碳中和专题报告：“碳中和”大势所趋机械设备受益几何

碳中和专题报告：“碳中和”大势所趋，机械设备受益几何？核心观点：全球碳中和：第三次能源革命正如火如荼。在人类历史进程中，世界能源结构已发生过两次转换，当前

正在经历传统化石能源向新能源的第3次重大转换。化石燃料消费是二氧化碳排放增加的主要来源，电力行

业是最大的碳排放行业，占总排量的38%。碳中和已成为各国追求的共同目标，占全球碳排放量65%的国家

开始碳中和，2050年是全球实现碳中和的主要时间节点（中国承诺2060年前实现碳中和）。中国碳中和：时间表清晰，政策持续落地可期。中国表示力争使碳排放于2030年前达到峰值，并争取在

2060年前实现碳中和。相比于发达国家，在碳中和目标约束下，中国碳排放下降的斜率更大，其中电力热

力行业担负约一半的减排责任。从技术路径看，政策或将在三大领域持续落地：零碳能源、节能增效和负

排放技术。碳中和的实现路径：①能源转型：其中，供给侧需要大幅提高新能源占比，需求侧需要在电力、交运等

能源消费重要领域推行减碳或消碳。技术变革推动以光伏和风电为代表新能源成本持续下降，使得新能源

的价格逐渐达到并低于化石能源，装机容量快速提升。相关新能源设备充分受益行业技术变革，市场空间

广阔；②节能提效：“碳中和”对于传统高耗能高排放产业而言相当于供给侧改革的升级版。我国工业领

域能耗占比约为70%，余热资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，其中约60%可回收，具备较大提升潜力。同

时天然气是替代煤电的过渡能源之一，余热锅炉是关键的能量回收装置，未来10年仅电站余热锅炉新增市

场容量就超过500亿元，具备广阔的发展空间。此外，工业领域提高能效亦不可或缺，装备改造升级是其重

要手段，更为高效的能量装换设备（泵、风机、压缩机等）具备广阔的发展空间；③负排放技术：难以完

全零排放下，负排放技术成为碳中和技术路径的重要组成，设备端，气体检测及相关环保设备受益。1、全球碳中和：第三次能源革命正如火如荼1.1、碳中和概念碳中和是指社会经济体及居民等

在一定时间内产生的温室气体排放总

量，通过植树造林、节能减排等形式

进行抵消，实现二氧化碳“零排放”。1.2、全球现状：化石燃料消费是碳排放增加的主要来源从各国碳排放看，2019年全球与能源相关的碳排放量前5名国家分别为中国、美国、印度、俄

罗斯和日本。亚洲的碳排放主要来自中国、印度和日本，美洲的碳排放主要来自美国、加拿大

和巴西，欧洲的碳排放主要来自俄罗斯、德国和英国，非洲的碳排放主要来自南非、埃及和阿

尔及利亚，大洋洲的碳排放主要来自澳大利亚；从能源结构看，化石燃料消费是二氧化碳排放增加的主要来源，2003年以来，煤炭消费一直

是二氧化碳排放的第1大来源。2019年煤炭、石油、天然气消费所排放的二氧化碳量分别占总排

量的45%、43%、22%。电力行业是最大的碳排放行业，占总排量的38%，其次为交通、工业和建

筑等行业，分别占总排量的24%、23%和9%。1.3、碳中和：中国不是孤例占全球碳排放量65%的国家开始碳中和。碳中和已成为各国追求的共同目标，根据中国能源

研究会常务理事李俊峰的讲话，当前占全球GDP75%、占全球碳排放量65%的重要经济体开始实

践“碳中和”目标。其中，苏里南共和国和不丹已经实现碳中和，瑞典、英国、法国等6个国家

通过立法承诺碳中和，欧盟、加拿大、韩国等6

个国家及地区正在制定相关法律，中国、美国、

澳大利亚、日本、德国等多个国家承诺实现碳中和。2050年是全球实现碳中和的主要时间节点。2、中国碳中和：时间表清晰，政策持续落地可期2.1、中国首次明确给出碳中和时间表2030年前碳达峰，2060年前碳中和。2020年9月，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，

中国表示力争使二氧化碳排放于2030年前达到峰值，并争取在2060年前实现碳中和，这是中国

首次明确给出碳中和时间表；2020年12月，中央经济工作会议将做好碳达峰、碳中和工作列为

2021年八大重点任务之一，要求抓紧制定2030年前碳排放达峰的行动方案，支持有条件的地方

率先达峰；2021年3月，政府工作报告再次强调扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。可以预见，

未来在碳中和背景下，中国产业经济将迎来巨变。2.2、中国实现碳中和时间更为紧迫主要发达国家均已碳达峰，中国碳排放下滑斜率要求更大。相比于美国、欧洲、日本等发达

国家的历史进程，中国碳达峰仍未到来，因此2060年要实现碳中和目标，面临时间紧、任务重

的严峻挑战，需要用比发达国家更短的时间去实施，碳排放下降的斜率更大。行业层面上，根

据《碳中和目标下中国碳排放路径研究_余碧莹等》，在能源系统大力减排，且碳捕集与封存技

术（CCS）大规模部署的约束条件下，能源系统各行业直接

CO2

减排责任为：电力热力49%、工

业29%、交

通12%、建筑

10%。可见，电力热力行业减排责任最大。2.3、政策或将在三大领域持续落地参考《碳中和愿景的实现路径与政策体系_王灿等》一文，我们认为，从技术路径看，为实现

2060年碳中和愿景，政策或将在三大领域持续落地：①零碳能源（能源转型）：能源系统的快速零碳化是实现碳中和的必要条件之一，这需要以

全面电气化为基础，全经济部门普及使用零碳能源技术与工艺流程，完成从碳密集型化石燃料

向清洁能源的重要转变

。零碳能源主要包括成本有望持续下降的可再生能源电力（光伏、风能、

水力）、核能、零碳氢能、可持续生物能等。②节能/提高能效：具有减排成效显著，减排成本较低，甚至可以带来显著减排收益等特点。

能效提高技术主要包括在生产侧采用工业通用节能设备、能源梯次利用、实现循环经济等，在

消费侧使用节能家电、进行垃圾分类、选择低碳出行方式等。③负排放技术：其可为以可再生能源为主的电力系统增加灵活性，这类技术主要包括农林碳

汇，碳捕集、利用与封存应用（CCUS），生物质能碳捕集与封存（BECCS），以及直接空气碳捕

集（DAC），其经济性将取决于各地区可行且安全的碳封存有效容量的大小。

基于以上分析，本文将主要围绕零碳能源（能源转型）、节能/提高能效、负排放技术展开

论述，探讨碳中和背景下，设备领域将迎来的深度变化。3、碳中和实现路径之一：能源转型3.1、能源转型包括供给侧和消费侧能源供给侧：主要是指可再生能源电力（光伏、风能、水力）、核能、零碳氢能、可持续生

物能。1.2节已分析，目前全球能源消费结构仍然以化石能源为主，新能源占比偏低。国内仍以

煤炭消费占比最高，为57.7%。碳中和进程中，需要大幅度提高新能源占比。目前，不管是全球

还是国内，化石能源消费占比仍然偏高。能源需求侧：即能源的利用端，1.2节和2.3节已介绍，电力、交运、工业和建筑等行业是能

源消费最主要的几个领域，亦是碳排放的大头，因此，需要在这些领域进行减碳或消碳。以交

运行业为例，随着中产阶层人口增多，汽车保有量翻番，能源消费亦随之翻番。各国政府日益

提高对推动交运行业向低碳方向发展的支持力度，如推广新能源汽车等碳中性交通工具及相关

基础设施，而新能源汽车突破发展的关键是电池技术和充电基础设施，对应到设备端，锂电设

备将充分受益。3.2、成本持续下降推动新能源占比提升技术变革推动新能源成本持续下降。近年来，全球能源技术变革显著加快，其中光伏和风

电等成本大幅下降，自

2010

年以来，2019

年光伏发电、光热发电、陆上风电

和海上风电的平准化度电成本分别下降

82%、47%、39%和

29%。3.3、2050年全球光伏和风力发电量占比有望超过一半新能源主力军中以太阳能和风能消费占比最大。根据《新能源在碳中和中的地位与作用_邹

才能》，预计到

2030

年，几乎所有亚太市场可实现光伏、风能发电成本低于煤发电。预计到

2050

年，新能源发电可满足全球电力需求的

80%，其中光伏和风力发电量累计占比超过一半。

中短期看，根据中泰电新组预测，光伏领域，2020-2023年全球光伏需求分别为122、170、209、

250GW，CAGR为19.8%；风电领域，2020-2022的全球风电新增装机分别为74.6、75.2、78.9GW，

将呈现周期性复苏。4、碳中和实现路径之二：节能提效4.1、节能提效是传统工业企业转型的主要路径我国工业领域能耗占比约为70%。工业企业是中国能源消费大户，能源消费量占全国能源消

费总量的70%左右，主要工业品单位能耗比国际先进水平高约30%。除生产工艺落后和产业结构

不合理外，工业余热利用率低，能源没有得到充分利用是造成能耗高的重要原因，我国能源利

用率仅约为33%，较发达国家低10%左右，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。4.2、余热回收是工业节能重要方式之一余热回收：余热资源是指在现有条件下可回收利用而未回收利用的能量，被认为是继煤、石

油、天然气和水力之后的第五大常规能源。按其来源可分高温烟气余热等六类。这些余热资源

可用于发电、驱动机械、加热或制冷等，因而能减少一次能源的消耗，并减轻对环境的热污染。低温余热利用主选设备：溴冷机和热泵。其中，溴化锂吸收式机组是利用余热资源作为

机组的动力，通过驱动机组达到制冷或供热的目的；而热泵机组则是利用热泵系统提取低

温余热资源，以达到充分利用余热的目的。4.3、工业领域提高能效不可或缺提高能效对于实现和碳中和的贡献率达到35%。根据能源基金会中国工业节能项目主任

何平，提高能效对于实现碳中和的贡献率达到35%，也是最容易取得显著成效的路径。装备改造升级是提高能效的重要手段。根据中国通用机械协会副秘书长钱家祥，我国现

有大约4800多万台泵、风机、压缩机在运行，年耗电量占全国用电量的