月底發布的城鎮生活垃圾分 類和處理設施補短板方案中明確,大力推進垃圾焚燒處理能力建設,日清運量超過 300 噸的地區,到 2023 年基本實現原生垃圾“零填埋”,垃圾焚燒為生活垃圾處理的重點鼓 勵方式。我們在此前的垃圾焚燒行業報告中測算,2030 年預計全國垃圾焚燒產能約 150 萬噸/日,測算二氧化碳減排量 3.33 億噸。垃圾焚燒在解決城鎮生活垃圾污染的同時, 也實現了二氧化碳有效減排,一舉兩得。
噸碳交易價格 20 元的情況下,項目凈利潤彈性可達 21.7% 我們在此對垃圾焚燒項目通過 CCER 碳出售帶來的凈利潤彈性做詳細測算。假設項目 規模為1000t/d,投資總額4.5億元,年滿負荷運行天數330天,噸垃圾上網電量280kwh, 標桿上網電價 0.65 元/kwh(第 16-30 年國補取消后電價調整為 0.50 元/kwh),垃圾處置費75 元/噸,運營第一年實行所得稅免征,噸垃圾焚燒減排二氧化碳 0.67 噸。測算可得,未參與 CCER 交易時,垃圾焚燒項目年營業收入 7505 萬元、凈利潤 1905 萬元、 凈利率 25.4%。CCER 單價假設 20 元/噸,則碳出售增收 440 萬元,碳交易稅率假設 6%,則營收彈性 5.9%、凈利潤彈性 21.7%、凈利率提升 3.8pct 至 29.2%。
碳交易對垃圾焚燒項目盈利貢獻突出。在垃圾焚燒項目全生命周期補貼時間內(約 15 年)碳交易相當于是“第三業務”,可貢獻除售電和垃圾處置費之外的業績來源;隨著國 補到期,綠證交易補貼機制和碳交易機制可二選一,此時碳交易可替代部分國補。我們在上文測算,垃圾焚燒度電碳凈減排量約 2.32kg,CCER 單價分別取 10-30 元/噸、國 補電價按照 0.15 元/kwh 計算時,度電碳出售收益可替代國補比例約為 15%-46%。即: 對于垃圾焚燒項目來說,參與 CCER 交易的優勢在于運營期前 15 年獲取增量收益,而 在運營期后 15 年部分彌補國補電價取消帶來的損失;從項目整體 IRR 來看,以均價 20 元/噸參與 CCER 交易后上述垃圾焚燒測算模型的權益 IRR 為 11.7%,高于國補新政出 臺前的 10.7%的水平。
農林生物質發電:理論長期可實現碳減排 5.17-6.32 億 噸 農林生物質發電的碳減排邏輯與垃圾焚燒相似,具備雙重減排效應,即替代傳統化石燃 料燃燒和減少生物質自然降解過程中產生的甲烷等強溫室效應氣體;按照和垃圾焚燒相 同的方法來對農林生物質發電碳減排量進行測算,即碳減排量=基準線排放量-項目排放 量-泄漏量。 根據《純發電廠利用生物廢棄物發電的碳減排量計算》文獻提供的案例,該秸稈發電項 目規模為 2x12MW,項目建成后年上網電量可達 1.84 億 kWh,消耗秸稈及生物質廢棄 物 21 萬噸。 ü 在該測算中暫不考慮生物質廢棄和腐爛產生的溫室氣體排放量,保守估計該秸稈 發電項目的年碳減排量為 13.44 萬噸,對應噸秸稈焚燒發電碳減排約 0.64 噸;參 考農林生物質發電企業理昂生態的投運項目數據,噸秸稈焚燒量可替代標準煤 0.34 噸,減少二氧化碳排放量 0.79 噸; ü 另外,根據光大含山項目和大唐五常項目測算,每噸農林廢棄物腐爛或無控燃燒會 釋放約 0.0493 噸二氧化碳當量,而焚燒發電會減少該部分排放; ü 綜上,每噸農林廢棄物發電可實現碳減排量約 0.69-0.84 噸;測算該項目噸廢棄秸 稈上網電量約 881kwh,對應度電碳減排量約 0.78-0.96kg/kwh。CCER 單價分別 取 10-30 元/噸、國補電價按照 0.35 元/kwh 計算時,度電碳出售收益可替代國補 比例約為 2.2%-8.2%。 國家可再生能源信息管理中心披露 2020 年年底全國農林生物質裝機容量達到 1339 萬 千瓦,按照單個 3 萬千瓦裝機規模的生物質發電項目年消耗秸稈 30 萬噸結算,2020 年底全國農林生物質發電行業理論消耗秸稈量 1.34 億噸(部分項目因為補貼拖欠等原因 無法滿負荷運行,暫不考慮這方面因素),按照噸焚燒發電秸稈可實現碳減排 0.69-0.84 噸測算,理論 2020 年農林生物質發電全國可實現碳減排 0.92-1.13 億噸。另外,根據 長青集團在可轉債募集說明書中的測算,我國生物質資源儲備豐富,可供能源化的秸稈 資源量及稻谷殼、甘蔗渣等農產品加工剩余物每年約 4.0 億噸,林業剩余物和能源植物 每年約 3.5 億噸,合計 7.5 億噸,理論上長期農林生物質發電全國可實現碳減排 5.17- 6.32 億噸。
電動環衛車:碳減排視角下加速發展的高景氣賽道
垃圾焚燒、農林生物質發電屬于新能源的一種,在能源結構上進行優化既解決了環境污 染問題,又達到了碳減排的目的;交通結構優化也是控制碳排放的主要手段之一,多部門已發文要求加快車船結構升級,推廣使用新能源汽車,加快推進城市建成區新增和更 新的公交、環衛、郵政、出租、通勤、輕型物流配送車輛使用新能源或清潔能源汽車。
“十四五”開啟環衛裝備電動化新篇章。
2020 年 10 月 20 日印發《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035 年)》,作為未 來新能源汽車長期發展的綱領性文件,提出“力爭經過 15 年的持續努力,實現公 共領域用車全面電動化;2021 年起,國家生態文明試驗區、大氣污染防治重點區 域的公共領域車輛中新能源汽車比例不低于 80%”。
2020 年 7 月 23 日,工業和信息化部副部長辛國斌表示,要進一步發布實施公共 領域車輛電動化的行動計劃,準備在公交車、出租車、城市物流車,包括環衛的清 掃車等方面,進一步推動電氣化。工信部主導新能源車輛的補貼政策制定,推廣力 度將超過藍天保衛戰相關政策。
除了重點區域推行相關政策外,部分一線城市及試點城市已經率先要求提升新能 源環衛車輛采購比例:深圳、北京、合肥、鄭州等城市要求原則上全部采購新能源 車輛,福建省要求全省中心城區全部采購新能源車輛。預計隨著國家層面文件的正 式出臺,“十四五”時期將是電動環衛車滲透率快速提升的時期。
我們對“十四五”期間整個電動環衛車市場銷量和空間進行如下測算,假設環衛車整體 銷量增速 5%,考慮到電動環衛車開始呈現的單價下降趨勢,假設單價從 2020 年的 100 萬元左右下降到 2025 年的 75 萬元;我們對電動車滲透率做關鍵假設:假設 1 為 2021- 2025 年期間電動車滲透率每年提升 5pct;假設 2 為按照此前新能源汽車發展規劃提出 的 15 年時限內全部普及計算,滲透率每年提升約 6.7pct;假設 3 為在 2030 年碳達峰 時滲透率達到 50%,滲透率每年提升 10pct,三種假設下 2025 年電動環衛車滲透率分 別為 27.4%、33.3%、50.0%,對應銷量分別為 4.0 萬輛、4.9 萬輛、7.3 萬輛,對應市 場空間分別為 301 億、366 億、549 億,產值五年 CAGR 分別為 50%、56%、70%。 “十四五”期間電動環衛車領域為確定性高成長賽道。
汽車尾氣治理:國六標準推行,暫不必擔憂新能源化沖擊
國六標準推行可大幅降低汽車尾氣碳排放。根據我國 2014 年對溫室氣體排放量進行的 統計分析,二氧化碳占溫室氣體排放總量的 83.5%,是溫室氣體的主要構成項;而交通運輸溫室氣體排放約占全國溫室氣體排放總量的 6.7%,其中道路運輸排放占交通領域 排放量的 84.1%,尤以中重型商用車和輕型商用車為主。
根據《中國移動源環境管理年報(2020 年)》統計,2019 年全國汽車一氧化碳(CO)、 碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、顆粒物(PM)排放量分別為 694.3 萬噸、171.2 萬噸、622.2 萬噸、6.9 萬噸。其中,柴油車排放的氮氧化物(NOx)占汽車排放總量的 80%以上,顆粒物(PM)占 90%以上(我國商用車絕大多數為柴油車);而汽油車排放 的一氧化碳(CO)占汽車排放總量的 80%以上,碳氫化合物(HC)占 70%以上(我國 乘用車絕大部分為汽油車)。
對于傳統燃油車而言,國六標準的推行能大幅降低污染物的排放和碳排放。從排放限值 來看,國六標準較國五標準的重型柴油車氮氧化合物和顆粒物分別收緊 77%和 67%, 同時新增粒子數量限值;而輕型汽車的氮氧化合物和顆粒物在國六 b 階段明顯收緊,國 六 a 和國六 b 的一氧化碳較國五標準分別收緊 30%、50%,同時新增粒子數量限值。
針對重型柴油車,國一至國五標準分別于 2001 年、2005 年、2008 年、2015 年、2017 年全面實施,針對輕型汽車,國一至國五標準分別于 2001 年、2005 年、2008 年、2013 年、2017 年全面實施,排放標準對污染物的控制越來越嚴格。從國六標準的執行時間 來看,2020 年和 2021 年是行業大部分車型執行國六標準的時點,但考慮到具體執行時 間點的情況,市場空間放量集中在 2021-2022 年。
國六標準首先適用的是燃氣車(重卡、半掛牽引車),于 2019 年 7 月 1 日執行,該類車 輛每年銷量不大且已執行,暫不考慮,主要考慮汽油車和柴油車。對于汽油車,為滿足 國六標準需加裝 GPF 裝置,柴油車需加裝 DOC+DPF 裝置,根據輕重型汽車執行時間 不同(考慮到具體的時間點),測算出:
全 部 車 輛載體 市 場 :2020-2022 年 汽 車 尾 氣 催化劑載體 市 場 空間約 為 62.8/76.8/89.1 億元,增速分別為 13.2%/22.3%/16.0%;雖目前乘用車已大部分完 成國六標改造,但考慮到國內載體廠商的 b 點開發特點(非第一批試用)及成本優 勢,后續在乘用車市場的國產替代趨勢值得期待;
柴油車載體市場:考慮到輕型商用車(主要是柴油)可能在 2020Q4 投放部分國六 標準的車輛以及提標前的試投情況,預計 2020-2022 年的市場規模有望分別達到 13.9/24.0/36.3 億元,增速分別為 12.5%/72.6%/51.5%,輕/重型柴油車市場放量 集中在 2021-2022 年。
基礎化工:存量優化,未來可期
“碳中和”政策對基礎化工影響主要集中在煤化工領域。
傳統煤化工煤炭指標管控嚴格,未來指標會進行存量優化,龍頭企業有望逐步擠出 小型企業,行業供給格局有望逐步好轉。
新型煤化工有助于降低原油進口依存度,國家鼓勵新型煤化工龍頭發展煤制烯烴 和煤制乙二醇等項目,未來前景廣闊。
傳統煤化工:空間壓縮,龍頭爭霸
無煙煤化學過程二氧化碳排放量較少,受碳中和影響較為有限。排除能源用碳外,煤焦 化、氣化能制備電石、尿素和甲醇等多種傳統基礎化工原料,終端消費主要應用于管材、 塑料、農作物、紡服原料等衣食住行多個領域,關系國計民生,具備較強剛性。
尿素和電石產能止步不前,煤炭指標存量優化。傳統煤化工下游電石和尿素產能過剩, 近些年受到供給側改革和安全環保生產影響,傳統煤化工發展受到指標限制,尿素和電 石產能止步不前,行業內存量優化,對煙煤/無煙煤需求降低。未來看,行業對裝置規模 小、產品結構單一的企業進行淘汰,多元一體化的高效率生產龍頭有望穩步向前。
新型煤化工:替代石油,前景廣闊
中國石油進口依存度高,煤制技術實現戰略保障。石化產品是國民經濟發展的重要基礎 原料,市場需求巨大,但受油氣資源約束,對外依存度較高。從 2001 年 1 月到 2019 年 12 月,中國原油進口依賴度從 18.4%提升至 72.6%。我國煤炭資源較為豐富,成本較 為低廉,新型煤制乙烯、煤制乙二醇技術能緩解對原油依存度。
需求側:煤制產品替代進口,下游需求穩步增長
煤制烯烴:石油依賴度較高,發展潛力十足。乙烯是重要的基礎化工原料,下游主要用 于制備聚乙烯(PE),廣泛用于汽車、電子、家電、建材和食品包裝等多個細分領域。 未來看,隨著下游終端消費市場穩步增長,中國 PE 市場將穩步增長,拉動乙烯需求增 加。但目前乙烯主要制備方式為蒸汽裂解(石油制),占比達到 77.2%,其次為煤制乙 烯(CTO,13.2%)和甲醇制烯烴(MTO,9.6%)。未來看,在國家政策扶植下,煤制 乙烯技術有望進一步擴展,緩解對石油的高進口依賴,并且緩解油價上漲對國內化工企 業生產成本的打擊。
聚乙烯穩步擴產,煤制烯烴需求增長動力十足。未來看,國內聚乙烯產能穩步增加有望 拉動乙烯需求增長。寧夏寶豐能源、中煤陜西榆林、山焦飛虹、山西同煤集團和山西潞 寶合計將投放 180 萬噸煤制和甲醇制烯烴-聚合裝置,乙烯市場需求增長動力十足,煤 化工 CMO 和 CTO 制備乙烯仍具備發展前景。
煤制乙二醇:進口依存度高,需求穩步增長。乙二醇下游主要用于生產聚酯瓶片和聚酯 纖維,和人們生活息息相關。中國乙二醇進口依存度常年高于 50%,依賴于海外進口產 品滿足聚酯瓶片和滌綸長絲生產。未來看,隨著中國服裝和包裝飲料需求穩步增長,中 國聚酯瓶片和滌綸長絲需求穩步增長,拉動乙二醇需求穩步增加。
供給側:多點開花,煤制化工迎來綻放
煤制乙烯:多點同開花,產能穩步釋放。截至 2020 年,中國乙烯產能為 3430.5 萬噸/ 年,以蒸汽裂解技術為主。未來看,國內新增烯烴制備技術中,蒸汽裂解技術仍作為主 要技術,但 MTO 和 CTO 技術仍為不可替代的發展技術,具備較高戰略意義,未來仍有 較大發展潛力。
煤制乙二醇:多點同開花,產能穩步釋放。截至 2020 年,中國乙二醇總產能為 1570.2 萬噸/年,以乙烯氧化法為主。未來看,國內新增乙二醇制備技術中,乙烯氧化法和煤基 合成氣法技術仍作為主要技術,煤炭對中國乙二醇國產化制備具備舉足輕重的作用。
新材料:碳纖維迎機遇,可降解塑料綻光芒
新材料領域,碳纖維將迎來風電和汽車輕量化發展機遇,可降解塑料有望替代傳統以化 石材料為原料的塑料。
碳纖維主要用于生產風電葉片和汽車,未來海上風電快速發展和國產碳纖維快速 發展有望拉動需求快速增長。碳中和仍有望刺激汽車行業降本增效,汽車輕量化和 電動車發展將拉動碳纖維需求快速增長。
生物基可講解塑料領域,未來石化行業發展面臨轉型,傳統塑料生產涉及碳排放, 未來會逐步受到管控。可降解塑料過程實現綠色低碳,能夠替代傳統以石化材料為 基礎的傳統塑料,市場面臨長足發展動力。
碳纖維:民用發展迎機遇,替代玻纖前景廣
碳纖維應用領域眾多,風電葉片是重要的下游市場。碳纖維廣泛應用于國防工業以及高 性能民用領域,涉及航空航天、海洋工程、新能源裝備、工程機械、交通設施等,是國 家亟需、應用前景廣闊的戰略性新材料。用碳纖維復合材料代替鋼或者鋁,減重效率可 達到 20%-40%,因此在航空航天和汽車領域得到廣泛青睞。
碳纖維下游中有風電葉片和汽車領域:受益于“碳中和”政策影響,海上風電快速發展和國產碳纖維風電葉片突破將拉動 碳纖維需求增長;碳纖維能夠減輕汽車重量,降低汽車能耗,電動車需求增長將拉動碳纖維需求增加。
風電葉片:海上風電拉動需求增長,國產化突破實現快速增長
海上風電:全球風電產業發展前景良好,海上風電產業增速更快。風能屬于清潔可再生 能源,隨著全球環保減排要求的提升,風能發電產業得到快速發展。海上風電使用的風 機單機功率相較于陸上風電更大,因此未來海上風電將是主要的碳纖維應用場景。海上 風電為近年新興市場,新裝機容量由 2015 年的 3.4GW 快速增加至 2019 年的 6.1GW。 傳統風電葉片采用玻璃纖維作為增強材料,但玻纖密度較大,單位能耗較高;碳纖維強 度更高,可以保證葉片長度增加的同時,降低葉片重量,并可使葉片具有較強的剛度,更能滿足大功率海上電機裝置的要求。未來看海上風電項目快速發展有望拉動大功率風 電葉片需求提升,碳纖維市占率有望穩步增長。
大型風電葉片的發展將刺激國內碳纖維需求。國內多款大功率風電葉片已開始使用碳纖 維,其中單機功率達到 10MW 及以上的海上風機基本必須使用碳纖維風電葉片,中材 科技 6MW 及以上的風電葉片也為碳纖維葉片。此外,由于維斯塔斯拉擠梁片的相關專 利即將到期,國內及海外的其他風機廠紛紛布局相關碳纖維葉片的生產,未來幾年中國 風電用碳纖維需求有望實現爆發式增長。
汽車輕量化:電動汽車有望成為新的需求增長點
CFRP 能很好地滿足汽車輕量化需求,可應用于多種零部件。汽車輕量化是傳統汽車實 現節能減排的重要方法,燃油車每減重 0.1 噸,最多可節約燃油 0.6L/100km,并減少 11g/100km 的 CO2 排放。對于電動汽車而言,汽車車身及電池箱減重是提升汽車續航 時間的最主要途徑之一。CFRP 兼具高模量、低密度、耐疲勞等性能,可替代多種金屬 合金,應用在汽車底盤、車身、發動機蓋、前后擾流板、座椅皮、板簧等內外部結構件 中,汽車輕量化的大趨勢為 CFRP 創造了很多潛在應用需求。
電動汽車對汽車輕量化的需求更迫切,未來或將存在更多爆發點。國產電動車蔚來 ES6 使用鋁加碳纖維復合車身結構,為碳纖維在電動車領域的應用提供指引。蔚來 ES6 車 身使用碳纖維后地板總成、碳纖維座椅板總成、碳纖維后地板橫梁總成三大部件,整體 采用高強度鋁加碳纖維復合車身結構,相較于鋁合金減重 30%以上。蔚來 ES6 自上市 以來,交付量快速增長,2020 年上半年合計交付 1.2 萬輛。ES6 或將拉開碳纖維應用 于電動車車身的序幕,后續 ES6 放量以及更多電動車車型使用碳纖維將為中國和全球 的汽車用碳纖維市場提供新的增長動力。
可降解塑料:減少石油依賴,綠色發展可期
塑料材料和產品作為一種重要工業資材和消費資材,已廣泛應用于工業、農業、包裝業 和高科技領域以及人民生活的各個方面,它已和鋼鐵、木材、水泥并列成為四大支柱材料, 在促進國民經濟各部門的技術進步和滿足人類生活需要方面發揮著越來越重要的作用。 但塑料制品的原料主要是石油和煤炭等資源品,生產過程會涉及碳排放,且會加劇對化 石材料的依賴度。 生物基可降解塑料作為一種重要的塑料產品,降解原理是降低碳分子鏈的斷裂難度,使 其易由聚合體分解為小片段,再進一步降解為二氧化碳和水。相比于普通塑料,
生物基 可降解塑料的多采用生物發酵法,生產過程會吸收二氧化碳,并且產業鏈循環過程不涉及化石能源,能有效降低對化石材料的依賴度,整個過程能實現綠色循環,不會產生過 多二氧化碳排放。目前市場主要使用的生物基可降解塑料主要有 PLA和PBAT兩大類。
傳統塑料發展受限,生物可降解塑料未來可期。
未來看,隨著碳中和概念提出,能化行 業面臨轉型的過程,傳統的以石化原料為基礎的塑料產品產量會受到一定影響,疊加“限 塑令”政策影響,傳統塑料或將逐步淡出市場。新型生物可降解塑料由于更能滿足綠色 發展的需求,市場將面臨快速增長。
2019 年,全球生物可降解塑料市場規模已經達到 32.7 億美元,未來市場規模仍有望保 持高速增長。我國可降解塑料起步較晚,2018 年我國生物可降解塑料的市場規模達到4.2 萬噸,同比增長 13.5%,2012-2018 年 CAGR 達到 12.2%,在政策的推動下預計未 來將進入高速發展階段。
石化:結構轉型,龍頭崛起
碳中和將在未來限制煉化產能和煤化工產能增長,存量煉化和煤化工龍頭將顯著受益。 隨著我國放開民營企業進入煉化行業的限制以來,我國煉能規模持續增長,在 2014 年 9 月經國務院同意印發的《石化產業規劃布局方案》(發改產業[2014]2208 號)中確定 七大石化基地后,民營企業開始進入煉化領域,但是基于“嚴格控制煉油能力和成品油 生產規模,淘汰落后產能,發展精深加工石化產品,促進產業提質增效升級”的要求, 部分“老、破、小”的煉能被淘汰,2015 年及 2016 年我國煉能整體有所出清,處于下 降狀態,而 2017 年開始,我國煉能再度開始穩步增長,預計 2020 年煉能增速將達 5% 以上,處于近些年高位。而從 2021 年開始,我國煉能仍保持增長,但增速下滑顯著, 本輪煉能新增完成后,后續在碳中和影響下,未來新增煉油產能的批文限制較強,更多 是從置換角度來新建產能。
交運:加速結構轉型,約束供給增長
交通運輸行業是最大的石化能源消耗行業之一,在“碳中和”主題下我們主要從國內和 國際兩個角度去分析。
在國內市場,“碳中和”將促進國內運輸結構進一步轉型升級,公路運輸將進一步 轉向鐵路運輸,傳統運輸會逐步切換至多式聯運。
在國際市場,碳中和的變革在海運板塊一直是不斷加碼的趨勢,以 EEXI 新規以及 IMO2030 等政策為代表,對海運耗能的要求不斷提升均將加快海運供給的出清速 度,促進行業向上發展。
國內市場:碳中和將加速運輸結構轉型
國內市場看,至 2017 年交運倉儲行業碳排放量占全國的 7.8%,主要由于貨運結構中以 石化能源為主的公路運輸方式占比較高所致。貨運結構的形成與我國交通運輸基礎設施 發展階段保持一致,公路運輸具有相對靈活、標準較低、成本較低的特點,并且全國公 路網在過去 30 年間快速發展,物流體系與之相伴相生,導致目前相對失衡的運輸結構。
在碳中和推進運輸結構優化過程中,鐵路是大概率的發展方向。從自身能源消耗看,鐵 路通過線路電氣化改造,能源結構優化趨勢明顯,至 2017 年電力在主要耗總量中占比升至 55.97%,超過煤炭和燃油總和。另一方面,在電力機車對內燃機車的取代過程中, 鐵路的運營效率進一步提升,單位能耗持續下降。
因此,在碳中和推動國內市場在推進運輸結構轉型過程中,我們認為主要有 2 個受益方 向,1)貨運體系向以鐵路為核心的運輸體系傾斜;2)客運體系向鐵路和民航傾斜。 貨運角度看,由于鐵路裝卸相對復雜的特點,在貨運體系向鐵路為核心的發展過程中, 集裝箱多式聯運興起可期,我國集裝箱化率將進一步向國際均值靠攏。
客運角度看,長途客運車也將在碳減排趨勢下受到抑制,外溢需求將由高鐵和民航承接, 高鐵憑借其高時效性,在鐵路運輸中占比有望進一步提升;對民航市場, 碳中和要求將促進航空行業通過提升運營效率,同時緩解運力增長壓力,長期利好行業 供需關系,此外對高鐵建設成本較高的支線市場或將迎快速發展。
國際市場:環保要求約束供給增長
國內碳中和的目標和國際碳中和的趨勢將從需求和供給去影響海運板塊的發展。由于中 國是目前最大的石油進口國,國內碳中和的目標將在長期抑制石化能源運輸需求增長, 但為碳中和目標做出的投資建設過程中,石化能源的需求增長是否受到抑制仍需觀察。 另一方面,國際市場碳中和的趨勢或許是中期對海運板塊更大的變量。IMO(國際海事 組織)在 2020 年 8 月完成第四次溫室氣體研究:2012-2018 年間,全球海運溫室氣體 排放量從 9.77 億噸增長到 10.76 億噸(二氧化碳),但期間國際海運整體和絕大部分船 舶的營運碳強度均有所下降,不過降幅逐步趨緩。表征全球海運碳減排仍將不斷加強。
盡管 IMO 數據顯示全球海運已完成 2030 年目標的大部分,但碳減排趨勢仍在加碼。2020 年 7 月 IMO 對現有船舶能效指標(EEXI)進行探討,針對現有船舶提出新的能耗 要求,由于 2011 年制定的 EEDI 僅針對新造船舶,但 2019 年全球船隊產生碳排放量中 67%源于 2013 年 1 月 1 日前簽訂建造合同、噸位在 400GT 以上的現有船舶,因此通 過 EEXI 與 EEDI 相協調,去側重于船舶自身減排性能的提升。而全球目前多數船舶并 不滿足 EEDI 要求,而 EEXI 將要求現有船舶實施相當于 EEDI 第 2 或 3 階段要求。
不滿足環保要求的船舶僅能從 1)減速航行;2)出售拆解;3)安裝節能裝置這 3 個途 徑去適應新規,由于目前節能裝置安裝的成本較高,因此后續無論減速航行和出售拆解 都將導致現有海運供給的減少,其中以散運、油運等老船占比較高的行業供給收縮最甚。 從長期角度看,IMO 對環保的要求持續升級,也帶來海運業未來供給增速減緩,船公司 在新增供給方面更要考慮環保相關要求,但目前的造船技術尚無法支撐,使得造船選擇 變得更為謹慎,頭部公司以馬士基為例,已開始甲醇等非石化燃料船舶的建造測試。
建筑:新技術應用促進碳減排
建筑鏈是全國碳排放最高的行業,是實現低碳節能的關鍵領域。根據《中國建筑能耗研 究報告(2020)》,2018 年全國建筑全過程排放總量為 49.3 億噸 CO2,占全國碳排放的 比重為 51.3%,細分來看,建材生產階段排放 27.2 億噸 CO2,占比 28.3%;建筑施工 階段排放 1 億噸 CO2,占比 1%;建筑運行階段 21.1 億噸 CO2,占比 21.9%。
改變粗放生產方式,提升信息化水平
盡管施工階段碳排放占比較低,但由于建筑工程行業分別對接下游業主和上游原材料供 應商,改變建筑工程行業的生產方式,能夠改變上游生產的產品品類以及下游的使用習 慣,進而顯著放大建筑鏈對碳中和的貢獻。建筑設計以及施工方式直接影響到建材應用 以及建筑在實際使用過程中的碳排放水平,因而在設計/施工階段相應強化節能減排的 措施具有必要性,具體而言: 施工組織決定部分建筑組件的生產方式。傳統意義上,建筑業的發展顯著依賴人力 資源,表現形式為大量施工現場的手工作業,由于手工操作精度較低,疊加現場材料堆放帶來的損失,傳統建筑工地的管理方式導致能源/材料浪費,對環境污染顯 著。隨著全社會對環境保護的要求提升,裝配式技術開始受到關注,裝配式建筑改 變了建筑施工的組織形勢,將大量的現場作業轉移到工廠進行規模化生產,因而強 化了過程控制,減少了對人工的依賴。根據《裝配式高層住宅建筑全生命周期碳排 放研究》,裝配式建筑全生命周期內比傳統現澆建筑節約 5.86%碳排放量,其中建 材準備、建筑施工和建筑回收階段碳排放節約 10%以上。相比傳統施工方式,裝 配式工藝在節能減排上效果顯著。建筑設計會對建材選用以及后期建筑使用過程中的碳排放水平施加重要影響。建 筑鏈的前后端(建材生產和建筑運行階段)均會對碳排放產生顯著影響,因而有必 要在設計階段,就充分考慮這兩個環節的碳減排。采用建筑信息模型(Building Information Modeling, 以下簡稱 BIM)在規劃、勘察、設計、施工、運營階段的全 過程應用,能夠集成與建筑產品相關的各類信息,為碳排放的測算和計量提供更加 及時和準確的數據支撐,另一方面,也能夠對設計方案所展現的建材選用、建筑風 /光/聲/熱環境等進行模擬,采取最優方案以降低碳排放。
大力發展裝配式、鋼結構、BIM 和綠色建筑
與上述幾方面相適應,政府已出臺大量政策鼓勵裝配式建筑(特別是鋼結構建筑)和 BIM 技術在建筑行業的應用,同時出臺相應規范,提升建筑產品的節能減排程度,具體而言:
大力推廣裝配式建筑,尤其是更加節能環保的鋼結構建筑。2016 年 9 月國務院辦 公廳《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,要求因地制宜發展裝配式混凝土結 構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑,同時力爭用 10 年左右的時間,使裝配式 建筑占新建建筑面積的比例達到 30%。2019 年初住建部發布《2019 年工作要點》, 提出開展鋼結構裝配式住宅建設試點,在試點地區保障性住房、裝配式住宅建設和 農村危房改造、易地扶貧搬遷中,明確一定比例的工程項目采用鋼結構裝配式建造 方式。整個“十三五”期間,我國裝配式建筑/鋼結構建筑均獲得快速發展,2019 年全國新開工裝配式建筑 4.2 億平米,同比增長 45%,占新建建筑面積的比例達 13.4%;2019 年全國鋼結構產量提升至 7920 萬噸,較去年增長 11.2%,9 年 CAGR 達到 13.7%.
加快推廣 BIM 技術。2017 年國務院辦公廳發文《關于促進建筑業持續健康發展的 意見》,指出要加快推進 BIM 技術在規劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的 集成應用,實現工程建設項目全生命周期數據共享和信息化管理,為項目方案優化 和科學決策提供依據。住建部分別在 2017 和 2018 年發布《建筑信息模型施工應 用標準》和《建筑信息模型設計交付標準》,完善了 BIM 在實際應用中的規則規范。 推進建筑節能和綠色建筑發展。綠色建筑能夠在建筑產品的全生命周期內,大幅節 約資源和減少排放,同時為人們提供健康、舒適、高效的使用空間。住建部早在 2005 年就發布了《綠色建筑技術導則》(現已廢止);“十二五”期間,通過政府引 導,我國在綠色建筑領域進行了大量有益探索,住建部 2011-2015 年共發布了 95 批綠色建筑標識項目,截至 2016 年 9 月底,全國綠色建筑標識項目累計數量達到 4515 個,累計建筑面積 5.23 億平米。2017 年,住建部發布《建筑節能與綠色建 筑發展“十三五”規劃》,明確城鎮綠色建筑占新建建筑比重要從 2015 年的 20% 提升到 50%;2019 年住建部發布《綠色建筑評價標準》,2021 年發布《綠色建筑 標識管理辦法》,標志著我國綠色建筑相關技術和制度的探索日益成熟。
受益于建筑行業的工業化/節能化,趨勢上看,建筑全過程碳排放量增速已經明顯放緩。2005—2018 年間,建筑全過程碳排放量從 22.34 億噸增長至 49.32 億噸,13 年間 CAGR 達到 6.28%,但近年來增速有所放緩,尤其是“十三五”期間,碳排放量從 2015 年底的 44.94 億噸增長到 2018 年底的 49.32 億噸,3 年 CAGR 僅為 3.15%。新技術的采用 有力減緩了建筑鏈碳排放的增長。
煤炭:短期消費前置,長期供給或將收縮
“碳中和”如何影響煤炭消費?
煤炭消費是碳排放中最大來源。從定義上看,“碳中和”實際上是指空氣中排放的二氧 化碳可由等量的碳匯(森林吸收二氧化碳)等形式抵消的一種狀態。由于我國具有“富 煤貧油少氣”的資源結構,因此能源消費中“碳減排”的重任主要由煤炭承擔。從用途 上看,煤種大體可分為動力煤(用于發電)、煉焦煤(焦炭原料,用于冶金)和無煙煤(化 工原料),其中動力煤、煉焦煤消費量占據了煤炭消費總量的大頭,占比分別為 81%和 13%左右。因此,若想實現“碳減排”,除了提升用煤效率外,最重要是要減少動力煤和 煉焦煤的用量。
實質上,“碳中和”主要是通過控制下游需求端的煤炭用量而非供給端的產量來實現“碳 減排”的。這主要是因為:1)控制煤炭供給量意義不大。若一味壓減煤炭產量而枉顧需 求,則可能加劇煤炭市場的供需錯配,從而加劇煤價波動,影響下游行業盈利能力。2) 由于發電用煤和冶金用煤是煤炭消費的大頭,分別占煤炭消費總量的81%和13%左右, 因此從需求端減少火電和鋼鐵行業的用煤或成為實現“碳中和”更行之有效的方式。
短期來看“碳中和”政策會給煤炭行業帶來何種影響?
短期來看,受益于國家對風光新能源設備的鼓勵,煤炭消費節奏或呈現“先快增后慢降” 狀態。由于風光設備制造過程中所涉及的銅、鋁、鋼等材料也需要消耗能源,而當前能 源消費又以煤炭為主,因此 2021 年風光設備的投運預計會給煤炭帶來額外的消費增量。
根據我們的報告《擁抱“碳中和”系列:立足“碳中和”元年,擁抱能源新紀元》,我們 推算出每生產 1 千瓦裝機的風電大約需要耗電 115-120 度左右;每生產 1 千瓦裝機的 光伏大約需要耗電 470-500 度左右。
而按照當前的用電結構,我國大約 70%的電能都是火電貢獻,以 2020 年我國的能源結 構來看(中電聯數據):2020 年全年所有電源總發電量 76236 億千瓦時,其中火電 51743 億千瓦時,占比 67.87%;煤電 46316 億千瓦時,占比 60.75%。 按照我們前面的計算,為了滿足 2030 年非化石能源占比達到 25%的目標,“十四五” 期間我國風電和光伏的年均裝機增量大約為 3500 萬千瓦左右和 6500 萬千瓦左右,“十 五五”期間的增量大約為 4600 萬千瓦左右和 8000 萬千瓦左右。然而根據新聞披露: 在 2020 年 12 月 22 日召開的中國能源政策研究年會 2020 暨“中國電力圓桌”四季度會 議上,有代表表示“目前國家能源局已經提出了‘2021 年我國風電、太陽能發電合計新 增 1.2 億千瓦’的目標”。而在中電聯發布的《2020-2021 年度全國電力供需形勢分析 預測報告》中,則預測 2021 年的非化石能源裝機投產達到 1.4 億千瓦以上。根據以上 信息,我們可以推斷 2021 年在“十四五”期間屬于風光投產裝機容量相對較高的年份。 而考慮到當前我國的能源消費仍然以煤炭為主,因此預計風光的投運會在 2021 年帶來 額外的煤炭消費。
長期來看“碳中和”政策會給煤炭行業帶來何種影響?
長期來看,碳中和下煤炭消費總量或受壓制。火電方面,近年來我國進行“碳減排”的 政策主要包括“降低供電煤耗”和“減少火電裝機占比”兩種形式。截至 2020 年,我 國供電煤耗為 305.5 克標準煤/千瓦時,與理論煤耗極限(276 克標準煤/千瓦時)差距 不大;而我國火力發電量占比為 71%,與美國火電占比(57%)同樣仍有一定下行空間。 因此未來通過降低供電煤耗的形式實現 2030 年碳達峰、2060 年碳中和難度較大,只能 通過降低動力煤消耗總量的形式進行“碳減排。
鋼鐵方面,近年來我國進行“碳減排”的政策主要包括:1)降低噸鋼煤耗;2)去產能;3)加大環保設備投入,對煉鋼過程中的二氧化碳排放進行吸收。當前,我國噸鋼煤耗已 達世界先進水平,鋼鐵行業“去產能”也已基本完成完成,因此通過這兩種方式降低碳 排放的空間不大。未來,主要通過加大環保設備投入(發展 CCUS 技術)或發展突破性 煉鋼技術(氫氣還原煉鋼)實現碳減排,碳減排空間主要和技術發展水平相關。然而由 于這兩種技術當前尚不成熟,因此未來降碳空間主要也只能通過減少煉焦煤消費總量實現。
總結來看,由于我國具有“富煤貧油少氣”的資源結構,因此能源消費中“碳減排”的 重任主要由煤炭行業承擔。又由于發電用煤和冶金用煤是煤炭消費的大頭,因此從需求 端減少火電和鋼鐵行業的用煤或成為實現“碳中和”更行之有效的方式。從影響來看, 短期內,由于煤炭消費的前置動力煤有望呈現量價齊升的現象;而在長期,受“碳中和” 政策影響面臨需求下行壓力,供給預計也會被進一步壓縮。
內容來源:環評俱樂部
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