碳中和背景下的能源变革心得(碳中和愿景下我国能源转型)
西门子能源:碳中和目标下 绿氢引领新一轮能源变革
应对全球气候危机,实现温室气体的净零排放,“碳中和”目标正促使各国朝着绿色、零碳经济转型。氢能是清洁能源的表现形式之一,由于“绿氢”产自可再生能源,因其具有的从生产到使用的零碳排放优势而备受青睐。
在智利最南端的麦哲伦省,立足于当地丰富的风能资源,西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目,创新了绿氢生产与应用的场景,即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料,这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料,也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。
西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士(Christian Bruch)表示,“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此,新的供应链将在世界各地兴起,支持可再生能源在地区间的运输。”
西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示,重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来,氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。
可再生能源的全球化分配
氢气作为能源载体,将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向,尤其是利用可再生能源电解水制氢。
目前传统的制氢模式,不管是“灰氢”还是“蓝氢”,它们的生产还是使用过程,都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时,其产生的氢气才能被称为“绿氢”。
数据显示,2020年,全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨,仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头,尤其是公路运输占比较高。因此,在二氧化碳减排面临挑战的领域,比如交通运输、炼油和钢铁等行业,绿氢将助力其实现深度去碳化。
“Haru Oni”项目依托智利的风能优势,通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气,然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合,制取合成燃料。在这个过程中,西门子能源灵活高效的质子交换膜(PEM)电解技术,由于其具有的快速启停,在极短时间达到满载运行的优势,能够很好的解决风能的不稳定性问题。
未来,由绿氢制成的合成燃料,将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比,合成燃料的碳足迹显著降低,基于合成燃料的绿色产品,将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。
据了解,“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年,工厂将完成第一阶段试点,年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划,,将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。
智利享有风力发电的优越气候条件,且电力成本低,具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益,不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长,也能通过清洁能源传输机制,令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本,实现双赢的局面。
2021年5月,西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施,利用太阳能园区的日光太阳能,该项目能够在1.25MWe的峰值功率下,每小时生产大约20.5公斤的氢气。
该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲,既可用于针对需求增加的快速响应,也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下,氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料,并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。
根据国际氢能委员会预计,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值,燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%,每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。
西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统(Power-to-X)的基础设施帮助客户实现其去碳化目标,并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术,从可再生能源、高效燃气电厂,到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案,再到高效的电解水制氢解决方案。
在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目
氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初,全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略,对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。
去年,国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035年)》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)》等支持政策,鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用,氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。
推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此,赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照,一是技术的创新突破,二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后,能够有效拉动供给端,规模化效应就起来了。”他认为,绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本,其中,可再生能源产生的绿电成本高低,以及设备的利用小时数,是最大的影响因素。
今年4月,BloombergNEF发布的氢能平价更新报告,建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线,表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢,届时,绿氢成本将较现在降低85%,低于1美元/千克。报告同时表示,到2030年,从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低,未来绿氢降本有望提速。
在碳达峰、碳中和目标的推动下,广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划,总产值规模将达近万亿元。此外,北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。
对于国内氢能市场的发展,赵作智博士表示,“中国是很好的一块土壤,我们有政策、有资本,也有??各行各业,一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术,有资金、有人才、有市场,未来,随着技术的进步,绿氢的发展潜力十分巨大。”
据了解,西门子能源专注于三大领域的技术创新,一个是低碳或零碳的发电;第二是低碳环保的输电;第三是针对工业领域的去碳化,尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。
赵作智博士透露,目前,西门子能源在国内布局,主要是通过和领军企业合作,发挥各自优势降低成本,推进技术应用。在实现双碳目标的背景下,业内遵循着需求拉动供给的规律,以技术解决方案节能降本,推动应用规模化的形成。
2019年9月,西门子与国家电力投资集团(“国家电投”)签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。
2020年8月,西门子能源与中国电力国际发展有限公司(下称“中国电力”)旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议,为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜(PEM)纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。
据介绍,这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目,设备已经运达现场,在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备,西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外,该制氢系统具有快速响应能力,带压启动至稳定运行时间不超过1分钟,并可直接与可再生能源耦合。
展望未来发展,“绿氢方面,我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲,这两个市场有他们自身得天独厚的地方,两边一起来、两家火车头一起拉动,这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。
展望“碳中和”未来 新旧势力纷纷不遗余力
“碳达峰”“碳中和”将为 汽车 行业带来哪些机会和挑战?新能源 汽车 有何发展痛点和解决之道?新能源 汽车 如何实现产业链全生命周期价值创造与升级?智能电动化市场渗透节奏如何?
6月13日,2021中国 汽车 重庆论坛的闭幕圆桌会议环节,北汽蓝谷董事长刘宇,蔚来创始人、董事长、CEO李斌,小鹏 汽车 董事长兼CEO何小鹏,理想 汽车 联合创始人兼总裁沈亚楠,零跑联合创始人、董事兼总裁吴保军,长安新能源总经理杨大勇进行了深入探讨。
刘宇:车企应该扮演节能减排先锋角色
北汽蓝谷董事长刘宇称,“碳中和”已经成为不可逆的大趋势。
对国家而言,要求在经济、外交等各维度以此为纲领;对于企业来说,碳排放总量也已经成为衡量一个企业是否成功的标志。作为由传统内燃机行业向新能源转型发展的关键行业, 汽车 应该扮演起节能减排先锋的角色。
从各主要能源的应用情况来看,目前纯电动车在分散部署情况下减排效果最好,氢能在能源转化、储能方面表现出色,但在分散部署情况不太便于运输。
刘宇介绍,作为国内第一家新能源企业及国内唯一一家在A股上市的新能源 汽车 公司,北汽蓝谷用11年时间累计销售了超过54万辆纯电动 汽车 ,为节能减排做出了贡献。
未来,北汽蓝谷将继续以清洁能源为主导,将纯电动 汽车 的应用与推广作为主营业务,同时着力推动电动 汽车 的智能化,以纯电方式为基础,贡献更多智能出行解决方案。
李斌:基础设施建设是新能源发展的唯一阻碍
在蔚来创始人、董事长、CEO李斌眼中,2021年是新能源 汽车 行业最为关键的一年。为什么这么说?李斌列举了一组数据。
从渗透率来看:今年一季度,国内新能源 汽车 销量超过46万辆,全年来看完成200万辆不在话下。其中,一线城市(北上广深)一季度新能源 汽车 渗透率达到22.3%,上海更是超过1/3。全国新能源 汽车 销量占乘用车销量比例达到10.5%,5月份已经增长到11.5%,渗透率提高的速度比我们预计的都要快。”
李斌认为,智能电动 汽车 已经进入了快速普及阶段,到2030年占新车的比重将超过90%。从用户构成来看,私人购车的比例也已经远远超过运营车辆,行业增长引擎因此完全发生了改变。
当然,李斌承认,新能源 汽车 行业还将面临很多挑战,比如基础设施的建设。“唯一能阻挡新能源进程的就是充换电等基础设施铺设的速度。不过,随着新能源基础设施建设连续两年被写入国务院政府工作报告,车企在现实中也将有更多工作可以做。”李斌称。
何小鹏:智能化将对“碳中和”起到关键作用
小鹏 汽车 董事长兼CEO何小鹏认为,“碳中和”目标对传统燃油动力甚至混合动力都会带来冲击,但纯电、氢能源会被推着往前走。
对于中国 汽车 企业而言,“碳中和”为全球化带来了新的挑战。目前国内出口到全球的 汽车 ,绝大部分是大排量。在此基础上,何小鹏建议车企应重视两大方向:其一是如何形成全产业链条的“碳中和”,其二是如何保护好数据隐私。
智能化和“碳中和”是否存在关系?何小鹏认为,无论是理想的增程式、小鹏的纯电,都涉及到在充电体系中如何使能量被更加充分地利用,如何帮助用户更有效、更轻松地保护环境,这其中就牵扯到智能化的关键作用。
何小鹏为此想象了一个理想化的场景:在凌晨大家都在睡觉的时候,搭载了无人驾驶功能的车辆以20公里每小时的速度缓慢驶出,前往充电站补能,充满电后再以无人驾驶的方式自己回家。在何小鹏看来,这便是智能化对“碳中和”的变革。
沈亚楠:大多数消费者不会仅为低碳就选择新能源车
沈亚楠分析称,目前来店的潜在客户基本都是以家庭为单位,理想ONE卖得好也是因为产品定位主要面向家庭用户。作为增程式车型,理想ONE虽然不能实现完全的零排放,但实际上也成功将油耗降低了60%左右,为节能减排做出了贡献。
“无论选择纯电路线还是增程路线,只要能够将传统燃油动力转化为适合消费者的新能源动力,就是对节能减排最大的帮助。”沈亚楠称。
此外,沈亚楠表示,理想也在跟进高电压、高速充电等模式的研发。根据目前的研究进展来看,这一技术将在2023年推向市场,届时, 汽车 10分钟便能充够400公里的续航,用户的里程焦虑将大大缓解。
吴保军:新能源 汽车 面临三大痛点
“2021年是新能源 汽车 爆发的元年,几乎所有客户在对比买车的时候都会考虑电动车,与此同时,新能源车技术也取得了突破性进展,电气化与智能化的技术加速融合、不断发展。”零跑联合创始人、董事兼总裁吴保军认为,新能源引领的技术变革为整个行业带来了巨大的不确定性,新能源 汽车 行业目前还面临几大痛点。
第一是电池及充电技术发展的不确定性,锂电/氢能源/燃料电池、慢充/快充/换电各有优、劣势,且商业化的速度和技术发展的速度要符合新能源 汽车 的效率需求。
第二是成本的难以把控。新能源车和传统 汽车 架构不同,导致成本结构也有所不同。发动机及传动系统成本只占传统 汽车 成本的25%,而新能源 汽车 的“三电”系统成本占到了成本的50%,而且“三电”的主要原材料是锂、铜等疫情以来,大宗商品价格暴涨,铜和锂都在其中,更加雪上加霜。
第三是销量规模与传统 汽车 相比相去甚远。国内新势力造车、单一整车厂还没有出现新能源车型年销量超过20万辆的企业。而对传统 汽车 来讲,20万辆才刚刚跨过生死门槛,60万辆是规模化竞争的门槛,100万辆才能初定谁是英雄。
如何解决以上痛点?吴保军认为:“快是应对行业变革的法门。技术要快迭代、快融合,销量要快增长,才能在瞬息万变的行业浪潮下获得机会。”
杨大勇:“碳中和”是庞大的系统工程
在长安新能源总经理杨大勇看来,“碳中和”是供给侧的改革,蕴含着巨大的商业价值。研究成果显示,到2060年的时候中国在清洁技术基础设施方面的投资将会高达100万亿人民币,其中到2023年中国低碳产业的产值预计会达到23万亿人民币,占国内生产总值的16%以上。
杨大勇认为,由于 汽车 产业链比较长, 汽车 行业的“碳中和”是一个庞大的系统工程,应该把整个循环经济囊括其中。以一辆燃油型SUV为例,根据碳测算, 汽车 零部件制造占比为14%,整车制造环节为1%,燃料生产环节为9%,整个生命周期燃料使用的碳排放达到76%,占大头。“碳中和”考验着企业的战略智慧,这也正是长安为什么坚决做新能源的主要原因。
杨大勇介绍,长安 汽车 正坚定不移向智能低碳转型,在“第三次创新创业”计划指导下,长安 汽车 以用户为中心,加快推进新能源 汽车 产品的转型;坚持技术创新、加速核心技术突破;贯彻低碳的设计理念,提供更加环保的出行体验;建立轻捷高效的绿色制造体系,加快低碳制造的发展。
“ 汽车 工业是国民经济的重要支柱产业,所有中国品牌和产业链伙伴要一起团结起来,抓住机遇、迎接挑战,及时响应国家的政策要求,共同创造更加低碳的 汽车 生态。”杨大勇总结道。
碳中和加速供改,布局龙头剩者为王
1、 动力煤行业:“碳中和”重塑能源结构,存量竞争助力龙头煤企突围
1.1、“碳中和”提升非化石能源占比,煤炭短期仍是支柱
我国是世界上最大的能源生产国与消费国,同时也是最大的碳排放国,根据英国石油公司 BP 数据,2019 年我国二氧化碳排放量为 98.26 亿吨,全球占比 28.8%,位列第一。对煤炭的大规模利用是我国碳排放的主要来源,从能源结构来看,2019 年我国一次能源消费中,煤炭消费占比为 57.7%。因此,为实现“2030 年碳达峰、2060年碳中和”的承诺,能源减排以及低碳转型势必会对能源结构进行重塑。
“碳中和”实现路径可分三阶段有序实施。根据全球能源互联网发展合作组织发布的《中国 2060 年前碳中和研究报告》,我国实现全 社会 碳中和可分为三个阶段:(1)尽早达峰阶段(2030 年前);(2)快速减排阶段(2030~2050 年);(3)全面中和阶段(2050~2060 年)。根据国网能源研究院发布的《中国能源发展展望 2020》报告,能源消费产生的碳排放于 2025 年前后达峰,2035 年后进入快速下降通道,2050年单位 GDP 二氧化碳排放量将比 2005 年下降 90%以上。
提升非化石能源占比是实现“碳中和”承诺的关键。从我国做出“3060 碳达峰、碳中和”目标以来,多项国家层面的政策文件均对非化石能源占比的提升做出要求:
根据总书记在气候雄心峰会上的承诺,我国 2030 年非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以上;根据国家发改委发布的《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》,2025 年非化石能源消费占比提高到20%左右,单位GDP能源消耗降低13.5%,单位GDP二氧化碳排放降低18%。
参考对于非化石能源消费占比、单位 GDP 能源消耗以及单位 GDP 碳排放量等已有的政策指引,我们对碳中和进程中的能源结构趋势进行预测。预计 2025、2030、 2050、2060 年四个关键时期,我国非化石能源消费占比可分别达到 20%、25%、60%、 80%;对应煤炭消费比重分别为 50%、45%、20%、6%。即在 2025 年煤炭消费占比降至总量的一半,在“碳达峰”之后的快速减排阶段,非化石能源会对煤炭加速替代。
煤炭需求或于 2030 年触及天花板,但短期内能源支柱地位不会动摇。根据国家统计局数据,2020 年全国能源消费总量为 49.8 亿吨标准煤,其中 56.8%为煤炭消费,约为 28.3 亿吨标准煤。在“碳中和”背景下,我们认为煤炭消费量或将呈先增后降趋势:短期内煤炭作为能源支柱仍有增长,但增速或持续放缓,预计于 2030 年前后伴随“碳达峰”而触及需求天花板,其后伴随风光电等非化石能源机组装机量的提升,火电占比下降,煤炭作为能源的消费量将持续下滑。短期来看(2035 年之前)根据国家发改委发布的“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要,煤炭仍起到能源兜底的作用。短期内,风光电等清洁能源仍面临消纳、储能的问题,尚无法稳定供应电 力,“富煤、贫油、少气”的能源结构也决定了在国家积极降低能源对外依赖的战略背景下,在保障国家能源的安全稳定供应方面,煤炭作为国内能源压舱石的地位短期内无法替代。
CCUS 技术的未来突破或可为煤炭赢得发展空间。CCUS 技术即二氧化碳捕集、利用与封存技术,可将二氧化碳从排放源中分离后捕集、直接加以利用或封存,以实现碳减排。通过 CCUS 技术可以将二氧化碳资源化,目前主要包括二氧化碳制塑料以及二氧化碳驱油等方向。目前该技术由于高昂成本仍不能实现产业化和经济化,在“碳中和”政策背景下,随着研发力度的加大以及产业投资的加入,CCUS 技术或可迎来实质性的突破,为煤炭能源的利用赢得发展空间。
1.2、 “碳中和”加速推进行业供给侧改革
供改政策持续深化,行业集中度加速提升。根据中煤协制定的煤炭行业“十四五”发展规划,化解过剩产能、淘汰落后产能仍是下一阶段推动行业转型升级的重点任务,到“十四五”末,全国煤矿数量将减少到 4000 处左右。具体来看,煤炭产能将更多的集中在大型煤企手中,行业集中度仍有提升空间,并且伴随小产能加速退出单矿产能规模将进一步提升。2020 年,全国煤矿数量约 4700 处;国内前 8 家大型企业原煤产量为 18.55 亿吨,以产量计算 CR8 为 47.6%;平均单矿产能为 110 万吨。
另一方面,产能将进一步向资源禀赋好、开采条件好的西部地区集中,不具备大规模资源赋存、开采效率较差的东部、中部地区将持续发力退出落后产能。2020 年西部地区产量占比为 59.7%,中部地区占比为 33.4%,其余地区占比为 6.9%,由此可见,在“碳中和”背景下,全国产能供给仍有优化调整的空间。
能源产业集群化趋势也在促进煤炭产能向优势地区集中。国家发改委在《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》文件中提到,将推动煤炭生产向资源富集地区集中,完善煤炭跨区域运输通道和集疏运体系,提高特高压输电通道利用率,建设一批多能互补的清洁能源基地。在“碳中和”背景下,能源产业集群化发展趋势将会加速,一方面集群化发展可有效发挥规模优势,充分提升能源生产及运输效率,同时可以高效地对能源碳排放进行集中控制,另一方面多能互补可有效保障能源供应的稳定性。
1.3、 “碳中和”助力龙头煤企突围
在“碳中和”压减煤炭消费占比的趋势下,我们认为动力煤价格中枢在长周期内或呈先升后降的趋势。2030 年之前,供给端收紧,需求端仍有增长,动力煤价受益紧平衡的供需基本面稳中有涨;2030 年之后,煤炭消费量开始下滑,对动力煤价格形成压制。
短期来看,供给收紧,龙头煤企受益定价优势。在 2030 年碳达峰前,煤炭需求仍有增长空间,而煤炭供给端在经历“十三五”供给侧改革之后产能增量受到政策约束,2018 年以来产量同比增速持续放缓,随着“十四五”加快推进中小产能退出,供给弹性相对难以释放,相比之下,需求增速或快于供给增速,因此会导致煤炭供需处于紧平衡状态。作为供给端的主要存量,龙头煤企的定价能力将得到提升,在优势煤价作用下获益。
长期来看,需求收缩,龙头煤企具备防御优势。在 2030 年碳达峰之后,由于非化石能源的加速替代作用,煤炭消费量或逐步下滑。需求端的持续收缩将会对煤价形成打压,势必会引起煤炭行业的竞争与变革。在这个阶段,龙头煤企通过资源禀赋,优质的开采条件,规模效应,以及高度机械化、智能化、信息化装备,所打造出的低成本优势将更能对冲煤价下行所带来的影响,从而保障盈利能力的稳定性和持续性。
2、 双焦行业:冶金刚需较难替代,碳中和或收紧供给
双焦之于钢铁短期较难替代。不同于动力煤消费可被清洁能源替代,炼焦煤与焦炭需求则与钢铁生产息息相关,焦炭作为还原剂仍是冶金刚需,较难通过其他技术工艺实现大范围替代。目前具备替代传统长流程炼钢潜力的技术工艺主要有短流程电炉钢和氢能炼钢技术,但均存在一定发展障碍,如电炉钢所需的废钢供应仍无法廉价获得,且电力成本较高经济性不足;氢能炼钢则面临氢气成本高昂,储氢较难等困境。长期来看,在“碳中和”政策背景下,传统炼钢的碳排放成本或将提升,而替代技术的突破降低成本或使传统炼钢失去成本优势,从而促使双焦需求下滑。但短期内,双焦在炼钢流程中仍较难替代。
“碳中和”背景下,钢材需求仍具备增长潜力。2016 年以来,钢铁行业不断深化供给侧改革,落后产能持续出清,供给端结构的到优化,伴随经济稳定增长,基建力度加大,国内粗钢及钢材产量重新进入持续增长通道。2020 年即使在新冠疫情冲击影响下,国内钢铁行业仍然实现了明显的产量正增长,钢铁消费量创下 历史 新高,全年新增钢铁消费高达 1 亿吨。“十四五”期间“两新一重”指引下新老基建共同发力,同时“碳中和”背景下特高压电网布局、风光电等清洁能源建设、新能源 汽车 普及等多方面贡献需求增长点,钢铁需求仍有增长潜力。虽然近期政策端提出控制钢产量以达到环保及减排的目的,但我们认为市场化原则应是主要手段,限产仅是手段而不是目的,控制钢产量应是长期目标,在需求具备增长潜力的基础上,对于产量的控制重心更多是在供给端过快增长以及产能结构优化调整等方面,高质量的供需匹配或是未来主要方向。
“碳中和”推动焦炭行业再度供改,供给收紧预期增强。2020 年焦炭行业去产能力度加大,多地政府出台相应政策,推进焦化环保改造规划任务按期完成,各主产地省份均加大了去产能力度,河北、山东、河南、江苏四省同比减产明显。2020 年全国焦炭累计产量为 4.71 亿吨,同比持平。根据 Mysteel 数据,2020 年或共计淘汰产能达 7600 万吨,实现产能净减少 2100 万吨左右,约占 2019 年总产能的 4%。“碳中和”背景下,政策对于新增产能的批复愈发严格。例如 2021 年 2 月内蒙古发布能耗“双控”规划,其中提到对新上焦炭项目实行能耗量等量或减量置换,不得突破现有能耗上限。可以预见,焦炭行业将面临存量减少、增量受限的供给格局,供给端收紧的预期增强。
紧供给格局铸就焦炭高盈利性。中长期来看,焦炭供给将处于收紧趋势,基本面利好焦价中枢上移。从 2020 年去产能过程中来看,焦炭价格在去产能收紧供给后快速上涨,焦企盈利性在供需改善过程中达到 历史 新高。“碳中和”背景下,焦化行业壁垒提升,将有利于巩固供给侧改革所带来的盈利改善。
焦煤集中度提升,或受益产业链价格传导。与动力煤供改逻辑同理,炼焦煤供给结构伴随去产能及产业整合也将得到优化,集中度得到提升。不同的是,炼焦煤由于其资源分布相对分散、产业链上下游联系紧密,主要呈区域性集中,主要为山西、安徽、贵州等地。由于焦炭价格中枢上移,在产业链价格传导作用下,焦煤价格或预期向好。
3、 投资建议:布局龙头,“剩”者为王
动力煤:短期煤炭需求仍处于增长阶段,“碳中和”背景下供给弹性难以释放,煤炭供需处于紧平衡状态,龙头煤企可在优势煤价作用下获益;长期来看,由于非化石能源加速替代,煤炭消费或逐步下滑,对煤价形成打压,龙头煤企通过资源禀赋,优质开采条件,规模效应,以及高度机械化、智能化、信息化装备,所打造出的低成本优势将更能对冲煤价下行所带来的影响,从而保障盈利能力的稳定性和持续性,中国神华、陕西煤业或将受益。另外,兖州煤业发展出海外扩张的独特路线,对澳洲煤炭资源的布局可助力其走出国内“碳中和”对煤炭的限制。
受益标的:中国神华、陕西煤业、兖州煤业
炼焦煤:“碳中和”将加速行业供给侧改革,炼焦煤由于其资源分布相对分散、产业链上下游联系紧密,主要呈区域性集中,主要为山西、安徽、河南、贵州等地。由于焦炭价格中枢上移,在产业链价格传导作用下,焦煤价格或预期向好。山西焦煤在山西国改深化背景下,有望凭借集团力量整合省内优质焦煤资源,进一步巩固焦煤龙头地位。盘江股份作为区域性龙头,在西南独立市场中的影响力将愈发凸显。
受益标的:山西焦煤、盘江股份
焦炭:“碳中和”背景下,焦炭存量减少、增量受限,供给将处于收紧趋势,行业壁垒提升,利好焦价中枢上移,将有利于巩固供改带来的盈利改善,存量中龙头焦企将具备更高盈利弹性。同时,龙头焦化企业在炼焦基础上积极延伸下游煤化工及精细化工产业,综合利用副产焦炉煤气发展氢能产业,顺应了“碳中和”背景下固碳减排以及清洁能源利用的趋势,可有效对冲焦化环节的碳排放,中国旭阳集团、美锦能源或将受益。另外,金能 科技 转型布局低碳低能耗的丙烷脱氢业务,开辟第二增长曲线,顺应“碳中和”趋势。 受益标的:金能 科技 、中国旭阳集团(H 股)、美锦能源。
4、 风险提示
非化石能源加速替代;
供给侧改革政策执行不及预期;
碳排放成本超预期;
能源和有色行业在碳中和背景下有哪些机会?
碳中和转型为我国高质量发展带来了巨大的投资机遇,各类机构测算在百亿规模以上,能源的绿色化转型将明显提速,有色行业细分领域将面临新的机遇。在碳中和以及十四五规划下,哪种能源品种会显著受益?哪些金属品种能获得较大增长?对应的产业链发展情况如何?
4月1日下午,平安证券有色行业分析师 陈建文 及环保煤炭行业分析师 樊金璐 通过万得3C会议在线分享了有关碳中和的投资机遇。
以下为会议内容实录整理(部分),预计阅读时间3分钟。
核心观点
01
碳中和衍生有色行业的增量投资机会
总体上我们认为碳综合的有色的投资机会可分为加法和减法,那么其中减法主要是针对电解铝方面,加法是新能源 汽车 领域带来的一些金属的投资机会。
有色行业的碳排放包括两个维度放,一个是直接的碳排放,一个是间接的碳排放。
从直接的碳排放来看的话,有色的碳排放的总量不大,17年行业的碳排放总量是6380万吨,在全国碳排放的占比约为0.7%,并且从08年开始,有色直接的碳排放已经达峰了,之后是缓慢的下行当中。从另外一个角度来看,有色位列4大高耗能行业之中,生产过程要消耗大量的电力,而我国的电力又是以煤电为主,因此有色的间接碳排放远高于直接的碳排放。
基于这一点,来看有色的用电量情况。20年有色行业的耗电量在6797亿千瓦时,占全 社会 用电总量的比重是9%。分具体品种来看的话,电解铝的生产耗电量比较大,冶炼一吨电解铝需要消耗的电力是一点三五万度电,是一个高耗能的行业,而且在有色的品种当中,电解铝的产量位居工业金属之首。
因此我们可以得出铝的冶炼实际上是中国有色行业电力消耗的主体,20年用电量达到了5052亿千瓦时,在有色的冶炼及压延的行业占比是74%,在有色行业的耗电量占比也达到了78%。20年中国电解铝的间接碳排放大概在4.4亿吨,占我国碳排放总的盘子当中的份额是4%。
因此我们认为, 碳减排主要是讲电解铝的碳减排 。
除了电解铝这一块以外,我们认为对行业的影响除了减量之外还有一个增量的机会,主要来自于交通运输领域里面,新能源 汽车 发展带来的相关有色金属品种的投资机会。
交通运输领域是我国的第4大碳排放行业,在全国碳排放的占比约为8%,因此发展新能源 汽车 ,也受到各国政府或者是各大车企的重视。
从技术上电源的产生来看,主要有两个路线,主导的是技术比较成熟的锂电池,动力电池对应的是新能源 汽车 。从更长远的角度来看,则是在氢燃料电池的未来发展前景上,这点还是值得探讨的。
在锂电新能源方面,主要的品类锂、钴和镍。在锂电这块有一些技术路线的并存,主要有磷酸铁锂和三元材料两个路线,其中磷酸铁锂这一块,随着去年以来比亚迪推出刀片电池,使得磷酸铁锂在未来的新能源 汽车 的某些领域里确立了它的地位,但从更长的趋势来看,由于三元材料的能量密度比较高,因此我们认为 三元材料未来的占比可能还是延续上升的态势。
综合来看的话,无论技术路线怎么变化,其实对锂的影响比较小,因此它属于新能源 汽车 的发展。受益于三元正极材料建设的发展,钴的单位用电量可能会减少,但是放在新能源 汽车 发展的态势下还在增长。镍的增长,也主要是随着三元正极高速发展的趋势,使单位电能用电增加,而新能源 汽车 的出现也推动了其发展。
由此可见,三种能源金属未来在新能源 汽车 发展的大背景之下,增长确定性较强,空间也比较大。
新能源 汽车 除了刚才说的三种能源金属之外,其实还有一种工业金属受益程度比较大。由于新能源 汽车 里电池、电机、电线的单车服务的用量比较大,从相关数据看的话,纯电动的新能源 汽车 单车的铜的用量是83公斤,是传统燃油车的4倍。
根据我们的测算,在不考虑充电桩的情况之下,中国新能源 汽车 领域里面铜的用电,会从2020年的11万吨提高到25年的49万吨和30年的103万吨。全球新能源 汽车 领域铜的用量会从20年的25万吨提高到25年的101万吨和30年的232万吨。
更偏中长期的氢燃料电池里,客观地说成本还比较高,但是它的性能包括碳排放的优势比较突出,所以市场比较看好的中长期的氢能源 汽车 。
燃料电池和有色金属比较相关的还有一种,就是箔金属,它在燃料电池里起到催化剂的作用,能降低催化反应所需的能耗,使得燃料电池的商业化成为了可能。燃料电池现在来看,在它的成本当中,箔的占比是最高的,未来技术路线可能还是要减少,但单车的箔的使用量,我们判断随着燃料电池 汽车 的发展,全球箔的需求将从19年的260吨,提高到30年的306吨,年复合增速大概是1.5%。
02
氢能是碳中和时代的零碳能源
之前我们对欧盟的碳中和、碳交易进行过研究,在欧盟进行碳交易的十几年来的历程中,我们发现经过碳交易和碳中和的洗礼,欧盟的碳排放下降了。
分行业看,电力行业下降比较大,主要是因为新能源的转型,使得电力行业碳排放大幅下降,但交通运输行业的碳排放基本上没有下降。主要是因为欧盟的新能源 汽车 中氢能发展比较缓慢,对交通运输业的低碳发展,没有很好的支持,所以我们觉得 氢能未来在交通运输领域具有非常大的发展潜力。
当前国家的氢能主要应用在石油化工为主的工业领域,具备了很好的基础。
从投资来看,近几年国家的氢能投资体量还可以。2019年氢能产业的相关投资和回报资金达到了1800亿元。尽管去年受到了疫情的影响,但是20年的氢能产业投资仍然达到了1600亿,也体现了市场对氢能产业非常有信心。
中国的氢气主要分布在西部地区,这跟我们国家能源化工产业的分布密切相关。根据2019年的数据,产量超过400万吨的省主要是内蒙和山东,氢气产量超过300万吨的省主要有新疆、陕西和山西,200万吨以上的省份,主要是宁夏、河南、河北,基本上都在西北和华北地区。
从氢气的来源看,根据一些学者的分类,可以分为灰氢、蓝氢和绿氢三类。灰氢主要是利用化石能源,包括石油、天然气制取氢气,成本相对比较低,但是碳排放比较大。蓝氢是指在化石能源制氢的同时配合碳捕捉和封存技术,使得碳排放的强度相对比较低。但是目前根据相关报道,CCUS也就是差不多的技术,成本比较高。
绿氢主要是利用风电、光伏,包括水电、核电这样的可再生的清洁低碳能源来电解制氢,制氢的过程接近于0排放,但是成本也比较高。 目前国家的氢气大部分还是来自于灰氢,也就是来自于化石能源。
根据统计,从消费来看,氢气主要用于工业领域,合成氨占比在37%,甲醇用氢占19%,炼油大概占10%,氢气用于燃烧占15%,其他占19%,从比例可以看出使用相对比较分散,用于化工合成领域燃烧的比例比较低。
从能源效率来看,天然气、甲醇、焦炉煤气的效率在60~80%,煤制氢在50~60%的能源效率,电解水制氢的效率最低,目前是在50%以下的情况。从污染物排放来看,电解水制氢最低,因为它在制氢的过程中只有氧气排出来,在碳排放方面,从全生命周期来看,如果用水电或者风电、太阳能发电的话,对应产生的电来制氢,碳排放基本是0,也就是电解水制氢最低。
氢能在工业上和产业上未来的应用前景方面,氢能冶金是非常重要的一个应用领域。 前段时间因为碳中和对钢铁行业的影响,很多钢铁股票涨得非常好。
钢铁行业占全国碳排放总量大概有15%,应该说是制造业中最大的碳排放来源。主要是由于他们采用焦炭来冶金,焦炭主要有三个作用,第一个是作为燃料,第二个是作为还原剂,第三个是作为股价支撑,来实现铁矿石还原成铁的过程,氢气作为还原剂和燃料,能够替代焦炭实现这样的功能和作用。
目前欧盟包括瑞典等几个国家正在开展氢能替代焦炭的实验,综合信息来看,我们国家的宝钢、酒钢等企业,也在进行对应的研究或者是中小示范的项目,但没有进行工业化的运行。
从现有的数据来看,氢能替代焦炭冶金的前景非常广阔。 根据我们的统计,2020年钢铁行业的用煤大概7.3亿吨,如果被氢气去完全替代的话,这个需求会非常旺盛。
以瑞典的项目进行数据测算的话,大概450万吨的钢铁,需要150亿度电进行制氢。我们按照2020年10.5亿吨粗钢计算,大概需要3.5亿度电的体量,相当于2020年电力生产的47%。
也就是说,即便有10%的钢铁产量被氢气替代的话,我们国家至少也要有5%的电用于制氢去供给钢铁行业,所以这个市场是非常大的。
氢能的电池产业链主要包括制氢、加气站、燃料电池系统,还有燃料电池的一些应用。现在国家也出台了很多的政策,包括新能源的产业发展规划,包括2020年9月份的时候,下发了关于开展燃料电池 汽车 示范应用的通知,给予了行业比较大力度的补贴政策。
京津冀、长三角、珠三角,包括四川、山东大概31个省市级的区域性的政策和规划,也陆续出台,去支持地方的制氢产业的发展。
现在来看,跟钢铁行业的氢能冶金不同,氢能燃料电池产业基本上已经进入了商业化时期,应该很快就会实现大规模的应用,同时很多的大型央企也在布局氢气产业。
目前中石油、中石化包括国家能源集团,还有中船重工、东方电气、东方集团等大型的央企都在参与氢气产业。 根据中国的氢能联盟预测,2050年氢能在中国的能源体系的占比要达到10%,氢气的需求量将达到6000万吨,其中用于交通运输领域大概在2500万吨,基本上是在现在氢能产量的基础上翻一番的水平。
当然燃料电池的推广还有一些问题,最重要的是成本比较高,经济性还面临一定的挑战。目前氢燃料电池发动机比较贵,导致价格大概是燃油车的三倍,是电车的两倍左右,而且配套的加氢站费用也比较贵,一个加氢站大概建设费用是1500万左右,而且现在看的话,氢气的价格也比较高,每公斤的氢气大概在60~80元。
根据跟电动车和汽油车的对比,只有氢气降到40元以下,才有竞争的基础。
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关于碳达峰碳中和的认识与思考有哪些?
关于碳达峰碳中和的认识与思考有实现碳达峰碳中和是推动高质量发展的内在要求。实现高质量发展,就要坚定不移贯彻新发展理念,坚持系统观念。
以经济社会发展全面绿色转型为引领,以能源绿色低碳发展为关键,加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局,坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。
碳中和的例子
同时也要看到,实现碳达峰碳中和,是一场广泛而深刻的经济社会变革,绝不是轻轻松松就能实现的。这是一项复杂工程和长期任务,不可能毕其功于一役。这就要求我们目标上要坚定不移,策略上要稳中求进。
现实中,有的地方搞“碳冲锋”,有的搞“一刀切”、运动式“减碳”,这些都不符合党中央的要求,必须及时纠正。
从认识层面出发,实现碳达峰碳中和必须统筹好发展和安全两件大事,处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系,坚持全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险的原则。
从实践角度出发,要充分考虑国内能源结构、产业结构等基本国情,通盘谋划,先立后破,不能影响经济社会发展全局,确保传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。
实现碳达峰碳中和是一次大考,需要正确的政绩观,需要“功成不必在我”“功成必定有我”,坚持稳中求进,逐步实现。
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