碳中和背景下的中国化工

1、目录CONTENTS中 泰 证 券 研 究 所专 业 领 先 深 度 诚 信碳中和：拉开低碳时代序幕原料端：提高能源利用效率过程端：降低电耗+回收CO2产品端：发展生物基材料3投资建议2020年9月，中国宣布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。今年两会期间， “扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”被写入政府工作报告。碳中和对于化工行业的影响，主要来自能耗和材料两个 方面。我们认为化工行业要实现碳中和，可从三个方向入手：1）原料端：煤炭是我国的主要能源，也是化工行业的主要原料之一，煤炭资源高效利用是实现碳减排的重要途径。一 方面，优秀企业能效指标已达到世界领

2、先水平，未来煤炭指标将成为煤化工企业的核心脉搏，小企业退出将利于龙头 做大做强。我们重点推荐煤化工龙头企业华鲁恒升和宝丰能源。2）过程端：2020年化工行业耗电量占制造业的13 ，耗电量较大的子行业包含电石、肥料、氯碱、黄磷等。由于我国 电力结构以火电为主，耗电相当于间接耗煤。化工领域，像电石、PVC、工业硅等高能耗行业，势必会因此而推高边际 成本。此外，现有的 PVC、电石及工业硅龙头的优势有望进一步巩固，建议关注中泰化学、合盛硅业。此外，煤化工 也为低成本碳捕集与封存技术提供了难得的机会。3）产品端：重点关注生物基材料对于传统石油基材料的替代，从而可以从下游应用层面减少对石油基产品的依赖。

3、主 要聚焦两个方向：1、生物降解塑料板块，产品包括PLA和PBAT，建议关注金发科技、金丹科技，彤程新材，瑞丰高材。 2、海内外生物柴油需求缺口巨大。交运行业一直是碳排放主力，而绿色燃料生物柴油是绝佳替代品。我国主要以废弃 的地沟油为原料生产生物柴油，成本上更具优势，并且可以对地沟油进行较好的利用，建议关注卓越新能。风险提示：原油价格下跌。宏观经济下行，导致大宗产品价格大幅下滑。市场规模测算偏差风险。研究报告使用的公 开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。公司募投项目进展不及预期风险，产品价格大幅波动风险。录 领 先 深 度 目CONTCONTENTS中 泰ENT所1碳中和：拉开低碳时代序

4、幕5碳中和：拉开低碳时代序幕我国是全球最大的CO2排放国，2018年CO2排放约占全球的26 。2020年9月，中国宣布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。全球主要碳排放国也相继提出了净零排放目标。碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低。碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消 自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。图表：我国是全球最大的CO2排放国，排放集中在电力/热力、制造业/施工领域（ 2018年）图表：全球主要碳排放国净零

5、排放目标与进展26%13%8%5%7%2%2%2% 2%2%31%中国美国欧盟27国 印度俄罗斯日本 巴西 印尼 伊朗 加拿大前十以外电力/热力, 5214制造业/施工, 2667其他, 482建筑, 542飞逸性排放, 694农业, 717交通运输, 917工业用能, 1166单位：百万吨二氧化碳排放当量资料来源：，中泰证券研究所资料来源：climate watch data，中泰证券研究所政策宣示行政命令法律规定中国 美国欧盟27国 巴西日本 德国 加拿大 南韩 英国目标时间2060205020502060205020502050205020506碳中和：拉开低碳时代序幕图表

6、：我国各项与碳中和相关的政策陆续发布资料来源：中国政府网，中泰证券研究所发布时间政策内容2020年9月22日9月22日召开的联合国大会上提出：“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，争取在2060年前实现碳中和。”2020年10月21日生态环境部等五部委联合出台指导意见首次明确了气候投融资的定义与支持范围，指出引导和促进更多资金 投向应对气候变化领域的投资和融资活动，支持范围包括减缓和适应气候变化两个方面。2020年10月29日中央关于制定十四五规划和2035年远景目标的建议中指出，发展绿色建筑。开展绿色生活创建活动。降低碳 排放强度，支

7、持有条件的地方率先达到碳排放峰值，制定2030年前碳排放达峰行动方案。2020年11月2日全国碳排放权交易管理办法（试行）（征求意见稿）明确，全国碳排放权交易市场的交易产品为排放配 额以及其他产品。重点排放单位以及符合规定的机构和个人是全国碳排放权交易市场的交易主体。2020年11月20日生态环境部发布征求意见稿，指出将根据发电行业碳排放核查结果，筛选确定纳入2019-2020年全国碳市场配 额管理的重点排放单位名单，并实行名录管理。2020年12月12日联合国气候雄心峰会上中国提出，到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65以上， 非化石能源占一次能源消费比重将达到

8、25左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发 电总装机容量将达到12亿千瓦以上。2021年1月5日碳排放权交易管理办法正式发布，规定符合下列条件企业的应当列入温室气体重点排放单位名录：（一） 属于全国碳排放权交易市场覆盖行业；（二）年度温室气体排放量达到2.6万吨二氧化碳当量。碳排放配额分 配以免费分配为主，可以根据国家有关要求适时引入有偿分配。2021年2月8日央行报告指出，引导金融资源向绿色发展领域倾斜，下一阶段将围绕碳达峰、碳中和目标，做好绿色金融顶 层设计和规划；在碳中和约束条件下促进碳价格发现，引导金融体系向绿色低碳领域配置更多资源。2021年3月6日国家发改委

9、提出要大力调整能源结构，稳步推进水电发展，安全发展核电，加快光伏和风电发展：同时加快 推动产业结构转型，严格控制高耗能行业新增产能，推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。图：国家发改委将从六大方面推动实现碳达峰、碳中和资料来源：发改委，中泰证券研究所调整能源结构推动产业结构转型提升能源利用效率加速低碳技术研发推广加速低碳技术研发推广努力增加生态碳汇7化工行业高能耗的背后是对煤炭资源的依赖图表：我国各行业2018年能源消费总量（万吨标准煤）图：中国化工行业对煤炭的依赖程度远大于其他国家资料来源：中国2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景，中泰证券研究所化学原料及化学品制造业是我国六大

10、高耗能行业之一，2018年化工行业的能源消费总量占我国工业整体的16。在数千种化工产品中， 仅氨、甲醇、烯烃/芳烃的终端能耗总量就占到全行业的四分之三左右。我们认为化工行业要实现碳中和，可从三个方向入手：1）原料端：煤化工在中国有很强的成本优势和资源优势，因此提高能源利用效率是减少碳排放的重要举措。2）过程端：化工生产过程中涉及到煤、电、天然气等燃料，一个方向是降低能耗，另一个方向是减少过程中二氧化碳的排放，如碳捕 获技术。3）产品端：生物基材料的普及可以减少化石能源的使用，生产过程也更加清洁环保，如PLA、生物柴油等。62,2795127843617335663083224,62812994

11、998386853705381840364102737226982329020,000资料来源：中国政府网，中泰证券研究所40,00060,00080,000化学纤维制造业 电气机械及器材制造业 通用设备制造业石油和天然气开采业 农副食品加工业 造纸及纸制品业纺织业 建筑业煤炭开采和洗选业 批发、零售业和住宿、餐饮业 有色金属冶炼及压延加工业 电力、热力的生产和供应业 电力、煤气及水生产和供应业 交通运输、仓储和邮政业化学原料及化学制品制造业 黑色金属冶炼及压延加工业2018年能源消费总量（万吨标准煤）8录 领 先 深 度 目CONTCONTENTS中 泰ENT所2原料端：提高能源利用效率9化

12、工行业碳中和路径之一：原料端，提高能源利用效率资料来源：煤化工生产和消费过程的碳利用分析，中泰证券研究所图表：煤化工典型路径生产过程碳利用和碳排放情况煤炭是我国的主要能源，也是化工行业的主要原料之一，煤炭资源高效利用是实现碳减排的重要途径。煤化工所用到的煤炭资源可分为原料煤和燃料煤两类，原料煤参与化学反应，部分碳元素进入产品，部分碳元素转化为CO2，少量碳元 素随灰渣流失；燃料煤是经过燃烧提供热量，为化工生产提供动力和能量，理论上充分燃烧后形成高浓度的CO2。煤化工生产过程的碳利用效率，一方面由煤的消耗量决定，一方面也与产品含碳量有关。煤化工典型路径的碳利用率在25左右，即以 原料煤和燃料煤为

13、基数，有四分之一的碳进入了产品。图表：煤化工生产过程的碳流向典型路径单位产品原料煤耗+燃料煤耗单位主产品含碳+ 副产品含碳生产过程碳 利用率生产单位产品的CO2排放值0.8726%9.03.362.110.7033%5.00.880.2023%832%3.03.950.8822%11.12.050.3919%6.0煤制油（间接液化） 煤制天然气煤制尿素 煤制甲醇 煤制烯烃 煤制乙二醇 电石1.390.3122%3.9单位：煤制天然气为t/1000 立方米，其余为t/t原料煤 中C工艺过程气化生成CO（有效组分）与H2O发生变换反应生成H2（调整氢碳比）甲醇合成乙二醇合成作为

14、有效气去合成产品费托合成氨合成尿素合成尿素含C加N2CO+H2OH2+CO2以CO2形式放空甲醇含C乙二醇含C甲烷化柴油含C副产石脑油含C副产LPG含C天然气含C副产石脑油含C副产LPG含C副产粗粉酚含C+CH4、粗酚等（固定 床气化特有产物）气化成CO2（无效组分） 气化灰渣含C（无效组分）以CO2形式放空 气化灰渣含C公用工程燃料煤 中C燃烧成CO2热量以CO2形式放空锅炉灰渣含C10化工行业碳中和路径之一：原料端，提高能源利用效率图表：2020 VS 2011年合成氨行业能效领跑者排名第一企业综合能耗图表：华鲁恒升“一头多线”循环经济柔性多联产运营模式资料来源：公司公告，中泰证券研究所优

15、秀企业能效指标已达到世界领先水平，小企业退出利于龙头做大做强。石化联合会早在2012年就开始逐步建立能效“领跑者”制度， 伴随越来越多的企业自觉参与，企业能耗呈连年下降趋势。以合成氨为例，2011年以烟煤为原料的企业最低吨氨能耗为1554千克标准煤， 2020年已降低至1206千克标准煤，降幅达22 。由于企业工艺和规模不同，行业平均能效水平低于“领跑者”10-20 ，龙头企业在能效 水平上有显著的优势。国内煤化工龙头华鲁恒升通过不断引进、消化、吸收、再创新，掌握了洁净煤气化技术，形成独具特色的“一头多线”循环经济柔性多 联产运营模式，2020年合成氨吨氨能耗1275千克标准煤，位于行业第三；

16、甲醇单位能耗1360千克标准煤，位于行业第二。在煤炭指标收 紧的背景下，高能耗的中小企业退出将成为必然，龙头煤化工企业竞争力将进一步增强。60040020001,8001,6001,4001,2001,000800以优质无烟块煤为原料以烟煤为原料资料来源：工业和信息化部，中泰证券研究所以天然气为原料2020年2011年吨氨综合能耗（千克标准煤）河南心连心河南心连心海洋石油富岛河南心连心灵谷化工重庆建峰11录 领 先 深 度 目CONTCONTENTS中 泰ENT所3过程端：降低电耗+回收CO212化工行业碳中和路径之二：过程端，降低电耗+回收CO2图表：2020年化工行业用电量占制造业的13%

17、，用电集中在电石、肥料、氯碱行业资料来源：wind，中泰证券研究所图：零碳情景下2050年中国化工行业能源需求资料来源：中国2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景，中泰证券研究所降低电耗：2020年化工行业耗电量占制造业的13，耗电量较大的子行业包含电石、肥料、氯碱、黄磷等。由于我国电力结构以火电为 主，耗电相当于间接耗煤。要实现碳中和目标，一方面企业可通过提高工艺水平降低电耗，另一方面可以优化能源结构，提高过程用能 中氢的比例。化工高能耗行业有望逐步形成“政策壁垒”。内蒙古是我国煤炭供应大省，2021年3月26日，内蒙古自治区工业和信息化厅发布关于 进一步严格高耗能高污染项目布局的通知，

18、不再审批电石、电石法聚氯乙烯(PVC)等新增产能项目，逐步淘汰低端产能、落后产能和 高污染企业。内蒙古率先出台能耗双控相关措施，对行业起到积极的示范作用，龙头企业凭借技术环保优势，有望受益于中小企业整合， 发挥存量优势。17%15%52%电石肥料制造氯碱黄磷其他13%3%32,9554,7662020年用电量（亿千瓦时）制造业化学原料及化学 制品制造业用电 量占制造业的13化工各子行业用电量占比13化工行业碳中和路径之二：过程端，降低电耗+回收CO2图表：全球运行中、在建和处于高级开发阶段的商业化CCS设施（圆圈面积与该CCS设施当前的捕集能力成正比）资料来源：global ccs insti

19、tute，中泰证券研究所回收CO2：煤化工为低成本碳捕集与 封存技术提供了难得的机会。碳捕 集、利用与封存（简称CCUS）是唯 一能够大幅（可达90 ）减排电力与 工业CO2排放的技术，我国对CCUS有 近20年的研究经验，全球对于CCUS 技术的研究也是从2000年左右开始。 由于煤化工的二氧化碳排放量大且 纯度高，只需稍微提纯和压缩液化， 就可以被运走封存，因此煤化工具 备较低的碳捕集成本，是CCUS应用 潜力最大的行业之一。据IEA估计，要实现符合巴黎协定 的气候成果，CCS必须在2017年- 2060年之间帮助水泥、钢铁和化工 行业削减290亿吨二氧化碳排放量。 其中化工行业可在206

20、0年前实现140 亿吨减排量。14录 领 先 深 度 目CONTCONTENTS中 泰ENT所3产品端：发展生物基材料15化工行业碳中和路径之三：产品端，发展生物基材料图表：生物塑料与传统塑料资料来源：NRDC，中泰证券研究所生物基生物可降解塑料：以生物为原料生产的塑料可减少化石能源的使用，达到减排的效果。据NRDC，2019年全球生物塑料年产能 211.4万吨，其中可生物降解的产能占55 ，我国科生物降解塑料正处于爆发期。生物基生物可降解塑料以PLA、PHA为主，2019年PLA占全球生物塑料规模的13.9 ，具有逐步取代传统塑料的潜力。目前传统的一代PLA 工艺是以玉米和小麦为原料，存在与

21、粮争地的风险；二代工艺是木薯和甘蔗等，而第三代工艺则是秸秆等农业废弃物。图表：2019年全球生物塑料产品构成16化工行业碳中和路径之三：产品端，发展生物基材料资料来源：NRDC，前瞻产业研究院，中泰证券研究所生物基生物可降解塑料：PLA碳足迹较传统塑料大幅降低NRDC设置了三种情境评价谷物（玉米）基 PLA 的环境影响。情境1既考虑玉米的碳库功能，也考虑秸秆在产业链的能源化利用。假定50的秸秆被收集制能，能源转化效率为45 。情境2仅考虑玉米的碳库功能，是国内PLA生产的实景。情境3既不考虑玉米的碳库功能也不考虑秸秆利用，描述的是PLA塑料被丢弃在自然界，在自然环境又无法降解的情形。图表：PL

22、A的环境足迹（基于PP树脂）图表：2020年全球及中国PLA产能（千吨/年）情境2下，每吨PLA的碳足迹不足PP的10 ，这归功于作物碳库功能沿着产品链从谷物传递到PLA产品之中。由于秸秆等的碳排放发生在分 析边界之外，成为PLA原料的隐形“固废包袱”。当弃之不管的塑料处置模式发生时（情境3），PLA的碳命运与传统塑料中的碳命运并无本质的区别。企业地区2020年产能拟建产能Nature Works美国16070Total Corbion荷兰7510Uhde Inventa-Fischer德国0.5Synbra荷兰50Teijin日本10Hycail芬兰5吉林中粮中国1030浙江海正生物中国155017化工行业碳中和路径之三：产品端，发展生物基材料资料来源：NRDC，中泰证券研究所传统塑料碳足迹评价准则：以PP为例采用生命周期技术，评估塑料的能源足迹、碳足迹与水足迹。塑料制品的环境影响评估分两段：第一段从油井到产品，即C2Gf（Cradle-to-factory gate），从原油开采开始到塑料制品在企业制成为止；第二段从产品到坟墓，即Gh2G（Householdgate-to- Grave），从塑料制品离开家庭到后端处理、处置为止。以PP为例，据NRDC，截止到2