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    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告添加时间:2023-09-20

      pg电子平台相比发达国家,我国实现“碳中和”的年限更短,碳排放下降的斜率更大。......

      “碳中和”是我国能源安全和经济转型的内在需求,也是世界各国利益对立和统一。其中对立体现在“碳排放权”背后发展权的博弈,统一体现在全球应对气候变化政策的一致。相比发达国家,我国实现“碳中和”的年限更短,碳排放下降的斜率更大。

      基于碳排放来源的燃烧、非燃烧过程,我们构建了“碳中和”的实现路径:1)供给侧提高可再生能源比例,构建零碳电力为主、氢能为辅的能源结构,同时大力发展储能以保障电网平衡;2)需求侧从工业pg电子平台、交通、建筑三个部门着手,全面推广终端电气化、源头减量、节能提效;3)改良工业过程,针对工业原料的氧化还原、分解采取针对性的原料替换。

      1)源头减量:短期减排压力下,政府可能通过“能耗”等措施进行供给侧改革,需要关注是否发生阶段性冲刺,引发大宗商品价格进一步上涨。吨产品能耗大户:电解铝、硅铁(钢铁)、石墨电极、水泥、铜加工、烧碱、涤纶、黄磷、锌等;

      2)能源替代:以风光、储能、氢能、新能源汽车为代表的的新能源行业,包括供应链上下游、制造端、运营端在内的全产业链都将受益于碳中和对投资的拉动;

      4)回收利用:再生资源的回收利用可以有效减少初次生产过程中的碳排放,如废钢、电池回收、垃圾分类及固废处理;

      5)工艺改造:主要集中在电池技术升级、智慧电网、分布式电源pg电子平台、特高压、能源互联网、装配式等方面;

      6)碳捕集:部分路径碳减排的难度较大,二氧化碳捕集、利用与封存可能作为“兜底”技术存在。目前来看成本处于高位,不同路线

      站在全球视角,我们认为中国加快“碳达峰、碳中和”主要基于以下三方面推动:

      在产业转型方面:虽然“新冠疫情”对全球经济的负面影响正在逐步消除,但是仍有流动性泛滥、债务问题等未来潜在的风险点;中国经济已经取得了长足的进度,然而面对比如贸易摩擦、技术封锁等复杂的国际形势,做好自己显得尤为重要,科技创新和产业升级将是未来重要的发展方向,加快新产业的战略布局,产业结构调整的力度前所未有,步伐明显加快,在能源与资源领域、网络信息领域、先进材料与制造领域、农业领域、人口健康领域等出现科技革命的可能性较大。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图1)

      部分发达国家其实此前已多次讨论过包括对中国在内的不实施碳减排限额国家的进口产品征收“碳关税”,但因经济与贸易依赖性、碳市场不成熟等原因而搁浅。

      根据OECD数据,2015年我国对外出口约6亿吨CO2,其中对美出口2.26亿吨,占比约35%。假设国际对我国按40美元/吨征收碳税,增加开支约260亿美元;按100美元/吨,增加650亿美元。假设我国碳排放成本全部内部化,2019年我国碳排放98.26亿吨,按碳价100美元/吨测算,需9826亿美元。

      为什么“新冠疫情”后,我国推动“碳中和”更加迅速?——增加国际声誉和线亿吨位列全球第一(人均碳排放和碳排放量/GDP均相对较低),自2005年以来为全球碳排放总量最高的国家(加入世贸组织后,全球产业链分工变化所致)。近年来我国碳排放增速已有所放缓,但较为庞大的人口基数使得我国碳排放全球占比仍在持续提升,2019年达28.76%。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图2)

      从全球来看,多数国家已更新NDC(国家自主贡献)目标。“碳中和”已成为全球大趋势。

      尽管全球越来越多的政府正在将碳中和目标纳入国家战略,但就具体目标而言,仍有区别。如欧盟在2020年3月提交《气候中性法》,旨在从法律层面确保欧洲到2050年成为首个“气候中性”大陆。美国加州和中国分别制定了2045年和2060年“碳中和”目标。加州的目标包括削减所有温室气体排放,包括二氧化碳、甲烷等,并抵消其无法削减的排放量,而中国的目标仅针对二氧化碳。

      我国碳排放下降斜率更大。由于发展阶段的不同,发达国家已普遍经历“碳达峰”,为达到2050年“碳中和”,更大程度上只是延续以往的减排斜率。而我国碳排放总量仍在增加,需要经历2030年前“碳达峰”,然后走向2060年前“碳中和”。从实现“碳中和”的年限来看,比发达国家时间更紧迫,碳排放下降的斜率更大。

      在陡峭的碳排放量下降曲线背后,是规模化的经济结构转型。这意味着我国当前经济结构下相当规模的存量资产将失去原有功能。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图3)

      煤电资产搁浅的问题,表明了转型需经历阵痛。一方面,从能源结构和自身禀赋来看,我国的能源消耗以煤为主,煤电发电量在2019年占总发电量的65%,远超发达国家;另一方面,我国煤电机组的平均服役年限仅12年,而发达国家普遍达到40年以上。更快的碳排放量下降斜率,意味着将会有大量的未达到退役年限的煤电资产提前“搁浅”。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图4)

      在碳排放量结构方面,目前发电已成为占比最高的部门。2019年我国碳排放量115亿吨,其中发电碳排放量45.69亿吨CO2,占比40%;工业燃烧碳排放量33.12亿吨CO2,占比29%。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图5)

      2在生产、废弃物处理处置过程中除燃料燃烧之外的物理或化学变化造成的温室气体排放;

      3企业输入/出的电力、热力所对应的电力、热力生产环节产生的二氧化碳排放。

      这意味着我们需要从燃料燃烧/非燃烧过程着手,向可再生能源转变;或通过节能降耗的措施减少二氧化碳的排放。

      1)能源供给侧:提高可再生能源比例,构建零碳电力为主、氢能为辅的能源结构,同时大力发展储能以保障电网平衡。

      (1)2021年1月26日,国务院新闻发布会披露,工信部与国家发改委等相关部门正在研究制定新的产能置换办法和项目备案的指导意见,逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗总量为依据的存量约束机制,确保2021年全面实现钢铁产量同比的下降。

      回顾上一轮供给侧改革,以差别化电价、阶梯电价为代表的市场化政策,以及清查中频炉(地条钢)为代表的行政手段(包括后期的环保督查),有效促进了钢铁行业落后产能淘汰,也使钢铁价格飙升。目前,政策尚处于讨论中,我们需要进一步进行分析:

      3)各地、各行业都将制定自己的减排目标和减排路径,不可避免有排名、比较的因素。综上所述,我们对通过压减落后产能来降低能耗进而减少二氧化碳排放的政策手段持乐观态度。当然具体仍需要待政策最终落地,具体评估减排指标与减排路线日,内蒙发布《调整部分行业电价政策和电力市场交易政策》,对部分行业电价政策和电力市场交易政策进行调整。严格按照国家规定对电解铝、铁合金、电石、烧碱、水泥、钢铁、黄磷、锌冶炼8个行业实行差别电价政策,继续对电解铝、水泥、钢铁行业执行阶梯电价政策。

      电网企业因实施差别电价政策而增加的加价电费收入全额上缴省级国库,纳入省级财政预算,实行“收支两条线”管理,统筹用于支持经济结构调整和节能减排工作。对水泥行业、钢铁行业因实施差别电价政策增加的电费收入,10%留电网企业用于弥补执行差别电价增加的成本;90%上缴省级国库,纳入省级财政预算,统筹用于支持行业技术改造和转型升级,促进经济结构调整。

      在“碳达峰”、“碳中和”目标的倒逼之下,“能耗指标”将成为重要的抓手,2021年全球经济复苏,大宗商品价格上涨动力较强,叠加“碳中和”目标下的产能压降手段,高能耗产品供给侧约束后,价格有可能进一步提升。

      我们根据能耗指标,梳理了高耗能类型产品:电解铝、硅铁、电炉锰铁、石墨电极、烧碱、涤纶、铜等,都有可能成为限制对象。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图6)

      从用途来看,石油主要用于终端消费(交通、工业),煤炭主要用于中间消费(火力发电),天然气主要用于终端消费(交通、工业、建筑部门)。

      根据我们的上述假设,以2019年发电量7.22万亿千瓦时为基础,2030年发电量达到11.9万亿千瓦时(和部分机构的预测数据基本一致),2060年发电量进一步达到32.71万亿千瓦时。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图7)

      (1)火电:装机量方面,在2030年碳达峰基础上,在经济发展的过程中2020-2030年仍需要有一定规模的火电装机支撑发电量增长,因此我们假设火电装机在2020-2030年间每年仍将维持增长态势,但增量逐步减少直至2030年无新增火电装机;2030-2060年,火电装机每年将逐步退出电力市场,直至2060年碳中和时存量火电装机清零。利用小时数方面,随着火电装机的逐步减少,未来火电将更多用于调峰平抑发电曲线,因此我们假设火电利用小时数从2020年的4080小时逐步降低至2030年的3080小时,后续则保持平稳。发电量方面,在装机量和利用小时数假设的基础上,火电的发电量占比将从2020年的68%逐步减少至2060年碳达峰时的0%。

      (3)光伏+风电:在火电发电量逐步减少,水+核能+生物质发电量保持相对稳健增长的背景下,光伏和风力发电将逐步成为未来最重要的发电方式。发电量占比方面,我们假设光伏+风电发电量中光伏发电的占比维持在40%;利用小时数方面,假设风电、光伏年利用小时数分别维持在2400h、1300h;装机量方面,在总发电量发展、其他发电方式发电量、光伏发电量占比、以及光伏和风电利用小时数等预测的基础上,我们测算得出2030年风电、光伏新增装机量分别为1.53、1.88亿千瓦,2060年风电、光伏新增装机量进一步达到为2.19、2.7亿千瓦。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图8)

      (1)预测光伏、风电、储能的单位投资成本保持下降趋势,到2030年分别达到0.371元/瓦、5.63元/瓦、1.03元/瓦时,到2060年分别达到1.35元/瓦、4.5元/瓦、0.5元/瓦时。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图9)

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图10)

      钢铁行业的电气化路径主要是从高炉转向电炉,电炉及其设备、耗材仍具有较好的投资机会。根据钢协数据,2019年我国钢铁行业90%以上的产能采用高炉(BOF)技术,而电炉技术(EAF)仅占生产总量的9%。特别是以废钢为原料的短流程炼钢技术,碳排放量仅0.4吨二氧化碳/吨钢,若使用绿色电力为电炉供能,则碳排放量可降为0。

      目前,制冷、照明、家电已经实现了100%电气化,供暖和烹饪的电气化推进较为缓慢。我国北方城镇普遍实行集中供暖,主要热源为燃煤热电联产和燃煤锅炉。自2017年以来,我国北方地区推行“煤改气”、“煤改电”,对建筑部门的电气化有一定的推动作用。

      1)道路交通(小型、轻型):绿色电力为基础的电动车(电池),配套充电桩、换电站;

      随着电动车保有量的提升,假设车桩比在2030年达到1:1,则2060年充电桩总数将超过5亿个。综合考虑充电桩的新建需求和更换需求,累计新增投资达到18.15万亿元人民币。

      氢能燃料电池将主要用于重型道路交通(客车、货车)。假设轻型、中型、大型货车的年销量保持在150、20、70万辆,燃料电池渗透率在2045年达到40%、60%、80%,而后保持该渗透率;轻型、中型、大型客车的年销量保持30、7、7万辆,燃料电池渗透率在2045年达到30%、50%、70%,而后保持该渗透率,则累计新增投资达到29万亿元人民币。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图11)

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图12)

      磷酸铁锂电池回收后两大利用途径:梯次利用与拆解回收,这两个途径并不是排斥关系,而是互补关系。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图13)

      2020年吨新型干法水泥熟料综合能耗已下降至85kg标煤,较2005年下降35%。吨钢综合能耗下降至552克标煤,较2005年下降20%以上。

      根据国务院新闻办公室《新时代的中国能源发展白皮书》,截止2019年底,我国累计建成节能建筑面积198亿平米,占城镇既有建筑面积比例超过56%。推动既有居住建筑节能改造,提升公共建筑能效水平,是建筑领域节能的重要途径。在居民制冷、取暖领域,热泵技术可以有效利用空气热能,较现有的壁挂炉、电加热等方式更节能。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图14)

      除了能源使用(主要是化石燃料燃烧及电力/热力使用),工业过程碳排放也是重要的二氧化碳来源,2017年占比13%。工业过程碳排放与各个行业采用的生产工艺直接相关。

      随着“碳中和”的推进,短流程钢的产量占比将逐步提升。对于剩余长流程钢来说,可以采用基于工艺改造的脱碳路线,如基于氢气的直接还原铁(DRI)、电解法炼钢、生物质炼钢、碳捕集与封存(CCS)。

      水泥生产过程中,由于石灰石分解产生的二氧化碳排放占到总量的60%,因此将不可避免用到碳捕集与封存(CCS)。其次,原料替代(粉煤灰、钢渣)等替代品已被广泛使用,其他如氧化镁、碱/地质聚合物粘合剂等同样具备潜力。

    pg电子平台深度 2020年碳中和深度研究报告(图15)

      二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是指将二氧化碳从排放源中分离后或直接加以利用或封存,以实现二氧化碳减排的工业过程。

      目前比较成熟的路径有:工业领域的钢铁电炉、废钢利用、水泥协同处置、再生铝等,道路交通领域的电动车与充电桩,能源领域的清洁能源,建筑领域的电气化与空气热泵、装配式建筑等,以及消费侧的绿色出行、垃圾分类等;

      2)技术路线发展不及预期在“碳中和”产业图谱中部分关键路径尚处于发展初期未来存在技术发展不及预期的可能;

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