15、中信深度研究《碳达峰全景图,新目标、新结构、新机遇》VIP专享VIP免费

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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
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
碳中和系列报告之2021.3.2
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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
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,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 达峰、天然气 2040 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
足,国际油价大幅波动,终端需求不及预期,行业竞争加剧。
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碳中和系列报告之2021.3.2
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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 ..................................................... 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 ......................................................... 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 .......................................................... 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
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S10105191100032060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41:2017-20203Q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3生产过程涉及到石灰石的分解,石灰石本身即含有碳元素,即使生产过程全部使用清洁能源,也会排放二氧化碳。以目前的技术,还没有找到能够完全替代水泥玻璃的其他绿色建筑材料,因此2060年大概率还会有部分工业过程排放二氧化碳。实际上,碳中和并非完全禁止任何温室气体排放,只需要向空气中排放的二氧化碳和从空气中吸收的二氧化碳实现动态平衡即可。从空气中吸收二氧化碳主要包括植树造林和碳捕捉两种方法,但是因为地球土地资源有限,植树造林的空间有限,未来更多需要发展碳捕捉技术对冲无法脱碳的工业过程。碳捕捉就是在工厂烟囱等位置捕捉空气中的二氧化碳,将其压缩成固体后掩埋在地下。图3:2020-2060年中国一次能源消费结构变化预测资料来源:国家统计局,中信证券研究部预测能源结构转变是实现碳达峰和碳中和的关键,2020年非化石能源占比约为16.4%,预计2030年将达到26.0%,2060年接近100%。能源消费总量:预计2030年前我国能源需求仍将保持较快增长,2050年左右实现能源需求总量达峰。2030年前,由于地产和基建投资增速的逐步放缓,我国钢铁、有色、建材、燃油车等传统工业产品需求量有望见顶。不过,数据中心、5G和电动车等新兴产业的快速发展带来新的能源需求增长点,预计2030年数据中心、5G和电动车耗电量将分别占到全社会用电量的5.4%、4.3%和0.8%,合计达到10.5%。2050年前后,随着中国经济增速的自然放缓,能源需求量总量将出现顶点。化石能源:预计煤炭、石油和天然气消费分别于2025年、2030年和2040年达峰。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4化石能源是目前中国一次能源消费的主体,2020年煤炭、石油和天然气消费量分别约为28.2、9.4和4.0亿吨标准煤,占比分别约为57%、19%和8%。到2030年,预计煤炭、石油和天然气消费量变为26.3、10.9和6.8亿吨标准煤,占比分别为44%、18%和11%。煤炭的占比降幅最为明显,天然气作为最清洁的化石能源占比还将提升。到2060年,煤炭和石油的能源消费几乎为零,仅保留部分化工需求,天然气或将作为能源应急响应需求少量存在。非化石能源:光伏和风电2030年前成为增量能源需求的主力,2030年后开始替代存量能源需求。2020年光伏开启平价时代,陆上风电也接近平价,未来十年光伏和风电将成为增量能源需求的主力。2030年后,随着光伏和风电成本的进一步下降,将逐步开始替代存量能源需求。但是因为光伏和风电发电不稳定性,需要配合储能设备,预计未来十年储能技术将开启从0到1的商业性应用。核电将作为光伏和风电的补充,但因为公众对于安全性的担忧难以成为主力能源。水电受制于河流资源潜力,增长空间有限。▍中国2030年碳排放达到116亿吨峰值,能源结构转型势在必行当前化石能源是最主要的碳排放来源中国计划在2030年前实现碳达峰,并在2060年前实现碳中和。2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论中提出,“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2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。碳达峰,指温室气体排放总量要在2030年前达到顶点,此后便要开始下降。碳中和,指温室气体净排放为零,即通过植树造林和碳捕捉等方式抵消全部的温室气体排放。从总量上看,目前中国是全球第一大碳排放国,能源活动碳排放总量约为美国的2倍、欧盟的3倍。2019年,中国、美国和欧盟能源活动碳排放量分别为98.3亿吨、49.6亿吨和33.3亿吨,占全球比例分别为28.8%、14.5%和9.7%。碳排放强度方面,中国远高于欧美,2019年中国为6.9吨/万美元,而美国和欧盟分别为2.3吨/万美元和2.5吨/万美元。但是从人均碳排放看,中国2019年仅为7.0吨/人,不足美国15.1吨/人的一半,与欧盟的7.4吨/人接近。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5图4:2019年部分经济体能源活动碳排放总量(亿吨)图5:2019年部分经济体单位GDP碳排放量和人均碳排放量资料来源:BP,中信证券研究部资料来源:BP,世界银行,中信证券研究部从结构上来看,能源活动碳排放占比高达85.5%,主要为发电、钢铁、建材和交通行业;工业过程占比为15.4%,主要为水泥石灰和钢铁化工;农业及其他行业占比-0.8%,基本实现碳平衡。我们上文提到,广义的碳排放能源活动、工业过程、农业、林业和废弃物处理等五类,但其中绝大多数碳排放来自能源活动(85.5%)和工业过程(15.4%),农业、林业和废弃物处理的影响都很小,合计占比-0.8%,即体现为净吸收温室气体。能源活动中,发电、钢铁、建材、交通及其他占比分别为44%、18%、13%、13%和9%。工业过程中,水泥石灰、钢铁化工和其他占比分别为53%、31%和16%。图6:中国碳排放和能源结构资料来源:Wind,国家统计局,联合国,CEADs,中信证券研究部注:为2017年数据;为2014年数据;其余为2020年数据0501001502002503003501995199719992001200320052007200920112013201520172019中国美国欧盟其他地区0246810121416美国欧盟中国单位GDP碳排放量(吨/万美元)人均碳排放量(吨/人)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6能源消耗中,只有化石能源产生碳排放,而非化石能源不产生碳排放,2020年我国化石能源占能源消耗总量的83.6%,非化石能源占16.4%。煤炭、石油和天然气占能源消费总量比重分别为56.7%、18.9%和8.0%,化石能源合计占比83.6%。水电、风电、核电和光伏占比分别为9.1%、3.1%、2.4%和1.7%,非化石能源占比合计16.4%。能源消费贡献率绝大多数的碳排放,但是只有化石能源产生碳排放,非化石能源不产生碳排放(玉米酒精等生物质能在燃烧时产生二氧化碳,但其在生产过程中会吸收二氧化碳,从整个生命周期的角度看不产生碳排放)。因此,实现碳达峰和碳中和的重中之重是实现能源结构的清洁化。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%从宏观层面看,预计我国在2030年实现碳达峰时的人均碳排放量与欧洲日韩接近,但是人均GDP远低于发达国家同时期。如下图所示,横轴为人均GDP(经济发展水平),纵轴为人均碳排放量,斜率代表单位GDP碳排放量(碳排放强度)。从图中可以看出,欧盟、日本和韩国均在年人均碳排放量达到10吨/人左右时进入平台期,仅有美国的平台期在18吨/人左右。此后随着经济增长各国人均碳排放量基本保持稳定,即单位GDP碳排放稳步下降。预计中国2030年时人均碳排放量将从2019年7.0上升至8.4,基本接近欧洲日韩的平台期。不过从经济发展水平的角度看,美国、欧盟和日本碳排放总量达峰的时点,分别为2007年、2006年和2008年,当时的人均GDP为49,856美元(2010年不变价,下同)、32,783美元和45,166美元。韩国截至2019年还未实现碳排放达峰。预计2030年左右中国将可以同时实现总量和人均的碳达峰,但是届时中国的人均GDP仅为14,073美元左右,远低于其他达峰时的数据。图7:部分经济体人均GDP与年人均碳排放量变化资料来源:Wind,世界银行,中信证券研究部预测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7碳达峰从字面意思上理解,只需要2030年之后碳排放总量出现下降即可,没有对2030年前碳排放最高值的约束。但是实际上,我国存在单位GDP二氧化碳排放与能源消耗总量“两条红线”约束。红线一:单位GDP二氧化碳排放约束下,预计我国2030年碳排放总量为116.1亿吨,比2019年增长18.2%。2015年我国在《巴黎气候协定》中承诺,到2030年单位GDP二氧化碳排放需比2005年下降60%~65%。因此,可以根据我国GDP增速和单位GDP二氧化碳排放量,倒推出2030年我国碳排放总量的约束。GDP:2020年我国GDP增速为2.3%,预计2021年增速为8%,2022-2025年平均增速为5%,2026-2030年平均增速为4.6%,则2030年GDP将比2019年增长68.2%,总额为101.92万亿元(2005年人民币不变价)。单位GDP二氧化碳排放:2005年我国单位GDP二氧化碳排放量为3.26吨/万元,到2019年下降为1.62吨/万元,累计降低50.2%。若2030年单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降65%,则2030年单位GDP二氧化碳排放量应为1.14吨/万元。二氧化碳排放总量:将2030年GDP总额(101.92万亿元)与单位GDP二氧化碳排放量(1.14吨/万元)相乘,即可得到2030年我国碳排放应保持在116.13亿吨以下。图8:2005-2030年中国GDP增速(含预测)图9:2005-2030年中国单位GDP二氧化碳排放下降60%-65%资料来源:Wind,中信证券研究部预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测红线二:2030年一次能源消费总量不超过60亿吨标准煤,化石能源消费总量不超过45亿吨标准煤。2016年国家发展改革委发布的《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》提出,2030年前能源消费总量控制在60亿吨标准煤以内。结合习总书记在2020年12月气候变化雄心大会上承诺的,中国2030年非化石能源消费占比25%,可以得出2030年化石能源消费总量应低于45亿吨标准煤。98.3116.11.621.14-0.51.01.52.02.53.03.5-20406080100120140200520102015202020252030二氧化碳排放总量(亿吨)单位GDP二氧化碳排放量(吨/万元,2005年不变价)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8图10:2005-2030年中国能源消费总量(含预测)图11:2005-2030年中国非化石能源消费占比(含预测)资料来源:Wind,中信证券研究部预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测预计2020年到2030年,非化石能源消费占比将从约15.8%增长到26.0%,增量主要由光伏风电贡献,而传统能源中的煤炭消费占比将从56.7%降为44.2%。总量方面,2020年我国一次能源消费总量约为49.7亿吨标准煤,假设2020-2025年和2026-2030年一次能源消费增速为2.0%和1.8%,则2025年和2030年我国一次能源消费总量将分别为54.9亿吨标准煤和59.6亿吨标准煤。结构方面,预计我国2025年和2030年非化石能源占比分别为21.0%和26.0%。其中光伏和风电是最大的增量,预计占比将从2020年的4.9%增长到2025年的8.7%和2030年的13.6%;水电、核电和生物质能发电量有小幅增长,但占比基本保持稳定,2025年和2030年分别为12.1%和12.4%。传统能源方面,预计煤炭消费占比变化最大,将从2020年的56.7%下降为2025年的51.5%和2030年的44.2%,石油基本保持稳定,而相对清洁的天然气则可能在2030年前消费占比小幅增加。图12:2020-2030年中国一次能源消费量预测(亿吨标准煤)图13:2020-2030年中国一次能源消费结构预测(%)资料来源:Wind,中信证券研究部预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测能源生产方面,光伏风电平价时代已经开启,多数地区成本低于传统能源发电,未来将成为增量电力需求的主要提供者。过去十年全球光伏/陆上风电/海上风电项目加权平均度电成本降幅分别达82%/39%/20%,包括中国在内的大部分国家和地区已陆续低于传统能源发电成本。未来十年,光伏和风电装机成本还将出现明显下降,有望进入二次爆发阶0.010.020.030.040.050.060.070.02020E2025E2030E煤炭石油天然气光伏风电水电核电其他0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2020E2025E2030E煤炭石油天然气光伏风电水电核电其他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9段,从补充性能源升级为主要增量能源形式。预计2030年风电光伏发电量占比将从目前的6%和3%分别上升至10%和13%。目前,光伏风电主要存在资源分布不均和不稳定两个问题。资源分布方面,我国西北部地区光照和风力资源相对丰富,而且戈壁滩涂等闲置土地也更加充足,但是我国用电需求集中在中东部地区,短期可以通过缓解“三北”地区新能源消纳压力。稳定性方面,光伏风电受制于光照和风力等自然条件,供能不稳定。终极解决方案是储能技术,但是目前成本相对较高,“十四五”时期发电侧储能项目或将率先迎来经济性显著提升和应用规模大幅推广。图14:2020年发电量占比(%)图15:2030年发电量占比预测(%)资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:Wind,中信证券研究部预测能源需求方面,传统工业产品产量以及燃油车销量的自然下降,以及节能技术的应用,将有效降低煤炭石油等化石燃料消耗量。我国已经渡过了快速工业化时期,城镇化速度开始放慢,房地产建成面积较大,多数地区基础设施也较为完善,固定资产投资增速未来很难再出现大幅提升的情况。由于经济结构的演变,钢铁、水泥、有色金属等高耗能产品需求量有望在“十四五”前实现达峰。交通方面,随着动力电池和智能驾驶技术的发展,电动车将出现加速渗透,预计2025年和2030年渗透率分别达到18%和40%。不过,由于电池能量密度远低于化石燃料,短期内航空和航海领域无法实现电动化。随着工业产品产量和燃油车销量的达峰,传统化石燃料对应的需求量也将出现达峰。此外,预计“十四五”末期八大高耗能行业将被纳入全国碳交易系统,技术相对落后的高耗能企业成本或将明显增加,推动节能技术的应用和行业落后产能的出清。表1:高耗能行业能源需求预测年产量/存量碳排放总量(亿吨)20202025E2030E20202025E2030E粗钢年产量(亿吨)10.010.710.020.2020.5018.45水泥年产量(亿吨)23.820.417.021.0917.5113.92玻璃年产量(亿重箱)9.510.010.00.430.360.30存量燃油车(亿辆)2.83.23.64.954.854.75资料来源:Wind,中信证券研究部预测火电68%水电18%核电5%风电6%太阳能3%其他0%火电56%水电15%核电6%风电10%太阳能13%其他0%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10▍碳达峰的政策抓手:能耗“双控”、碳交易与绿色金融能耗“双控”是直接的行政手段我国从2011年开始实施能耗总量和强度“双控”行动,各省市参考国家目标制定落实目标,预计“十四五”和“十五五”将继续坚持“双控”制度。我国在2006年的“十一五”规划中首次把单位GDP能耗降低作为约束性指标,“十二五”规划在把单位GDP能耗降低作为约束性指标的同时,提出合理控制能源消费总量的要求。在全国能耗指标制定后,相关部门会将全国“双控”目标分解到各地区、主要行业和重点用能单位,并对结果进行考核评价。在“十三五”提出到2020年,单位GDP能源消耗比2015年降低15%,能源消费总量低于50亿吨标准煤的目标。其中能源消耗强度为约束性指标,能源消费总量为预期性指标(约束性更弱)。2019年我国单位GDP能源消耗比2015年降低了13.2%,能源消费总量为48.7亿吨标准煤,预计2020年“双控”目标均可完成目标。图16:中国单位GDP能源消耗目标(吨标准煤/万元)图17:中国能源消费总量目标(亿吨标准煤)资料来源:国家能源局,中信证券研究部资料来源:国家能源局,中信证券研究部“十四五”期间,用能权市场化交易有望推广,能耗总量控制手段进一步强化。我国于2017年起在浙江省、福建省、河南省和四川省四省开展用能权市场化交易。各地试点规则不尽相同,如浙江省仅要求单位工业增加值能耗高于0.6吨标准煤/万元的新增用能量购买指标,并制定政府指导价;而四川省将存量产能的能耗也纳入额度考虑范围,在定价方面则是完全市场化。2020年10月的十九届五中全会上,“十四五”规划建议提出推进用能权市场化交易。预计未来我国将在总结试点的基础上,进一步完善用能权市场化交易机制,成为碳排放权交易之后的又一大抓手。碳交易是核心市场调节机制欧盟碳排放交易体系于2005年1月1日正式成立,截至2020年底覆盖了31个国家15000多家企业,占欧盟温室气体排放的45%左右,是目前世界上最大最活跃的碳交易市场。行业方面,最初仅覆盖电力、钢铁、炼焦、水泥、玻璃、石灰和造纸行业,随后陆续加入了航空、化工、食品生产、有色金属等行业。价格方面,2005-2006年碳交易制度建立初期配额相对短缺,价格在15-30欧元/吨波动;随后因为碳交易配额过度发放、金融危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11机、可再生能源迅速发展等因素,价格出现暴跌,2007-2018年间基本都维持在10欧元/吨以下;2018年欧盟议会对碳交易体系进行改革,此后交易价格一路上涨,目前已超过30欧元/吨。图18:欧盟碳交易市场价格变化(欧元/吨)资料来源:Wind,碳排放交易网,中信证券研究部2013年起,我国陆续在深圳、上海、北京等8省市开展碳排放交易试点。2011年国家发改委办公厅发布《国家发展改革委办公厅关于开展碳排放权交易试点工作的通知》同意北京、天津、上海、重庆、湖北、广东及深圳7个省市开展碳排放权交易试点。2013年6月18日至2014年6月19日,7个碳排放权交易试点省市先后开展了碳排放权交易。2016年福建省成为全国第8个碳排放交易试点。行业方面,以发电、石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸和国内民用航空等八大高耗能行业为主,部分地区还包括热力、食品饮料、医药等行业。配额分配方面,多数地区采取免费分配的形式,部分地区结合有偿竞价模式。地方交易所交易额普遍较小,2020年8个地区合计成交仅有16亿元;多数地区交易均价在20-40元/吨之间,仅有北京显著高于其他地区,达到80元/吨以上。由于地方试点的碳排放免费配额普标较多,实际的碳交易较为冷清。2020年广东、湖北、天津、北京、上海、深圳、福建和重庆2019年交易额分别为8.2亿元、4.0亿元、1.8亿元、1.0亿元、0.7亿元、0.2亿元、0.2亿元和348万元,合计仅有约16亿元。价格方面,交易均价总体呈上升趋势,2020年多数地区成交均价在20-40元/吨之间波动,仅有北京地区明显较高,可以达到80元/吨以上。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12图19:2020年地方碳交易所交易额(亿元)图20:2014-2020年地方交易所交易均价(元/吨)资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:Wind,中信证券研究部2021年全国碳交易试点正式开启,电力行业率先被纳入,未来石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸和国内民用航空等其余高耗能行业或也将纳入。2020年12月25日《全国碳排放权交易管理办法(试行)》正式发布,开启碳交易将进入全国实施阶段。2021年全国发电行业率先启动第一个履约周期,2225家发电企业分到碳排放配额。随着全国碳排放交易体系运行常态化,该范围将逐步扩大,预计最终覆盖发电、石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸和国内民用航空等八个行业。全国碳排放权交易体系采用基准线法进行配额分配,即对单位产品的二氧化碳排放量进行限制,如燃气发电机组基准值为每度电0.392kg二氧化碳排放配额。排放配额分配初期以免费分配为主,后续适时引入有偿分配,并逐步提高有偿分配的比例。有偿分配收入实行收支两条线,纳入财政管理。若企业获得配额高于其实际排放量,盈余的部分可以在碳市场中出售。预计我国2030年前碳交易价格将温和上涨,推动企业节能减排,同时避免过度推升企业成本。绿色金融是重要的配套支撑我国早在2016年8月就提出了绿色金融的框架,其中最值得关注的是绿色信贷、绿色债券、绿色发展基金等方面。2016年8月31日,中国人民银行、财政部等七部委联合印发了《关于构建绿色金融体系的指导意见》,提出大力发展绿色信贷,推动证券市场支持绿色投资,设立绿色发展基金,发展绿色保险,完善环境权益交易市场、丰富融资工具,支持地方发展绿色金融等多项措施。其中最值得关注的是绿色信贷、绿色债券、绿色发展基金等方面,我们将在下文做更详细的介绍。支持绿色企业IPO和再融资等政策目前为止还未出台,考虑到A股即将实施全面注册制,此政策后续即使推进影响也有限。0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0广东湖北天津北京上海深圳福建重庆0204060801002014-012014-062014-112015-042015-092016-022016-072016-122017-052017-102018-032018-082019-012019-062019-112020-042020-09深圳上海北京广东天津湖北重庆福建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13图21:绿色金融体系介绍资料来源:《关于构建绿色金融体系的指导意见》,中信证券研究部绿色信贷方面,人民银行通过再贷款和MPA考核等方式引导商业银行,截至2020年底本外币绿色贷款余额为11.95万亿,其中基建行业占比近60%。2018年1月和2018年6月,央行分别将绿色贷款和绿色债券纳入货币政策操作的合格担保品范围,商业银行可通过抵押绿色贷款获得央行的低息再贷款。2018年7月,人民银行印发《关于开展银行业存款类金融机构绿色信贷业绩评价的通知》,将绿色贷款余额占比、绿色贷款余额份额占比、绿色贷款增量占比、绿色贷款余额同比增速、绿色贷款不良率等指标纳入宏观审慎(PMA)考核。截至2020年底,本外币绿色贷款余额为11.95万亿,占全部贷款的比例为6.9%;行业分布上,交通运输、仓储和邮政业绿色贷款余额为3.62万亿,电力、热力、燃气及水生产和供应业绿色贷款余额3.51万亿,两个行业合计占绿色贷款总额的59.7%。图22:本外币绿色贷款余额及占全部贷款的比例图23:绿色贷款的行业分布资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:Wind,中信证券研究部绿色债券方面,绿色公司债券申报受理及审核实行“专人对接、专项审核”,适用“即报即审”政策,2020年发行2202亿元,但城投公司是最主要的发行人。绿色债券发行相5.4%5.6%5.8%6.0%6.2%6.4%6.6%6.8%7.0%02468101214绿色贷款余额(万亿)绿色贷款占比(右轴)0%20%40%60%80%100%其他电力、热力、燃气及水生产和供应业交通运输、仓储和邮政业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14对便利,如证监会2017年发布的《中国证监会关于支持绿色债券发展的指导意见》中提出,绿色公司债券申报受理及审核实行“专人对接、专项审核”,适用“即报即审”政策。近年来,我国绿色债券的发行金额没有明显增长,2016-2020年发行金额均维持在2000亿元左右。从行业分布来看,2020年发行额前五大的行业分别为电力、热力、燃气及水生产和供应业,金融业(主要为绿色金融债券和绿色ABS),交通运输、仓储和邮政业,建筑业,以及水利、环境和公共设施管理业,前五大行业合计占比高达83%。除金融业以外,其他行业发行企业多为城投公司,绿色债券对于民营企业的支持力度尚未显现。图24:绿色债券发行金额和只数图25:绿色债券的行业分布资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:Wind,中信证券研究部绿色产业基金方面,总规模885亿元的国家绿色发展基金已于2020年7月成立,重点投向环保、污染治理、节能、绿色交通和清洁能源领域,有望复制芯片“大基金”逻辑。国家绿色发展基金是我国生态环境领域第一支国家级投资基金,国家绿色发展基金由财政部、生态环境部和上海市人民政府三方共同发起设立。基金总规模885亿元,其中中央财政出资100亿元,出资方还包括长江经济带沿线11省市、部分金融机构和相关行业企业。重点投向环境保护和污染防治、生态修复和国土空间绿化、能源资源节约利用、绿色交通、清洁能源等绿色发展领域。绿色基金在首期存续期间主要投向长江经济带沿线的11省市。国家集成电路产业投资基金(“大基金”)一期和二期分别于2014年9月和2019年10月成立,规模均超千亿,重点投向集成电路设计、制造、封装和测试产业链。“大基金”的成立和投资引爆了资本市场对于集成电路产业的热情,国家绿色发展基金或可在绿色环保领域复制这一逻辑。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“大基金”一期“大基金”二期国家绿色发展基金设立时间2014年9月2019年10月2020年7月注册资本987.2亿元2041.5亿元885亿元资金来源中央财政、国开金融、中国烟草、亦庄国投、中国移动、上海国盛、中国电科、紫光通信、华芯投资等中央财政、国开金融、中国烟草、中国移动、中国保险投资基金等财政部、生态环保部、长江经济带沿线的11省市、中国银行、建设银行等投资方向重点投资集成电路芯片制造业,兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等产业聚焦集成电路产业链布局,重点投向芯片制造及设备材料、芯片设计、封装测试等产业链环节重点投向环境保护和污染防治、生态修复和国土空间绿化、能源资源节约利用、绿色交通、清洁能源等绿色发展领域资料来源:Wind,国资委官网,国家绿色发展基金官网,中信证券研究部050100150200250300350400-5001,0001,5002,0002,5003,0003,50020162017201820192020发行金额(亿元)发行只数(右轴)电力、热力、燃气及水生产和供应业,456.5金融业,430.9交通运输、仓储和邮政业,424.6建筑业,424.1水利、环境和公共设施管理业,94.0其他,371.84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15未来绿色金融体系有望进一步完善,绿色金融标准体系统一、调整绿色贷款风险权重、加强ESG披露要求、央行再贷款支持绿色贷款等值的关注。2021年1月8日,中国人民银行行长易纲在接受新华社采访时表示,接下来“要逐步完善绿色金融体系”。我们认为如下四点值的关注:1)目前我国绿色金融的统计没有统一标准,不仅人民银行和发改委等部委之间标准不统一,而且与欧盟等国际标准也有较大出入,未来或将进一步健全绿色金融标准体系,改变目前以城投公司为主的发行人结构。2)贷款风险权重是银行资本充足率指标的计算参数,未来高耗能企业或将逐步退出市场,其贷款违约风险将随之上升,因此可以适度上调高耗能企业的贷款风险权重,并下调低耗能企业的贷款风险权重。3)ESG投资是指在投资决策过程不仅仅考虑财务指标,而是充分考虑环境、社会和公司治理因素的投资理念,更加注重中长期的可持续性发展。2019年共有954家公司发布了独立的社会责任报告,占比约为25%,未来或将加强上市公司ESG披露要求。4)目前,央行已经将绿色贷款和小微企业贷款等纳入央行再贷款抵押范围,未来或将提高绿色贷款抵押的优先级。▍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%预计“十四五”期间我国用电需求将持续稳健增长。考虑到经济稳步复苏而内外需旺盛,用能电气化趋势在以新能源汽车、5G、数据中心等为代表的新经济拉动下不断深化,人民生活水平不断提高,我们预计我国2021~2023年全社会用电量增速将分别达到6.9%/4.9%/4.7%。其中,2021年较高的增速预测主要是基于2020年疫情因素带来的低基数影响。在“十四五”的后续年度,预计全社会用电量增速有望稳定维持在4.5%以上水平。表3:2021~2025年我国电力需求预测时间人口消费(权数:0.4)GDP弹性(权数:0.4)FAI弹性(权数:0.2)加权平均值增速人口数人均消费电力需求GDP增长率需求电力需求FAI增长率FAI电力需求亿人kWh/人亿kWh%弹性亿kWh%弹性亿kWh亿kWh2006A13.142,15928,36811.61.2428,36822.20.6528,36828,36814.40%2007A13.212,46732,59011.91.2532,590200.7432,59032,59014.90%2008A13.282,58534,3349.00.5934,33425.50.2134,33434,3345.40%2009A13.352,72936,4308.70.736,43030.10.236,43036,4306.10%2010A13.413,13241,99910.31.4841,99923.80.6441,99941,99915.30%2011A13.473,49147,0269.21.347,02623.80.547,02647,02612.00%2012A13.533,66549,5917.80.749,59120.60.2649,59149,5915.50%2013A13.613,91153,2237.70.9553,22319.60.3753,22353,2237.30%2014A13.684,03855,2337.40.5155,23315.70.2455,23355,2333.80%2015A13.754,03655,5006.90.0755,500100.0555,50055,5000.50%2016A13.834,28159,1986.70.7559,1988.10.6259,19859,1985.00%2017A13.94,53863,0776.90.9563,0777.20.9163,07763,0776.60%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16时间人口消费(权数:0.4)GDP弹性(权数:0.4)FAI弹性(权数:0.2)加权平均值增速人口数人均消费电力需求GDP增长率需求电力需求FAI增长率FAI电力需求亿人kWh/人亿kWh%弹性亿kWh%弹性亿kWh亿kWh2018A13.954,90568,4496.61.2968,4495.91.4468,44968,4498.50%2019A145,16172,2556.10.7472,2555.40.8372,25572,2554.50%2020A14.075,33975,1102.31.3575,1102.91.0775,11075,1103.10%2021E14.145,63979,7198.0181,11970.979,84280,3036.90%2022E14.215,89983,8025.5185,58040.882,39784,2324.90%2023E14.286,15987,9245.3190,11640.885,03488,2234.70%2024E14.356,41992,0845.1194,71240.887,75592,2694.60%2025E14.426,67996,2835.0199,44840.890,56396,4054.50%资料来源:中电联,中信证券研究部预测长期看好我国用电需求成长,预计2030年、2060年全社会用电量分别达到11.5万亿千瓦时、20.0万亿千瓦时。从欧美发达国家的经验来看,随着经济与人口进入成熟期,年度用电需求增速将逐渐向0~1%的区间回落。考虑到我国当前所处的经济社会发展阶段以及人均用电量相比欧美国家仍存在一定差距,且用能电气化趋势尚处于早期且有望伴随碳中和政策而得到全面推广,预计我国用电需求尚存在长期挖潜空间。我们预计国内用电量在2030年有望增加至20.0万亿千瓦时,相比2020年国内7.5万亿千瓦时的用电量增长167%。图26:国内用电量长期趋势展望资料来源:中信证券研究部预测火电:或将经由三阶段逐步退出历史舞台如前所述,电力领域碳排放约占到国内碳排放总量40%,因此在电力领域实行减碳、去碳是保证国内碳中和目标实现的关键步骤。国内风光新能源平价时代已经来临且行业仍有充分的通过技术进步以削减成本的潜力,有望推动煤电从主力机组转变为辅助服务机组并最终退出发电历史舞台。具体而言,根据替代性可再生能源的发展情况,我们认为国内火电退出电力市场将分为三个阶段:0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%0.05.010.015.020.025.0202020252030203520402045205020552060国内用电总需求万亿千瓦时%增长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17阶段1:2030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。目前国内风光发电刚刚开始实现发电侧平价,离新能源发电+储能的平价尚需时日,在此阶段大规模推进风光装机以满足增量用电需求和替代存量火电,会对电网系统的稳定性造成严重冲击,因此仍需要新增火电机组以部分满足新能用电需求和维护电网可靠性。我们预计国内在“十四五”阶段(2021~2025年)仍需要新增1.00亿千瓦火电机组,在“十五五”阶段(2026~2030年)需要新增0.25亿千瓦火电机组,届时国内火电装机将在2027年达到峰值的13.70亿千瓦。由于燃气发电的碳排放强度明显低于煤炭,调峰属性更为灵活,因而在新能源占比提升的背景下对电网战略价值更加凸显,且全球及国内的燃气供需形势正在变得宽松,预计在2021~2030年期间,国内新增火电机组中燃机的占比将会上升。阶段2:2031~2050年,火电机组迎来大规模退役,并退出辅助服务市场。技术进步带动风光发电+储能在此阶段开始实现发电侧平价,新能源机组全面登上历史舞台并开始大规模替代传统煤电机组。我们认为在发电+储能平价初期,火电机组退出节奏相对较为温和,但随着成本下降累积到关键拐点,火电机组退出有望在2040~2050年迎来加速,年均淘汰火电机组规模接近1亿千瓦。阶段3:2051~2060年,少量存量燃机退出市场。预计国内部分风光资源不丰富地区届时可能仍存在少量规模的燃气作为辅助服务机组,这部分机组也将随着特高压远距离输电的完善和新能源发电成本的进一步下降而开始退出发电市场,并推动国内在能源消费领域实现碳中和。图27:2010~2060年国内火电装机容量(亿千瓦)图28:2010~2060年国内火电装机容量变动趋势(亿千瓦)资料来源:中电联,中信证券研究部预测资料来源:中电联,中信证券研究部预测预计火电发电量达峰将略微滞后于装机达峰,同期存量火电利用小时数维持在高位。考虑到火电装机容量或将在2027年前后达峰,而同期风光发电+储能尚未完全实现发电侧平价且出力仍将存在波动,我们预计存量火电仍将在此前后担当重要电源,驱动存量火电机组利用小时数在装机增长受限的情况下,自2019年的4,293小时逐步爬坡至2030年前后的4,800小时左右。由此,我们预计火电发电量的达峰时间或为2030年前后,相比火电装机达峰时点略有滞后。此后,伴随着风光发电+储能经济性与稳定性突破临界点,预计火电利用小时数与发电量将进入长期下行区间。024681012141620102013201620192022E2025E2028E2031E2034E2037E2040E2043E2046E2049E2052E2055E2058E火电装机容量亿千瓦-1.00-0.80-0.60-0.40-0.200.000.200.400.600.801.0020102013201620192022E2025E2028E2031E2034E2037E2040E2043E2046E2049E2052E2055E2058E火电装机容量变动亿千瓦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18图29:2019~2060年国内火电发电量(亿千瓦时)图30:2019-2060年国内火电利用小时数(h)资料来源:中电联,中信证券研究部预测资料来源:中电联,中信证券研究部预测光伏、风电:成本持续下降,覆盖增量电力需求光伏风电发电成本持续下降,2021年进入平价元年,开启对传统火电的增量和存量替代。随着技术工艺不断优化和非技术成本的持续压缩,光伏风电发电成本持续下降,过去十年全球光伏/陆上风电/海上风电项目加权平均度电成本降幅分别达82%/39%/20%,包括中国在内的大部分国家和地区已陆续低于传统能源发电成本,摆脱补贴政策的依赖和指标规模的外部性限制,转向以平价经济性为核心内生动力的成长新阶段。据BNEF测算,自2021年起,中国新建光伏风电发电项目平均LCOE将逐步低于在运火电项目运营成本,加快开启对传统火电项目的增量和存量替代,未来5-10年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。图31:近十年全球可再生能源技术LCOE降幅资料来源:IRNEA,中信证券研究部图32:中国新建风光电站LCOE已逐步低于在运火电度电成本资料来源:BNEF(含预测)短期特高压输电通道治标,中长期储能配套项目治本,突破新能源消纳瓶颈。光伏风电作为不稳定电源,在并网过程中对电网往往造成冲击,影响新能源的消纳和利用。短期看,国内已有酒泉-湖南线、青海-河南线2条主要配套可再生能源发电基地的线路,预计“十四五”期间潜在新增规划线路预计有望达到2-3条,可在较大程度直接缓解“三北”地区新能源消纳压力。中长期看,随着储能技术逐步成熟、成本持续下降和补偿体制趋于010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00020192022E2025E2028E2031E2034E2037E2040E2043E2046E2049E2052E2055E2058E火电发电量亿千瓦时01,0002,0003,0004,0005,0006,000火电利用小时数h0%20%40%60%80%100%20102013201620192022海上风电陆上风电光热发电光伏发电-29%-39%-47%-82%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19完善,预计“十四五”中期开始国内发电侧储能项目将迎来经济性显著提升和应用规模大幅推广,开启“风/光+储”的新能源终极平价阶段,突破光伏风电消纳瓶颈的增长制约。“30·60”目标以碳为锚,非化石能源消纳占比目标提升,助推光伏风电加速增长。“30·60”目标对能源结构转型和电力供给侧改革提出新要求,低碳排放甚至零碳排放的非化石能源(水能、核能、光伏、风电、生物质)应用占比尚需大幅提升。2019年中国非化石能源消费占一次能源消费比重达15.3%,已提前达成“十三五”规划设定的2020年15%的目标,预计2020年有望超额达到约16.4%。随着“十四五”、“十五五”期间中国进入绿色发展新阶段,我们预计2025/2030年非化石能源消费占比中枢有望进一步提升至21%/26%以上,对应光伏风电发电量占总发电量比例有望分别达16.1%/23.4%。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年份一次能源消费量(亿吨标准煤)平均发电煤耗(g/kWh)折算电力需求(亿kWh)非化石能源占比非化石电力需求(亿kWh)水电发电量(亿kWh)核电发电量(亿kWh)生物质发电量(亿kWh)风光发电量需求(亿kWh)风光实际发电量(亿kWh)风光实际发电量占比201036.06333.31081918.60%93046,86774716115294941.19%201138.73291176298%94106,68187223316257411.57%201240.21324.61238769.10%112738,556983316141710302.07%201341.693211298759.80%127288,9211,115383230916343.06%201442.5831913348011.10%1481610,6011,332461242217783.21%201542.99315.413630312.10%1649311,1271,714527312522333.98%201643.58312.113963513.50%1885111,7482,132647432430895.16%201744.85309.414495813.80%2000411,9472,481794478242106.56%201846.4307.615084514.30%2157112,3212,950906539454357.77%201948.6306.915835815.30%2422913,0193,4871,111661263008.60%“十二五”CAGR3.58%-1.10%4.73%12.13%10.13%18.05%26.76%15.37%“十三五”CAGR(E)2.94%-0.64%3.60%9.56%4.02%16.40%20.27%19.10%“十四五”CAGR(E)1.84%-0.70%2.56%3.57%8.19%5.00%“十五五”CAGR(E)1.84%-0.65%2.51%1.27%7.08%4.00%2025E54.5295.018458320%3691716150542816921364621%387621549222%40608173382030E59.6285.520890225%5222617202764220592532326%543152741227%5640429501资料来源:国家能源局,国家统计局,中电联,中信证券研究部预测在2025/2030年非化石能源消费占比中枢分别达21%/26%的目标下,若按光伏/风电年发电利用小时数分别为1200/2100h测算:1)预计“十四五”期间,光伏凭借低成本和灵活配置的相对优势,将占风光发电总量比例50%-60%,对应光伏年均装机需求将达67-80GW,风电年均需求将达30-38GW;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202)预计“十五五”期间,仍按照光伏电力占风光发电总量比例50%-60%测算,对应光伏年均装机需求将达99-119GW,风电年均需求将达45-57GW。表5:中国“十四五”末光伏风电装机预测非化石能源占比光伏发电量占风光比例假设较2020年风光发电增量(亿kWh)光伏发电利用小时数风电发电利用小时数光伏较2020年装机增量(GW)风电较2020年装机增量(GW)光伏年均装机(GW)风电年均装机(GW)20%50%615712002100257147512921%8002333191673822%9848410234824720%55%615712002100282132562621%8002367171733422%9848451211904220%60%615712002100308117622321%8002400152803022%98484921889838资料来源:国家能源局,国家统计局,中电联,中信证券研究部预测表6:中国“十五五”末光伏风电装机预测非化石能源占比光伏发电量占风光比例假设较2020年风光发电增量(亿kWh)光伏发电利用小时数风电发电利用小时数光伏较2020年装机增量(GW)风电较2020年装机增量(GW)光伏年均装机(GW)风电年均装机(GW)25%50%983112002100410234824726%11920497284995727%140095843341176725%55%983112002100451211904226%119205462551095127%140096423001286025%60%983112002100492187983726%119205962271194527%1400970026714053资料来源:国家能源局,国家统计局,中电联,中信证券研究部预测水电、核电与生物质:潜力相对有限,未来充当补充电源水电行业的投资及装机增长已放缓,中长期可开发水电资源已较为有限,未来充当补充电源角色。国内水力资源丰富,水电的技术可开发装机容量约6.6亿千瓦,目前国内开发程度仅为50%出头,未来仍然拥有丰富的水电资源尚未开发。但是,国内东部地区的水电资源已经开发完毕,中部地区的水电开发程度已经达到90%以上,西部地区的广西、重庆、贵州等省市也基本开发完成,仅剩四川、云南、青海、西藏等省市的各流域上游未来还有较大开发潜力。从开发情况看,受制于工程成本、移民成本、电能消纳、生态环保、农耕保供等因素,在可预见未来,众多西部水电潜在可开发资源难以进入实质性开发阶段。“十四五”或将见证水电最后一轮装机高峰,预计2030年水电发电量为1.72万亿千瓦时,比2020年增长26.9%。从过去10年水电行业投资规模看,2012~2013年为行业投资高点,锦-官电源组、溪洛渡、向家坝等一大批国内大型水电站在该时间段正处于建设期,随着上述电站的逐步完工投产,水电行业投资规模已经自顶峰期的约1200亿元陆续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21回落至600-700亿元,投资规模下降接近50%。“十四五”期间,金沙江下游的乌东德、白鹤滩以及雅砻江中游的两河口、杨房沟四座巨型水电站规划陆续投运,这将很可能是我国水电行业最后一轮投产高峰。远期来看,预计国内水电开发装机将在2030年前后增至4.6亿千瓦,发电量将增至1.8万亿千瓦时,并由此触及远期天花板。此后,资源约束将导致水电未来仅为国内非化石能源装机中的补充电源。图33:2019-2060年国内水电装机容量(亿千瓦)图34:2019-2060年国内水电发电量(亿千瓦时)资料来源:中电联,中信证券研究部预测资料来源:中电联,中信证券研究部预测核电或将担当沿海省份基荷电源,三代机组重启带动新一轮增长。我国核电发展在十二五与十三五期间受到福岛核事件影响而明显放缓。伴随着三代机组首堆的陆续投产,我国自2019年起重启三代新机组审批,2019/2020年分别核准4台新机组。十四五期间,我国有望每年核准6~8台新机组,主要集中在广东、江苏、浙江、福建、广西、辽宁、山东等沿海省份。对于沿海省份而言,核电机组单机容量超过百万千瓦、规模可观,出力可靠;污染物与温室气体排放显著少于火电机组;燃料成本与盈利能力稳定;与特高压外来电相比,可以实现就地调度;因此属于优质的带基荷电源。在煤机建设持续受到限制的情况下,核电在沿海省份的稳定基础电源地位有望持续提升,并相应为碳中和进程作出贡献,成为风光之外的重要补充。预计2030年核电发电量0.76万亿千瓦时,比2020年增长108.7%。我们预计到2050年前后核电达峰,核电装机容量将达峰至约3.9亿千瓦,发电量将达峰至约3万亿千瓦时。此后,随着风光与氢能的经济性进一步提升,核电成本稳定的属性将意味着其经济性将逐步呈现明显劣势;同时,对于核电安全性的担忧预计仍将长期成为干扰核电装机成长的重要考量因素,而这可能与经济性考量叠加,进一步阻碍核电装机增长。因此,2050年之后,预计核电装机与发电量增长将在愈发成熟的风光与氢能挤压下,逐步趋于停滞状态。01234520192021E2023E2025E2027E2029E2031E2033E2035E2037E2039E2041E2043E2045E2047E2049E2051E2053E2055E2057E2059E水电装机容量亿千瓦02,0004,0006,0008,00010,00012,00014,00016,00018,00020,00020192022E2025E2028E2031E2034E2037E2040E2043E2046E2049E2052E2055E2058E水电发电量亿千瓦时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22图35:2019-2060年国内核电装机容量(亿千瓦)图36:2019-2060年国内核电发电量(亿千瓦时)资料来源:中电联,中信证券研究部预测资料来源:中电联,中信证券研究部预测生物质能发电的增长高峰期已过。截止2019年末,国内生物质能发电装机规模约2,254万千瓦,其中农林生物质发电项目并网装机容量973万千瓦,焚烧发电项目并网装机容量1,202万千瓦;2019年的生物质能上网电量约1,111亿千瓦时,在国内总用电量中占比约为1.5%。2020年,焚烧发电在浙江、江苏、山东、福建等东部省份垃圾处理中占比将超过70%,在广东省所占比重也将达到53%。从欧盟及日本经验看,70%的焚烧占比已是焚烧发电行业处于成熟期的占比水平,因此我们预计在跨过2020年后,国内垃圾焚烧发电的后续发展空间已经较窄。对于农林生物质发电项目,尽管国内农林生物质能规模庞大且利用率较低,但由于其原料收集成本较高(约为0.35~0.40元千瓦时/元)且成本在可预见未来下行空间极为有限,政府削减补贴后新开发农林生物质发电项目已经不具备及经济性,因此其未来发展空间也较为有限。图37:2010~2020垃圾焚烧及无害化处理能力变动趋势(万吨/日)资料来源:环境统计年鉴,中信证券研究部注:2020年数据来自《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》图38:2010~2020焚烧在生活垃圾无害化处置中占比(%)资料来源:环境统计年鉴,中信证券研究部注:2020年数据来自《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》0123420192021E2023E2025E2027E2029E2031E2033E2035E2037E2039E2041E2043E2045E2047E2049E2051E2053E2055E2057E2059E核电装机容量亿千瓦05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00020192022E2025E2028E2031E2034E2037E2040E2043E2046E2049E2052E2055E2058E核电发电量亿千瓦时-20.040.060.080.0100.0120.020102011201220132014201520162017201820192020焚烧处理能力万吨/日无害化处理能力万吨/日21.9%23.0%27.5%32.2%34.9%38.0%41.2%43.8%50.0%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%20102011201220132014201520162017201820192020%焚烧发电在生活垃圾无害化处置中占比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23表7:焚烧在东部发达地区生活垃圾处理中占比2014年2020年处理设施规模(吨/日)所占比例(%)处理设施规模(吨/日)所占比例(%)填埋焚烧其他填埋焚烧其他填埋焚烧其他填埋焚烧其他全国48.220.11.96929349.2522.848504广东4.42.30.2643385.46.40.245533山东2.81.50.2633491.34.20.223744浙江2.23.40396011.85.5025741江苏2.43.40.2405731.85.40.229733河南3.20.40891103.42.1061390四川2.30.80742602.82.4054460重庆0.80.40703000.91.8034653北京1.20.50.45724190.71.90.5226125湖南3.20.20.290643.51.60.267304福建11.50.1415731.12.70.129702资料来源:环境统计年鉴,《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,中信证券研究部储能:与光伏风电“孪生”发展储能按应用场景可分为发电侧、电网侧和用户侧三大类,提升电力系统灵活调节能力。储能行业应用场景丰富,在电力系统主要有发电侧/电网侧/用户侧3大主场景,此外,还包括微电网、分布式离网等,细分应用如下:1)发电侧:火储联合调频,稳定输出功率;新能源发电配储,平抑出力波动,提高消纳等。2)电网侧:调峰、二次调频、冷备用、黑启动等。3)用户侧:峰谷套利、需量管理、动态扩容。用户主要分为家庭、工业、商业、市政等。其他应用还包括微电网、分布式离网等。图39:储能应用场景资料来源:林洋能源锂电储能优势凸显,有望成为未来主流储能技术。根据能量存储方式的不同,储能主要分为物理储能、电化学储能、热能储能、储氢与电动汽车储能。其中电化学储能根据不同的储能介质可分为铅酸电池、锂离子电池、液流电池等6种细分种类。目前抽水储能占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24据累计装机主要份额,2017/20203Q全球和中国抽水储能累计装机占比分别为96%/92%和99%/92%,逐年下降。电化学储能2017/20203Q年全球和中国累计装机占比分别为1.7%/5.9%和1.3%/6.8%,2017/2019全球和中国新增装机占比为14%-80%和3%-58%,成长趋势明显。电化学储能中,锂电储能具备能量密度更高、使用与循环寿命更长、响应时间更快等优势,2017年至今占全球新增电化学储能90%以上,国内锂电储能占新增电化学储能的比例亦从2017年51%上升到20203Q的99%,而20203Q新增规划/在建电化学储能项目几乎全部应用锂电池。预计锂电池储能技术将成为未来主流储能技术。图40:2017-2020Q3全球/国内储能累计装机结构图41:2017-20203Q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资料来源:CNESA,中信证券研究部资料来源:CNESA,中信证券研究部储能与光伏风电“孪生”发展,中性预计未来10年国内新能源发电侧配储容量达130GWh。从产业链发展阶段看,光伏风电处于成长期中后期,具备大规模推广条件,储能处于从0到1阶段,临近商业爆发期拐点,有望从示范性应用转向运营性应用。截至20203Q,全球/中国风光发电平均配储功率比例仅为0.8%/0.5%,相比目前新增新能源配储功率的比例区间(10-15%)仍有广阔成长空间。我们预计2021-2030年光伏+风电中性预计共新增约1500GW,按悲观/乐观25%/35%配储渗透率、15%配储功率比例、2小时备电时长计算,未来10年新能源配储容量累计达110-160GWh。目前国内新能源发电侧锂电池储能保有量4.27GWh,储能在“3060双碳”机遇下将迎来“跨越式”大发展。97%96%94%93%92%99%99%96%94%92%1.0%1.7%3.7%5.2%5.9%1.0%1.3%3.4%5.3%6.8%86%88%90%92%94%96%98%100%201620172018201920203Q201620172018201920203Q全球国内抽水蓄能电化学储能熔融盐储能飞轮储能压缩空气储能14%66%80%34%3%28%58%33%93%90%90%99%51%68%97%99%0%20%40%60%80%100%120%20172018201920203Q20172018201920203Q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25图42:储能行业处于0到1的商业化爆发阶段资料来源:Tesla官网,北极星储能网,中信证券研究部氢能:汽车先导,降本后全面利用氢在交通动力、发电供暖、冶炼等领域逐步替代化石燃/原料。在使用端,氢气是最清洁的二次能源,与氧气反应(电化学/燃烧)仅生成水,是未来能源结构脱碳任务的重要承担者。从推广节奏上看,氢能最应用先在交通动力、工业原料和热电联供等能源消耗端,预计“十四五”期间将率先深化交通领域的应用,2020年氢燃料电池车/加氢站保有量为0.7万辆/127座,2025年增加至约10万辆/1,000座。“十五五”阶段料将开启氢能在大功率长时间储能、分布式发电等能源生产端的应用。最终形成氢能从能源生产到消耗端的全面利用,逐步替代化石燃/原料实现去碳化。图43:全球氢能下游应用及推进时间表资料来源:HydrogenCouncil,中信证券研究部氢能广泛利用建立在可再生能源发电成本降低的基础上。目前氢能在能源消耗端的核心制约是成本,以氢燃料电池车用氢气为例,目前成本在60元/kg左右,而油氢平衡点为30-35元/kg。氢气成本可分为气体、储运和加注成本,其中储运和加注成本可以随着产业化和规模化下降,气体成本则相对刚性。从制氢路线来看,可再生能源电解水制氢最具低制氢成本潜力,且整个过程有望完全实现零碳化。一般电解水制备1kg氢气需要50-55度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26电,电价成本占电解水制氢成本70%以上,电价高低直接决定氢气成本。未来随着可再生能源发电成本持续下降,廉价电力下将带来廉价氢气,为氢能快速渗透提供基础。预计2030/2060年可再生能源制氢占中国氢气来源比例为15%/80%。随着廉价的可再生能源制氢普及,2060年氢能预计将占国内能源结构10%以上份额。图44:中国各技术路线制氢成本(单位:元/kg)图45:中国氢气供给结构及预测资料来源:《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》(中国氢能联盟),中信证券研究部资料来源:《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》(中国氢能联盟),中信证券研究部预测▍工业品生产展望:限产或为主要方式,供给侧改革逻辑再现钢铁:粗钢产量或将温和收缩,电炉和短流程炼钢比例有望增加钢铁行业是我国制造业领域中碳排放量最高的行业。2019年,全球钢铁工业碳排放量约为26亿吨,占全球能源系统排放量的7%左右,碳排放主要源于消耗化石燃料,占比超过85%。我国粗钢产量占全球一半以上,加之我国钢铁以高炉—转炉长流程生产工艺为主,导致碳排放量占全球钢铁行业的60%以上,占全国碳排放总量的18%左右。图46:我国黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量占比图47:我国黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量(亿吨CO2)资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:Wind,中信证券研究部7.391058.9151640051015202530354045煤制氢天然气制氢工业副产氢电解水3%15%45%70%80%0%20%40%60%80%100%20202030E2040E2050E2060E化石能源制氢工业副产氢可再生能源电解制氢生物制氢等其他技术0%50%100%2005200620072008200920102011201220132014201520162017其他运输、仓储、邮电服务非金属矿产黑色金属冶炼及压延加工业生产和供应的电力、蒸汽和热水-10%0%10%20%30%40%50%051015202005200620072008200920102011201220132014201520162017黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量(亿吨CO2)同比增速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27近年来,钢铁总产量持续上升使得行业整体碳排放仍处于高位,但预计2023年后粗钢产量出现下降(未考虑工信部限产量的可能影响)。近年来我国吨钢碳排放量以及综合能耗整体均呈下行趋势,钢铁行业整体碳排放量仍然处于高位的主要原因系钢铁产量的持续提升。参照海外发达国家钢铁发展历史,我们预计我国钢铁产量在2021-2023年有望进入缓慢增长期,增速逐级下移,产量在2023年将有望达到峰值,2030年粗钢产量预计达到9.95亿吨。图48:我国吨钢综合能耗情况图49:我国钢铁产量及碳排放预测资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:Wind,中信证券研究部预测从工艺的角度而言,长流程炼钢碳排放量明显高于短流程。长流程生产工艺的碳排放量远高于短流程工艺。而长流程工艺中,炼铁环节的二氧化碳排放量占比最高。目前,全球钢铁企业的平均排放强度约为1.7吨。基于废钢的电炉炼钢工艺最为环保,其排放系数约为0.4吨二氧化碳/吨钢,而我国长流程企业吨钢CO2排放量在2.1吨左右,而短流程排放量约为0.9吨。图50:我国钢铁行业碳排放来源占比图51:全球炼钢不同工艺的碳排放强度(吨CO2/吨钢)资料来源:Wind,中信证券研究部资料来源:BHP,中信证券研究部进一步提升电炉钢占比是我国钢铁行业实现碳中和目标的重要方式。2020年12月31日工信部编制的《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》中明确提出,目标在“十四五”期间电炉钢占比从当前的10%提升至15%-20%,废钢比从当前的5305405505605705805906001.901.952.002.052.102.152.202.25201320142015201620172018吨钢CO2排放(吨)吨钢综合能耗(kgce/t,右轴)1.71.81.92.02.12.20510152025201620172018201920202021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E粗钢产量(亿吨)CO2排放(亿吨)吨钢CO2排放(吨;右轴)焦炭其他燃气原煤焦炉煤气其他燃气00.511.522.5高炉/转炉废钢/电炉全球平均值不同工艺碳排放强度(吨CO2/吨钢)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2820%提升至30%。实现铁金属国内自给率达到45%以上,国内年产废钢资源量达到3亿吨,据富宝资讯测算,钢材从投入使用到变为废钢通常需要8-30年,按我国历史时期的钢铁产量推算,到2030年有望产生3.2亿吨-3.5亿吨废钢,当前废钢资源的紧缺问题将有望解决。水泥:碳排放或出现明显下降,行业集中度有望提升展望未来3~5年,“两重一新”政策的推进仍将有效支撑水泥总消费需求,预计水泥产销量将稳定在22~23亿吨左右。长期来看,参考海外人均水泥消费量0.55吨左右,而我国当前人均水泥消费量达到1.7吨左右,预计到2030年我国人均水泥消费量下降至1.2吨左右,而根据《国家人口发展规划(2016-2030年)》,预计到2030年全国总人口达到14.5亿人左右,从而预计到2030年水泥总消费量下降至17亿吨左右。图52:美国人均水泥产量与开发规模关系资料来源:Wind,USGS,中信证券研究部图53:我国水泥消费量预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测结合《水泥工业低碳转型技术路线图》(国际能源署IEA),预计到2030年行业平均单位水泥熟料二氧化碳排放量下降至0.80吨左右,较当前水平降低10%以上;预计到2030年行业二氧化碳总排放量下降至14亿吨左右,较当前水平降低35%左右。图54:水泥行业碳排放量预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测5001,0001,5002,0002,50000.10.20.30.40.51959196319671971197519791983198719911995199920032007201120152019美国人均水泥产量(吨,左轴)美国:已开工的新建私人住宅(千套)2.05.818.723.817.405101520251990A2000A2010A2020A2030E水泥产量(亿吨)-5001,0001,5002,0002,5000.72000.74000.76000.78000.80000.82000.84000.86000.88000.90000.92000.94002017A2018A2019A2020A2030E吨熟料二氧化碳排放浓度(吨,右轴)二氧化碳总排放量(百万吨)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29投资机会方面,一方面,在环保政策逐渐趋严的背景下,将整体增加全行业的生产成本,另一方面,水泥行业供给侧产能限制政策一直保持趋紧态势,从而有利于提升行业整体的集中度水平。玻璃:应用节能减排技术,调整能源结构我们预测2021-2030年玻璃产量将会保持稳定,维持在10亿重箱左右的水平。2013年起,国家就开始严控行业新增产能,新建产线必须通过产能置换的方式,且政策日趋收紧。需求端来看,虽然地产开发逐步进入存量市场,但产品结构的改善也将提高玻璃的需求量。随着国家节能政策的实施,“三玻两腔”、“两玻一腔”等中空玻璃产品渗透率将得到进一步提升,增加玻璃用量。玻璃产量保持稳定的情况下,我们认为玻璃行业未来实现节能减排的路径一是来自技术进步降低单位能耗,而提升窑炉规模是有效降低能耗的重要方法。表8:不同规模窑炉能耗融化能力(t/d)综合能耗(平均)kgce/重箱电耗(平均)kwh/重箱热耗KJ/kg玻璃液30021.2111.43≤828040019.057.96≤790050018.487.79≤765060016.777.17≤690070016.626.68≤669090014.276.39≤5850资料来源:秦皇岛玻璃工业研究设计院《平板玻璃单位产品能源消耗限额》(2008),中信证券研究部节能减排的路径二是使用更加清洁的能源,目前我国玻璃的燃料体系仍以煤制气、重油、石油焦为主,碳排放量较大。未来随着天然气渗透率的提升,碳排放有进一步下降空间。表9:不同燃料CO2排放情况燃料平均低位发热量(kJ/kg)折标准煤系数(kg/kg)单位热值含碳量(t/TJ)碳氧化率CO2排放系数(kg/kg)单位热值CO2排放量(g)原煤20908.00.726.40.91.90.091焦炭28435.01.029.50.92.90.101原油41816.01.420.11.03.00.072燃料油41816.01.421.11.03.20.076煤油43070.01.519.51.03.00.070液化石油气50179.01.717.21.03.10.062油田天然气38931.01.315.31.02.20.056资料来源:中国碳交易网,中信证券研究部预计在2030年,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,在10亿重箱的生产规模下,行业碳排放总量在3000万吨左右。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30我们认为,随着玻璃行业供给侧产能限制进一步趋严,供需格局有望持续改善。环保政策趋严,采用清洁能源,加装环保处理设备进一步推高企业减排成本,龙头企业资金、成本优势显现,落后产能陆续被清出,行业集中度有望进一步提升。有色金属:产能见顶带动碳排放见顶有色金属行业的碳排放主要集中在电解环节所需要的电力生产。有色金属行业的主要金属品种包括铜、铝、铅、锌,可以分为采矿、选矿、冶炼等过程,因为其从精矿到纯金属的环节采用电解的工艺,所以碳排放主要集中在电解环节所需要的电力生产。以电解铝的全流程为例,使用火电作为电力来源,每生产1吨铝所产生的二氧化碳为13吨,其中火电环节的二氧化碳为11.2吨,占比高达86.2%。表10:主要有色金属冶炼电耗锌耗电铝耗电铜耗电铅耗电度/吨3500-370013300-137005000-55001000-1100资料来源:安泰科,中信证券研究部预计中国主要有色金属产量在2025年前后见顶,带动整体耗电量见顶。根据WoodMackenzie的预测,中国电解铝、电解铜、精炼锌和精炼铅的产量分别于2024年/2025年/2024年/2020年见顶,叠加整体单位耗电量的下降,带动有色金属电耗将于2025年见顶,对应电力需求量约为6781亿度。图55:2019-2030年中国主要有色金属产量(单位:万吨)资料来源:WoodMackenzie(含预测),中信证券研究部图56:2019-2030年中国主要有色金属电耗(单位:亿度)资料来源:WoodMackenzie,安泰科,中信证券研究部预测碳达峰促成“北铝南移”的趋势强化。我国电解铝的生产长期以来呈现“北重南轻”的格局,根据阿拉丁的数据,2019年我国电解铝产量的全国占比包括北方的山东22.8%、新疆17.0%、内蒙古14.3%,和南方的广西6.1%、云南5.4%、贵州3.5%。而近年来产能开始向南转移,尤其是山东的一些落后产能在云南置换,充分发挥了当地绿色环保而且低成本的水电资源。在碳达峰、碳中和政策的影响下,“北铝南移”成为确定性的趋势。碳达峰下迎接铝工业新一轮“供给侧”改革,成本抬升支撑价格上行。伴随着碳达峰的深入,1)使得国内电解铝产能的天花板更加稳固,火电铝投放存在扰动,水电铝接近容量上限;2)未来可能的碳交易将抬升火电铝成本300-600元/吨,3)各省市的能耗控制下的电价抬升,铝价长期中枢将上行。0500100015002000250030003500400045005000电解铝产量电解铜产量精炼锌产量精炼铅产量010002000300040005000600070008000电解铝电耗电解铜电耗精炼锌电耗精炼铅电耗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31图57:“北铝南移”成为趋势资料来源:中信证券研究部图58:电解铝分地区的产能增量资料来源:上海有色网,中信证券研究部注:2021年数据为中信证券研究部预测▍化石能源需求展望:煤、油、气先后达峰,过程中价格逐渐承压煤炭:占比加速下降,达峰目标“十四五”有望实现在总体能源消费结构中,煤炭一直是中国最主要的能源来源,在工业化的快速发展的中前期,煤炭消费比重占比始终在70%以上。2012年开始,随着节能减排及大气污染防治政策的大力推进,煤炭在能源消费中的占比逐步下降,“十二五”至“十三五”期间,中国用6年时间,将煤炭在能源消费中的占比由70%降至60%,2018年煤炭消费比重已降至59%,2020年预计比重降至56.7%。从需求总量看,煤炭需求2019年已经突破40亿吨(以原煤口径计算),从1990年以来30年时间里,伴随着中国工业化的起飞,煤炭需求增长累计超过2.8倍。从需求结构而言,煤炭需求主要是四大行业:火力发电、钢铁、水泥建材以及化工行业,四大行业近年来的占比已超过85%。图59:中国煤炭消费占比演变(亿吨标煤)资料来源:wind,中信证券研究部图60:中国煤炭下游消费结构演变(亿吨原煤)资料来源:wind,中信证券研究部020406080100120云南内蒙古山东广西四川山西2021年2020年11-12月0%20%40%60%80%100%0.005.0010.0015.0020.0025.0030.001957197019791982198519881991199419972000200320062009201220152018原煤原油天然气清洁能源发电原煤消费占比0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0020032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019火电耗煤冶炼耗煤建材耗煤化工耗煤其他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32按照统计局初步核算的数据,2020年能源消费总量比上年增长2.2%,按照2019年基数推算,能源消费总量约达到49.7亿吨标准煤。预计天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费占能源消费总量比重比上年提高1.1pcts,煤炭消费所占比重下降1.0pct;2020年煤炭消费占比降至56.7%左右,对应标准煤量约28.16亿吨,对应原煤量约为41亿吨。“十三五”期间,能源结构转型的步伐进一步加快,主要推动因素是新能源发电成本的不断降低、大气污染防治系列政策以及“能源双控”政策的落实,煤炭平均的消费复合增速已收窄至0.56%,当然这其中与2016年的供给侧改革有一定的关系,高耗能行业的去产能和去产量集中推进,导致煤炭需求有明显收缩,如果剔除2016年的影响,近4年能源消费复合增速和煤炭消费复合增速则分别为3.32%/1.04%。表11:历史能源消费及煤炭消费复合增速能源消费复合增速煤炭消费复合增速“十五”期间12.20%13.45%“十一五”期间6.65%5.69%“十二五”期间3.58%1.87%“十三五”期间2.93%0.56%资料来源:Wind,中信证券研究部按照目前政策提及的目标,2025年清洁能源发电占比将达到20%。按照这一比例推算,假设天然气消费占比达到11%,石油消费占比达到20%,新能源发电占比分别达到18%/19%/20%的情形下,如果全社会能源消费在总量在3%以下,煤炭年均复合增速则变为负值。而从过去二十年能源消费增速变化趋势看,“十四五”期间,能源消费增速大概率低于3%,煤炭需求有年份可能会出现负增长。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)资料来源:中信证券研究部“十四五”期间煤炭需求达峰的路径可以沿着目前的节能减排方式“外推”。总结而言,主要是三大政策路径:一是继续推进“能源双控”政策,从宏观经济层面提高用能效率以及从规划层面限制高耗能行业的扩张;二是加速电力的减碳化,即大力发展清洁能源发电;三是强化对传统分散终端的煤炭消费的替代。基于下游各行业组的长期产量预测和单位煤耗预测,我们推算煤炭消费的达峰很可能在2025年前后实现。从结构上看,钢铁行业由于电炉比例的逐步提升和产能的压缩,耗-0.53%-0.05%0.44%0.93%-0.93%-0.45%0.04%0.52%-1.34%-0.86%-0.37%0.11%-1.50%-1.00%-0.50%0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%3.00%3.50%假设新能源发电占比18%假设新能源发电占比19%假设新能源发电占比20%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33煤很可能是持续下降的趋势;水泥行业耗煤前几年呈现缓慢下降的节奏,后续随着后工业时代的到来,消费量和产量会有明显的下降,带动耗煤量快速下降;火电耗煤增量多数年份也都保持正增长,但2025年之后平均增量会有明显的下降,主要取决于新能源发电增长的速度和在总体发电量增量的占比程度;煤化工耗煤则是有小幅增长,但各产品耗煤的比例结构也是在动态变化的。图62:2020年煤炭下游行业消费占比资料来源:wind,中信证券研究部图63:未来10年主要行业煤炭演进(亿吨原煤)资料来源:wind,中信证券研究部注:2021年及以后数据为中信证券研究部预测根据统计局公布的数据,我们推算2020年煤炭消费量约为40.9亿吨,预计2025年煤炭消费将达到峰值,数量为41.6亿吨,之后缓慢下降,预计2030年达到38.7亿吨左右,2025-2030年的年均复合增速为-1.43%。2030年之后,煤炭消费将延续下降的趋势,随着新能源在发电占比中的逐步提升以及下游的脱碳,预计2050年煤炭消费将降至10亿吨以内,2060年煤炭消费将降至约3-4亿吨的水平,主要是化工行业用煤以及个别区域能源应急响应的需求。展望未来10年,在“碳达峰”和“碳中和”的刚性目标约束下,煤炭需求大概率在“十四五”末见顶,下游各行业的耗煤增速下降,在经济增速放缓的年份,大概率煤炭需求会出现负增长。预计2020-2025年煤炭消费年均复合增速为0.31%,2025-2030年煤炭消费年均复合增速为-1.43%,未来十年煤炭消费复合增速为-1.04%。而供给端,新增产能增速虽然也在放缓,但预计供给收缩的速度会相对较慢。政策发挥作用的层面预计主要在减少新建产能的核准上,尽管也会有淘汰落后产能的政策设计,但供给自主的减量更多的还需要靠市场机制去实现,因此行业未来10年供给会经常出现宽松的格局,导致煤价下跌,之后煤价下跌再倒逼企业减产,导致煤价回升,产量上升,重新往复“降价——供给收缩——煤价回升——产量增加”的循环,依然呈现典型的周期波动节奏。伴随煤炭需求的下降和景气波动的增加,煤炭行业集中度还会不断提升,一方面这是行业发展的必然规律,在波动的景气下,高成本的矿井逐步退出产业,产能向低成本企业集中;另一方面,政策也在推动新增产能向优质企业集中。目前,前十大煤炭企业占总产量的比重大约为50%,我们预计到2025年末考虑煤价下行过程中的兼并重组,预计CR1053%12%10%8%17%火电耗煤量生铁耗煤量水泥耗煤量化工耗煤量其他0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.00火电耗煤量生铁耗煤量水泥耗煤量化工耗煤量其他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34可以提升至55%左右,2030年可以提升至60%以上,大型企业对产量系统和供给节奏的调整会更有主动权。表12:煤炭未来10年供需平衡表(万吨)2020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E四大行业合计341373348731352313355631357041359661357316352351352216348266345815电力216561221771226220230034234124238812239832237392239967238711238734增长率2.41%2.01%1.69%1.78%2.00%0.43%-1.02%1.08%-0.52%0.01%钢铁5058951037503474950547291446664372142751417594074639997增长率0.89%-1.35%-1.67%-4.47%-5.55%-2.12%-2.22%-2.32%-2.43%-1.84%建材4021140211389623857237357369833417232220303022842126573增长率0.00%-3.11%-1.00%-3.15%-1.00%-7.60%-5.71%-5.95%-6.21%-6.50%化工3401235713367843752038270392003959239988401884038940510增长率5.00%3.00%2.00%2.00%2.43%1.00%1.00%0.50%0.50%0.30%煤炭总消费量409321415156416938413525415164415793410708405001400246393521388556消费量增速1.43%0.43%-0.82%0.40%0.15%-1.22%-1.39%-1.17%-1.68%-1.26%产量3840003916803955973995533995533955573955573876463798933798933760940.90%2.00%1.00%1.00%0.00%-1.00%0.00%-2.00%-2.00%0.00%-1.00%净进口煤量3030028000280002500025000250002500025000250002000020000基本库存50005000500050005000500050005000500050005000供需差额-21-476165960284389-23648492645-35313722538资料来源:Wind,国家统计局,中信证券研究部预测就煤价而言,未来10年整体中枢是下行的趋势,我们预计2021-2022年,2025年前后,2028年前后煤价或相对表现强势,其余年份多为下行波动期。煤价高点年份的均价或在620元/吨左右,低点年份均价约在530元/吨。对应到板块ROE上,高点年份或在11%,低点年份或在5%。图64:秦皇岛港5500大卡煤价预测(元/吨)资料来源:Wind,中信证券研究部预测图65:行业净资产收益率长周期预测(%)资料来源:Wind,中信证券研究部预测对于标的而言,煤炭公司因为长期整体需求下滑,企业普遍处于受损的状态,但是率先尝试向新能源转型的企业,则有望在这一过程中获得先发优势,主要推荐向氢能全产业链转型布局的美锦能源。400.00450.00500.00550.00600.00650.00700.00750.00800.00850.00-5.000.005.0010.0015.0020.002006年2008年2010年2012年2014年2016年2018年2020年2022E2024E2026E2028E2030E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35石油:汽车电动化压制成品油需求,增量主要源自化工品国内成品油增速逐年下降。2006-2020年,国内原油、成品油表观消费量分别自3.23、1.80亿吨增加至7.36、2.89亿吨,CAGR分别为6.07%、3.43%。成品油占原油下游需求结构的比重从2006年的55.63%一度升至2013年的58.65%,随后持续回落至2019年的44.57%。图66:国内原油及成品油表观消费量(万吨)资料来源:Wind,中信证券研究部图67:国内汽油、柴油、煤油及其他占成品油消费量比例资料来源:Wind,中信证券研究部预计国内原油需求将于2025-2030年达峰,成品油需求将持续下降,增量主要来自于化工品。2019年,国内汽、柴、煤油消费量分别占成品油总消费量的40.36%、47.14%和12.50%,我们预计三种产品未来需求趋势将表现各异。随着新能源车对于传统燃油车的不断替代,汽油需求有望与2019-2021年前后达峰,之后持续缓慢下降;国内基建活动强度预计仍将维持,但工程机械能效的提升将助推柴油需求延续下降趋势;航空部门运输量将在疫情逐步消退后迅速恢复,带动煤油成为成品油中需求唯一持续增长的品种。综上,我们预测国内成品油需求将以2019年为基数持续缓慢下降,但化工品需求的增长推动原油总需求在未来5年将持续增长,并在2025-2030年达峰。2020年我国石油能源消费量约为9.4亿吨标准煤,预计2025年和2030年分别为9.9亿吨标准煤和10.9亿吨标准煤。图68:国内原油及成品油表观消费量预测(万吨)资料来源:Wind,中信证券研究部预测图69:国内成品油需求结构预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测-10%-5%0%5%10%15%010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,000200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020原油消费量成品油消费量原油增速成品油增速0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020汽油柴油煤油及其他-1.5%-1.0%-0.5%0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2.5%020,00040,00060,00080,000100,000原油消费量成品油消费量20202025E2030E2020-2025CAGR2025-2030CAGR0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%20202025E2030E汽油柴油煤油及其他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36天然气:最清洁的化石能源,2030年前保持增长天然气是单位能量碳排放最少化石能源品种,未来仍有望持续增长,替代煤炭成为冬季取暖的主要能源品。化石能源燃烧过程主要是为了提供热量,但是不同化石能源产生相同热值释放的二氧化碳并不相同。相同热值,煤炭产生的碳排放量约为石油的1.5倍、天然气的2倍。因此天然气是最清洁的化石能源。由于目前主要的可再生能源均会受到季节和昼夜因素的影响,因此天然气可作为冬季、夜间清洁能源低谷、能源需求峰期时的有效补充能源,我们预计国内天然气需求在未来15-20年内仍将持续增长。图70:化石燃料单位热值含碳量(吨二氧化碳/吨标煤)资料来源:省级温室气体清单编制指南(2011年),浙江省温室气体清单编制指南(2018年修订版),中信证券研究部预计2020-2030年,天然气消费量将增长70%,占一次能源比例从8%提升至11%。2020年12月21日,国务院发布《新时代的中国能源发展》白皮书,介绍新时代中国能源发展成就,全面阐述中国推进能源革命的主要政策和重大举措。白皮书指出坚持绿色发展导向,大力推进化石能源清洁高效利用。2020年我国天然气消费量约为4.0亿吨标准煤,预计2025年和2030年我国天然气消费量为5.3亿吨和6.8亿吨。占一次能源的比例从2020年的8%提升至2025年的10%和2030年的11%。图71:2010-2030年中国天然气消费总量(亿吨标煤)资料来源:Wind,中信证券研究部预测01234567820102011201220132014201520162017201820192025E2030E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37受益标的:天然气行业龙头A股新奥股份、深圳燃气,H股昆仑能源、新奥能源;生物柴油龙头卓越新能,关注嘉澳环保,三聚环保。煤化工:保持战略性定位,耗煤达峰或较晚实现就工艺路线而言,煤化工领域的减碳并不像火电、钢铁、建材领域的减排那样迫切,因为化工产品以液态或固态的形式固定了一定比例的碳元素。同时,从产业政策层面,现代煤化工是提高煤炭清洁高效利用水平,实现煤炭由单一燃料向燃料和原料并重转变的有效途径,对保障国家能源安全稳定供应具有重要的战略意义。因此,在煤炭消费领域中,煤化工的减排和达峰压力相对要小,达峰时间也可能最晚。从目前主流的产品看,煤化工产品大致分为煤制油、煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯烃以及煤制乙二醇等。按照中国煤炭工业协会《煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见》(征求意见稿),截至2019年底,我国建成煤制油产能921万吨、煤制气产能51亿立方米、煤制烯烃产能1362万吨、煤制乙二醇产能478万吨、煤制甲醇产能6000万吨左右,传统的煤制合成氨产量大约为4000万吨。按照产业调研数据,煤制油单位耗煤4吨左右,煤制天然气单位耗煤3吨,煤制烯烃耗单位煤约4.8吨,煤制乙二醇单位耗煤约3吨,煤制甲醇单位耗煤约3吨,煤制合成氨单位耗煤约1.5吨,按照上述假设估算,2019年化工合计耗煤约3.4亿吨左右。展望2025年,按照《煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见》(征求意见稿)所给出的产量指引,到“十四五”末,国内规划建成煤制气产能150亿立方米,煤制油产能1200万吨,煤制烯烃产能1500万吨,煤制乙二醇产能800万吨,完成百万吨级煤制芳烃、煤制乙醇、百万吨级煤焦油深加工、千万吨级低阶煤分质分级利用示范,建成3000万吨长焰煤热解分质分级清洁利用产能规模。在上述假设下,预计2025年化工领域耗煤大约在3.9-3.95亿吨左右,依然处于显著增长的状态,预计年均复合增长率约在2.88%。图72:“十四五”煤化工规划(征求意见稿)产能指引资料来源:Wind,《煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见》(征求意见稿),中信证券研究部图73:中国化工行业碳排放量(万吨)资料来源:Wind,中信证券研究部展望2025-2030年的化工用煤,我们预计煤化工产品的产量还将有所增加,但结构上或呈现明显的差异:9215113624786000120015015008000%5%10%15%20%25%020004000600080002019年产能(万吨,煤制气:亿方)“十四五”规划产能(万吨,煤制气:亿方)年均复合增长率0100,000200,000300,000400,000500,000200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017中国:碳排放量:化学原料和化学制品中国:碳排放量:石油加工、炼焦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38能源转化类的项目,如煤制油、煤制甲烷,因为并不符合“碳达峰”和“碳中和”的政策方向,因此产能难有扩张,仅基于能源安全的角度,保留相应的示范项目。但预计现有项目的产能利用率有望从70%提升至85%,耗煤量还将有所增加。煤制烯烃、煤制乙二醇等原料转化项目,预计还将有所增加,因为相应的产品作为化工基础材料,预计需求还在增长。同时,如果相关基础产品继续向下游延伸,可以产出精细化工品等高端新材料,符合煤炭清洁利用的方向,我们预计这部分化工项目还将有所增加,但增幅未必显著。传统合成氨产能预计将有明显压缩,但剩余产能的利用率将有所提升,从目前的75%-80%,提升至90%-95%,整体产量将有一定的下降。基于此,我们同时假设化工单位产品耗煤在2025年基础上均下降10%,预计2025-2030年煤化工耗煤总量还有增长,2030年耗煤量或在4.05亿吨左右,年均复合增速约为0.66%。图74:2025年煤化工产能及耗煤量预测(万吨)资料来源:《煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见》(征求意见稿),中信证券研究部预测图75:2030年煤化工产能及耗煤量预测(万吨)资料来源:《煤炭工业“十四五”现代煤化工发展指导意见》(征求意见稿),中信证券研究部预测总结而言,我们判断,未来10年煤化工耗煤仍呈增长趋势。一方面因为烃烷类、醇类等煤化产品作为其他化工品的上游原料,依然会保持较大的需求;另一方面,部分煤化工项目还将保持战略性的定位,规模大概率不会缩小,且产能利用率还有提升趋势。2020年,煤化工耗煤约在3.4-3.45亿吨,预计至2025年耗煤量或增加至3.9-~3.95亿吨,2030年或继续小幅增长至4-4.05亿吨。结构而言,煤制烯烃等高附加值的煤化工产品耗煤还将继续上升,而传统的合成氨耗煤量则将有明显下降,煤制油和煤制天然气预计产量及耗煤规模在2025年之后保持稳定。预计在2030年之后,煤化工耗煤逐步进入达峰状态,后续耗煤量的下降取决于两大因素。一是单位产品碳排放更低的化石能源原料(主要是天然气)替代煤化路线的可行性和速度,二是CO2捕捉后作为化工原料再利用的规模,如果捕捉技术成熟,循环利用经济性提升,也会减少化石能源的初级消费。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%02000400060008000100001200014000160002025年产能2025年耗煤量产能利用率0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%020004000600080001000012000140002030年产能2030年耗煤量产能利用率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39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国内油气产量止降回升,2014年以来油气开采相关碳排放持续下降。2019年,国内原油、天然气对外依存度分别升至72%、45%,能源安全形势不容乐观。2019年,国家能源委、发改委、能源局要求三大石油不折不扣完成2018-2025“七年行动计划”,推动国内油气增储上产,2020年发布的《新时代的中国能源发展》白皮书重申“大力提升油气勘探开发力度,推动油气增储上产”。但由于我国特殊的自然禀赋,2019年原油储量、产量仅占全球约1.5%和4.9%,原油增产潜力相对受限,未来产量增长主要来自于天然气。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)资料来源:Wind,中信证券研究部图77:我国油气产量及油气开采对应的碳排放量预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测预计2030年国内天然气产量将超过原油,油气开采碳排放量将在2030年达峰。2020年,国内生产原油、天然气分别约1.95、1.50亿吨油当量。我们预计2030年国内原油、天然气产量分别约2.2、2.4亿吨,天然气产量有望超过原油。设备电动化和二氧化碳封存将成为油气开发环节的主要减排措施。预计单吨油气当量产量对应的碳排放将从当前的约0.12吨降至0.10吨左右,并将继续持续下降,油气开采相关的碳排放量有望在2030年达峰。国内原油加工量持续增长,相关碳排放增速整体慢于原油加工量增长。2006至2020年,国内原油加工量自3.06亿吨增加至6.74亿吨,CAGR高达5.79%。2006至2017年,国内炼油化工相关的碳排放量子0.98亿吨增加至1.37亿吨,CAGR仅约2.41%。我们根据国内原油需求预测为基准,预计未来5-10年国内原油加工量仍将继续以2%左右的CAGR持续增长,并将在2030年前达峰,单吨原油加工量对应的碳排放将进一步降至0.20吨,炼油化工相关的碳排放也有望与2025-2030年达峰,或将略早于原油加工量达峰。受益标的:油服行业电动化龙头杰瑞股份、宏华集团,天然气化工龙头卫星石化、万华化学、东华能源。05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,00050,000油气总产量油气开采碳排放19,49215,04840,82522,00024,00046,7440%1%2%3%4%5%6%0500010000150002000025000300003500040000450005000020202030ECAGR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40图78:国内原油加工量及同比增速资料来源:Wind,中信证券研究部图79:国内原油加工量及碳排放量预测资料来源:Wind,中信证券研究部预测▍新兴领域机遇:新能源汽车、低碳技术和新材料机遇广阔新能源汽车:智能化时代来临,电动车加速渗透根据我们测算,2018年交通部门碳排放总量约9.4亿吨,其中公路运输占比最大,约为83%。2018年我国公路、民航、水路和铁路运输的直接碳排放占比分别为83%、9%、7%和2%。公路运输一直以来都是我国交通领域最主要的碳排放来源,占比长期维持在80%左右。民航则是我国碳排放增速最快领域,2005-2019年增长约293%。我国铁路运营里程虽然近年快速增长,但是由于电气化率的提升,直接排放二氧化碳的燃气机组增长相对较慢。图80:2018年中国交通领域碳排放测算(万吨二氧化碳)资料来源:国家统计局,《2019能源数据》(王庆一),中信证券研究部预测2030年前,交通领域碳排放总量或将缓慢增长,降低碳排放主要依靠公路运输的汽车电动化。受制于电池能量密度等因素,在2030年之前,民航和水路运输领域难以脱碳,节能的空间也相对有限,碳排放量或将随着运输量的增长而增加。氢能源是最有希望在民0%2%4%6%8%10%12%14%0100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,000800,000200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020原油加工量(千吨)同比增速0.00%0.50%1.00%1.50%2.00%2.50%0100000200000300000400000500000600000700000800000900000原油加工量(千吨)碳排放(千吨)20202030ECAGR-10,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,000100,00020052010201320142015201620172018铁路水路民航公路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41航领域替代化石能源的,但是大规模应用时间大概率在2050年之后。铁路运输领域,预计2030年铁路电气化率达到90%以上,基本实现全面电气化,不过其碳排放在总量中占比较小。公路将是交通领域降低碳排放的主要抓手,重点在于汽车的电动化,公交、出租、环卫等公共领域用车或将率先实现全面电动化。全球历史经验表明,中国汽车整体保有量仍有提升空间。截止2018年12月,中国汽车保有量达每千人172辆,落后于发达国家每千人600-800辆。回溯海外各国乘用车的普及路径,乘用车普及的动力是国民消费力的提升,而中国过去20年的乘用车普及路径与韩国非常相似。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资料来源:CEIC,OICA,世界银行,中信证券研究部注:图中每一个单点代表某一年度某国的人家GDP、千人汽车保有量,其中美国为1929-2017年,日本为1963-2017年,韩国为1981-2017年,中国为1978-2017年预计2030年汽车产销3500万辆(其中乘用车3000万辆、商用车500万辆),长期来看,预计中国新车销售的增速中枢将长期维持在2%-3%。预计随着人均GDP的上升,我国有望复制韩国的普及路径,在2030年实现每千人汽车保有量300辆,对应4.2亿汽车保有量。如果按照12-14年的乘用车报废周期来看,对应2030年3000万辆的乘用车销量,对应未来乘用车新车销售增速中枢为2%-3%。预计2030年中国新能源汽车产销1400万辆(其中乘用车1315万辆、商用车85万辆),渗透率40%。新能源汽车已经渡过了依赖补贴的阶段,随着锂电池技术的进步,成本逐渐降低,能量密度不断提高,而且智能驾驶也方兴未艾,未来新能源汽车渗透率或将加速提升。根据《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,政策目标在2030年新能源汽车产销渗透率达到40%。相应2020-2030年新能源汽车产销约CAGR+25%。中国发展路径日本发展路径韩国发展路径美国发展路径01002003004005006007008009000100002000030000400005000060000人均GDP/美元千人汽车保有量/辆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42图图82:国内新能源汽车销量及预测资料来源:中汽协,中信证券研究部预测图83:2020年中国汽油需求结构估算资料来源:国家统计局,卓创资讯,中信证券研究部估算图84:2020年中国柴油需求结构估算资料来源:国家统计局,中汽研,中信证券研究部估算燃油汽车燃油消耗:预计由2020年2.09亿吨到2030年2.06亿吨,基本持平。我们预计燃油车保有量从2020年2.76亿增至2030年3.57亿,但受益尾气排产新国标、混动技术推广等,我们预计单车平均百公里油耗从6.5L降至5.3L,使得燃油车总油耗持平。电动汽车电能消耗:预计由2020年12744GWh增至2030年71400GWh。在汽车电动化驱动下,中国汽车能源消费结构2020-2030年将发生明显变化。我们预计2020-2030年电动车在销量渗透率由5%提高至40%,推动电动车在保有量渗透率逐步由2%提高至15%。电动车普及下,预计到2030年电动车充电需求占每年电力能源需求约1%。表13:中国汽车油耗、电耗结构2020-2030年演变测算20202030E20202030E汽车销量(万辆)25313500汽车保有量(万辆)2810042000乘用车20183000乘用车2450038400商用车513500商用车3600360020202030E20202030E20202030E20202030E20202030E新能源车1371400新能源车保4926300百公里电耗年行驶里年电耗12744714001.31.87.533.650.78112212113721028065014000.1%0.1%0.3%1.4%1.8%2.8%4.3%4.7%5.2%7.7%10.0%21.2%40.0%0%10%20%30%40%50%020040060080010001200140016002012201320142015201620172018201920202021E2022E2025E2030E中国电动车销量渗透率(%)从0%-1%补贴驱动从1%-10%市场驱动汽油车91%(对应约1.19亿吨)摩托车5%(对应约0.067亿吨)其他4%预计2020年汽油整体消耗1.3亿吨道路交通54%(对应约0.89亿吨)航运6%航空5%铁路和管道1%农林牧渔水利业8%工业9%其他行业7%生活消费5%建筑业3%批发、零售业和住宿、餐饮业2%预计2020年柴油整体消耗1.6亿吨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4320202030E20202030E销量(万辆)有量(万辆)(kWh/100km)程(km)(GWh)乘用车1251315乘用车4005950乘用车1210乘用车70007000乘用车336041650商用车1285商用车92350商用车6050商用车1700017000商用车93842975020202030E20202030E20202030E20202030E20202030E燃油车销量(万辆)23942100燃油车保有量(万辆)2760835700百公里油耗(L/100km)年行驶里程(km)年油耗(亿吨)2.092.06乘用车18931685乘用车2410032450乘用车6.55.3乘用车1020010200乘用车1.191.31商用车501415商用车35083250商用车2018商用车1700017000商用车0.890.75销量电动化率5%40%保有量电动化率2%15%乘用车6%44%乘用车2%15%商用车2%17%商用车3%10%资料来源:中汽协,工信部,汽车之家,中信证券研究部估算燃油两轮车(主要是摩托车)燃油消耗:预计由2020年0.067亿吨降至2030年0.039亿吨。中国是全球最大的两轮车保有国,随着摩托车保有量预计从2020年7000万辆减少至2030年4000万辆,摩托车油耗预计将大幅下降。电动两轮车电能消耗:预计由2020年12000GWh增至2030年21000GWh。电动两轮车普及度持续提升,预计将从2020年2.5亿辆保有量增至2030年3.5亿辆,带动充电需求增长。表14:中国两轮车油耗、电耗结构2020-2030年演变测算20202030E20202030E两轮车销量(万辆)56007300两轮车保有量(万辆)320003900020202030E20202030E20202030E20202030E20202030E电动两轮车销量(万辆)46007000电动两轮车保有量(万辆)2500035000百公里电耗(kWh/100km)2.43.0年行驶里程(km)20002000年电耗(GWh)120002100020202030E20202030E20202030E20202030E20202030E燃油两轮车销量(万辆)1000300燃油两轮车保有量(万辆)70004000百公里油耗(L/100km)2.73.2年行驶里程(km)47504000年油耗(亿吨)0.0670.039资料来源:中汽协,中国自行车协会,公安部交通管理局,中信证券研究部估算投资建议:新能源汽车加速渗透,把握三条主线。(1)电动智能转型明确,车型竞争力强的整车企业:比亚迪(A+H),长城汽车(A+H),吉利汽车(H);(2)具备全球竞争力的优质电动产业链:宁德时代、恩捷股份、亿纬锂能、三花智控、璞泰来、赣锋锂业、德方纳米等;(3)汽车电子和智能座舱产业链:华阳集团、耐世特、德赛西威、伯特利、保隆科技;(4)汽车后处理排放升级标的:隆盛科技、银轮股份、国瓷材料、龙蟠科技、威孚高科。新材料:低碳技术路线和清洁能源材料方兴未艾化工过程碳排放量占比已降至3%以下,低碳技术路线和清洁能源相关材料有望获得长远发展。若不考虑化工行业所消费的能源和炼油化工板块造成的碳排放,其余化学原料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44的合成过程所产生的碳排放占国内碳排放总量的比值已降至3%以下。因此,化工行业减排的空间仍主要来自于能源消费。同时,可再生能源发展的诸多环节,均需要化工新材料产品的支撑,这里我们分别以橡胶行业减排和光伏行业发展为例,论述化工新材料行业在“碳中和”主题下的投资机会。图85:国内化工行业碳排放量(千吨)资料来源:Wind,中信证券研究部传统橡胶加工过程具有高能耗、高污染的特点。传统橡胶,包括天然橡胶和合成橡胶中的硫化型橡胶,均由生胶经需要经过塑炼、混炼、压延和硫化等步骤才可以制成橡胶制品。其生产过程具有高能耗、高污染的特征,根据中国橡胶工业协会数据,生产1吨橡胶需消耗2000度电或1100千克标准煤,按照全国超6000万吨天然橡胶和硫化型合成橡胶的表观消费量计算,仅国内橡胶工业就需要超6600万吨标准煤。同时,橡胶加工过程中会产生大量废气和重金属污染,废气中的主要污染物包括粉尘、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯、乙庚烷、非甲烷烃等,重金属污染主要为铅和铬污染。传统橡胶制品具有难改性、难回收的特点。橡胶制品通常为块状,流动性较差,难以和其他高分子材料混合改性。同时,废弃的橡胶制品很难回收,且无法自然分解,也会形成大量的污染物。图86:传统橡胶橡胶加工过程资料来源:中国橡胶网,中信证券研究部环保制约传统橡胶工业发展,绿色环保的热塑性弹性体材料成为优质的替代品。热塑性弹性体(Thermoplasticelastomer,TPE)是一种在常温下显示硫化橡胶的高弹性,而高温下又像热塑性塑料一样易于加工成型,兼具硫化橡胶和热塑性塑料特性的聚合物材料,又被称作“第三代橡胶”。-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%050,000100,000150,000200,000250,000300,000350,000200620072008200920102011201220132014201520162017化学原料和化学制品化学纤维橡胶制品塑料制品同比增速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45TPE具有绿色、环保、节能、可回收利用的特点。TPE可分为多种类型,均具有绿色、环保、节能、可回收利用的优点。与传统橡胶相比,TPE加工方便,不需要开模具,生产过程能耗低、污染小,生产效率高,硫化时间不到传统橡胶的十分之一,部分品类不需要硫化处理,制品可重复利用,无边角料浪费,制品无污染等优点,具有良好的发展前景。与传统橡胶相比,TPE性弹性体可以使橡胶工业生产流程缩短1/4,能耗节约25%~70%70%,效率提高10~20倍,综合成本降低10%,部分品类成本低30%以上。同时,TPE制品较传统橡胶比重更轻、产品硬度范围更宽、手感更好、易改性,且对环境更友好。表15:热塑性弹性体(TPE)与传统橡胶之间的对比对比指标热塑性弹性体传统橡胶加工设备可用一般的热塑性塑料成型机,设备简单需要特殊的橡胶加工设备,成本高硫化成型不需要硫化或者采用橡胶注塑机硫化,不需要开模具需要开模具生产效率高(硫化时间1分钟内))低(硫化时间20分钟))人力成本低,一套工艺1~2人即可完成高,一套工艺5~6人配合(EPDM为例))能耗节能,以高压软管为例为144MJ/kg高耗能,以高压软管为例为188MJ/kg污染环保无毒废气。废水、废料污染大,部分有毒性可回收性废料、废品、旧品均可循环再用不可回收资料来源:《热塑性弹性体及其应用》(廖双泉、赵艳芳),中信证券研究部化工新材料企业在光伏领域主要的产品分为太阳能背板、太阳能电池封装胶膜和背板修补胶带等其他产品。光伏的光电转换的关键元件是太阳能电池片,经过串联后通过封装保护形成太阳能电池组件,再配置控制器及安装系统支架等部件形成光伏发电装置。太阳能电池组件根据不同结构主要分为单玻组件和双玻组件,目前双玻组件市场占比约为12%,主要以单玻组件为主。单玻组件从上至下通常由玻璃、封装胶膜、电池片、封装胶膜、背板等5层结构构成。图87:公司KPF型背板和KPK型背板资料来源:赛伍技术招股说明书,中信证券研究部太阳能背板的原材料主要有PET基膜、氟材料和胶粘剂。PET基膜主要提供绝缘性能和力学性能,但耐候性比较差;氟材料主要分为氟膜和含氟树脂两种形式,提供绝缘性、耐候性和阻隔性;胶粘剂主要由合成树脂、固化剂和功能性添加剂等化学品组成,在复合型背板中用于粘结PET基膜与氟膜。目前,高品质太阳能电池组件的背板基本都使用含氟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46材料来保护PET基膜,不同的只是使用的氟材料的形态和成分有所不同。复合型太阳能背板按含氟情况可分为双面氟膜背板、单面氟膜背板、不含氟背板,因其各自耐候性等特性适用于不同环境,总体来说对环境的耐候程度依次为双面氟膜背板、单面氟膜背板、不含氟背板,其价格一般也依次降低。表16:市场背板类型及产品概况分类标准产品类型产品概述双面氟膜复合背板TPT背板(PVF/PET/PVF)市面上双面含氟背板中最常见的类型,采用复合工艺,将美国杜邦公司生产的Tedlar®牌PVF氟膜与中间层PET基膜通过胶粘剂复合在一起。内层氟材料保护PET免受紫外线腐蚀,同时经过特殊处理与封装胶膜更好的粘结,外层氟材料保护组件背面免受湿、热、紫外线侵蚀。KPK型背板(PVDF/PET/PVDF)相比TPT,区别在于内外层氟膜采用PVDF薄膜代替了PVF薄膜,其突出特点是机械强度高,耐辐照性好,具有良好的化学稳定性,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀。该类型背板最初是由采用法国阿科玛公司生产的Kynar®牌PVDF氟膜制成的KPK®背板而被熟知。KPF型背板(PVDF/PET/氟皮膜)一面采用复合工艺将PVDF氟膜通过胶粘剂复合于PET基膜,另一面采用流延制膜工艺将混入二氧化钛的含氟树脂紧密均匀涂覆于PET基膜的涂层,该涂层经高温熟化后形成与PET基膜有自粘性的含氟薄膜,区别于易脱落的氟涂料涂层。该氟皮膜达到国外氟膜产品耐紫外、阻水等高性能要求的同时,价格显著降低。单面氟膜复合背板TPE型背板(PVF/PET/PE)主要是以PE(聚烯烃类薄膜)替代内层氟膜,由于单面含氟,其保护性能不如TPT结构,难以经受长期抗紫外老化考验,但成本比TPT结构低。KPE型背板(PVDF/PET/PE)主要是以PE(聚烯烃类薄膜)替代内层氟膜,由于单面含氟,其保护性能不如KPK型背板,难以经受长期抗紫外老化考验,但成本比FPF结构低。无氟PPE型背板通常外层PET需要进行抗紫外耐候的强化处理,通过胶粘剂粘合而成。不含氟背板从材料本身特性上,抗湿热、干热、紫外等性能相对较差,主要应用于耐候性要求相对较低的光伏组件上。资料来源:赛伍技术招股说明书,中信证券研究部光伏背板需求继续提高,新增产线和提高工艺技术扩大产能。2019年全球光伏背板需求受益标的:热塑性弹性体行业龙头长鸿高科,薄膜型新材料龙头赛伍技术、斯迪克,氢能源质子交换膜供应商东岳集团。▍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。分析师声明主要负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此声明:(i)本研究报告所表述的任何观点均精准地反映了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法;(ii)该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。评级说明投资建议的评级标准评级说明报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后6到12个月内的相对市场表现,也即:以报告发布日后的6到12个月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A股市场以沪深300指数为基准,新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准;韩国市场以科斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。股票评级买入相对同期相关证券市场代表性指数涨幅20%以上增持相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于5%~20%之间持有相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~5%之间卖出相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上行业评级强于大市相对同期相关证券市场代表性指数涨幅10%以上中性相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~10%之间弱于大市相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上其他声明本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构(仅就本研究报告免责条款而言,不含CLSAgroupofcompanies),统称为“中信证券”。法律主体声明本研究报告在中华人民共和国(香港、澳门、台湾除外)由中信证券股份有限公司(受中国证券监督管理委员会监管,经营证券业务许可证编号:Z20374000)分发。本研究报告由下列机构代表中信证券在相应地区分发:在中国香港由CLSALimited分发;在中国台湾由CLSecuritiesTaiwanCo.,Ltd.分发;在澳大利亚由CLSAAustraliaPtyLtd.(金融服务牌照编号:350159)分发;在美国由CLSAgroupofcompanies(CLSAAmericas,LLC(下称“CLSAAmericas”)除外)分发;在新加坡由CLSASingaporePteLtd.(公司注册编号:198703750W)分发;在欧盟与英国由CLSAEuropeBV或CLSA(UK)分发;在印度由CLSAIndiaPrivateLimited分发(地址:孟买(400021)NarimanPoint的DalamalHouse8层;电话号码:+91-22-66505050;传真号码:+91-22-22840271;公司识别号:U67120MH1994PLC083118;印度证券交易委员会注册编号:作为证券经纪商的INZ000001735,作为商人银行的INM000010619,作为研究分析商的INH000001113);在印度尼西亚由PTCLSASekuritasIndonesia分发;在日本由CLSASecuritiesJapanCo.,Ltd.分发;在韩国由CLSASecuritiesKoreaLtd.分发;在马来西亚由CLSASecuritiesMalaysiaSdnBhd分发;在菲律宾由CLSAPhilippinesInc.(菲律宾证券交易所及证券投资者保护基金会员)分发;在泰国由CLSASecurities(Thailand)Limited分发。针对不同司法管辖区的声明中国:根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可,中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。美国:本研究报告由中信证券制作。本研究报告在美国由CLSAgroupofcompanies(CLSAAmericas除外)仅向符合美国《1934年证券交易法》下15a-6规则定义且CLSAAmericas提供服务的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。任何从中信证券与CLSAgroupofcompanies获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当联系CLSAAmericas。新加坡:本研究报告在新加坡由CLSASingaporePteLtd.(资本市场经营许可持有人及受豁免的财务顾问),仅向新加坡《证券及期货法》s.4A(1)定义下的“机构投资者、认可投资者及专业投资者”分发。根据新加坡《财务顾问法》下《财务顾问(修正)规例(2005)》中关于机构投资者、认可投资者、专业投资者及海外投资者的第33、34及35条的规定,《财务顾问法》第25、27及36条不适用于CLSASingaporePteLtd.。如对本报告存有疑问,还请联系CLSASingaporePteLtd.(电话:+6564167888)。MCI(P)024/12/2020。加拿大:本研究报告由中信证券制作。对身在加拿大的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。欧盟与英国:本研究报告在欧盟与英国归属于营销文件,其不是按照旨在提升研究报告独立性的法律要件而撰写,亦不受任何禁止在投资研究报告发布前进行交易的限制。本研究报告在欧盟与英国由CLSA(UK)或CLSAEuropeBV发布。CLSA(UK)由(英国)金融行为管理局授权并接受其管理,CLSAEuropeBV由荷兰金融市场管理局授权并接受其管理,本研究报告针对由相应本地监管规定所界定的在投资方面具有专业经验的人士,且涉及到的任何投资活动仅针对此类人士。若您不具备投资的专业经验,请勿依赖本研究报告。对于由英国分析员编纂的研究资料,其由CLSA(UK)与CLSAEuropeBV制作并发布。就英国的金融行业准则与欧洲其他辖区的《金融工具市场指令II》,本研究报告被制作并意图作为实质性研究资料。澳大利亚:CLSAAustraliaPtyLtd(“CAPL”)(商业编号53139992331/金融服务牌照编号:350159)受澳大利亚证券和投资委员会监管,且为澳大利亚证券交易所及CHI-X的市场参与主体。本研究报告在澳大利亚由CAPL仅向“批发客户”发布及分发。本研究报告未考虑收件人的具体投资目标、财务状况或特定需求。未经CAPL事先书面同意,本研究报告的收件人不得将其分发给任何第三方。本段所称的“批发客户”适用于《公司法(2001)》第761G条的规定。CAPL研究覆盖范围包括研究部门管理层不时认为与投资者相关的ASXAllOrdinaries指数成分股、离岸市场上市证券、未上市发行人及投资产品。CAPL寻求覆盖各个行业中与其国内及国际投资者相关的公司。一般性声明本研究报告对于收件人而言属高度机密,只有收件人才能使用。本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布该研究报告的人员。本研究报告仅为参考之用,在任何地区均不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。中信证券并不因收件人收到本报告而视其为中信证券的客户。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具,本报告的收件人须保持自身的独立判断。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但中信证券不保证其准确性或完整性。中信证券并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任。本报告提及的任何证券或金融工具均可能含有重大的风险,可能不易变卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可能会受汇率影响而波动。过往的业绩并不能代表未来的表现。本报告所载的资料、观点及预测均反映了中信证券在最初发布该报告日期当日分析师的判断,可以在不发出通知的情况下做出更改,亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与中信证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。中信证券并不承担提示本报告的收件人注意该等材料的责任。中信证券通过信息隔离墙控制中信证券内部一个或多个领域的信息向中信证券其他领域、单位、集团及其他附属机构的流动。负责撰写本报告的分析师的薪酬由研究部门管理层和中信证券高级管理层全权决定。分析师的薪酬不是基于中信证券投资银行收入而定,但是,分析师的薪酬可能与投行整体收入有关,其中包括投资银行、销售与交易业务。若中信证券以外的金融机构发送本报告,则由该金融机构为此发送行为承担全部责任。该机构的客户应联系该机构以交易本报告中提及的证券或要求获悉更详细信息。本报告不构成中信证券向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议,中信证券以及中信证券的各个高级职员、董事和员工亦不为(前述金融机构之客户)因使用本报告或报告载明的内容产生的直接或间接损失承担任何责任。未经中信证券事先书面授权,任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。中信证券2021版权所有。保留一切权利。

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