報(bào)告綜述

碳中和與大重構(gòu)：供給側(cè)改革、能源革命與產(chǎn)業(yè)升級(jí)

基于碳排放來(lái)源的燃燒、非燃燒過(guò)程，我們構(gòu)建了“碳中和”的實(shí)現(xiàn)路徑：1）供給側(cè)提高可再生能源比例，構(gòu)建零碳電力為主、氫能為輔的能源結(jié)構(gòu)，同時(shí)大力發(fā)展儲(chǔ)能以保障電網(wǎng)平衡；2）需求側(cè)從工業(yè)、交通、建筑三個(gè)部門(mén)著手，全面推廣終端電氣化、源頭減量、節(jié)能提效；3）改良工業(yè)過(guò)程，針對(duì)工業(yè)原料的氧化還原、分解采取針對(duì)性的原料替換。

六大路線：源頭減量、能源替代、節(jié)能提效、回收利用、工藝改造、碳捕集

1）源頭減量：短期減排壓力下，政府可能通過(guò)“能耗”等措施進(jìn)行供給側(cè)改革，需要關(guān)注是否發(fā)生階段性沖刺，引發(fā)大宗商品價(jià)格進(jìn)一步上漲。噸產(chǎn)品能耗大戶：電解鋁、硅鐵（鋼鐵）、石墨電極、水泥、銅加工、燒堿、滌綸、黃磷、鋅等；

2）能源替代：以風(fēng)光、儲(chǔ)能、氫能、新能源汽車為代表的的新能源行業(yè)，包括供應(yīng)鏈上下游、制造端、運(yùn)營(yíng)端在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈都將受益于碳中和對(duì)投資的拉動(dòng)；

3）節(jié)能提效：工業(yè)節(jié)能、建筑節(jié)能及節(jié)能設(shè)備將受益；

4）回收利用：再生資源的回收利用可以有效減少初次生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放，如廢鋼、電池回收、垃圾分類及固廢處理；

5）工藝改造：主要集中在電池技術(shù)升級(jí)、智慧電網(wǎng)、分布式電源、特高壓、能源互聯(lián)網(wǎng)、裝配式等方面；

6）碳捕集：部分路徑碳減排的難度較大，二氧化碳捕集、利用與封存可能作為“兜底”技術(shù)存在。目前來(lái)看成本處于高位，不同路線成本在700-1500元/噸。

1.1、 發(fā)展的權(quán)利：大國(guó)博弈與利益統(tǒng)一

站在全球視角，我們認(rèn)為中國(guó)加快“碳達(dá)峰、碳中和”主要基于以下三方面推動(dòng)：

1.2、 我國(guó)的碳減排將是一段艱苦的歷程

盡管全球越來(lái)越多的政府正在將碳中和目標(biāo)納入國(guó)家戰(zhàn)略，但就具體目標(biāo)而言， 仍有區(qū)別。如歐盟在 2020 年 3 月提交《氣候中性法》，旨在從法律層面確保歐洲到2050 年成為首個(gè)“氣候中性”大陸。美國(guó)加州和中國(guó)分別制定了 2045 年 和 2060 年“碳中和”目標(biāo)。加州的目標(biāo)包括削減所有溫室氣體排放，包括二氧 化碳、甲烷等，并抵消其無(wú)法削減的排放量，而中國(guó)的目標(biāo)僅針對(duì)二氧化碳。

我國(guó)碳排放下降斜率更大。由于發(fā)展階段的不同，發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍經(jīng)歷“碳達(dá)峰”， 為達(dá)到 2050 年“碳中和”，更大程度上只是延續(xù)以往的減排斜率。而我國(guó)碳排 放總量仍在增加，需要經(jīng)歷 2030 年前“碳達(dá)峰”，然后走向 2060 年前“碳中 和”。從實(shí)現(xiàn)“碳中和”的年限來(lái)看，比發(fā)達(dá)國(guó)家時(shí)間更緊迫，碳排放下降的斜 率更大。

在陡峭的碳排放量下降曲線背后，是規(guī)?；慕?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。這意味著我國(guó)當(dāng)前 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)下相當(dāng)規(guī)模的存量資產(chǎn)將失去原有功能。

煤電資產(chǎn)擱淺的問(wèn)題，表明了轉(zhuǎn)型需經(jīng)歷陣痛。一方面，從能源結(jié)構(gòu)和自身稟賦 來(lái)看，我國(guó)的能源消耗以煤為主，煤電發(fā)電量在 2019 年占總發(fā)電量的 65%，遠(yuǎn) 超發(fā)達(dá)國(guó)家；另一方面，我國(guó)煤電機(jī)組的平均服役年限僅 12 年，而發(fā)達(dá)國(guó)家普 遍達(dá)到 40 年以上。更快的碳排放量下降斜率，意味著將會(huì)有大量的未達(dá)到退役 年限的煤電資產(chǎn)提前“擱淺”。

根據(jù)牛津大學(xué) 2017 年研究，在不同的情景假設(shè)下，我國(guó)煤電擱淺資產(chǎn)規(guī)模估算 可能高達(dá) 30,860-72,010 億元（合 4,490-10,470 億美元），相當(dāng)于中國(guó) 2015 年 GDP 的 4.1-9.5％。由于近年來(lái)我國(guó)仍在新建煤電機(jī)組，實(shí)際擱淺規(guī)模可能更 大。

1.3、 “碳中和”對(duì)我國(guó)意味著什么？

在碳排放量結(jié)構(gòu)方面，目前發(fā)電已成為占比最高的部門(mén)。2019 年我國(guó)碳排放量 115 億噸，其中發(fā)電碳排放量 45.69 億噸 CO2，占比 40%；工業(yè)燃燒碳排放量 33.12 億噸 CO2，占比 29%。

各大碳排放重點(diǎn)國(guó)家中，除美國(guó)外，碳排放占比最高的均為發(fā)電部門(mén)（美國(guó)為交通，占比 45%）。因此，要實(shí)現(xiàn)“碳中和”，能源轉(zhuǎn)型首當(dāng)其沖。

廣義的能源板塊包括能源的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、消費(fèi)過(guò)程，用途包括驅(qū)動(dòng)、產(chǎn)熱等，是 大多數(shù)溫室氣體排放的根源。除此之外，交通、工業(yè)過(guò)程和農(nóng)業(yè)也是溫室氣體排 放的主要來(lái)源。

從微觀角度看，工業(yè)企業(yè)碳核算邊界內(nèi)主要包含三個(gè)方面：

我們從“能源碳”和“物質(zhì)碳”兩方面出發(fā)，構(gòu)建了“碳中和”的實(shí)現(xiàn)路徑。

一、能源碳

1）能源供給側(cè)：提高可再生能源比例，構(gòu)建零碳電力為主、氫能為輔的能源結(jié) 構(gòu)，同時(shí)大力發(fā)展儲(chǔ)能以保障電網(wǎng)平衡。

2）能源需求側(cè)：分行業(yè)看，主要是工業(yè)、交通、建筑三個(gè)部門(mén)；按實(shí)現(xiàn)路徑劃 分，主要有終端電氣化、源頭減量、節(jié)能提效三種途徑。

二、物質(zhì)碳

物質(zhì)碳與工業(yè)過(guò)程息息相關(guān)，因此涉及到大規(guī)模的工藝改變和原材料替換。

2.1、 源頭減量：碳減排驅(qū)動(dòng)的供給側(cè)改革

（1）2021 年 1 月 26 日，國(guó)務(wù)院新聞發(fā)布會(huì)披露，工信部與國(guó)家發(fā)改委等相關(guān) 部門(mén)正在研究制定新的產(chǎn)能置換辦法和項(xiàng)目備案的指導(dǎo)意見(jiàn)，逐步建立以碳排放、 污染物排放、能耗總量為依據(jù)的存量約束機(jī)制，確保 2021 年全面實(shí)現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)量 同比的下降。

促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)量的壓減主要從以下四個(gè)方面：

一是嚴(yán)禁新增鋼鐵產(chǎn)能。對(duì)確有必要建設(shè)的鋼鐵冶煉項(xiàng)目需要嚴(yán)格執(zhí)行產(chǎn)能置換 的政策，對(duì)違法違規(guī)新增的冶煉產(chǎn)能行為將加大查處力度，強(qiáng)化負(fù)面預(yù)警。同時(shí) 不斷地強(qiáng)化環(huán)保、能耗、安全、質(zhì)量等要素約束，規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)行為。

二是完善相關(guān)的政策措施。根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新情況，工信部和國(guó)家發(fā)改委等相關(guān) 部門(mén)正在研究制定新的產(chǎn)能置換辦法和項(xiàng)目備案的指導(dǎo)意見(jiàn)，將進(jìn)一步指導(dǎo)鞏固 鋼鐵去產(chǎn)能的工作成效。

三是推進(jìn)鋼鐵行業(yè)的兼并重組，推動(dòng)提高行業(yè)集中度，推動(dòng)解決行業(yè)長(zhǎng)期存在的 同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，資源配置不合理，研發(fā)創(chuàng)新協(xié)同能力不強(qiáng)等問(wèn)題，提高行業(yè)的 創(chuàng)新能力和規(guī)模效益。

四是堅(jiān)決壓縮鋼鐵產(chǎn)量。結(jié)合當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)，著眼于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳 中和階段性目標(biāo)，逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗總量為依據(jù)的存量約束 機(jī)制，研究制定相關(guān)工作方案，確保 2021 年全面實(shí)現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)量同比下降。

回顧上一輪供給側(cè)改革，以差別化電價(jià)、階梯電價(jià)為代表的市場(chǎng)化政策，以及清 查中頻爐（地條鋼）為代表的行政手段（包括后期的環(huán)保督查），有效促進(jìn)了鋼 鐵行業(yè)落后產(chǎn)能淘汰，也使鋼鐵價(jià)格飆升。目前，政策尚處于討論中，我們需要進(jìn)一步進(jìn)行分析：

1）雖然碳減排是一場(chǎng)“馬拉松”，但是指標(biāo)的設(shè)定、路徑的選擇具有顯著的政 策因素，而目前在其他減排路徑經(jīng)濟(jì)技術(shù)較為一般或時(shí)間成本較高的情況下，短 期壓減產(chǎn)能或許是一條行之有效的措施；

2）目前，生態(tài)環(huán)境部主管碳減排相關(guān)事宜，從環(huán)保督察手段來(lái)看，歷史已證明 其有效性；

3）各地、各行業(yè)都將制定自己的減排目標(biāo)和減排路徑，不可避免有排名、比較 的因素。 綜上所述，我們對(duì)通過(guò)壓減落后產(chǎn)能來(lái)降低能耗進(jìn)而減少二氧化碳排放的政策手 段持樂(lè)觀態(tài)度。當(dāng)然具體仍需要待政策最終落地，具體評(píng)估減排指標(biāo)與減排路線。

（2） 2021 年 2 月 4 日，內(nèi)蒙發(fā)布《調(diào)整部分行業(yè)電價(jià)政策和電力市場(chǎng)交易政 策》，對(duì)部分行業(yè)電價(jià)政策和電力市場(chǎng)交易政策進(jìn)行調(diào)整。嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定對(duì) 電解鋁、鐵合金、電石、燒堿、水泥、鋼鐵、黃磷、鋅冶煉 8 個(gè)行業(yè)實(shí)行差別電 價(jià)政策，繼續(xù)對(duì)電解鋁、水泥、鋼鐵行業(yè)執(zhí)行階梯電價(jià)政策。

2021 年 2 月 24 日，甘肅省發(fā)布《高耗能行業(yè)執(zhí)行差別電價(jià)管理辦法通知》， 要求 2021 年 3 月 31 日前完成本地區(qū)首次執(zhí)行差別電價(jià)企業(yè)確認(rèn)工作。針對(duì)鋼鐵、鐵合金、電解鋁、鋅冶煉、電石、燒堿、黃磷、水泥等八個(gè)高耗能企業(yè)，按照允許類、限制類、淘汰類，執(zhí)行差別化電價(jià)。

從近期政策來(lái)看，以碳排放、能耗總量、污染物排放為依據(jù)的存量約束機(jī)制正在收緊。

電網(wǎng)企業(yè)因?qū)嵤┎顒e電價(jià)政策而增加的加價(jià)電費(fèi)收入全額上繳省級(jí)國(guó)庫(kù)，納入省級(jí)財(cái)政預(yù)算，實(shí)行“收支兩條線”管理，統(tǒng)籌用于支持經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排工作。對(duì)水泥行業(yè)、鋼鐵行業(yè)因?qū)嵤┎顒e電價(jià)政策增加的電費(fèi)收入，10%留電網(wǎng)企業(yè)用于彌補(bǔ)執(zhí)行差別電價(jià)增加的成本；90%上繳省級(jí)國(guó)庫(kù)，納入省級(jí)財(cái)政預(yù)算， 統(tǒng)籌用于支持行業(yè)技術(shù)改造和轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

在“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)的倒逼之下，“能耗指標(biāo)”將成為重要的抓手， 2021 年全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，大宗商品價(jià)格上漲動(dòng)力較強(qiáng)，疊加“碳中和”目標(biāo)下的 產(chǎn)能壓降手段，高能耗產(chǎn)品供給側(cè)約束后，價(jià)格有可能進(jìn)一步提升。

我們根據(jù)能耗指標(biāo)，梳理了高耗能類型產(chǎn)品：電解鋁、硅鐵、電爐錳鐵、石墨電 極、燒堿、滌綸、銅等，都有可能成為限制對(duì)象。

2.2、 能源替代：新能源長(zhǎng)期發(fā)展的盛宴

現(xiàn)有的能源系統(tǒng)中，煤、石油是主要力量。據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，2019 年我國(guó)能源 消費(fèi)總量 48.7 億噸標(biāo)煤，其中煤炭、石油、天然氣、一次電力及其他能源占比 分別為 57.7%、18.9%、8.1%、15.3%。

從用途來(lái)看，石油主要用于終端消費(fèi)（交通、工業(yè)），煤炭主要用于中間消費(fèi)（火 力發(fā)電），天然氣主要用于終端消費(fèi)（交通、工業(yè)、建筑部門(mén)）。

回顧人類對(duì)能源利用的探索歷程，實(shí)際上是從利用核外電子到利用核內(nèi)電子的過(guò) 程，但這恰是宇宙、物質(zhì)、能源發(fā)展的逆過(guò)程。

二次能源中，對(duì)電能的利用是一項(xiàng)偉大的革命，現(xiàn)已成為能源利用的樞紐，從歷 史上看，“電”也引發(fā)了多次生產(chǎn)技術(shù)革命。而氫能同作為二次能源，具有可存 儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，但也因制備和使用效率稍遜而經(jīng)濟(jì)性較差，但從能量循環(huán)的角度看， 可以有助于碳的減排。

鋰、氫能同作為可行且具有前景電子存儲(chǔ)載體，其重要的原理特點(diǎn)在于，Li+與 H2 都是小粒子，有助于提升物質(zhì)/能源轉(zhuǎn)換便利性。

碳中和的最重要目的就是減少含碳溫室氣體的排放，采用合適的技術(shù)固碳，最終 達(dá)到平衡。

為達(dá)到碳中和，我們預(yù)計(jì)到 2060 年，清潔電力將成為能源系統(tǒng)的配置中樞。供 給側(cè)以光伏+風(fēng)電為主，輔以核電、水電、生物質(zhì)發(fā)電；需求側(cè)全面電動(dòng)化，并 輔以氫能。

2.2.1、能源供給側(cè)：可再生能源主導(dǎo)

總量層面：

核心假設(shè)：

（1）我們采用“自上而下”的測(cè)算方法，假設(shè)未來(lái) GDP 增速和發(fā)電量增速?gòu)摹笆?三五”末期的 5%逐步下降到 2.5%；而由于節(jié)能降耗的原因，未來(lái)單位 GDP 能 耗逐步下降，電力消費(fèi)彈性系數(shù)將小于 1。

（2）假設(shè)未來(lái)我國(guó)總發(fā)電量和 GDP 保持同步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)且增速一致，假設(shè) GDP 和總發(fā)電量增速分別為 2021-2030 年 4%、2031-2040 年 3%、2041-2060 年 2.5%。

根據(jù)我們的上述假設(shè)，以 2019 年發(fā)電量 7.22 萬(wàn)億千瓦時(shí)為基礎(chǔ)，2030 年發(fā)電 量達(dá)到 11.9 萬(wàn)億千瓦時(shí)（和部分機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致），2060 年發(fā)電量進(jìn)一步達(dá)到 32.71 萬(wàn)億千瓦時(shí)。

結(jié)構(gòu)層面：

在總發(fā)電量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，我們將進(jìn)一步對(duì)不同發(fā)電方式未來(lái)的發(fā)電量及相應(yīng)的 裝機(jī)需求進(jìn)行拆分。

（1）火電：裝機(jī)量方面，在 2030 年碳達(dá)峰基礎(chǔ)上，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中 2020-2030 年仍需要有一定規(guī)模的火電裝機(jī)支撐發(fā)電量增長(zhǎng)，因此我們假設(shè)火電 裝機(jī)在 2020-2030 年間每年仍將維持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但增量逐步減少直至 2030 年無(wú) 新增火電裝機(jī)；2030-2060 年，火電裝機(jī)每年將逐步退出電力市場(chǎng)，直至 2060 年碳中和時(shí)存量火電裝機(jī)清零。利用小時(shí)數(shù)方面，隨著火電裝機(jī)的逐步減少，未 來(lái)火電將更多用于調(diào)峰平抑發(fā)電曲線，因此我們假設(shè)火電利用小時(shí)數(shù)從 2020 年 的 4080 小時(shí)逐步降低至 2030 年的 3080 小時(shí)，后續(xù)則保持平穩(wěn)。發(fā)電量方面， 在裝機(jī)量和利用小時(shí)數(shù)假設(shè)的基礎(chǔ)上，火電的發(fā)電量占比將從 2020 年的 68%逐 步減少至 2060 年碳達(dá)峰時(shí)的 0%。

（2）水+核能+生物質(zhì)：假設(shè)未來(lái)水+核能+生物質(zhì)整體的發(fā)電量情況保持穩(wěn)定， 2020-2060 年，在 1.7 萬(wàn)億千瓦時(shí)的基礎(chǔ)上每年增長(zhǎng) 2%。

（3）光伏+風(fēng)電：在火電發(fā)電量逐步減少，水+核能+生物質(zhì)發(fā)電量保持相對(duì)穩(wěn) 健增長(zhǎng)的背景下，光伏和風(fēng)力發(fā)電將逐步成為未來(lái)最重要的發(fā)電方式。發(fā)電量占 比方面，我們假設(shè)光伏+風(fēng)電發(fā)電量中光伏發(fā)電的占比維持在 40%；利用小時(shí)數(shù) 方面，假設(shè)風(fēng)電、光伏年利用小時(shí)數(shù)分別維持在 2400h、1300h；裝機(jī)量方面， 在總發(fā)電量發(fā)展、其他發(fā)電方式發(fā)電量、光伏發(fā)電量占比、以及光伏和風(fēng)電利用 小時(shí)數(shù)等預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，我們測(cè)算得出2030年風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)量分別為1.53、 1.88 億千瓦，2060 年風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)量進(jìn)一步達(dá)到為 2.19、2.7 億千瓦。

（4）儲(chǔ)能：由于光伏、風(fēng)電的不穩(wěn)定性，必須輔以必要的儲(chǔ)能以平抑發(fā)電波動(dòng)。假設(shè)儲(chǔ)能容配比從 2020 年的 10%逐步提升至 2060 年的 100%，備電時(shí)長(zhǎng)從 2020 年的 2h 逐步提升至 2060 年的 4h，則儲(chǔ)能每年的新增容量將從 2020 年的 0.24 億千瓦時(shí)增長(zhǎng)至 2060 年的 19.55 億千瓦時(shí)。

需要注意的是，我們對(duì)光伏、風(fēng)電新增裝機(jī)量的預(yù)測(cè)源自對(duì)部分關(guān)鍵變量的核心 假設(shè)，如果其未來(lái)發(fā)生變化（如火電利用小時(shí)降低超預(yù)期、水+核能+生物質(zhì)發(fā) 電量降低、儲(chǔ)能配套設(shè)施建設(shè)超預(yù)期等），則未來(lái)光伏、風(fēng)電每年的新增裝機(jī)量 或?qū)⒊A(yù)期增長(zhǎng)。

投資層面：

在每年光伏、風(fēng)電新增裝機(jī)量的測(cè)算基礎(chǔ)上，我們將進(jìn)一步測(cè)算可再生能源發(fā)電 設(shè)施建設(shè)所需要的投資規(guī)模。

（1）預(yù)測(cè)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能的單位投資成本保持下降趨勢(shì)，到 2030 年分別達(dá) 到 0.371 元/瓦、5.63 元/瓦、1.03 元/瓦時(shí)，到 2060 年分別達(dá)到 1.35 元/瓦、 4.5 元/瓦、0.5 元/瓦時(shí)。

結(jié)合我們對(duì)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能新增裝機(jī)預(yù)測(cè)，可以得到 2021-2060 年每年在可 再生能源發(fā)電端所需要的投資規(guī)模。我們預(yù)測(cè)“碳中和”將為可再生能源發(fā)電領(lǐng) 域累計(jì)增加約 84 萬(wàn)億元人民幣的新增投資，其中光伏、風(fēng)電裝機(jī)建設(shè)投資規(guī)模 約 60 萬(wàn)億元，儲(chǔ)能設(shè)施投資規(guī)模約 24 萬(wàn)億元。

氫能

在能源供給側(cè)脫碳的過(guò)程中，氫能與電能同為重要的二次能源，扮演著重要作用， 如重工業(yè)（高溫-超高溫環(huán)境）、道路交通（氫燃料汽車）、大規(guī)模儲(chǔ)能、船運(yùn) 等。

目前，電解水制氫的成本仍較高。根據(jù)能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)的預(yù)測(cè)，隨著電解槽成本 下降，未來(lái)電解水制氫將成為主流方法。要實(shí)現(xiàn)“零碳”排放，電解水所需的電 力也必須來(lái)自于可再生能源，由此產(chǎn)生的氫氣稱為“綠氫”。

海上風(fēng)電制氫（直接在風(fēng)機(jī)附近制氫）是海上風(fēng)電未來(lái)發(fā)展的重要方向，主要有 兩個(gè)原因：

1）隨著海上風(fēng)電離岸越來(lái)越遠(yuǎn)，外送電纜投資成本也逐步攀升，而利用風(fēng)機(jī)所 發(fā)電力將水電解產(chǎn)生氫氣后，通過(guò)比電纜便宜得多的管道將氫氣送到岸上，甚至 有些海域有現(xiàn)成的天然氣管道可供使用；

2）氫氣可以儲(chǔ)存，而電力難以儲(chǔ)存。

2.2.2、能源需求側(cè)：終端電氣化

由于能源供給側(cè)向綠色電力轉(zhuǎn)變，所以需求側(cè)的脫碳首先意味著終端電氣化。根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院 2019 年 12 月的研究成果，終端電氣化率在 2050 年達(dá)到 50%以上，其中工業(yè)、建筑、交通部門(mén)分別達(dá)到 52%、65%、35%。

工業(yè)部門(mén)電氣化

鋼鐵、電解鋁、水泥等行業(yè)是能耗大戶，也是碳排放大戶。

鋼鐵行業(yè)的電氣化路徑主要是從高爐轉(zhuǎn)向電爐，電爐及其設(shè)備、耗材仍具有較好 的投資機(jī)會(huì)。根據(jù)鋼協(xié)數(shù)據(jù)，2019 年我國(guó)鋼鐵行業(yè) 90%以上的產(chǎn)能采用高爐 （BOF）技術(shù)，而電爐技術(shù)（EAF）僅占生產(chǎn)總量的 9%。特別是以廢鋼為原料 的短流程煉鋼技術(shù)，碳排放量?jī)H 0.4 噸二氧化碳/噸鋼，若使用綠色電力為電爐 供能，則碳排放量可降為 0。

水泥的生產(chǎn)過(guò)程中需要將水泥窯加熱到 1600 攝氏度以上，目前電爐的使用尚未 商業(yè)化，投資成本較高。目前較為可行的方法是用沼氣、生物質(zhì)替代化石燃料。

建筑部門(mén)電氣化

從建筑屬性來(lái)看，可以分為公共建筑、城鎮(zhèn)居民建筑和農(nóng)村居民建筑。從用途來(lái) 看，供熱、制冷、烹飪是中國(guó)建筑部門(mén)的主要能源消費(fèi)來(lái)源。建筑部門(mén)的電氣化 率仍較低，2017 年僅為 28%。

目前，制冷、照明、家電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 100%電氣化，供暖和烹飪的電氣化推進(jìn)較 為緩慢。我國(guó)北方城鎮(zhèn)普遍實(shí)行集中供暖，主要熱源為燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和燃煤鍋爐。自 2017 年以來(lái)，我國(guó)北方地區(qū)推行“煤改氣”、“煤改電”，對(duì)建筑部門(mén)的電 氣化有一定的推動(dòng)作用。

炊事方面，根據(jù)清華大學(xué)建筑電氣化接受程度調(diào)研，一方面，住宅炊事用能逐漸 向公建轉(zhuǎn)移，應(yīng)關(guān)注公建餐廳電氣化；另一方面，住宅炊事電氣化最大難點(diǎn)在于 改變用戶習(xí)慣。

總之，建筑部門(mén)電氣化需綜合考慮公共部門(mén)與居民住宅，也要考慮南北方氣候差 異。隨著人民生活水平提高，家用電器的數(shù)量和使用強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。未來(lái)采暖 電氣化應(yīng)逐步替代燃煤鍋爐，炊事電氣化應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注餐廳電氣化和住宅炊事習(xí)慣 引導(dǎo)。

交通部門(mén)電氣化

交通部門(mén)的電氣化具有三個(gè)方面的含義：

1）道路交通（小型、輕型）：綠色電力為基礎(chǔ)的電動(dòng)車（電池），配套充電樁、換電站；

2）道路交通（重型）、鐵路或海運(yùn)：氫能（或氨氣），配套加氫站；

3）航空：生物航空柴油為主要方向。

我們預(yù)計(jì)，乘用車銷量在 2040 年見(jiàn)頂，電動(dòng)車的滲透率在 2045 年達(dá)到 100%， 則電動(dòng)車的銷量將在 2045 年達(dá)到 3600 萬(wàn)輛/年。假設(shè)單車售價(jià)保持下行趨勢(shì)， 在 2060 年達(dá)到 12 萬(wàn)元/輛左右。則電動(dòng)車領(lǐng)域累計(jì)將帶來(lái) 130 萬(wàn)億人民幣的累 計(jì)新增投資。

隨著電動(dòng)車保有量的提升，假設(shè)車樁比在 2030 年達(dá)到 1：1，則 2060 年充電樁 總數(shù)將超過(guò) 5 億個(gè)。綜合考慮充電樁的新建需求和更換需求，累計(jì)新增投資達(dá)到 18.15 萬(wàn)億元人民幣。

氫能燃料電池將主要用于重型道路交通（客車、貨車）。假設(shè)輕型、中型、大型 貨車的年銷量保持在 150、20、70 萬(wàn)輛，燃料電池滲透率在 2045 年達(dá)到 40%、 60%、80%，而后保持該滲透率；輕型、中型、大型客車的年銷量保持 30、7、 7 萬(wàn)輛，燃料電池滲透率在 2045 年達(dá)到 30%、50%、70%，而后保持該滲透率， 則累計(jì)新增投資達(dá)到 29 萬(wàn)億元人民幣。

2.3、 回收利用：綠色低碳的循環(huán)經(jīng)濟(jì)

再生資源的回收利用可以有效減少初次生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放。目前來(lái)看，市場(chǎng)潛 力主要集中在三大領(lǐng)域：

1）高耗能行業(yè)（鋼鐵、水泥、鋁和塑料）的產(chǎn)品再生；

2）廢棄物（秸稈、林業(yè)廢棄物、生活垃圾）的能源化利用；

3）動(dòng)力電池回收利用。

廢鋼利用：

據(jù)世界鋼鐵協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，從中長(zhǎng)期來(lái)看，過(guò)去二十年中國(guó)鋼材消費(fèi)量的迅速增長(zhǎng)， 將帶動(dòng)中國(guó)國(guó)內(nèi)的廢鋼資源快速增長(zhǎng)。在未來(lái)數(shù)年里，中國(guó)國(guó)內(nèi)的廢鋼供應(yīng)量可 滿足中國(guó)的煉鋼需求。

鋼鐵行業(yè)的電氣化趨勢(shì)（電爐代替高爐）與廢鋼的利用屬于同一路徑。對(duì)比發(fā)達(dá) 國(guó)家，我國(guó)的電爐鋼產(chǎn)量占比處于較低水平。

再生鋁：

電解鋁的碳排放來(lái)源主要包括：電力消耗、碳陽(yáng)極消耗、陽(yáng)極效應(yīng)導(dǎo)致全氟化碳 排放。再生鋁可以有效減少初次生產(chǎn)的能耗與碳排放，目前我國(guó)的再生鋁產(chǎn)量占 比同樣處于較低水平。

塑料循環(huán)利用：

在化工行業(yè)的數(shù)千種產(chǎn)品中，僅氨、甲醇和 HVC（高價(jià)值化學(xué)品，包括輕烯烴 和芳烴）三大類基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的終端能耗總量就占到該行業(yè)的四分之三左右。

據(jù)上海市再生資源回收利用行業(yè)協(xié)會(huì)披露，2019 年我國(guó)產(chǎn)生廢塑料 6300 萬(wàn)噸， 回收量 1890 萬(wàn)噸，回收率僅 30%。

根據(jù)能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)研究，2050 年，中國(guó)的塑料需求中 52%可由回收再利用的 二次塑料提供，初級(jí)塑料產(chǎn)量與國(guó)際能源署的照常發(fā)展情景中的回收率水平下的 產(chǎn)量相比減少 45%，HVC 和甲醇的需求分別較照常發(fā)展情景大幅減少 40%和 18%。

動(dòng)力電池回收：

磷酸鐵鋰電池回收后兩大利用途徑：梯次利用與拆解回收，這兩個(gè)途徑并不是排 斥關(guān)系，而是互補(bǔ)關(guān)系。

三元正極材料回收與再生的技術(shù)路線主要分以下兩種形式:

物理修復(fù)再生，對(duì)只是失去活性鋰元素的三元正極材料，直接添加鋰元素并通過(guò) 高溫?zé)Y(jié)進(jìn)行修復(fù)再生；對(duì)于嚴(yán)重容量衰減、表面晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的正極材料， 進(jìn)行水熱處理和短暫的高溫?zé)Y(jié)再生；

冶金法回收，主要有火法、濕法、生物浸出法三種方式。其中火法耗能高，會(huì)產(chǎn) 生有價(jià)成分損失，且產(chǎn)生有毒有害氣體；生物浸出法處理效果差，周期較長(zhǎng)，且 菌群培養(yǎng)困難；相比之下，濕法具有效率高、運(yùn)行可靠、能耗低、不產(chǎn)生有毒有 害氣體等有毒，因此應(yīng)用更普遍。

對(duì)于三元電池，我們預(yù)測(cè)：2019 年預(yù)計(jì)可回收三元正極 0.13 萬(wàn)噸，隨后逐年遞 增至 2030 年的 29.25 萬(wàn)噸。

1）NCM333：隨著 2014 年安裝的 NCM333 三元電池于2019 年開(kāi)始退役，2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加，2022 年達(dá)峰值 1.28 萬(wàn)噸，隨后由于 NCM333 的退出而逐步減少，至 2026 年回收量歸零；

2）NCM523：2016 年開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)的 NCM523 于 2021 年開(kāi)始報(bào)廢回收，隨后 回收量于 23-28 年穩(wěn)定在 4-6 萬(wàn)噸之間，預(yù)計(jì) 2030 年上漲至 10.78 萬(wàn)噸；

3）NCM622：2017 年進(jìn)入市場(chǎng)的 NCM622 于 2022 年開(kāi)始報(bào)廢回收，回收量小 幅上漲，直到 28 年上漲幅度增加，預(yù)計(jì) 30 年可回收 6.03 萬(wàn)噸；

4）NCM811：2018 年進(jìn)入市場(chǎng)的 NCM811 于 2023 年開(kāi)始報(bào)廢回收，預(yù)計(jì) 30 年可增長(zhǎng)至 12.44 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì) 30 年可回收鋰 2.09 萬(wàn)噸，鎳 11.47 萬(wàn)噸，鈷 2.80 萬(wàn)噸，錳 3.23 萬(wàn)噸。

對(duì)于磷酸鐵鋰電池，我們預(yù)測(cè)：

1）2030 年，報(bào)廢鐵鋰電池將達(dá)到 31.33 萬(wàn)噸；

2）隨著梯次利用逐年上升，預(yù)計(jì) 2030 年可梯次利用的鐵鋰電池達(dá) 109.93GWh， 共 25.06 萬(wàn)噸；其余 6.27 萬(wàn)噸進(jìn)行拆解回收，可回收鋰元素 0.28 萬(wàn)噸；

3）2027 年梯次利用的磷酸鐵鋰電池將在 2030 年達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)拆解回收 8.604 萬(wàn)噸，可回收鋰元素 0.379 萬(wàn)噸。二者總計(jì)可以回收鋰元素 0.65 萬(wàn)噸。

市場(chǎng)空間方面，根據(jù)我們的測(cè)算：三元電池回收：在金屬處于現(xiàn)價(jià)（ ）時(shí)，2030 年三元電池鋰/鎳/鈷/ 錳回收市場(chǎng)空間預(yù)計(jì) 103.67/154.24/85.80/5.29 億元。

磷酸鐵鋰電池回收：

中性假設(shè)條件下（梯次利用殘值率 30%），2030 年梯次利用市場(chǎng)空間預(yù)計(jì) 180.93 億元。在鋰金屬處于現(xiàn)價(jià)（2021/1/22）時(shí)，2030 年磷酸鐵鋰電池鋰元素回收 市場(chǎng)空間預(yù)計(jì) 32.38 億元。

2.4、 節(jié)能提效：低碳社會(huì)的護(hù)航者

工業(yè)節(jié)能：

2020年噸新型干法水泥熟料綜合能耗已下降至85kg標(biāo)煤，較2005年下降35%。噸鋼綜合能耗下降至 552 克標(biāo)煤，較 2005 年下降 20%以上。

中國(guó)鋼鐵行業(yè)還有一定的節(jié)能技術(shù)推廣、能效提高的空間。如余熱回收（TRT 等技術(shù)）、高級(jí)干熄焦技術(shù)（CDQ）等。

對(duì)于水泥行業(yè)來(lái)說(shuō)，2020 年底已有 80%的水泥窯利用余熱發(fā)電，總裝機(jī) 4850 兆瓦。同時(shí)，現(xiàn)有的商業(yè)模式（DBB 模式、EPC 模式、BOT 模式）較為成熟， 將推動(dòng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“2035 年熟料生產(chǎn)完全不依賴外部電力”的目標(biāo)。

針對(duì)化工行業(yè)，由中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)主辦的石油和化工行業(yè)重點(diǎn)耗能產(chǎn) 品能效“領(lǐng)跑者”標(biāo)桿企業(yè)評(píng)選已持續(xù)多年，2018 年行業(yè)單位能耗持續(xù)下降， 萬(wàn)元收入耗標(biāo)煤同比下降 10%，電石、純堿、燒堿、合成氨等重點(diǎn)產(chǎn)品單位綜 合能耗同比分別下降 2.18%、0.6%、0.51%和 0.69%。

建筑能效提升：

根據(jù)國(guó)務(wù)院新聞辦公室《新時(shí)代的中國(guó)能源發(fā)展白皮書(shū)》，截止 2019 年底，我 國(guó)累計(jì)建成節(jié)能建筑面積 198 億平米，占城鎮(zhèn)既有建筑面積比例超過(guò) 56%。推 動(dòng)既有居住建筑節(jié)能改造，提升公共建筑能效水平，是建筑領(lǐng)域節(jié)能的重要途徑。在居民制冷、取暖領(lǐng)域，熱泵技術(shù)可以有效利用空氣熱能，較現(xiàn)有的壁掛爐、電 加熱等方式更節(jié)能。

節(jié)能設(shè)備

功率半導(dǎo)體 IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的應(yīng)用，可以有效提升能效水平，尤 其是在家電（變頻家電）和工業(yè)（工業(yè)控制和自動(dòng)化）領(lǐng)域，兩者占 IGBT 下游 需求的 47%左右。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)在線統(tǒng)計(jì)，2013 年變頻空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施，空調(diào)的變頻占有率提升超 過(guò)了 6 個(gè)百分點(diǎn)；2016 年 10 月份冰箱新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，2017 年冰箱的變頻化率迅 速提高了 10%；洗衣機(jī)新標(biāo)準(zhǔn)在 2018 年 10 月推出，2019 年變頻洗衣機(jī)的市 占率較推出前大幅增加了 8 個(gè)百分點(diǎn)。

未來(lái)隨著能效要求的進(jìn)一步提升，以 IGBT 為核心的變頻領(lǐng)域前景廣闊。

2.5、 工業(yè)過(guò)程脫碳與工藝變革

工藝變革

除了能源使用（主要是化石燃料燃燒及電力/熱力使用），工業(yè)過(guò)程碳排放也是 重要的二氧化碳來(lái)源，2017 年占比 13%。工業(yè)過(guò)程碳排放與各個(gè)行業(yè)采用的生產(chǎn)工藝直接相關(guān)。

（1）如鋼鐵行業(yè)：含碳原料（電極、生鐵、直接還原鐵）和溶劑的分解和氧化；

（2）電解鋁：碳陽(yáng)極消耗、陽(yáng)極效應(yīng)導(dǎo)致全氟化碳排放；

（3）水泥：污水污泥等廢棄物里所含有的非生物質(zhì)碳的燃燒、原材料碳酸鹽分 解產(chǎn)生的二氧化碳排放、生料中非燃料碳煅燒。

相比于“能源碳”，“過(guò)程碳”的去除更加困難。原因在于：

（1）生產(chǎn)工藝深度整合，對(duì)工藝過(guò)程的某一部分的改變都伴隨著過(guò)程其他部分 的改變；

（2）生產(chǎn)設(shè)施的使用壽命很長(zhǎng)，通常超過(guò) 50 年（定期維護(hù)）。改變現(xiàn)有場(chǎng)地 的工藝需要昂貴的重建或改造；

（3）大宗商品全球交易，水泥、鋼鐵、氨和乙烯是大宗商品，在采購(gòu)決策中， 成本是決定性因素。除水泥外，這些產(chǎn)品都在全球范圍內(nèi)進(jìn)行交易。一般來(lái)說(shuō)， 在所有四個(gè)部門(mén)中，外部性都沒(méi)有被考慮在內(nèi)，而且還沒(méi)有為可持續(xù)或脫碳產(chǎn)品 支付更多費(fèi)用的意愿。

隨著“碳中和”的推進(jìn)，短流程鋼的產(chǎn)量占比將逐步提升。對(duì)于剩余長(zhǎng)流程鋼來(lái) 說(shuō)，可以采用基于工藝改造的脫碳路線，如基于氫氣的直接還原鐵（DRI）、電 解法煉鋼、生物質(zhì)煉鋼、碳捕集與封存（CCS）。

水泥生產(chǎn)過(guò)程中，由于石灰石分解產(chǎn)生的二氧化碳排放占到總量的 60%，因此 將不可避免用到碳捕集與封存（CCS）。其次，原料替代（粉煤灰、鋼渣）等替 代品已被廣泛使用，其他如氧化鎂、堿/地質(zhì)聚合物粘合劑等同樣具備潛力。

2.6、 CCUS：零排放“兜底”技術(shù)

由于工藝替代的困難，“物質(zhì)碳”在一定程度上不可避免，特別是在水泥、鋼鐵、 化工等重工業(yè)領(lǐng)域。也即如果不采用 CCUS，這些行業(yè)幾乎不可能實(shí)現(xiàn)凈零排放。

二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）是指將二氧化碳從排放源中分離后或直接 加以利用或封存，以實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排的工業(yè)過(guò)程。

碳捕集的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：

（1）煤氣化制氫以及甲烷重整制氫過(guò)程；

（2）工業(yè)部門(mén)的化石燃料燃燒過(guò)程；

（3）化工原料相關(guān)碳排放和水泥生產(chǎn)的過(guò)程排放等；

（4）電力部門(mén)中的應(yīng)對(duì)短期和季節(jié)性峰值的火力發(fā)電。

2019 年中國(guó)共有 18 個(gè)捕集項(xiàng)目在運(yùn)行，二氧化碳捕集量約 170 萬(wàn)噸；12個(gè)地質(zhì)利用項(xiàng)目運(yùn)行中，地質(zhì)利用量約 100 萬(wàn)噸；化工利用量約 25 萬(wàn)噸、生物利用 量約 6 萬(wàn)噸。

在 CCUS 捕集、輸送、利用與封存環(huán)節(jié)中，捕集是能耗和成本最高的環(huán)節(jié)。二 氧化碳排放源可以劃分為兩類：

一類是高濃度源（如煤化工、煉化廠、天然氣凈化廠等），另一類是低濃度源（如 燃煤電廠、鋼鐵廠、水泥廠等）。高濃度源的捕集成本大大低于低濃度源。

捕集環(huán)節(jié)：典型項(xiàng)目（低濃度燃煤電廠）的成本約在 300-500 元/噸；

運(yùn)輸環(huán)節(jié)：罐車運(yùn)輸成本約為 0.9-1.4 元/噸/公里，管道運(yùn)輸成本約為 0.9-1.4 元/噸/公里；

利用封存環(huán)節(jié)：驅(qū)油封存技術(shù)成本約在 120-800 元/噸，同時(shí)可以提高石油采收 率。咸水層封存的成本約為 249 元/噸。

通過(guò)構(gòu)建“碳中和”實(shí)現(xiàn)框架，我們跟隨全社會(huì)碳足跡，總結(jié)出各個(gè)領(lǐng)域的不同 的路徑。當(dāng)然，由于技術(shù)、成本、實(shí)施條件的差異，不同的路徑之間成熟度差異 較大。

目前比較成熟的路徑有：工業(yè)領(lǐng)域的鋼鐵電爐、廢鋼利用、水泥協(xié)同處置、再生 鋁等，道路交通領(lǐng)域的電動(dòng)車與充電樁，能源領(lǐng)域的清潔能源，建筑領(lǐng)域的電氣 化與空氣熱泵、裝配式建筑等，以及消費(fèi)側(cè)的綠色出行、垃圾分類等；

處于起步階段的路徑有：工業(yè)領(lǐng)域的壓減、轉(zhuǎn)移產(chǎn)能，交通領(lǐng)域的燃料電池、氫 能、電池回收等，能源領(lǐng)域的智慧電網(wǎng)、棄風(fēng)棄光利用、火電產(chǎn)能壓減等；

處于研究階段的路徑有：水泥清潔燃料、化工 Power-to-X、鋼鐵氫還原，以及 碳捕集在各個(gè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

1）政策推動(dòng)不及預(yù)期“碳中和”是長(zhǎng)期目標(biāo)短期內(nèi)可能存在政策掣肘或受 經(jīng)濟(jì)發(fā)展約束存在推動(dòng)力度不及預(yù)期的可能；

2）技術(shù)路線發(fā)展不及預(yù)期在“碳中和”產(chǎn)業(yè)圖譜中部分關(guān)鍵路徑尚處于發(fā) 展初期未來(lái)存在技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期的可能；

3）能源系統(tǒng)出現(xiàn)超預(yù)期事件能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型涉及面廣當(dāng)風(fēng)電光伏等可再生 能源成為供給主力后極端情況下由于其運(yùn)行不穩(wěn)定性或給電網(wǎng)造成一定的運(yùn) 行風(fēng)險(xiǎn)從而引發(fā)行業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)