煤炭及煤化工行业研究

煤炭及煤化工行业研究报告综述：掘金“碳中和”，“固碳”煤化工“碳中和”大潮将至：能源消费面临燃“煤”之急

中国具有“富煤、贫油、少气”的资源特征，2019

年中国煤炭、原油和天然气消费量分

别为

28.1、9.2

和

3.9

亿吨标准煤，煤炭消耗量占据主导地位。碳中和视角下，煤炭行

业将承担主要的减排任务，未来煤炭指标面临压缩。按用途划分，煤炭可分为动力煤（火

电），焦煤/焦炭（冶金还原）和烟煤/无烟煤（基础化工原料）。根据需求分类，“碳中和”

对不同行业的影响不同：其中动力煤和焦煤/焦炭由于分别用于发电和冶金，二氧化碳排

放量较大，预计受到“碳中和”影响较为明显；而部分煤炭用于尿素、管材、衣服和家

具等，反应过程属于“固碳”过程，受到“碳中和”影响较小。动力煤&炼焦煤：存量竞争，龙头恒强燃煤发电和炼钢过程中碳排放不可避免，主要用煤品种为动力煤和炼焦煤，受碳中和影

响较强。1）动力煤：中国近年来主要通过降低供电煤耗、减少火电装机占比控制“碳

排放”总量。但受供电煤耗下降有极限影响，大力发展风光等清洁能源、减少火电机组

装机占比或成为未来实现“碳中和”的主要方式。2）炼焦煤：近年来中国主要通过降低

吨钢煤耗、淘汰落后产能、加大环保设备投入进行钢铁行业“碳减排”。但由于当前中国

吨钢煤耗已达先进水平、去产能基本完成，因此未来主要通过加大环保设备投入的方式

进行“碳减排”。在供给压缩、动力煤和炼焦煤需求或有下行情况下，资源禀赋优异、吨

煤成本较低、管理能力较强的龙头煤炭企业有望脱颖而出，行业集中度或不断提升。烟煤/无烟煤：天然固碳，未来可期烟煤/无烟煤主要用于煤化工生产，反应过程天然“固碳”，与衣食住用行息息相关，受

到碳中和影响相对较弱。传统煤化工主要生产尿素、电石等产品，由于尿素、电石产能

供过于求，行业受到供给侧改革和安全环保生产影响，小产能逐步退出市场，低成本多

元一体化龙头有望突围。新型化工主要生产烯烃、乙二醇等产品，煤制技术能缓解国内

石油高依存度现状。随着聚乙烯和涤纶长丝需求稳步增长，煤制烯烃和乙二醇需求增加，

新型煤化工前景广阔，未来煤炭指标收缩条件下，低成本高效率龙头有望胜出。碳中和大潮将至，煤炭消费面临何种挑战？实际上，“碳中和”相关概念并非

2020

年才提出。早在

2009

年，中国就已在国际上做

出了“碳减排”承诺，并分别于

2016

年和

2020

年又首次在国际社会上做出了“2030

年碳达峰”和“2060

年碳中和”承诺。从中国二氧化碳排放量看，自

2013

年来，中国二氧化碳排放总量进入平台期，能源和

工业二氧化碳排放量占据大头。能源：受益于火电厂扩张受限和新能源产业快速发展影响，中国能源行业

2013

年

到

2019

年二氧化碳排放量保持稳定。未来看，由于新能源（光伏、风电、水电）

等行业快速发展，传统化石能源（煤炭、石油、天然气）发电政策逐步收紧，中国

能源行业将承担最主要二氧化碳减排任务。工业：由于“三去一降一补”政策逐步落实，高耗能的钢铁、建材行业逐步整合，

行业内低效率企业正逐步退出市场，行业能耗逐步降低。未来，中国高耗能产业面

临长期的供给侧改革和优化的过程，低效率的企业将进一步退出市场，工业企业也

将承担一部分减排任务。交运：由于中国汽车保有量稳步提升，汽车汽油消耗量逐步增加，拉动二氧化碳排

放量提升。受近几年新能源电动车的发展影响，中国交运行业直接产生二氧化碳量

有望逐步回落，对减排任务贡献一份力。建筑：基建和房地产行业均处于稳步发展的过程，二氧化碳排放量处于稳步增长阶

段。未来看，随着基建投资增速逐步回落，房地产开发“三道红线”和装配式建筑

逐步推广，中国建筑行业二氧化碳排放量有望逐步降低。多管齐下，能源结构转型是重头戏。从具体实施措施看，能源结构转型将构筑最主要的

减排任务，能源结构转型将贡献

52

亿吨二氧化碳减排任务，因此传统的火电行业将受

到更为明显影响。据此，我们对

2030

年能源消费量进行了预测。结果发现，当

2030

年非化石能源占一

次能源消费比重为

25%时，中国原煤消费量为

27.3

亿吨标准煤，对应年均复合增速为

-0.26%（以

2019

年为基准）。这也说明，在“碳中和”下，中国原煤的能源消费量整体

会呈现下降趋势。

煤、石油和天然气是主要的二氧化碳来源，中国具备“富煤、贫油、少气”的资源特征，

对煤炭资源依赖程度较高。煤炭按照用途大致可以分为动力煤（火电），焦煤/焦炭（冶

金还原）和无烟煤（基础原料）。动力煤和焦煤分别用于发电和冶金，二氧化碳排放较为明显，受到“碳中和”影响

较大。部分无烟煤/烟煤由于终端产品主要是尿素、管材、衣服和家具等，反应过程天然

“固碳”，碳排放较少，受“碳中和”影响较小。

本文主要分析在碳中和视角下，动力煤、焦煤/焦炭和无烟煤行业受到政策的影响，以及

对下游钢铁有色、建材和化工行业的影响，并分析其中投资机会。动力煤：需求刚性，供给减量动力煤即指用作动力原料的煤炭。一般来说，动力煤煤种可选范围较广，长焰煤、气煤、

无烟煤、贫煤、褐煤均可用作动力煤。截至

2020

年，中国动力煤消费量为

34.37

亿吨，

其中用于火电行业的占比最大，为

61%；其次是高耗能制造业，依次是建材、供热、化

工、冶金，动力煤消费量占比分别为

9%、8%、6%和

5%。需求：预计电力需求增长长期为正未来电力需求增长或将长期为正，这主要是因为：1）近年来，中国经济增速总体仍保持

正增长，且电力弹性系数呈现提升态势，因此即使未来中国经济增速有所放缓，但在

GDP增速总体为正的情况下，用电量预计仍保持增长。2）反观制造业外包程度较高的

美国，虽然其

GDP增速仍为正，但其净发电量增速却常常为负值，这主要和美国工业

部门的净发电量占比较小有关。由于中国第二产业在

GDP中占比较大，用电量也较大，

因此中国预计不会出现像美国一样净发电量常常为负值的情况。供给：存量优化，效率为先由于燃煤发电过程必然产生碳排放，因此为实现“碳减排”，中国火电供给在未来可能会

逐渐下行。近年来，中国主要通过以下方式实现“碳减排”：1）降低供电煤耗，提升发

电用煤效率从而降低碳排放总量；2）减少火电装机占比，增加风光新能源等装机比重，

从总量上减少碳排放总量。但由于供电煤耗的下降是有极限的，因此未来主要通过大力

发展风光等清洁能源、减少火电机组装机占比来实现“碳达峰”、“碳中和”目标。降低供电煤耗：存量改造，控制新增截至

2020

年末，中国火电厂供电煤耗为

305.5

克标准煤/千瓦时，与全国供电煤耗最低

机组（276

克标准煤/千瓦时）相比仍有提升空间。由于单机容量越高、压力值越大机组

供电煤耗越低，因此中国近年来不断通过提升新增火电机组准入门槛、对现役机组升级

改造、淘汰煤电小机组等方式降低供电煤耗率。提升新增火电机组准入门槛：2014

年关于印发能源发展战略行动计划（2014-

2020

年）的通知规定新建燃煤机组的供电煤耗需低于每千瓦时

300

克标准煤，

2016

年电力发展“十三五”规划又进一步对其做出了安排，此后中国新增煤

电机组准入门槛有所提升。对现役机组进行升级改造：2014

年，煤电节能减排升级与改造行动计划提出

“重点对

30

万千瓦和

60

万千瓦等级亚临界、超临界机组实施综合性、系统性节

能改造，改造后供电煤耗力争达到同类型机组先进水平”。2016

年电力发展“十

三五”规划（2016-2020

年）又明确提出“现役燃煤发电机组经改造平均供电煤

耗低于

310

克标煤每千瓦时，燃煤机组二氧化碳排放强度下降到

865

克/千瓦时左

右”。可见中国改造升级力度不断加大。淘汰煤电小机组：2014

年，中国煤电节能减排升级与改造行动计划提出“淘

汰单机容量

5

万千瓦及以下的常规小火电机组、单机容量

10

万千瓦级及以下的常

规燃煤火电机组、单机容量

20

万千瓦级及以下设计寿命期满和不实施供热改造的

常规燃煤火电机组”。2019

年

12

月，中国又进一步出台了产业结构调整指导目

录（征求意见稿），明确规定“淘汰单机容量在

10

万千瓦以下常规火电、限制

30

万千瓦以下常规燃煤机组、限制发电煤耗在

300

克标准煤/千瓦时的湿冷发电机组

和发电煤耗在

305

克标准煤/千瓦时的空冷发电机组”。可见中国落后产能淘汰标

准逐渐提高。受益于一系列旨在降低供电煤耗的政策，中国近年来火电机组供电煤耗率不断下降，与

之对应的二氧化碳排放量也不断降低。优化发电结构：提升清洁能源装机占比由于火力发电水可以通过水、核、风、光等清洁能源发电替代，因此为从根上减少碳排

放总量，实现“碳中和”目标，中国明确提出了“到

2030

年，非化石能源占一次能源

消费比重将达到

25%左右”的要求。截至

2020

年，中国火电装机容量为

12.45

亿千瓦，

占所有电源装机总容量的

57%。未来来看，中国火电装机容量占比仍会不断下降，“碳

减排”空间巨大。炼焦煤：需求承压，供给受限炼焦煤即指用于炼制焦炭的煤炭。与动力煤相比，其粘结性更强，对煤质要求更高，煤

种上则以烟煤为主。截至

2020

年，中国炼焦煤消费量为

5.58

亿吨。由于焦炭主要用途

为炼钢，而钢材主要提供给地产、基建、机械、汽车、家电、军工等行业，因此炼焦煤的消费量主要和钢厂下游行业的发展增速有关。需求：长期承压，短期改善受制于土地面积有限，从长期来看，中国地产、基建、汽车等投资增速将不断下行，钢

铁用量也将有所承压。但从短期来看，受益于出口需求旺盛及中国机械制造投资增速较

高，中国粗钢产量累计同比不断上行。供给：短期偏紧，产能受限焦煤供给主要和中国“去产能”和“进口煤”政策有关。由于炼钢过程中二氧化碳排放

同样不可避免，因此为实现“碳减排”，近年来中国主要通过以下方式减少碳排放：1）

降低吨钢煤耗；2）淘汰落后产能；3）加大环保设备投入，从而对二氧化碳进行吸收。

当前，中国吨钢耗煤量约为

0.32

吨，已达世界先进水平。因此未来来看，中国吨钢煤耗

下行空间不大。此外，由于中国已于

2018

年提前完成“去产能”目标，因此当前钢企设备整体生产能

力较高，未来继续压减产能的空间不大。2018

年，中国钢铁行业完成化解过剩产能

1

亿

至

1.5

亿吨的上限目标，提前完成“十三五”去产能目标。

在这种情况下，降低钢厂二氧化碳排放率主要通过加大环保设备投入或者发展突破性炼

钢技术来降低二氧化碳排放量。加大环保设备投入：钢厂减排主要方式随着近年来钢厂不断增加资本支出、环保设备投入不断提升，近年来中国吨钢二氧化碳

排放量不断下降。氢气还原炼铁技术：成本较高，尚不成熟从技术上看，目前钢铁行业中突破性“碳减排”技术主要是氢气还原炼铁技术。该技术

通过在炼铁工序中将氢气替代传统的碳还原剂，除去铁矿石中的杂质和氧。由于氢气在

还原反应过程中只会产生水，从而显著降低二氧化碳排放。当前该技术在国内尚未商用

化，但已在国外进入试验或建设阶段，其中日本的

COURSE50

项目基本达到

CO₂减排

10%目标。不过目前该项目成本仍然较高，技术比较复杂，较难替代当前的主要冶炼工

艺。因此总结来看，钢铁厂未来发展亦将受到一定程度限制。烟煤/无烟煤：天然固碳，未来可期煤化工产业可以分为传统煤化工和新型煤化工，传统煤化工涉及煤制电石、煤合成氨等

领域，新型煤化工主要包含煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等。无论是传统煤化工还是

新型煤化工，煤制技术均是固碳反应，不涉及二氧化碳排放。未来看，如果能源制备技

术脱离煤炭，煤化工行业受到碳中和影响较小。传统煤化工：空间压缩，龙头争霸无烟煤化学过程二氧化碳排放量较少，受碳中和影响较为有限。排除能源用碳外，煤焦

化、气化能制备电石、尿素和甲醇等多种传统基础化工原料，终端消费主要应用于管材、

塑料、农作物、纺服原料等衣食住行多个领域，关系国计民生，具备较强刚性。尿素和电石产能止步不前，煤炭指标存量优化。传统煤化工下游电石和尿素产能过剩，

近些年受到供给侧改革和安全环保生产影响，传统煤化工发展受到指标限制，尿素和电

石产能止步不前，行业内存量优化，对烟煤/无烟煤需求降低。未来看，行业对装置规模

小、产品结构单一的企业进行淘汰，多元一体化的高效率生产龙头有望稳步向前。新型煤化工：替代石油，前景广阔中国石油进口依存度高，煤制技术实现战略保障。石化产品是国民经济发展的重要基础

原料，市场需求巨大，但受油气资源约束，对外依存度较高。从

2001

年

1

月到

2019

年

12

月，中国原油进口依赖度从

18.4%提升至

72.6%。中国煤炭资源较为丰富，成本较

为低廉，新型煤制乙烯、煤制乙二醇技术能缓解对原油依存度。需求侧：煤制产品替代进口，下游需求稳步增长煤制烯烃：石油依赖度较高，发展潜力十足。乙烯是重要的基础化工原料，下游主要用

于制备聚乙烯（PE），广泛用于汽车、电子、家电、建材和食品包装等多个细分领域。

未来看，随着下游终端消费市场稳步增长，中国

PE市场将稳步增长，拉动乙烯需求增

加。但目前乙烯主要制备方式为蒸汽裂解（石油制），占比达到

77.2%，其次为煤制乙

烯（CTO，13.2%）和甲醇制烯烃（MTO，9.6%）。未来看，在国家政策扶植下，煤制

乙烯技术有