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    碳中和行业发展研究报告:实现的途径、行业发展、龙头企业

    2022-02-22 18:27
    资产信息网
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    第一章 碳中和概念

    “碳中和”是指通过新能源开发利用、节能减排以及植树造林等形式,抵消人类生产生活行为中产生的的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”的过程。

    全球已形成碳中和共识。截至 2020 年底,全球共有 44 个国家和经济体正式宣布了碳中和目标,包括已经实现目标、已写入政策文件、提出或完成立法程序的国家和地区。其中,英国 2019 年 6 月 27 日新修订的《气候变化法案》生效,成为第一个通过立法形式明确 2050 年实现温室气体净零排放的发达国家。美国特朗普政府退出了《巴黎协定》,但新任总统拜登在上任第一天就签署行政令让美国重返《巴黎协定》,并计划设定 2050 年之前实现碳中和的目标。

    表 承诺“碳中和”的部分国家及地区

    资料来源:资产信息网 千际投行

    碳中和概念主要包含:新能源、节能环保以及特高压等领域的相关公司,涉及到的行业主要为工业与公用事业,在细分的子行业中,主要涉及电力与电气设备、环境与设施服务等。

    第二章 实现碳中和的途径

    2.1 碳中和行业产业链

    2.1.1 电力与发电设备行业

    电气化是碳中和的核心,而电力的绿色转型是实现碳中和的基础。由于其“标准化”和“可控化”,极高的能源利用效率和节能、清洁的用能方式,电力是工业化进程的“助推器”,也是优质的能源。电气化也是目前实现碳中和成本最低、最为成熟的技术路径,通过交通、工业和建筑等终端能源使用部门电气化水平的提升,将替代煤炭、石油等化石能源的消耗。

    发电设备的下游为电力生产以及电力消费的工业、农业、服务业、社会生活等。其中火电设备的上游行业为煤炭的开采与洗选,除火电设备之外还有风能、水能、太阳能等各类发电设备。

    图 电力产业链

    资料来源:资产信息网 千际投行

    风电设备的产业链中,上游为钢材、玻纤、树脂、电子元器件等材料生产加工行业,中游为结构件、发电机等安装和建设行业,下游为风力发电项目。

    图 风电产业链主要环节及降本路径

    资料来源:资产信息网 千际投行

    核电设备产业链中,上游为钢铁、核电铸件等原材料,其中钢材为基础材料,核电铸锻件为主要部件;中游为核电整机设备,分为核岛设备、常规岛设备和辅助设备三部分;产业链下游为核电站运营,目前只有中核、中广核和中电投以及华能集团具有核电站运营牌照。

    图 核电设备产业链

    资料来源:资产信息网 千际投行

    太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。其中太阳能电池是太阳能发电的主要部分,而晶硅是太阳能电池的主要材料。

    光伏产业链包括硅料、铸锭(拉棒)、切片、电池片、电池组件、应用系统等6个环节。上游为硅料、硅片环节;中游为电池片、电池组件环节;下游为应用系统环节。从全球范围来看,产业链6个环节所涉及企业数量依次大幅增加,光伏市场产业链呈金字塔形结构。

    图 光伏产业链结构示意图

    资料来源:资产信息网 千际投行

    图 光伏面板产业链

    资料来源:资产信息网 千际投行

    图 晶硅产业链成本

    资料来源:资产信息网 千际投行

    表 以中国广核为例分析主营结构

    资料来源:资产信息网 千际投行

    2.1.2 环境与设施服务行业产业链

    环卫行业产业链的上游主要为生产环卫清洁装备、垃圾处理装备等的环卫装备商,中游即为环卫服务商,负责垃圾分类清运、清扫保洁等,下游为固废处理商,进行垃圾处理,再生资源环境回收利用等。

    图 中国环卫行业产业链

    资料来源:资产信息网 千际投行

    2.2 技术发展

    对碳中和指数成分公司的各个专利申请人的专利申请量进行统计,排名前十的公司依次为:中国电建、海油发展、昊华科技、国网英大、蓝科高新、川仪股份、英威腾、聚光科技、华光环能、双良节能。

    图 碳中和指数(885919.TI)成分公司主要专利数量统计

    资料来源:资产信息网 千际投行

    碳汇是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施,利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在植被和土壤中,以减少空气中二氧化碳的浓度。增加碳汇是应对气候变化的一项重要措施。通过认证机制确认的碳汇(证明碳汇的额外性)将可以进行交易,购买碳汇的机构和个人可以用来抵消自身的碳排放。碳汇发展的瓶颈是土地资源及种植和养护成本,这些因素限制了可增加碳汇的规模。

    增加碳汇,即固定空气中的二氧化碳减少空气中的碳浓度,通过发展固碳技术或者生物碳汇。生物具备强大的固碳潜力,因此有效开发生物固碳可以成为缓解气候变化举措的补充。2015 年,中国在巴黎气候大会发布了国家自主贡献目标,其中:2030 年比 2005 年增加森林蓄积量 45 亿立方米。根据国务院研究发展中心资环所报告 《中国新能源发展 2050:新能源、新经济》测算,2050 年,我国碳汇规模约为 8 亿吨。

    CCUS(碳捕集、封存和利用)技术指在生产过程中提纯二氧化碳,通过管道、公路、铁路等进行压缩运输,从而加以利用,或注入深层地质构造进行封存的相关系列技术。

    联合国气候变化专门委员会、国际能源署等专业机构的研究表明,若要实现巴黎协定中1.5℃和2℃的温升目标,CCUS 技术不可或缺。根据 IEA 预测,相较于巴黎协定 2℃的温升目标,为实现 2050 年全球碳净零排放的额外脱碳工作中,CCUS(碳捕获、利用与封存技术)将贡献 25%的份额,而其余 35%来自电气化的增加,20%来自生物能源,5%来自氢气。而清华大学气候变化与可持续发展研究院在我国节能减排路径的研究中也指出,2060 年碳中和目标只有在强化政策并叠加 CCUS 技术使用后才可实现。

    直接空气碳捕集(Direct Air Capture)技术是从空气中捕集二氧化碳并转化为产品封存起来。目前收集到的二氧化碳可以转化为合成燃料、注入水泥中或岩石中,或用作化学和塑料生产的原料等。但是 DAC 成本比 CCUS 的成本还要高,目前约 400-600 美元每吨,因此产品应用市场有限21。

    CCUS 和 DAC 技术作为负碳技术,是实现碳中和的重要技术路径,是其他领域很难完全实现零排放的时候需要的技术。对煤炭、煤化工、石化行业等行业,在碳中和目标下,这 类负碳技术的大规模、低成本的商业化开展是延续其生存的唯一希望,可以作为这些产业转型的重点探寻方向。

    图 CCUS技术路径

    资料来源:资产信息网 千际投行

    2.3 政策监管

    环卫服务行业属于工业的子行业之一,受到相关政府部门监督管理及行业协会自律监管。行业行政主管单位包括国务院、发改委、财政部、住建部等部门,以上相关部门在各自职责范围内依法对涉及特定领域实施监督管理。本行业的自律监管机构包括全国工商联环境商会等。

    图 国内环卫服务行业相关政策

    资料来源:资产信息网 千际投行

    发电设备行业属于工业的子行业之一,受到相关政府部门监督管理及行业协会自律监管。行业行政主管单位包括国家发改委、国家能源局等部门,其中国家发改委主要负责行业规划和产业政策的制订,国家能源局,其主要职责包括研究提出能源发展战略、政策,研究拟定发展规划,研究提出能源体制改革的建议,推进能源可持续发展战略的实施,组织可再生能源和新能源的开发利用,组织指导能源行业的能源节约、能源综合利用和环境保护工作。行业的自律监管机构包括中国可再生能源学会风能专业委员会、中国钢结构协会等。

    图 电力与发电设备行业相关政策

    资料来源:资产信息网 千际投行

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