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碳中和、碳达峰全景图2021年3月-53页.pdf

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.11M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    证券 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 碳达峰全景图：新目标、新结构、新机遇 碳中和系列报告之一｜2021.3.2 ▍ 中信证券研究部 ▍ 核心观点 杨帆 首席政策分析师 S1010515100001 敖翀 首席周期产业 分析师 S1010515020001 华鹏伟 首席电新分析师 S1010521010007 李超 首席有色钢铁 分析师 S1010520010001 李想 首席公用分析师 S1010515080002 宋韶灵 首席新能源汽车 分析师 S1010518090002 孙明新 首席建材分析师 S1010519090001 王喆 能源化工首席 分析师S1010513110001 唐川林 商品策略分析师 S1010519060002 祖国鹏 能源化工 分析师 S1010512080004 于翔 政策分析师 S1010519110003 2060年碳中和，是中国融入新时期全球产业链，及构建人类命运共同体的关键决策，将给中国发展带来深刻的变革。为实现2030年碳达峰，非化石能源将首次成为能源增量的主力军，能耗“双控”、碳交易及绿色金融是重要政策抓手。投资机遇：电力方面，火电逐步退出历史舞台，光伏和风电接力增量需求；工业品方面，限产或为主要方式，供给侧改革再现；化石能源方面，煤、油、气先后达峰，过程中价格承压；新兴领域方面，新能源车、低碳技术和清洁能源材料机遇广阔。 ▍实现碳中和的坚定决心将深刻的影响中国的能源结构、工业生产与消费方式。实现碳中和的关键，是在于使占85%碳排放的化石能源实现向清洁能源的转变。我们预测2060年的中国将有以下变革：第一，借助光伏、风电装机增长，电力系统将实现完全脱碳；第二，氢能源将实现全面商业化，特别是在航空等领域；第三，钢铁、建材、交通等能源消费部门，将进行大规模的电动化和氢能化改造；第四，碳捕捉是实现雄伟目标的关键拼图。 ▍预计2030年中国碳排放将达到116亿吨的峰值，是实现碳中和的关键里程碑。未来十年，非化石能源将首次成为增量能源需求的主力。2030年碳达峰的目标既是时间的承诺，也隐含了峰值的约束。预计从2020-2030年，我国能源消费总量将增长20%；非化石能源是满足这部分增量需求的关键，占一次能源比重将从16.4%上升到26.0%，其中光伏、风电潜力最大；化石能源占比将从83.6%下降至74.0%，其中煤炭、石油和天然气消耗总量分别于2025年、2030年和2040年达峰。 ▍履行庄严承诺，需要全面而有力的政策落实，能耗“双控”、碳交易与绿色金融将是三大主要抓手。第一，能耗“双控”是直接的行政手段，“十四五”规划中有望明确各地方目标。第二，碳交易是核心市场调节机制，全国交易市场已经成立，电力行业率先纳入履约周期，其余七大高耗能行业预计于“十四五”期间纳入。采用基准线法分配碳排放配额的方式，将促进高耗能的落后产业出清。第三，绿色金融是重要的配套支撑，规模已超12万亿，将通过融资成本的调节，促进企业减排；特别地，绿色产业基金或将复制集成电路“大基金”热潮。 ▍投资策略： ▍电力格局展望：火电逐步退出历史舞台，光伏风电接力增量需求。光伏、风电装机增长有望进入二次爆发阶段，从补充性能源升级为主要增量能源形式，储能与氢能开启商业化应用。  火电：由于调峰更为灵活，2030年之前火电装机绝对量仍有增长，但规模迎来触顶且增幅有限，2030年后开始逐步退役。  光伏、风电：发电成本持续下降，2021年进入平价元年。预计光伏和风电“十四五”年均装机73GW和34GW以上，“十五五”109GW和51GW以上。
    碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 刘春彤 政策分析师 S1010520080003 林劼 电新分析师 S1010519040001 董雨翀 新能源汽车分析师 S1010520120006 联系人：遥远 联系人：王希明 联系人：滕冠兴 联系人：张柯  储能：光伏、风电发电不稳定带来储能调峰需求，中性预计未来10年国内新能源发电侧配储容量达130GWh，锂电或为主要技术手段。  氢能源：或将率先在交通领域应用，待光伏、风电发电成本降低后大规模推广。 ▍工业品生产展望：限产或为主要方式，供给侧改革再现。2020年碳排放总量中，钢铁21.1亿吨、水泥13.9亿吨、玻璃0.4亿吨、电解铝4.3亿吨、电解铜0.4亿吨，电解锌0.2亿吨、电解铅0.03亿吨。钢铁、建材、电解铝等碳排放重点行业或将通过限产支持碳中和目标实现，相关商品价格有望得到提升。  钢铁：预计粗钢产量2023年见顶（未考虑可能的限产影响），此后产量温和下降，2030年粗钢产量达到9.95亿吨，同时电炉炼钢工艺逐步替代高炉转炉，吨钢能耗明显降低。  水泥：预计未来3-5年产销量稳定在22~23亿吨左右，到2030年降为17亿吨，供给侧限产能或将推动行业集中度提升。  玻璃：预计2030年前产销维持在10亿重箱左右的水平，通过提升窑炉规模、推广节能技术、采用清洁燃料，单位重箱碳排放有望下降至30kg以下。  有色金属：预计铝、铜、锌、铅等主要有色金属产量在2025年前后见顶，带动整体能耗见顶，碳达峰下成本抬升支撑价格上行。 ▍化石能源需求展望：煤、油、气先后达峰，过程中价格承压。从消费量看，预计煤炭2025年达峰、石油2030年达峰、天然气2040年达峰，在需求达峰值后相关产品的价格或将逐步承压。  煤炭：随着节能减排强化和经济结构转变，预计煤炭消费将从2020年的28.2亿吨标煤降为2030年的26.3亿吨标煤，占比从57%降为44%。预计供给侧收缩速度慢于需求侧，企业集中度将不断提升，价格中枢承压。  石油：预计国内原油需求量从2020年的9.4亿吨标准煤小幅增长到2030年的10.9亿吨标准煤，占比从19%降为18%，成品油需求将持续下降。  天然气：天然气是单位能量碳排放最少的化石能源品种，未来有望替代煤炭成为冬季取暖的主要能源，预计需求量从2020年的4.0亿吨标准煤增长为6.8亿吨标准煤，占比从8%上升为11%。 ▍新兴领域机遇：新能源车、低碳技术和清洁能源材料机遇广阔。随着清洁能源占比的不断提升，新能源车渗透率的提升有助于降低碳排放，此外低碳技术和清洁能源材料也有望迎来广阔发展空间。  新能源汽车：随着智能化时代来临，预计2030年中国新能源汽车产销1400万辆，渗透率40%，电动车用电量占全社会用电量1%左右。  低碳技术和清洁能源材料：低碳技术路线和清洁能源相关材料有望获得长远发展，重点关注热塑性弹性体和太阳能背板。 ▍风险因素：经济增速下行风险，政策不及预期风险；电网消纳光伏风电能力不足，国际油价大幅波动，终端需求不及预期，行业竞争加剧。
    oPsRtNxOpOqQsNmPqPqMqR8O9R8OoMmMpNoPkPrRmPlOnNsQbRpNtRNZrRpRwMmRtR 碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 目录 全图景:中国的碳达峰和碳中和路径 .................................................................................. 1 中国2030年碳排放达到116亿吨峰值，能源结构转型势在必行 ..................................... 4 当前化石能源是最主要的碳排放来源 ................................................................................ 4 碳达峰需能源结构转型，预计光伏风电带动非化石能源占比达到26% ............................ 6 碳达峰的政策抓手：能耗“双控”、碳交易与绿色金融 ........................................................... 10 能耗“双控”是直接的行政手段 .......................................................................................... 10 碳交易是核心市场调节机制............................................................................................. 10 绿色金融是重要的配套支撑............................................................................................. 12 电力格局展望：火电逐步退出历史舞台，光伏风电接力增量需求 .................................. 15 预计我国用电需求持续稳健增长，2030年前用电量年均复合增速4.6% ........................ 15 火电：或将经由三阶段逐步退出历史舞台 ....................................................................... 16 光伏、风电：成本持续下降，覆盖增量电力需求 ............................................................ 18 水电、核电与生物质：潜力相对有限，未来充当补充电源 ............................................. 20 储能：与光伏风电“孪生”发展 .......................................................................................... 23 氢能：汽车先导，降本后全面利用 .................................................................................. 25 工业品生产展望：限产或为主要方式，供给侧改革逻辑再现 ......................................... 26 钢铁：粗钢产量或将温和收缩，电炉和短流程炼钢比例有望增加 ................................... 26 水泥：碳排放或出现明显下降，行业集中度有望提升 ..................................................... 28 玻璃：应用节能减排技术，调整能源结构 ....................................................................... 29 有色金属：产能见顶带动碳排放见顶 .............................................................................. 30 化石能源需求展望：煤、油、气先后达峰，过程中价格逐渐承压 .................................. 31 煤炭：占比加速下降，达峰目标“十四五”有望实现 ......................................................... 31 石油：汽车电动化压制成品油需求，增量主要源自化工品 ............................................. 35 天然气：最清洁的化石能源，2030年前保持增长 .......................................................... 36 煤化工：保持战略性定位，耗煤达峰或较晚实现 ............................................................ 37 油气开发加工：电气化改造和二氧化碳封存或为主要减排措施 ...................................... 39 新兴领域机遇：新能源汽车、低碳技术和新材料机遇广阔 ............................................. 40 新能源汽车：智能化时代来临，电动车加速渗透 ............................................................ 40 新材料：低碳技术路线和清洁能源材料方兴未艾 ............................................................ 43 风险因素 ......................................................................................................................... 46
    碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 插图目录 图1：碳中和全图景 .......................................................................................................... 1 图2：2060年实现碳中和的路径 ...................................................................................... 2 图3：2020-2060年中国一次能源消费结构变化预测 ....................................................... 3 图4：2019年部分经济体能源活动碳排放总量（亿吨） .................................................. 5 图5：2019年部分经济体单位GDP碳排放量和人均碳排放量 ........................................ 5 图6：中国碳排放和能源结构 ............................................................................................ 5 图7：部分经济体人均GDP与年人均碳排放量变化......................................................... 6 图8：2005-2030年中国GDP增速（含预测） ................................................................ 7 图9： 2005-2030年中国单位GDP二氧化碳排放下降60%-65% .................................. 7 图10：2005-2030年中国能源消费总量（含预测） ......................................................... 8 图11： 2005-2030年中国非化石能源消费占比（含预测） ............................................ 8 图12：2020-2030年中国一次能源消费量预测（亿吨标准煤） ....................................... 8 图13：2020-2030年中国一次能源消费结构预测（%） .................................................. 8 图14：2020年发电量占比（%） ..................................................................................... 9 图15：2030年发电量占比预测（%） ............................................................................. 9 图16：中国单位GDP能源消耗目标（吨标准煤/万元） ................................................ 10 图17：中国能源消费总量目标（亿吨标准煤） .............................................................. 10 图18：欧盟碳交易市场价格变化（欧元/吨） ................................................................. 11 图19：2020年地方碳交易所交易额（亿元） ................................................................ 12 图20：2014-2020年地方交易所交易均价（元/吨） ...................................................... 12 图21：绿色金融体系介绍 ............................................................................................... 13 图22：本外币绿色贷款余额及占全部贷款的比例 ........................................................... 13 图23：绿色贷款的行业分布 ........................................................................................... 13 图24：绿色债券发行金额和只数 .................................................................................... 14 图25：绿色债券的行业分布 ........................................................................................... 14 图26：国内用电量长期趋势展望 .................................................................................... 16 图27：2010~2060年国内火电装机容量（亿千瓦） ...................................................... 17 图28：2010~2060年国内火电装机容量变动趋势（亿千瓦） ....................................... 17 图29：2019~2060年国内火电发电量（亿千瓦时） ...................................................... 18 图30：2019-2060年国内火电利用小时数（h） ............................................................ 18 图31：近十年全球可再生能源技术LCOE降幅 ............................................................. 18 图32：中国新建风光电站LCOE已逐步低于在运火电度电成本 .................................... 18 图33：2019-2060年国内水电装机容量（亿千瓦） ....................................................... 21 图34：2019-2060年国内水电发电量（亿千瓦时） ....................................................... 21 图35：2019-2060年国内核电装机容量（亿千瓦） ....................................................... 22 图36：2019-2060年国内核电发电量（亿千瓦时） ....................................................... 22 图37：2010~2020垃圾焚烧及无害化处理能力变动趋势（万吨/日）............................ 22 图38：2010~2020焚烧在生活垃圾无害化处置中占比（%） ........................................ 22 图39：储能应用场景 ...................................................................................................... 23 图40：2017-2020Q3全球/国内储能累计装机结构 ........................................................ 24 图41：2017-2020 3Q全球/中国电化学储能占新增储能比例、锂电储能占新增电化学储能比例 ................................................................................................................................. 24 图42：储能行业处于0到1的商业化爆发阶段 .............................................................. 25
    碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 图43：全球氢能下游应用及推进时间表 ......................................................................... 25 图44：中国各技术路线制氢成本（单位：元/kg） ......................................................... 26 图45：中国氢气供给结构及预测 .................................................................................... 26 图46：我国黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量占比 ................................................... 26 图47：我国黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量（亿吨CO2） .................................... 26 图48：我国吨钢综合能耗情况........................................................................................ 27 图49：我国钢铁产量及碳排放预测 ................................................................................ 27 图50：我国钢铁行业碳排放来源占比 ............................................................................. 27 图51：全球炼钢不同工艺的碳排放强度（吨CO2/吨钢） .............................................. 27 图52：美国人均水泥产量与开发规模关系 ..................................................................... 28 图53：我国水泥消费量预测 ........................................................................................... 28 图54：水泥行业碳排放量预测........................................................................................ 28 图55：2019-2030年中国主要有色金属产量（单位：万吨） ........................................ 30 图56：2019-2030年中国主要有色金属电耗（单位：亿度） ........................................ 30 图57：“北铝南移”成为趋势 ............................................................................................ 31 图58：电解铝分地区的产能增量 .................................................................................... 31 图59：中国煤炭消费占比演变（亿吨标煤） .................................................................. 31 图60：中国煤炭下游消费结构演变（亿吨原煤） ........................................................... 31 图61：“十四五”非化石能源不同占比情境下，煤炭需求增速预测（横轴为整体能源消费增速假设）.......................................................................................................................... 32 图62：2020年煤炭下游行业消费占比 ........................................................................... 33 图63：未来10年主要行业煤炭演进（亿吨原煤） ........................................................ 33 图64：秦皇岛港5500大卡煤价预测（元/吨） .............................................................. 34 图65：行业净资产收益率长周期预测（%） .................................................................. 34 图66：国内原油及成品油表观消费量（万吨） .............................................................. 35 图67：国内汽油、柴油、煤油及其他占成品油消费量比例 ............................................ 35 图68：国内原油及成品油表观消费量预测（万吨） ....................................................... 35 图69：国内成品油需求结构预测 .................................................................................... 35 图70：化石燃料单位热值含碳量(吨二氧化碳/吨标煤).................................................... 36 图71：2010-2030年中国天然气消费总量(亿吨标煤) .................................................... 36 图72：“十四五”煤化工规划（征求意见稿）产能指引..................................................... 37 图73：中国化工行业碳排放量（万吨） ......................................................................... 37 图74：2025年煤化工产能及耗煤量预测（万吨） ......................................................... 38 图75：2030年煤化工产能及耗煤量预测（万吨） ......................................................... 38 图76：国内油气总产量及油气开采对应的碳排放（千吨二氧化碳） .............................. 39 图77：我国油气产量及油气开采对应的碳排放量预测 ................................................... 39 图78：国内原油加工量及同比增速 ................................................................................ 40 图79：国内原油加工量及碳排放量预测 ......................................................................... 40 图80：2018年中国交通领域碳排放测算（万吨二氧化碳） .......................................... 40 图81：各国汽车保有量与经济发展的关系，交通、能源、文化等因素导致汽车渗透率的实现路径差异和天花板高低 ................................................................................................ 41 图图82：国内新能源汽车销量及预测 ............................................................................. 42 图83：2020年中国汽油需求结构估算 ........................................................................... 42 图84：2020年中国柴油需求结构估算 ........................................................................... 42 图85：国内化工行业碳排放量（千吨） ......................................................................... 44 图86：传统橡胶橡胶加工过程........................................................................................ 44
    碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 图87：公司KPF型背板和KPK型背板 ......................................................................... 45 表格目录 表1：高耗能行业能源需求预测 ........................................................................................ 9 表2：国家集成电路产业投资基金（“大基金”）与国家绿色发展基金对比 ...................... 14 表3：2021~2025年我国电力需求预测 .......................................................................... 15 表4：中国能源消费结构及“十四五”、“十五五”光伏风电发电量需求测算 ....................... 19 表5：中国“十四五”末光伏风电装机预测 ......................................................................... 20 表6：中国“十五五”末光伏风电装机预测 ......................................................................... 20 表7：焚烧在东部发达地区生活垃圾处理中占比 ............................................................. 23 表8：不同规模窑炉能耗 ................................................................................................. 29 表9：不同燃料CO2排放情况........................................................................................ 29 表10：主要有色金属冶炼电耗........................................................................................ 30 表11：历史能源消费及煤炭消费复合增速 ...................................................................... 32 表12：煤炭未来10年供需平衡表（万吨） ................................................................... 34 表13：中国汽车油耗、电耗结构2020-2030年演变测算 ............................................... 42 表14：中国两轮车油耗、电耗结构2020-2030年演变测算 ........................................... 43 表15：热塑性弹性体（TPE）与传统橡胶之间的对比.................................................... 45 表16：市场背板类型及产品概况 .................................................................................... 46
    碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 1 ▍ 全图景:中国的碳达峰和碳中和路径 碳达峰与碳中和涉及到国民经济的方方面面，牵一发而动全身。《联合国气候变化框架公约》下的《IPCC国家温室气体清单指南》，将碳排放来源分为能源活动、工业生产过程、农业、林业和废弃物处理等五类。能源活动指，化石燃料的燃烧以及化石燃料开采时的温室气体逃逸排放，占比约为85.5%。工业过程指，工业生产中能源活动温室气体排放之外的其他化学反应过程或物理变化过程的温室气体排放，如石灰石分解产生的碳排放（CaCO3=CaO+CO2），占比约为15.4%。农业、林业和废弃物处理占比仅为-0.8%，表现为净吸收二氧化碳。 图1：碳中和全图景 资料来源：Wind，中信证券研究部绘制 实现碳中和的途径主要包括电力生产清洁化，发展氢能源，交通和工业的电动化、氢能化，以及碳捕捉等四个方面。
    碳中和系列报告之一｜2021.3.2 请务必阅读正文之后的免责条款 2 图2：2060年实现碳中和的路径 资料来源：中信证券研究部 1）发电业是目前最大的碳排放来源，实现碳中和需要使用光伏、风电、核电、水电等清洁能源完全替代火电。发电业产生的碳排放约占总体碳排放的37.6%，是最大的碳排放来源，也是实现碳中和的关键。2060年，需要用清洁能源完全替代化石能源火力发电，其中光伏和风电的潜力最大，核电次之，水电的潜力相对较小。 2）由于电力的局限性（电池的能量密度、无法作为还原剂），部分场景无法使用电力供能，氢能源将作为重要补充。氢能源的燃烧只产生水，不产生任何温室气体，可以在部分场景作为电能的补充能源。一方面，电池的能量密度远低于化石燃料和氢能源，在商用车、航空、航运等领域很难使用电力作为能源，氢能源是最有可能的技术解决方案。另一方面，化石燃料除了燃烧以外，还在工业生产过程中承担还原剂的功能（如炼钢过程中的焦炭还原反应3C + 2Fe2O3 = 4Fe + 3CO2），电力只能提供能量，无法作为还原剂发生化学反应，因此也需要氢能源作为补充。目前，我国氢主要来自于工业副产物和煤炭制氢，但是这两种制氢过程均会产生碳排放，真正的绿色氢能应来自于光伏风电等清洁电力分解水。 3）除了能源生产端的清洁化，在能源使用端也需要改变生产工艺流程，尤其是在交通和工业领域使用电力和氢能源替代传统化石能源。在交通领域，预计汽车（乘用车、商用车）、火车、航空、航运行业，在工业领域，钢铁、有色、水泥、玻璃等行业从煤炭供能改为电力供能，并使用氢能作为还原剂。 4）石灰石（CaCO3）煅烧等部分工业过程排放的碳来自于化石能源以外的矿物，难以通过以上方式实现脱碳，因此需要结合碳捕捉技术进行中和。水泥、玻璃等产品的工业
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