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    碳中和目標下的投資機會——5大產業鏈與18個賽道

    網絡整理 2023-10-16

    本文來源:海南省綠色金融研究院】

    1.1 中國減碳目標彰顯大國責任

    碳中和與綠色發展已成為全球各國共識,根據2021年領導人氣候峰會資料,截至2020年提出碳中和目標的國家已達126個,占全球碳排放總量約51%,其中,有53個國家和33個地區承諾實現100%清潔能源。中國是全球最大的二氧化碳排放國,全球能源巨頭BP集團統計數據顯示,2019年全球碳排放總量達到341.69億噸,而中國碳排放總量達到98.26億噸,位居全球首位,占比約29%。

    2020年9月22日,習近平總書記在第 75 屆聯合國大會一般性辯論中提出了中國碳達峰、碳中和“3060目標”。12月,習近平總書記在氣候雄心峰會上宣布:到2030年,中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右,森林蓄積量將比2005年增加60億立方米,風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。

    1.2 從碳排放源看減碳路徑

    碳排放的來源決定碳中和目標下的減碳路線。按照經濟部門類型,可將碳排放源分為五類:電力與熱力部門、工業部門、交運部門、建筑部門、其他部門。根據國際能源署(IEA)2018年數據,中國電力與熱力部門碳排放占比最高,達到51%,其次為工業部門,占比28%、交運部門占比10%、建筑部門占比4%;中國碳核算數據庫(CEADs)數據顯示,2017年碳排放占比前四行業依次為供電與供熱44.37%、鋼鐵冶煉及加工17.96%、非金屬礦產12.53%、運輸倉儲及郵電7.75%,合計占全國碳排放總量的80%以上。

    從國際比較來看,各國碳排放源的結構性差異,更多是由產業結構差異造成的。美歐日等發達經濟體雖然電熱部門同樣是碳排放主力,但工業部門碳排放占比更低,交運部門占比更高。其中,工業部門的碳排放,主要來源于鋼鐵、電解鋁、水泥等行業。


    圖片  圖1:碳排放源:電力與熱力部門是碳排放最大領域,數據為2018全年數據

    資料來源:IEA,華泰證券研究所

    從全球來看,電熱力部門、工業部門、交運部門都是碳排放的主要來源部門。中國能源、工業和交通運輸三個領域合計碳排放占比超過90%,是未來實現碳中和目標節能減排的關鍵領域。從碳排放源出發,中國碳中和的路徑,主要也是電力部門脫碳化、工業部門節能化、交運部門電力化、建筑部門綠色化,除此之外,還有公共部門承擔著環保減碳的責任。其中,電力部門脫碳路徑比較清晰,即發展光伏、風電替代火電,交運部門的減碳技術更為成熟,目前新能源汽車已進入發展快車道,而工業部門減碳的難度最大,一方面要靠能源替代(綠電代替化石能源,如電解鋁),另一方面,要靠電氣化(如鋼鐵行業)或新技術、新工藝(如水泥)。


    圖2:碳中和的主要路徑

    資料來源:BP Energy,中國生態環境部,中金公司研究部

    2、碳中和目標下,相關投資迎來爆發期

    全球迎來碳中和投資熱潮,碳中和、零排放正在以前所未有的方式重塑投資。高盛集團預計2021年可再生能源的開支將首次超過石油和天然氣。為了響應全球應對氣候變化的《巴黎協定》,來自全球16個國家的超過275家大型資產管理機構,成立了“全球機構投資者應對氣候變化組織”(IIGCC),并已經提出“零碳投資框架”(The Net Zero Investment Framework),參與機構所管理資產規模已達35萬億美元。另外,全球較有影響力的33家資產擁有者(出資人,特別是一些主權財富基金),也成立了“聯合國零碳出資人聯盟”。

    中國碳中和目標下,全社會投資規模是百萬億級別的。中國投資協會和落基山研究所、清華大學氣候變化與可持續發展研究院、國家氣候戰略中心、中金公司等機構的研究均顯示,碳中和帶來的投資規模是百萬億級別的。中國投資協會和落基山研究所《零碳中國·綠色投資:以實現碳中和為目標的投資機遇》報告估計,在碳中和愿景下,中國在可再生能源、能效、零碳技術和儲能技術等七個領域需要投資70萬億元。清華大學氣候變化與可持續發展研究院《中國長期低碳發展戰略與轉型路徑研究》報告認為,實現1.5℃目標導向轉型路徑需新增投資約138萬億元,超過每年GDP的2.5%。據國家氣候戰略中心測算,為實現碳達峰碳中和目標,到2060年,我國新增氣候領域投資需求規模將達約139萬億元,年均約為3.5萬億元,占2020年GDP的3.4%和全社會固定資產投資總額的6.7%左右,長期資金缺口年均在1.6萬億元以上。根據中金公司的測算,碳中和帶來的綠色能源投資規模預計達到60萬億元,其中,光伏行業的累計裝機量相當于現在的大概40倍。

    碳中和投資資金需求巨大,僅靠政府投入是遠遠不夠的,更多需要依靠社會資本,碳中和所帶來的綠色投資需求將為金融機構提供綠色金融業務快速成長的機遇。

    3、碳中和投資的五大產業鏈

    碳中和的減碳路徑,對應著五大產業鏈:電力部門脫碳對應新能源產業鏈,工業部門減碳對應節能減排產業鏈,交通部門減碳對應新能源車產業鏈,建筑部門減碳對應著綠色建筑產業鏈,公共部門減碳對應著環保產業鏈。


    表1:碳中和背景下減碳路徑對應的投資機會

    資料來源:作者整理

    3.1 新能源產業鏈——風光發電、分布式發電、儲能、特高壓、智慧電網

    零碳發電技術當前已經相對成熟,未來將成為主流。從長期趨勢來看,光伏、風電等清潔能源的成本仍會大幅下降,最終將接近煤電的成本??稍偕茉粗?,光伏和風電最具潛力,根據IEA《世界能源展望2020》到2025年太陽能光伏發電年裝機容量將增長兩倍,并將持續增長到2030年。2030年太陽能光伏和風能在全球發電中的總份額將從2019年的8%上升至近30%,未來光伏發電將主導全球能源供應。

    風光發電。習近平總書記在氣候雄心峰會上提出:2030年中國風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。據此測算,2021-2030年期間,中國風光發電裝機量每年新增約68.93GW。國家發展改革委的測算數據與此一致,預計2020-2030年間我國風電、光伏總裝機容量將提升7.58億千瓦,年均新增約0.69億千瓦,年均增速較2015-2019年間提升9.02%。

    而實際上“十四五”期間我國風光發電每年裝機量可能會超過1.2億千瓦。光伏行業協會預測,“十四五”期間國內市場保守和樂觀預計分別可達0.7億千瓦和0.9億千瓦?!讹L電北京宣言》表示,保證年均新增風電裝機0.5億千瓦以上,2025年后,中國風電年均新增裝機容量應不低于0.6億千瓦,到2030年至少達到8億千瓦,到2060年至少達到30億千瓦。根據全球能源互聯網合作組織《中國“十四五”電力發展規劃研究》測算,“十四五”期間,預計光伏新增裝機容量3.22億千瓦,風電新增裝機容量3.13億千瓦。期間光伏裝機容量平均每年約64.4GW,風電裝機容量平均每年約62.6GW,風光發電裝機量合計每年約127GW。根據落基山研究所和能源轉型委員會在《電力增長零碳化(2020-2030):中國實現碳中和的必經之路》中的預測,2030年之前平均每年光伏和風電的新增裝機規模預計在110GW以上。

    目前的光伏和風電的裝機總容量與2030年的目標相比還有非常大的發展空間。中金公司預計到2060年國內光伏發電、風電裝機將較2019年增長35倍、7倍,并催生儲能裝機達到電力裝機的近30%。

    伏發電中,分布式光伏是未來的發展重點之一。中國光照資源集中在西北地區,而用電負荷集中在東部沿海與東南地區,分布式光伏能有效改善這一問題。以累計裝機率計,截至2020年二季度末,國內分布式光伏滲透率僅31%,顯著低于發達市場67%的平均水平。國家能源局《2020年能源工作指導意見》提出,要“加快中東部和南方地區分布式光伏、分散式風電發展”,“十四五”期間分布式光伏政策助力或將高于集中式光伏。此外,綠色建筑相關政策也有望助推分布式光伏產業。

    儲能行業。儲能的形式除了抽水蓄能之外,還有電化學儲能,甚至未來氫也可能成為儲能方式。目前多地已制定儲能發展支持政策,各地方政府和電網部門于2020年相繼提出新增新能源項目配置5%-20%儲能系統的需求。根據《零碳中國·綠色投資:以實現碳中和為目標的投資機遇》報告,電化學儲能的規模將從2016年的189MW增長到2050年的510GW。據中關村儲能產業技術聯盟(CNESA)發布的《儲能產業研究白皮書2021》,2020年中國新增電力儲能項目投運容量2.7GW,已投運的累計裝機容量達33.4GW,預計2060年裝機規模將達420GW左右,需求空間大。未來儲能成本也將不斷降低,據彭博新能源財經(BNEF)研究,儲能成本在過去10年間每年平均下降10%-15%,現已突破1.5元/Wh的系統成本經濟性拐點,到2040年,全球儲能項目累計裝機規模將達到1095GW/2850GWh,對應投資規模6620億美元。

    特高壓。相比傳統高壓輸電,特高壓在遠距離傳輸時損耗下降60%,可保障“西電東送”,有效化解資源與負荷區域錯位問題。目前我國特高壓路線投資力度較大,據賽迪顧問《“新基建”之特高壓產業發展及投資機會白皮書》預計,到2025年,特高壓產業與其帶動產業整體投資規模將達5870億元,到2025年,中國將有超過30條新建特高壓線路工程迎來相繼核準。

    智慧電網。能源互聯網是互聯網技術、可再生能源技術與現代電力系統的結合,是信息技術與能源電力技術融合發展的必然趨勢,碳中和愿景定調電網智能化信息化,有望迎來高景氣。

    3.2 節能減排產業鏈——工業流程低碳改造、節能裝備、氫能、資源再生利用

    非電力部門減碳方式包括三個方面,一是通過電氣化、能源替代、原材料減碳等進行工業流程低碳改造;二是節能減排,降低能耗,減少排放;三是資源綜合利用,發展循環經濟與再生產、再利用產業。

    工業流程低碳改造。一是電氣化,如高電氣化的短流程工藝代替長流程工藝。根據中國電動汽車百人會發布的《中國氫能產業發展報告2020》測算,低電氣化的長流程(高爐-轉爐)制造噸鋼產生2.1噸碳排放,而高電氣化的短流程(電弧爐)+清潔電力制造噸鋼僅產生0.6噸碳排放。根據2019年9月工信部發布的《電爐煉鋼指導意見》,十四五期間,將通過推動長流程鋼廠轉型短流程、優化短流程煉鋼產能布局等方式,將電爐鋼滲透率提升至20%,單位能耗降低10%,全國鋼鐵工業廢鋼比提升至30%,廢鋼供給能力提升至3億噸左右。二是能源替代,如電解鋁行業電力脫碳是首選路徑,水電空間暫時受限。水電生產電解鋁成本優勢明顯,但面臨資源稟賦限制,碳減排路徑大概率為直接去火電電解鋁產能。三是采用碳排放強度低的原材料代替高碳原材料,如水泥行業,產生的碳排放40%為生產過程中的燃料釋放,60%為石灰石煅燒過程中的排放,除了能源替代,目前行業通行辦法是使用粉煤灰和礦渣、氧化鎂材料等非石化材料替代石灰石,但目前可用性受到限制,水泥行業深度減碳仍待技術突破。

    氫能。非電力部門中,部分領域較難實現電氣化,在此背景下,氫能與燃料電池是較好的替代性解決方案,一是長距離、載重運輸設備較難采用動力電池實現電氣化,如商用車、航運、航空等;二是工業領域的煉鋼使用氫氣替代天然氣作為還原劑,能在當前的電爐鋼技術上進一步減排,同時氫能未來也有望在化工領域實現對化石燃料的替代。中國氫能聯盟預測,2020-2025年中國氫能-燃料電池產業規模年均復合增長率達22%,其中加氫站、燃料電池車、燃料電池系統數量年均復合增長率有望分別達43%、71%、35%。瑞信預測2025年中國燃料電池車保有量將達到約14.7萬輛,2030年將達到約100萬輛。瑞信的分析顯示,加氫站分銷環節的成本下降潛力最大,此環節利用率的提高可以大大推動固定成本攤銷的降低,再加上設備成本的降低,2025年加氫站分銷成本預計比目前降低70%。

    節能裝備。從政策方面,政府近年來已經從多方面推動了工業領域的節能行動。節能產業在國務院《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》(國發〔2021〕4號)中被反復強調。再如,發布《工業領域電力需求側管理工作指南》,實施國家重大工業專項節能監察、工業節能診斷行動、工業節能與綠色標準化行動;開展工業領域電力需求側管理專項行動;培育能源服務集成商,促進現代能源服務業與工業制造有機融合等。

    資源再生利用。主要是廢舊資源再生利用、生活垃圾綜合利用、汽車零部件及機電產品再制造等領域。如廢鋼回收,廢鋼是短流程煉鋼的主要原料;電池回收,據動力電池應用分會預測,2030年動力電池回收市場規模將超千億元,隨著第一批新能源汽車進入報廢期,退役電池數量開始呈現規?;厔?;垃圾焚燒發電,《第二次全國污染源普查公報》顯示,2011-2020我國垃圾焚燒廠的數量增加303%、焚燒處理量增加577%。根據廣發環保團隊《“國補”逐漸明朗化,多加公司預期迎來投產高峰》的研究報告測算,預計2030年全國垃圾焚燒產能將達149萬噸/日,預計發電量可達1876.40億度/年,對應的碳減排量可達1.55億噸/年。

    3.3 新能源車產業鏈——新能源車、電池、充電樁、智慧交通

    新能源車。新能源汽車是交通部門減碳的關鍵所在,NEV積分政策近年來呈現收緊趨勢,進一步推動了新能源車的滲透速度。2020年10月印發《新能源車產業發展規劃(2021-2035年)》再次重點強調了“發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路,是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措”,并提出“到2025年,新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20%左右”,“到2035年,純電動汽車成為新銷售車輛的主流,公共領域用車全面電動化”。而中汽協預測2025年汽車新車銷量將達3000萬輛,據此基于2020年數據推算,新能源車產銷邊際距實現目標存在至少470萬輛的缺口,接近2020年產量的4倍,預計未來5年年均復合增速超過35.8%。

    新能源電池。新能源車產銷持續擴張還將進一步拉動上游電池、設備以及電子元件的需求,同時對充電樁等配套設施的建設也將形成巨大推力。動力電池是電動車最核心、價值量最大的零部件,也是新能源車行業的核心競爭要素,成本占比高達42%。根據國信證券預測,得益于下游需求增長及車型改善,預計未來5年全球動力電池裝機量有望實現36%以上的年均復合增速;與此同時,電化學儲能市場也迎來高增長階段,2025年全球鋰電池需求量預計達1187GWh。

    充電樁。受益于中國新能源汽車行業的快速發展,充電基礎設施需求隨之提升。截至2021年5月,我國共保有公用充電樁88.4萬臺,公用充電樁車樁比僅為約 6.7:1。2015-2019年,中國新能源汽車充電樁行業市場規模(按充電樁建設規模統計)由12.6億元增長至56.6億元,年復合增長率為45.7%。隨著充電基礎設施建設的提速,預計2024年市場規模將達到179.0億元。

    智慧交通。是指依靠互聯網、大數據、物聯網及人工智能等多種信息技術匯集交通信息經過實時的信息分析與處理后,最終形成的高效、安全的交通運輸服務體系。據國家統計局和沙利文研究數據,中國城市軌道智慧化市場規模由2014年的 100.9億元增長至2018年的226.5億元,城市軌道交通的飛速發展帶動智慧交能行業的市場規模不斷擴大,預計中國城市軌道智慧化市場規模將在2023年達到442.5億元。

    3.4 綠色建筑產業鏈——環保建材、裝配式建筑

    “碳中和”背景下,建筑業有望迎來新調整,環保材料與裝配式建筑的發展有望進一步提速,將成為未來建筑行業發展的必然趨勢。根據住建部測算,裝配式住宅的單位平米碳排放,比傳統住宅低近30kg,減排主要來自于保溫材料與水泥砂漿的消耗。對照海外發達經濟體,當前中國裝配式建筑滲透率提升空間較大,2019年,中國裝配式建筑滲透率為13%,海外發達經濟體普遍為70-90%。住建部《“十三五”裝配式建筑行動方案》明確,2020年裝配式建筑占新建面積比例達15%以上,2016年,國務院辦公廳《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》指出,力爭用10年左右時間,使裝配式建筑占新建面積的比例達30%,預計碳中和頂層設計下,“十四五”期間裝配式建筑相關政策有望持續跟進。

    3.5 環保產業鏈——環保裝備,污染治理,碳捕獲、封存與利用(CCUS)

    環保裝備與污染治理。包括廢水、廢氣、廢渣、土壤污染的監測、處置設備與材料。中國正處污染治理的投資高峰期,較發達國家仍有不小的提升空間。根據財政部數據,近年全國公共財政節能環保支出依舊維持快速增長,2016至2019年支出復合增速達16%,2019年節能環保支出7390億元,同比增長17.35%,由于受疫情影響,2020年節能環保支出為6317億元,同比下降14.1%。從環保支出占GDP的比重來看,中國環保投資占GDP比重不足1.5%,而發達地區穩定在2%左右,相比而言仍有不小的差距。

    CCUS。根據聯合國政府間氣候變化委員會(IPCC)的調查,碳捕集與碳封存技術的應用能減少全球二氧化碳排放量20%-40%,在雙碳目標下,大型鋼廠、水泥廠、化工廠等排放場景對于碳捕捉技術需求提升,《全球碳捕集與封存現狀報告 2020》認為,水泥、鋼鐵和化工行業屬于最難脫碳的行業,能源轉型委員會(ETC)和國際能源署(IEA)等數家機構的多份報告均表明,如果不采用碳捕獲與封存技術,前述行業幾乎不可能實現凈零排放,且無論如何也逃不過成本升高的結局。對于減排難度較大的行業來說,碳捕獲與封存技術是最成熟,成本效益最好的選擇。碳捕捉目前依然在成本高、成果小的早期階段,美國目前有38個CCUS商業設施,占全球總數過半,年二氧化碳捕獲量約2500萬噸。中國目前僅部署10個示范項目,累計封存二氧化碳量約200萬噸。

    參考文獻:

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