碳中和四十年低碳转型大棋局高能耗经济再遇供给侧

1、目录TOC o 1-1 h z u HYPERLINK l _TOC_250003 一、低碳转型与大国担当，能源结构重塑已成必然 5 HYPERLINK l _TOC_250002 二、 “碳达峰”限制增量，“碳中和”压减存量 7 HYPERLINK l _TOC_250001 三、四十年大棋局，高能耗经济再遇“供给侧” 10 HYPERLINK l _TOC_250000 四、风险提示 12图表目录图表 118502019 年全球平均温度距平（相对于 18501900 年平均值） 5图表 219902018 年中国青海瓦里关和美国夏威夷冒纳罗亚全球大气本底站大气二氧化碳月均浓度变化 5图表

2、32目标导向推荐情景下全部温室气体排放（单位：亿吨 CO2e） 5图表 42010-2019 年全球可再生能源平准化度电成本变化情况 6图表 52050 年重塑情景的部门节能潜力 7图表 6碳交易所运行的原理 7图表 7全国碳排放量核算模板（电力企业需要补报更加详细的技术装备数据） 8图表 8全球碳交易现状 9图表 92目标导向推荐情景分部门能耗和 CO2 排放 9图表 10关键部门减碳转型方案建议 10图表 11零碳情景下中国 2050 年化工行业能源需求组 11图表 12上海市单位产品能耗行业平均水平 11图表 13石油生命周期内物质流动 12图表 14碳源流示意图 12一、低碳转型与大国

3、担当，能源结构重塑已成必然按照联合国政府间气候变化专门委员会的定义，碳中和是在特定时间内，二氧化碳的人为移除抵消了人为排放，其中人为移除是指植树造林、碳捕捉与封存等项目，人为排放则泛指人类活动造成的所有二氧化碳排放，包括化石燃料燃烧、工业过程、农业及土地利用活动等。碳中和目标的依据来自巴黎协定，目标是将全球平均气温较前工业化时期的升幅控制在 2以内，并努力将温度升幅限制在 1.5以内，核心是控制以二氧化碳为主的温室气体排放。背后的动力是日益严峻的地球环境容量问题，20 世纪 80年代以来，每个连续十年都比前一个十年更暖；全球平均海平面呈加速上升趋势，上升速率从 19011990 年的 1.4

4、毫米/年，增加至 19932019 年的 3.2 毫米/年；2019 年为有卫星观测记录以来的最高值。图表 118502019 年全球平均温度距平（相对于18501900 年平均值）图表 219902018 年中国青海瓦里关和美国夏威夷冒纳罗亚全球大气本底站大气二氧化碳月均浓度变化资料来源：中国气象局中国气候变化蓝皮书（2020）资料来源：中国气象局中国气候变化蓝皮书（2020）在应对气候变化已经刻不容缓的当下，从人类命运共同体的角度出发，我国积极拥抱碳中和趋势进行低碳转型，进行二氧化碳减排。在二氧化碳排放中，以 2020 年预测值为基准，能源消费过程占比 76%，工业过程占 10%，其他温室

5、气体排放 18%，农林碳汇抵减占比 4%，即二氧化碳减排核心是能源结构改造，更多地依赖非化石能源，并以此为前提进行全面电气化。图表 32目标导向推荐情景下全部温室气体排放（单位：亿吨 CO2e）资料来源：何建坤中国低碳发展战略与转型路径研究项目成果介绍、能源结构向非化石能源转型的过程中，核心是经济性问题，据 IRENA 统计，其中光伏的成本从 0.378 美元/千瓦时降低至 0.068 美元/千瓦时，陆上风电从 0.086 美元/千瓦时降至 0.053 美元/千瓦时，海上风电也从 0.161 美元/千瓦时降至 0.115 美元/千瓦时，均已落在传统化石能源的成本区间内。据 Lazard 研究报

6、告，风电与光伏的成本 10 年间分别下降 70%与 89%，达到 41 与 40 美元/兆瓦时，度电成本约为 0.287 元左右，这要比我国各省火电的标杆电价 0.3-0.4 元/千瓦时的区间范围底价还要低。近两年风电与光电的成本下降趋势有所减缓，但根据 Energy Intelligence 预测，2020-2050 年间煤电、燃气发电投资成本基本持平，其他各类技术投资成本均有大幅下降空间，如光伏 -57%，海上风电 -45%，海上风电 -45%，这意味着风电与光电更大规模的应用可能即将展开。在破除了成本因素的障碍后，由于太阳能与风能的不稳定性对并网造成的技术挑战，风电与光电受天气影响很大，

7、晴天或有风时电网易过载，而一旦阴天或停风电力供应就会非常紧张。此外，风电与光电要建设在在风能或太阳能富集区域，同时还要人烟稀少，远离城市且不占耕地，风能与太阳能充沛的地区往往与电力负荷地并不重合，需要长距离输电。于风光电而言，智能电网技术+储能技术变得十分关键，可以说是其成为主力能源之前必须攻克的难题。图表 42010-2019 年全球可再生能源平准化度电成本变化情况资料来源：IRENARenewable Power Generation Costs In 2019图表 52050 年重塑情景的部门节能潜力资料来源：中国国家发展和改革委员会能源研究所、美国劳伦斯伯克利国家实验室、落基山研究所、

8、能源基金会重塑能源：中国摘要报告中文版二、 “碳达峰”限制增量，“碳中和”压减存量从碳平衡的角度出发，当前进行优化的思路是对高碳排放的企业进行管理，进行有效的碳排量放核算和碳排放权交易，并在市场供需关系中实现碳定价；在限制增量的角度下把碳排放过程管起来，在压减存量的角度下把碳排放通过 CSS 技术、流程优化和能源使用类型优化来降低。图表 6碳交易所运行的原理资料来源：人民网经济聚焦：启动碳交易 释放新红利在筹建全国碳交易系统的过程中，国家发改委明确在关于切实做好全国碳排放权交易市场启动重点工作的通知强调，全国碳排放权交易市场第一阶段将涵盖石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空等重点排放

9、行业，参与主体初步考虑为业务涉及上述重点行业，其 2013 至 2015 年中任意一年综合能源消费总量达到 1 万吨标准煤以上（含）的企业法人单位或独立核算企业单位。在碳排放量核算上，目前采用的是产量与碳排放系数的乘积。从筹集的信息分析，高耗能行业会是“碳达峰”目标下需要重点管理的对象。图表 7全国碳排放量核算模板（电力企业需要补报更加详细的技术装备数据）资料来源：国家发改委，在碳排放权交易层面，我国目前有深圳、上海、北京、广东、天津、湖北、重庆、福建 8 大交易中心，2020 年合计交易 3.2 亿吨碳排放指标，交易额高达 71.9 亿元，均价22.2 元/吨，已经成为全球最重要的碳交易市场

10、之一。若按此均价计算，高耗能行业折二氧化碳吨成本则较为接近 22.2 元/吨，按照中国碳交易网整理的 1.9 的原煤二氧化碳排放系数，用吨原煤成本将上升约 45 元。在我们的判断中，倾向于认为“2030 碳达峰”目标更多的是限制排放过快增长，方式上更多地通过提高碳排放成本和技术装备升级的方式推进。与此同时，尽力深度推进电源清洁化、产业电气化改革、智能电网和降低储能四大重大事项的发展。图表 8全球碳交易现状资料来源：国家发改委2018-2019 年中国碳市场进展在碳达峰之后的碳中和进程中，按照中国长期低碳发展战略与转型路径研究的测算，工业、建筑、交通和电力部门在 2030-2050 年依次需要减

11、排 71%、65%、50%和 79%，整体需要减排 72%。图表 92目标导向推荐情景分部门能耗和 CO2 排放工业建筑交通电力其他1202020年2030年能耗2050年2020年2030年排放2050年100806040200资料来源：何建坤中国低碳发展战略与转型路径研究项目成果介绍，在分部门的减排路径上，能源主要还是发展非化石能源系统，工业部门则是设备能效升级和工艺流程优化，交通则是推广新能源交通工具，建筑则是发展建筑保温和余热供暖，农林领域主要改善化肥施用、垃圾收管和林木管理。图表 10关键部门减碳转型方案建议资料来源：BCG中国气候路径报告若需进一步完成碳中和，CSS(Carbon

12、Capture and Storage)技术的规模化运用是无可回避的问题，按照 IEA 的测算，CSS 技术捕集二氧化碳总量 20 年间需要增长 100 倍以上从 4000 万吨达到 56 亿吨，预计分别为钢铁、水泥、化工、燃料转换和发电部门的减排量贡献 16%至 90%不等。三、四十年大棋局，高能耗经济再遇“供给侧”落实到具体的行业层面，如发改委在筹备全国碳交易所时明确将石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空列为重点排放行业，即需要重点关注其“碳达峰”和“碳中和”的进程。就化工而言，无机化工排放主要是化石能源的问题，在电气化进程中比较容易实现，有机化工是 C-H 反应，扣除化石能源的

13、问题，工业过程的排放本质是碳转化率的问题。按照能源转型委员会的测算，预计到 2050 年化工原料中氢原料占比将大幅抬升。图表 11零碳情景下中国 2050 年化工行业能源需求组资料来源：能源转型委员会、落基山研究所中国 2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景化工作为四大载能行业之一，能源消费的减碳大概率会导致技术装备升级和部分赛道的限制发展。按照上海产业能效产能指南的统计，乙烯生产、轮胎生产和烧碱生产能耗问题都比较突出。图表 12上海市单位产品能耗行业平均水平8007006005004003002001000资料来源：上海市经济和信息化委员会、上海市统计局、上海市节能监察中心、上海市能效中

14、心2018年上海产业能效指南，此处需要单列讨论煤化工和石油化工的排放问题，按照吴明等人在基于物质流和生命周期分析的石油行业碳排放中的测算，1t 原油生命周期的碳排放量为 670kg（约折合 2.46t CO2），其中隐含碳排放量占总碳排放量的 23%，炼化企业加工的燃料油消费所引起的碳排放占 77%。隐含碳排放主要来自焦炭燃烧、天然气燃烧和所使用的电力的发电过程，分别占总量的 25%、22%和 21%。图表 13石油生命周期内物质流动资料来源：吴明、姜国强、贾冯睿、刘广鑫、岳强基于物质流和生命周期分析的石油行业碳排放按照洪二艳等人在某大型煤制烯烃企业碳排放工作研究中的测算，某煤制烯烃企业规模为 180 万吨/年甲醇、60 万吨/