生物质研究报告

文章来源：太阳能资讯与工程官微（zgtyngc）原标题：【透过报告看发展】可再生能源取暖目标总体完成率超50% 生物质和太阳能供暖发展相对滞缓根据十部委《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021）》为可再生能源供暖设定的目标，到2021年，生物质清洁供暖面积目标达到21亿平方米，地热供暖面积10亿平方米，太阳能供暖面积5000万平方米。近日发布的《中国散煤综合治理研究报告2020》称，目前，可再生能源供热技术以生物质能、地热和太阳能供热技术为主，风电供热仍处于试点示范阶段。《报告》称，“十三五”期间，可再生能源供热得到了一定的发展，据初步估算，截止到2019年底，可再生能源取暖目标总体完成率约达51%。截至2019年底，生物质取暖面积约4.8亿平方米，地热取暖面积约11.23亿平米，太阳能采暖为500万平方米。由此来看，在可再生能源供暖中，地热供暖发展最为迅速，生物质供暖与太阳能供暖与《规划》中设定的目标相比还存在较大差距。图：2016-2019年生物质和地热供热发展趋势《报告》针对可再生能源供热详细介绍称，生物质能供热主要包括生物质热电联产和生物质成型燃料供热，据国家能源局数据，2019年我国生物质发电新增装机为473万千瓦，农林生物质发电为173万千瓦，垃圾焚烧发电为300万千瓦，新增装机以热电联产机组为主。热电联产项目主要分布在山东、河北、辽宁、黑龙江、吉林、河南等地，2019年其供热面积总计达3.4亿平米。截至2019年，全国生物质成型燃料供热年利用量约1700万吨，供热项目约1300个，供热面积约为1.4亿平方米。从地区分布来看，生物质成型燃料供热市场多集中在京津冀鲁、珠三角、中东部地，据不完全统计，这三个区域生物质成型燃料年利用量分别为500万吨、350万吨和450万吨。地热供暖主要包括浅层地热和水热型地热两种利用方式，2010年以来，我国浅层地热能利用以年均28%的速度递增，截至2017年底，中国地源热泵装机容量达2万兆瓦，位居世界第一，实现供暖（制冷）建筑面积超过5亿平方米。2019年底，浅层地热供热面积达8.41亿平方米，位居全球第一。近10年来，中国水热型地热能直接利用以年均10%的速度增长，已连续多年位居世界首位。据不完全统计，截至2017年底，全国水热型地热能供暖建筑面积超过1.5亿平方米。2019年底，水热型地热供热面积为2.82亿平方米。针对太阳能供暖，根据调研估算，目前在河北省、山东省、河南省等地，约有5万户采用太阳能采暖。为保障下一步散煤治理工作的有效推进，《报告》建议，强化可再生能源供热在散煤治理中的地位。制定可再生能源供热中长期发展规划，提出可再生能源供热的总量目标、技术路线、重点区域、重点项目、保障措施。鼓励热、电、冷等多种形式的能源利用方式，保障可再生能源的高效多元利用，补齐我国可再生能源发展在供热制冷领域的短板。从资源调查、技术研发，推广应用、标准制定，标准实施、激励政策，市场监管等方面支持可再生能源供热。

讲座名称：发展生物质耦合及转换发电，促进中国煤电的低碳转型报告人：倪维斗院士报告时间：2019年4月视频时长：14分（查看视频点击阅读原文，或链接http://www.eptchina.com/video/record201907143487.html）内容简介:第二届燃煤锅炉耦合生物质发电技术应用研讨会发展生物质耦合及转换发电，促进中国煤电的低碳转型中国工程院院士/清华大学能源与动力工程系/原副校长倪维斗去年在天津召开的《第一届燃煤锅炉耦合生物质发电技术应用研讨会》的基础上，今年我们又在石家庄召开了第二届研讨会，作为会议主席，我首先感谢各位代表的热情参与和各位专家将要在会议上的精彩发言，并祝贺这次会议的成功召开。大家知道，应对气候变化，推进绿色低碳发展是我国生态文明建设的重要内容，也是加快转变经济发展方式、调整经济结构的重大机遇。2015年签署的《巴黎协定》塑造了全球能源低碳发展的方向，同时也对未来煤炭的使用提出了严格的限制。就在刚刚过去的2018年11月，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）又发布了《全球升温1.5℃特别报告》，进一步提出：要将全球升温控制在1.5℃，到2050年煤炭在全球电力供应中的比例要降低至接近为零。这无疑对以煤炭为主的我国的能源发展提出了更严峻的挑战。在应对气候变化和实现经济发展的双重目标下，我国能源实现绿色低碳转型的过程实际上是非化石能源与煤炭赛跑的过程。目前在我国的煤炭消费量中，电煤消耗约占一半，未来煤炭还会向煤电集中，因此，在未来几十年内，煤电工业面临的减碳压力最大。煤电目前的排放水平约为850-1000g/kWh，尽管通过提高效率，例如采用最先进的两次再热技术，碳排放可以下降到670g/kWh，但这同巴黎协定要求的100g/kWh相差甚远，单纯依靠提高效率不能解决煤电的低碳问题。除了提高效率以外，碳捕捉和储存(CCS)技术，也是一种可能的选择方案。但CCS技术面临着高能耗、高水耗、高成本和高占地要求的难题，而且从技术适宜角度来说，采用CCS后的煤电更宜用于稳定基本负荷，无法实现灵活调节来配合可再生能源的大量使用，因此，煤电采用CCS并不是我国煤电低碳化的优化选择。因此，煤和生物质耦合发电，并逐步过渡到完全燃用生物质发电，认为这是一个惠而不费、快速可靠地解决煤电低碳发展的优化方案，其原因和依据有三：一是由于掺烧生物质可以显著降低煤电的碳排放，而纯烧生物质甚至可以几乎做到碳近零排放，二是煤电掺烧以及100%燃用生物质，不仅可以最大限度地保留煤电的主要设备，经济性好，而且保留煤电可靠、稳定和灵活可调的技术优点，可以作为可再生能源大规摸发电的可靠灵活调度电源；三是在燃用生物质的基础上，如果再采用二氧化碳捕集和埋存，即所谓的BECCS，可以实现负碳排放，使得煤电不仅不再是碳排放的负担，而且成为碳调节器和减碳救星。IPCC1.5度报告中，认为要实现2050年温室气体净零排放，必须使用BECCS技术。正是因为这种惠而不费的特点,煤电改、掺烧生物质也已经成为国际趋势。《巴黎协定》后，欧盟国家在积累20年燃煤耦合生物质发电经验的基础上，正在从燃煤生物质耦合发电向燃煤生物质转换发电过渡。基于我国能源仍然以煤为主的现状，要实现煤电的生物质燃料的耦合和转换，国家的政策推动和激励是关键，巨大的生物质燃料供应产业是支撑，可靠的混烧以及生物质燃煤技术是基础。目前，煤电和生物质耦合发电及生物质转换发电从技术上已经成熟。根据现有技术，煤粉炉和循环流化床锅炉电厂均可改造发展成为与生物质耦合掺烧直至转换成100%燃烧生物质的火电厂。现在全世界共有150多套大容量燃煤电厂煤与生物质耦合混烧发电的实例，英国Drax电站已经成功地从掺烧开始，逐渐将6台中的4台66万千瓦煤电机组改造成100%燃用生物质,而且建立和发展了完整的供应链及燃料生产、运输、处理、燃烧技术。在我国，2018年6月国家能源局和生态环境部也批准了84项燃煤火电厂生物质耦合发电试点工程，标志着我国较大规模地开展煤电生物质耦合发电改造工程的开始。然而，不言而喻，要支撑我国超过10亿千瓦的煤电的低碳转型，所需要的生物质数量是巨大的，传统仅靠自然产生的农林生物质以及城市垃圾用作燃料的做法，不可能支撑转型发展，因此需要在政策强有力的支持和激励下，规划和建立生物质燃料保障体系。为此，我们提出以下建议:第一，重视煤电工业低碳转型问题，确定把用生物质逐步替代煤炭、将煤电转变为低碳火电的发展路径,作为实现我煤电低碳转型的战略途径。第二，开展建设生物质燃料的全国性产业的顶层设计，将其与解决“三农”、大气污染、荒漠化治理、能源发展、经济可持续发展等重要问题以及循环经济、绿水青山理念综合在一起全面考虑和规划，将发展全国性生物质燃料产业，作为国家生态文明建设和低碳发展战略的横贯性组成部分。第三，研发和示范大型煤电掺烧和100%燃用生物质的技术，并将其作为“一带一路”煤电技术出口的新选项，迅速扭转我国出口煤电技术造成带路国家高碳锁定的批评舆论。第四，开展一系列的战略研究：一方面，摸清2050年实现电力工业低碳转型所需要的作为基础、稳定和灵活性电源的火电的容量，以及因此所需保证的生物质燃料需求量;另一方面,摸清中国生物能源资源的现状，土地资源状况，生物能源的技术和前景，判断未来生物质能生产的潜力，并研究国际生物质燃料市场情况和未来大规模进口生物质前景。综上，我国能源体系和煤电工业正处在低碳转型的关键期，应该抓住这一难得的历史机遇，全面建立生物质燃料的全国性产业，通过政策推动实现生物质逐步替代煤炭，实现我国绿色低碳和经济发展的双重目标，成为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者和引领者。文章摘选自中国电力科技网官方网站，如涉及版权问题，请联系公众号后台。

（报告出品方/作者：安信证券，张汪强）1. 万亿生物基蓝海新赛道，政策引导消费渐成流行趋势近年来，生物科技领域高速发展，并不断在能源、 化工、材料、农业、医药等方面获得新的应用。生物基替代化石基产品，并转向低碳经济是 全球解决经济增长及环境问题的长期战略。1.1. 转型低碳经济，生物基产业万亿新蓝海生物基产品包括燃料、化学品及材料，与人们的衣食住行息息相关。根据欧盟领先市场倡议 （LMI），生物基产品是指源自生物质的非食品产品，范围包括生物燃料、化学品及下游材料。 该概念不包括纸浆和纸张，木制品以及以生物质为能源的传统生物基产品（例如秸秆）。转向低碳循环经济已成为全球共识，生物基产业是其中重要一环。低碳经济是指在可持续发 展理念指导下，尽可能地减少化石能源消耗，减少温室气体（Greenhouse Gas，GHG，CO2 为主）排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢。通过生物质—生物基产品—循环利用 或燃烧—CO2—生物质可以形成一个完整的闭环而减少温室气体排放，因此发展生物基产业 是低碳经济的重要环节。生物基产业是一片广阔新蓝海，赛道众多，总市场规模近 8000 亿美元，缺口近 6000 亿美 元。据经合组织（OECD）预计，全球有超过 4 万亿美元的产品由化工过程而来，在未来的 10 年，至少有 20%的石化产品、约 8000 亿美元的石化产品可由生物基产品替代，目前替代 率不到 5%，缺口近 6000 亿美元。1.2. 碳中和战略下减排重要手段，政府力推产业升级各国力推生物基产业转型升级并制定远期碳中和战略目标。据美国《生物质技术路线图》规 划，2030 年生物基化学品将替代 25%有机化学品和 20%的石油燃料；据欧盟《工业生物技 术远景规划》规划，2030 年生物基原料替代 6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品由生 物基制造；我国规划未来现代生物制造产业产值超 1 万亿元，生物基产品在全部化学品产量 中的比重达到 25%。欧美力推 2050 年实现碳中和，我国紧随其后，随着三大经济体政策上 的推进，全球碳减排进程开始加速。碳减排等三大优势是世界各国政府力求向生物产业转型升级的主要原因：1）碳减排：《巴黎 协定》全球性公约约束，生物基替代石化产品削减温室气体排放有助于解决全球气候变化问 题，加速碳中和进程；2）可持续：长期来看化石能源开采不可持续，转向生物产业势在必 然；3）促发展：通过新兴产业刺激国家区域经济发展、提高就业率等等。全球性气候问题及《巴黎协定》公约约束下，低碳生物基产品成为石化产品的最佳替代方案。近三十年来，全球 CO2排放量屡创新高，2019 年达到 342 亿吨，环境问题刻不容缓。在此 背景下， 2016 年全球 178 个国家和地区在纽约签署《巴黎协定》，为 2020 年后全球应对气 候变化行动作出安排。根据巴黎协定，要把全球平均气温较工业化前水平升高控制在 2 oC 之内，实现真正的低碳经济，则意味着未来全球 1/3 的石油储量、1/2 的天然气储量和 80% 以上的煤炭储量应保持未使用状态，未来生物基替代化石基产品将成为大势所趋，且是应对 温室气体排放的最佳手段。生物基产品制造和使用过程中均能大幅削减碳排放，随着生物基 产品占比逐步提高，减排优势将更加显著。欧美引领的“碳中和旗帜”下，我国能源转型迫在眉睫。据碳交易产业联盟资讯，2020 年 9 月，欧盟承诺到 2030 年减排从 40%提高至 55%，而目前拜登上任后首要任务就是使美国回 归《巴黎协定》。在欧美引领“碳中和”并抢夺“碳定价权”背景下，我国作为全球 CO2 排 放量最大的国家，制定 2030 年前碳达峰，2060 年前碳中和的宏大目标不仅是责任担当，更 是避免掣肘于巴黎协定下的“能源限制”。长期来看，这将对我国煤炭、石化能源及加工等 传统高能耗高排放产业产生深远影响，转型生物基产业已是箭在弦上。长期来看化石能源开采不可持续，转向生物产业势在必然。据 OPEC 数据， 2018 年世界原 油储量近 14980 亿桶，而世界原油供给量逐年递增，2019 年达到 361 亿桶/年，假设未来供 给增长速度不变且无新增油储量，预计至 2050 年原油资源将枯竭。相比之下，生物质为原 料的生物基产业避免了对化石资源的依赖，具备可持续性。据 Nova institute 数据，地球每 年生产 1500-1750 亿吨生物质，而 2018 年全球生物质总需求量仅为 123 亿吨，不到年生产 量的十分之一。其中动物饲料部门占最大份额，为 60%，其次是生物能源（16%，主要是木 材）、食品（12%）、材料使用（10%，例如建筑业用木材）和生物燃料（2%）。生物基聚合 物生物质需求量目前仅占 0.034%。表明全球的生物质资源仍有极大的开发潜力。如今许多 国家面临工业化持续发展而化石资源相对匮乏的矛盾，积极发展生物基产业成为了世界各国 的最佳选择。欧美生物经济战略初尝硕果，为后来者提供道标。据美国农业部（USDA）生物优先计划 （BioPreferred）的跟踪报告，2016 年生物基产业对美国经济的总贡献为 4590 亿美元，占 GDP 的 2.5%，其中包括 1570 亿美元的直接产值和 3020 亿美元的间接产值；该行业雇用 465 万工人，包括直接支持生物基产业的 168 万个直接就业及 298 万个间接就业，生物基产 业的每个工作都负责支持经济其他部门的 1.78 个工作。据 JRC 数据，欧盟 2014 年生物基 工业经济（不含食品、饲料及其他农业部门）产值 6740 亿欧元，就业人数 330 万。由此可 见，生物基产业带来的规模经济效益相当可观，为政府推动产业的转型升级提供了动力。1.3. 财政扶持与碳价政策双管齐下，为生物基产业发展铺平道路中美欧出台系列生物基专项计划，加大财政扶持力度。美国和欧盟是生物基产业先行者，各 地区近年来均出台系列专项计划，并通过庞大的财政支持加速生物替代战略落地，美国政府 每年投入 450 亿美元用于专项采购生物基产品，生物基企业则给予最高 2.5 亿美元的担保贷 款和其他补贴；欧盟地平线欧洲专项更是计划在 2021 至 2027 年筹备近 1000 亿欧元以加速 产业发展；我国更是政策采购、补贴、税收优惠、专项基金多管齐下，据“十三五”生物产 业发展规划，力求在 2030 年实现现代生物制造产业产值超 1 万亿元。碳交易机制和碳税制度为主的碳定价政策是实现 GHG 排放控制目标的另一项重要经济手段， 未来有望成为生物基产业成本优势的基石。碳交易政策通过市场和法律法规强制提高石化燃料、产品的生产使用成本，从而形成生物基 产品的成本优势，引导产业转型。通过政策法规政府限定石化企业 GHG 排放限额，超出限 额部分企业需从碳交易市场购买排放权，交易所在地区碳价越高，限额缺口越大，生产成本 越高；相比之下生物制造企业耗排双低，产品贡献的 GHG 减排抵消生产排放的同时还可以 兑换碳信用额度并在市场出售，转化为产品的成本优势，产品产能、GHG 减排越高，规模 成本降低，价格优势越大。征收碳税同样意味着化石基产品生产成本的增加，利好生物基产业。在碳税形式上，各国有 的作为独立税种，有的作为早已存在的能源税或消费税的税目形式出现，有的是取代了之前 的燃料税。碳税通常对化石燃料征收，部分欧盟国家执行力度非常严格，如德国对柴油征收 47.04 欧分/升的消费税，而对于生物柴油税收减免后的税额仅为 18.6 欧分/升。碳定价政策正在全球范围内大力推广，我国相关政策落地在即。据World Bank Group 数据， 截至 2019 年上半年，全球已推出 57 个已经或计划实施的碳价政策，这些政策措施覆盖了 46 个国家和 28 个地区的 110 亿吨 CO2e 温室气体，约占当前全球排放总量的 20%，世界各 国/地方政府的碳价收入约 440 亿美元。经过多年的发展，碳定价制度渐趋成熟，参与国地 理范围不断扩展，市场结构向多层次深化。据生态环境部官网，我国于 2020 年 11 月公开征 求《全国碳排放权交易管理办法（试行）》意见，全国性碳市场启动在即，未来碳定价政策 将成为生物基产业的强大助力。1.4. 生态标签政策引导消费成为趋势生态标签是一种新的政策工具，通过在生物基产品上贴标签与石化产品区分开，鼓励消费者 增加绿色消费。欧盟建立的生态标签制度，从设计、采购、生产、包装、运输、销售、使用 到回收等产品生命全周期考察其环境影响，并采用第三方认证将信息公开，以赢得消费者信 赖。生物基产品的生态标签制度在欧美地区已推行多年。欧盟生态标签（Eco-label，又称欧 洲之花）、德国“蓝天使”（Der Blaue Engel）、北欧生态标签（Nordic Swan Ecolable，又 称北欧白天鹅）是欧洲最负盛名的三种多重认证生态标签。美国农业部也在 2011 年推出 USDA 标签认证，目前已有超过 3000 多种产品获得认证，标签上标有产品生物基部分含量， 便于政府和消费者采购时区分（政府采购标准：生物基含量不低于 25%）。欧盟生物基产品的生态标签制度实施以来，在消费者意识及市场渗透方面已发挥强力作用。以欧洲社会认可度最高的生态标签“欧洲之花”为例，据欧委会官网数据，截止 2020 年 3 月，认证的产品数量已达到 70692 个，包括生物基清洁产品、服装纺织、个人护理产品、润 滑剂等 11 类产品组，呈现良好发展态势。据 2017 年欧洲晴雨表数据，近三分之一欧盟成员 国受访者见闻过“欧洲之花”，其中卢森堡、法国和丹麦占比最高，分别为 62％、61％、51％。 而见闻过“欧洲之花”的受访者中 30%曾经买过“贴花”产品，其中卢森堡（67％），比利 时（65％）和塞浦路斯（57％）超一半以上受访者购买了贴花产品。标签产品在欧盟市场享有很高的公信力，被称为开拓欧盟市场的绿色通行证。受访者被问到 他们是否同意“相信带有欧盟生态标签的产品对环境友好”，超过四分之三（78％）的受访 者表示同意。而欧盟生态标签的市场渗透率也随生态标签产品销量持续增长而提高。该制度 实施近 20 年来为欧洲生物基产品市场的培育做出了巨大贡献。申请欧盟各类生态标签的企业也多方面受益，受认证产品不仅可顺利进入欧盟市场，受到消费者青睐，还会吸引政府零 售商及供应商关注，树立企业形象，并可借此改良产品结构，提高自身竞争力。2. 生物柴油：政策利好需求大幅增长，我国竞争优势显著目前生物基产品中生产及需求量最大的当属生物燃料，据 REN21 的可再生能源报告，2019 年全球生物燃料的产量同比+5.5%，达到近 1.32 亿吨/年。最主要的生物燃料包括乙醇和生 物柴油，我们从生物柴油角度切入分析该行业的现状和机遇。2.1. 生物柴油高减排，欧盟强制添加，我国政策鼓励生物柴油是以植物油（如菜籽油、大豆、棕榈油等）、动物油、废弃油脂（如地沟油等）或 微生物油脂与甲醇或乙醇经酯化（或氢化）而形成的（氢化）脂肪酸甲酯或乙酯。作为交通 运输用清洁可再生液体燃料，生物柴油具有十六烷值高、无毒、低硫、可降解、无芳烃、闪 点高、润滑性能好等特点，可直接替代或与化石柴油调合使用，有效改善低硫柴油润滑性， 有利于降低柴油发动机尾气颗粒物、一氧化碳、碳氢化合物、硫化物等污染物排放。生物柴油 GHG 减排效果非常出色。欧盟可再生能源指令（RED）2018 比较了不同生物质来 源生物柴油相对化石燃料的 GHG 减排量，生物柴油 GHG 减排量中位数在 50%以上，地沟 油提炼的生物柴油更是高达 84%。按照指令中普通汽/柴油 83.8 gCO2e/MJ 的 GHG 排放当 量、生物燃料 50%-84%的 GHG 减排区间测算，生物燃料单位减排量在 2.3-3.5 tCO2e/t 燃料。生物燃料在全球范围内加速推广，欧盟强制添加。交通运输领域中各国有不同的掺混指标， 以生物柴油为例，欧盟于 2009 年 4 月实施可再生能源指令（RED）制定了生物燃料的强制 目标：每个成员国到 2020 年运输部门中生物燃料占总燃料的比例不低于 10%。2015 年 12 月欧盟公布了生物柴油高调和燃料的 B20/30 标准（一般将生物柴油的体积比为 X%的生物 柴油混合燃料称为 BX），允许在化石柴油中添加 20%或 30%的生物柴油相比之前的调和标 准掺混比例进一步提高。2018 年 12 月，经修订的 RED 指令生效，新的指令为欧盟制定了 一个新的可再生能源目标，其占比在 2030 年达到至少 32%，未来生物燃料掺混比例仍有上 行空间。欧洲是生物柴油生产和应用最早的地区，在生物柴油质量标准方面要求较为完善。因为欧盟 受原材料及碳排放标准的限制，近两年来欧盟国家加大了生物柴油的进口以满足本国达到欧 盟的强制目标。随着未来的环保要求越来越严格，欧盟对于生物柴油的进口量将越来越大。 我国也出台了一系列鼓励政策发展生物柴油，近几年国内生物柴油开始出口欧盟市场。2.2. 海外存在需求缺口，我国需求量潜力大全球生物柴油产量持续增长。根据 REN21《可再生能源全球现状报告》的历年统计数据， 全球生物柴油产量从 2010 年的 169 万吨增长到 2019 年 4210 万吨，年均复合增长率达到 11%。近年来全球生物柴油供不应求趋势明显，生物柴油出口价格由之前 5500-6500 元/吨 的稳定水平开始逐步走高。欧洲生物柴油进口量约为 245 万吨。据 REN21《2018 可再生能源全球现状报告》，欧洲生 物柴油 2017 年产量约为 1035 万吨，消费量约为 1280 万吨，供需缺口 245 万吨，因此欧洲 又是全球最大的生物柴油进口区域。当前欧洲生物柴油添加比例仅 5.45%。根据联合国统计司的数据，2014 年欧盟地区交通领 域的柴油消费量达到 2.20 亿吨，而当前欧盟地区的生物柴油消费量才 1200 多万吨，添加比例仅为 5.45%。随着生物柴油添加比例政策性提升，据经合组织-粮农组织预计，2025 年全球生物柴油需求 量将达到 4500 万吨的水平，海外发达国家预计将需要 350 万吨生物柴油的进口量。我国生物柴油需求量有望达到 700 万吨。在我国国内，虽然当前国家尚未强制要求在柴油中 强制添加生物柴油，但是有部分省、市已开始在辖区内的油站进行生物柴油的市场推广，例 如上海市从 2013 年即开始在公交车、环卫车辆上使用 B5 生物柴油，2018 年开始向社会车 辆销售 B5 生物柴油，目前油品供应已覆盖了市区百多个加油站。根据国家统计局的数据， 2019 年我国柴油消费量为 1.4 亿吨，因此若国家从 B5 添加标准（即 5%生物柴油添加比例） 开始推广生物柴油，那么生物柴油的需求量将达到 700 万吨。而未来随着添加标准提升，我 国生物柴油的需求量将水涨船高。行业空间将呈现倍数式增长。以 5500 元/吨的保守出口单价估计，欧洲生物柴油的行业空间 有望从目前 700 亿元增长至 2025 年的 2500 亿元。若我国实施 B5 标准，以 5000 元/吨的价 格测算，行业空间将达到 350 亿元。2.3. 我国产能主要出口，以地沟油为原料计算产能空间广阔 从生物柴油地域分布来看，印度尼西亚是最大的生产国，产量占比 20%，第二是美国（16%）， 随后是巴西（15%）、德国（9%）和法国（7%），其中欧盟地区产出合计占比 32%，我国产 量占比近 1%。2015 年来受石油价格持续低迷影响，大多数企业被迫减产、转产、停产甚至 关闭，目前仍在生产的企业不足 20 家。2017 年后，生物柴油出口回暖。欧盟地区某些国家对燃料供应商提出了强制性生物燃料配 比要求，其中德国要求柴油中生物柴油的能量配比要求是 4.4%，以废弃油脂生产的生物柴 油按两倍能量值计算，如果柴油供应商的生物柴油的配比达不到，将被处以 0.6 欧元/升的罚 款。因为我国生物柴油来源于地沟油，因此在欧盟地区很受欢迎，产品质量达到欧盟标准后， 出口数量便大幅增加，2019 年全年出口近 66 万吨，创历史新高。目前国内规模生产生物质能源的企业有福建龙岩卓越新能源有限公司、浙江东江能源科技有 限公司（公司全资子公司）、唐山金利海生物柴油股份有限公司等。据公告，龙岩卓越具备 24 万吨生物柴油产能，约 90%比例出口。嘉澳 2017 年收购浙江东江能源科技有限公司 100% 股权，目前具备 10 万吨生物柴油及原料油产能，自用 2.6 万吨保证增塑剂的原材料需求， 外卖 7.6 万吨，其中 6.6 万吨实现出口。根据国家粮油信息中心公布的《中国食用植物油供需平衡表》信息，2018 年我国食用植物 油消费量为 3190 万吨，以废油脂产生量约占食用油总消费量的 30%估算，由食用油产生的 废油脂将达到 900 万吨/年；此外，国内油脂精加工后以及各类肉及肉制品加工后剩余的下 脚料亦可再产生废油脂 100 万吨以上，以此粗略计算我国每年产生废油脂 1000 万吨。我国生物柴油产能增长空间广阔。据生物柴油公司官网数据，目前国内产能仅约 75 万吨， 按照地沟油 1000 万吨计算，每 1 吨地沟油可以生产 1 吨的生物柴油，我国以地沟油为原料 生产的生物柴油产能增长空间广阔。2.4. 双倍计减外加成本低廉，我国生物柴油具备性价比优势全球生物质能源最大消费区域-欧盟的 Dutch Double Counting 认证，相对于以棕榈油、大 豆油、菜籽油等油脂为原料生产的生物质能源，以废弃地沟油为原料生产生物质能源，可双 倍计算二氧化碳排放减排量。以我国出口欧洲的生物柴油为例，根据行业测试数据，1 吨生 物柴油可实现 2.83 吨碳减排，以欧盟市场 2019 年平均 25 美元/tCO2e（二氧化碳当量）计 算，每吨有 71 美元的成本优势，占售价的近 9%。受益于海外碳交易市场的长足发展及欧洲 碳价格的上涨、地沟油制生物柴油贡献双倍计减，我国的生物柴油在海外市场上具有价格优 势。生物柴油在制备上是利用动植物油脂通过酯化或酯交换反应，从而产出生物柴油。根据原料 的不同，可分为以大豆油、菜籽油、棕榈油、牛油等动植物油为原料和以废油脂为原料的两 类生物柴油生产路径。世界上主要的生物柴油生产国根据各自区域的自然资源，选择了适合 自身发展生物柴油制备技术路线，如欧洲生物柴油的原材料以菜籽油为主，美国、巴西、阿 根廷以大豆油为主，马来西亚和印尼以棕榈油为主。根据嘉澳公司公告，2019 年国内大豆油采购均价为 5223.55 元/吨（不含税），地沟油采购均 价为 4314.95 元/吨（不含税）。据 Wind，2019 年全球豆油实际市场均价为 645.32 美元/吨 （约 4451.74 元/吨）。2018 年地沟油采购均价 3571.25 元/吨，而全球豆油市场均价 4358.42元/吨。相比而言国内以地沟油为原料成本更为低廉。废油脂作为生物柴油的上游原材料，因应用领域的关联性，其价格通常受原油及生物柴油等 价格的波动而相应会有一定的波动，同时鉴于废油脂供应地域分散、其他应用领域阶段性需 求增长，以及收购中的原料收集、加工、运输等多个环节工作环境差、人力成本高等特点， 因而影响价格波动的因素也较多。2.5. 卓越新能：生物柴油龙头企业，盈利处于快速增长期2001 年公司设立，是国内产销规模最大、持续经营时间最长的生物柴油企业，生物柴油产 能从 2002 年的 1 万吨不断发展到 2018 年 24 万吨。2019 年实现营收 12.95 亿元（同比 +27.2%），净利润 2.16 亿元（同比+61.25%），近三年营收复合增速 40.6%，净利润复合增 速达到 62.9%。公司具备生物柴油完整产业链，2019 年生物柴油、生物酯增塑剂与工业甘 油销量分别为 20.19 万吨、4.41万吨及0.85 万吨，分别同比增长 14.49%、91.06%、19.4% （另有 4.8 万吨生物柴油自用于生物酯增塑剂生产及燃烧）。出口量连续多年排名全国行业第 一，2019 年生物柴油出口 18.78 万吨，同比增长 23.0%，主要出口欧盟。目前公司掌握了 先进的生物柴油技术并成熟产业化运用，废油脂转酯化率超过 98%，高标准生物柴油得率超 过 85%。2019 年生物柴油营收 10.6 亿元，毛利率 18.37%，同比增加 6.13 pct；吨净利计算后约为 862 元/吨，高于行业平均水平。持续布局新项目，扩充生物柴油产业链：据公告，2019 年公司新建完成新兴产业项目“年 产 2 万吨甘油和年产 3 万吨（水性）醇酸树脂”生物基绿色化学品生产线。募投项目“年产 10 万吨生物柴油（非粮）及年产 5 万吨天然脂肪醇”项目完成前期工作，于 2019 年 9 月 26 日顺利开工建设，项目投资总额 5.61 亿元，建设期 2 年。公司预计在 2020 年底完成年 产 10 万吨生物柴油募投项目建设，同时做好年产 10 万吨烃基生物柴油项目的开工前准备工 作。公司生产规模将持续提升，生物柴油深加工能力进一步拓展。3. 生物基化学品及材料：潜力巨大新蓝海3.1. 欧盟市场供不应求，生物基化学品及材料增长空间广阔生物质原料替代石油基原料、生化法结合或生物法是化学品制造业发展的重点方向。生物基 化学品是指利用可再生的生物质(淀粉、葡萄糖、木质纤维素等)为原料生产的大宗化学品和 精细化学品等产品。据 Nova Institute 研究，从技术角度来看，几乎所有由化石资源制成的 工业材料都可以被生物基替代。近年来，生物精炼技术相关基因组学、蛋白组学、代谢组学 及系统生物学等技术的进步共同构建了化学品及下游材料的生物合成网络。近年来在各国政策引导下，生物燃料产能增长推动生物精炼部门发展的同时，也加速了农业 部门—生物精炼部门—下游厂商—认证机构—消费部门整条产业链的构建，带动下游生物基 化学品和新材料的高速发展。欧洲生物经济存在先发优势，其中欧盟主导的 RoadToBio 项目 规划了欧洲化学工业走向生物经济的路线图，以期实现多元化的生物基产品组合。RoadToBio 项目对生物基产品进行细分，包括大宗化学品、溶剂、塑料用聚合物、化纤制品、油漆/涂料 /油墨/染料、表面活性剂、化妆品和个人护理产品、胶粘剂、润滑剂、增塑剂等领域。欧盟作为全球最大的生物基化学品及下游材料消费市场之一，在官方长期政策宣传下，产品 受众很多。欧盟生物基产品类别包括大宗化学品、塑料、溶剂、表面活性剂等 10 大类（不含生物燃料），其中大宗化学品和溶剂均属于基础化学品，表面活性剂、个人护理/化妆品、 胶黏剂、润滑剂及增塑剂均属于精细化学品，油漆/涂料/油墨/染料、塑料及纤维制品属于生 物基聚合物。2018 年欧盟市场生物基化学品及下游产量近 470 万吨，需求近 550 万吨，产值近 92 亿欧 元，高端消费市场的生物基产品需求旺盛。在系列生物基产品中，表面活性剂、油漆/涂料/ 油墨/燃料、纤维制品及个人护理/化妆用品产量最大，这归功于欧盟市场的消费层次较高及 对生物基油脂类化合物的大量需求。价格方面，受限于区域内生产规模，现阶段生物基基础 化学品价格高于石油基，随着产品品类趋于精细化，越靠近终端消费者，则产品售价越高， 与石油基产品价格差距缩小，随着生物合成技术的长足进步，部分生物基精细化学品（例如 琥珀酸）的售价甚至低于相应的石化产品。欧盟市场生物基化学品及下游渗透率仅 3%，未来市场增长空间达 4 倍，全球市场规模有望 破千亿。据 JRC 数据，2018 年欧盟相应子行业化学品总产量近 1.6 亿吨/年，生物基占比仅 为 3%，尤其是大宗化学品及塑料行业，总产量占比 77%，生物基替代率仅有 0.7%。我们 按照欧盟《工业生物技术远景规划》大宗化学品、塑料制品 6%，精细化学品 30%替代率最 低目标进行测算，到 2030 年生物基产品产值将达到 370 亿欧元/年，对比 2018 年 92 亿欧 元产值，增长空间达到 4 倍。据 JRC 数据，2018-2025 年在上述子行业新增私人投资额度 有望达到 190 亿欧元，叠加近年来持续加码的欧盟生物经济专项计划投资，未来生物基产品 替代率有很大的上行空间。且除了欧盟市场，美国中国的生物经济战略也正在大力推行，假 设市场体量与欧盟相当，未来全球生物基化学品及下游市场规模有望达到千亿欧元级别。3.2. 生物基化学品及下游赛道众多，各国加速进入生物基化学品近年来产量快速增长。据 IEA Bioenergy 估算，2019 年生物基化学品总产量 近 1000 万吨/年（不包含燃料乙醇），2011 年至今年均复合增长率近 10%。目前全球主要的大宗生物基化学品包括乙烯、乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、乳酸、癸二 酸等等，生物合成技术已经产业化。其中糖基化合物乙烯、乙二醇、丙二醇、乳酸、丁二醇、 琥珀酸、戊二胺等是下游生物基 PE、PLA、PET、PBS、PTT 及 PBAT 等的关键原料，油基化合物甘油、长链脂肪酸及脂肪酸则用于生物基 PHA、PA 及环氧树脂等材料的制备。生物基化学品大赛道上，传统石化巨头加紧布局。在各国政府政策和计划的鼓励、刺激下， 英国石油公司（BP）、壳牌（Shell）、巴斯夫（BASF）、杜邦（Dupont）、陶氏化学（Dow Chemical）、 赢创（Evonik）、帝斯曼（DSM）等大型跨国石油、化工巨头斥巨资投入生物化工产业，发 展面向生物制造的工业生物技术。大量新力量的涌入，加速从生物基化学品到新材料产业链一体化构建。Braskem 是世界领先 的生物基烯烃、聚烯烃生产商，公司由可再生资源甘蔗乙醇生产乙烯，并于 2010年向市场 推出绿色环保 PE，现在 Braskem 全球共有 36 个生产基地分布在巴西、美国和德国等地。 Avantium 致力于开发和商业化下一代生物基化学品和塑料，主要业务和技术包括从植物性工 业糖中生产乙二醇 （MEG）、将植物性单糖（果糖）转化为各种化学品和塑料（如 PEF）、 将非食品植物原料转化为工业糖和木质素、通过电化学将 CO2转化为高价值化学品等。乳酸 是生物基化学品中占比较大的一块，主要用于下游可降解环保新材料 PLA 的生产，相关企业 主要有荷兰 Corbion、比利时 Galactic 和美国 NatureWorks，其中 Corbion 生产乳酸和丙交 酯，将之出售给荷兰 Synbra 等企业进一步生产 PLA 泡沫材料；NatureWorks 和 Galactic 是 PLA 的领军企业，后者还进行 PLA 材料的循环利用，将 PLA 产品进一步降解成乳酸。我国的生物基化学品研究起步较晚，但在“十二五”国家科技支撑计划中，生物基材料和生 物基化学品被列为研究核心，下游材料应用和商业模式的发展获得大力推动。国内氨基酸龙 头梅花生物，生物法二元酸领军企业凯赛生物、乳酸行业领跑者金丹科技等均是各子行业的 佼佼者，做好化学品业务的同时积极布局下游生物基材料领域。一项新的转化技术在建立商业化工厂之前，通常会经历一条从实验室小试到放大，再到中试 的发展路径，这对于大多数生物基产品（尤其是生物路线）来说更是如此。生物产品达到商 业化所需的年限在很大程度上取决于技术路线和产品本身的经济性、兼容性（与对标的石化 基产品相比，原有石化配套设施是否匹配生物技术路线，生物基产品性能是否匹配下游设备 及需求等）、转化技术类型和伙伴关系（上下游供应链整合）。技术准备水平(Technology Readiness Level，TRL)是衡量生物基项目技术成熟度的重要指标， 根据欧盟地平线计划，TRL 等级被分为 1-9 级，分别对应小试验证阶段（1-3 级），小试放大 阶段（4-5 级），中试阶段（示范设施，6-7 级）以及商业化阶段（8-9 级）。据 JRC 研究， 在支持性的政策环境下，一般生物基化学品从 TRL5 到 TRL8 可能需要 10 年左右的时间， 因此该阶段亦被称为“死亡之谷”，典型的例子即是 PLA 与上游乳酸产业的发展历程；但当 使用传统的下游工艺时（例如从化学法到生物法过渡），则可跳过某些步骤（例如设备兼容 性测试）来加快这一进程，提高生物基产品商业化成功率。目前大多数小试研发和中试设施 位于欧洲和北美，其中北美居多，而亚洲(主要是中国)主导商业化阶段生物基产品的制造。3.3. 生物基塑料：新兴市场处于高速增长起点，多元化应用前景可期生物基塑料是目前生物基化学品下游材料最主要的应用领域。顾名思义，生物基塑料指的是 生产原料全部或部分来源于生物质（玉米、甘蔗或纤维素等）的新型材料。根据能否被微生 物（细菌、霉菌、藻类等）在一定条件下分解成小分子化合物，生物基塑料又分为可生物降 解和不可生物降解塑料两类。据 European Bioplastics 数据，生物基的聚羟基脂肪酸酯（PHA）、 聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）及淀粉 基塑料均为可生物降解塑料，而生物基聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、对苯二甲酸丙二醇酯 （PTT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、尼龙（PA）系列和聚乙烯呋喃酸酯（PEF）等均 不可生物降解。生物基塑料产品有两个主要优点：1）优秀的减排能力，生物塑料的 CO2 排 放量只相当于传统塑料的 20%；2）部分塑料具有天然可生物降解性，不可降解的生物基塑 料亦可回收再利用。据 European Bioplastics 数据，2018 年全球生产塑料近 3.6 亿吨，而生物基塑料 2020 年产 量近 211 万吨，占比不到 1%。近年来随着需求的增长，以及越来越多生物基聚合物、应用 和产品的出现，生物塑料市场在不断增长。据 MarketsandMarkets 预测，全球生物塑料及聚 合物市场规模 2020 年预计为 105 亿美元，受各国政府产业扶持政策的推动，2025 年有望增长至279 亿美元，年均复合增长率将达到 21.7%。全球前五大生物基塑料是淀粉基塑料（19%）、PLA（19%）、PA（12%）、PE（11%）、及 PTT（9%），占总产量近 70%。区域分布方面，欧洲是整个生物塑料行业的主要枢纽，是生 物塑料发展相对成熟的地区，在生物塑料的研发上占有举足轻重的地位，是全球最大的行业 市场。但欧洲生物塑料的市场增长率较低，2020 年产量占比 26%，低于亚太地区 46%。亚 太地区是新兴市场，作为主要生产中心，全球约 70%的注塑基础设施位于亚洲，因此市场增 长速度最快。南北美洲合计 27%，且近年来产量同比有所增加，市场空间大，是未来生物塑 料推广的亮点区域。近年来，生物基塑料的应用范围越来越多元化。生物基塑料主要应用于包装（硬包装、软包 装）、纺织品、汽车和运输、消费品、农业和园艺、涂料和胶黏剂、建筑和施工、电子和电 器及其他行业。生物塑料由于具有较好的光泽度、良好的阻隔、抗电和印刷性能，适用于包 装行业。因此，包装行业是生物塑料的最大应用领域，占生物塑料市场总量的约 47%，近 100 万吨；应用于硬包装的生物塑料中生物基 PET 占比最大，例如可口可乐的所有饮料均使 用 PET 瓶包装，而应用于软包装的生物塑料中可生物降解的淀粉混合物的占比最大。用于纺织品的生物塑料约占生物塑料总量的 11%，占比最大的是 PTT。而用于汽车和运输的生物 塑料中占比最大的则是生物基 PA。值得一提的是 PLA 因具有良好的使用性能和加工性能， 在包装和纺织领域也有较多应用。生物基塑料拥有宽泛的应用领域，其市场前景非常可观3.4. 生物基可降解塑料的曙光：全球范围禁/限塑令出台无所不在的塑料制品方便了人类的生活，但也由此产生了数量庞大的塑料垃圾，据 IHS 估算， 到 2050 年，全球将累计产生 120 亿吨塑料垃圾。白色污染主要来源于包装领域，占比高达 59%，这与塑料包装本身一次性（一次性塑料袋、餐具等等）、难回收等原因有关。然而目 前，处理塑料垃圾的方式主要是焚烧和填埋，造成了严重的空气、土壤和水体污染；有的甚 至会通过动物最终进入人类的食物链，危害人类的生命健康。面对日益严峻的塑料污染问题， 各国政府和国际组织纷纷向污染“宣战”。近年来世界多国加速推进禁/限塑令、塑料回收及再利用等相关政策，这对生物基塑料，尤其 是可降解生物基塑料来说是一道曙光。据 IEA 统计，在过去五年中有 60 多个国家实行对一 次性塑料实施禁令或征税。而美国、欧盟和中国在实行多年限塑令后终于升级成禁塑令。以欧盟为例，据欧联通讯社报道，2019 年欧洲议会以压倒性票数通过限塑法案，新法案规定， 从 2021 年开始，欧盟成员国将全面禁止使用吸管、餐具等一次性塑料制品；2020 年 7 月欧委会成员同意对塑料包装废物征收新的欧盟税，该征税将于 2021 年 1 月 1 日开始执行，征 税额将以未回收的塑料包装废料的重量为基准计算，征税标准为每公斤废塑征收 0.80 欧元 税收，使得禁塑令的效果再次升级。我国国家发展改革委联合生态环境部也于 2020 年 1 月 16 日发布《关于进一步加强塑料污染 治理的意见》，要求到 2025 年，完善塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理 制度，对不可降解塑料逐渐禁止、限制使用。2020 年 2 月开始，海南、广东、广西云南、 浙江各省市均响应号召开始推行严格的塑料污染管理办法。随着我国禁塑令政策的升级，法 规落地后有望对国内生物基可降解塑料行业发展产生巨大推动力。3.5. 相关公司3.5.1. 梅花生物梅花生物是全球领先的氨基酸（谷氨酸、赖氨酸等系列产品）营养健康解决方案提供商，拥 有生物发酵行业中最完整的、最长的产业链和配套设施，专注于打造生物发酵和生物制药的 高端产业平台。现下设有内蒙古通辽、新疆五家渠、吉林白城三大生产基地。产品横跨玉米 深加工、基础化工、饲料养殖、医疗保健、日用消费等领域。2019 年公司总营收 145.5 亿 元（同比+15.1%），归母净利润 10.04 亿元（同比-1.6%）。3.5.2. 凯赛生物凯赛生物以合成生物学等学科为基础，利用生物制造技术，从事新型生物基材料的研发、生 产及销售，目前实现商业化的产品主要聚焦聚酰胺产业链，包括 DC12、DC13 等生物法长 链二元酸系列产品和生物基戊二胺，是全球领先的利用生物制造规模化生产新型材料的企业 之一，其生物制造技术使产品可达到聚合级且在生产经济性上具备竞争力，满足杜邦、艾曼 斯、赢创、诺和诺德等国际知名企业的质量要求。2019 年公司生物法长链二元酸产能达到 7.5 万吨/年（包括 DC12 月桂二酸、DC13 巴西酸等），生物基聚酰胺产线产能达到 3000 吨 /年，且在积极布局新产能，公司在建或拟实施多个产能扩建项目，包括乌苏材料年产 10 万 吨生物基聚酰胺项目、金乡凯赛年产 4 万吨生物法癸二酸项目、乌苏技术 3 万吨长链二元酸 和 2 万吨长链聚酰胺项目等募投项目，建成后产能将明显扩张。2019 年公司总营收为 17.79 亿（同比+9.05%），归母净利润为 4.79 亿（同比+2.79%）。3.5.3. 金丹科技金丹科技是一家运用现代生物技术大规模工业化生产 L-乳酸及其衍生产品的高新技术企业。 主要产品为 L-乳酸及盐，产能 12.8 万吨，是国内最大（市场占有率 60% ），也是全球主要 的生产企业。公司在主业乳酸生产规模化和高端化的基础上，积极推动业务向产业链上下游 延伸，年产 1 万吨 L-丙交酯项目工程快速推进，1 万吨聚乳酸生物降解新材料项目也整装待 发。2019 年公司实现营收 8.78 亿元（同比+9%），归母净利润 1.15 亿元（同比+38%）。3.5.4. 金发科技金发科技是一家聚焦高性能新材料的科研、生产、销售和服务新材料企业。公司产品覆盖了 改性塑料、完全生物降解塑料、高性能碳纤维及复合材料、特种工程塑料和环保高性能再生 塑料等五大类。公司目前拥有生物降解聚酯合成产能 6 万吨，产品涵盖 PBAT、PBS、PLA 树脂及相关改性材料，全面覆盖了当前生物降解塑料的主流应用，3 万吨 PLA 项目亦稳步推 进中。2019 年公司总营收 293 亿元（同比+15.7%），归母净利润 12.45 亿元（同比+99.5%）。4. 风险提示行业政策不确定性，海外需求不及预期，我国生物柴油添加政策存在不确定性，欧盟工业生 物技术进展不及预期等。（报告观点属于原作者，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：【未来智库官网】。

生物柴油项目可行性研究报告-生物柴油替代化石燃料，国内市场方兴未艾生物柴油是动植物油脂等生物质经过酯化、酯交换或加氢脱氧工艺制得的液体燃料，是燃料领域化石能源的主要替代产品。从更新迭代角度，生物柴油分为三代：第一代生物柴油本质为化学改性，通过动植物油脂与甲醇进行酯化或酯交换制得脂肪酸甲酯生物柴油；第二代生物柴油生产工艺为动植物油脂加氢脱氧或降凝改质，主要成分是烷烃，可以任意比例与普通柴油掺混；第三代生物柴油采用高纤维含量的非油脂类生物质和微生物油脂作为原料，低碳环保，更具有可持续性。目前，由于技术成熟，成本较低等特点，第一代生物柴油是全球生物柴油的主要组成，产量占比超85%，国内龙头卓越新能产量占全国产量20%以上。根据REN21发布的《2020全球可再生能源报告》，第二代生物柴油产能主要分布在欧洲和美国，2019年全球占比分别为44.6%、38.5%，国内生产商较少，代表公司为三聚环保。第三代生物柴油提取和分离难度较大，生产成本较高，全球占比不足2%，但其具有更高碳减排效应且不受制于原材料规模，未来规模有望快速增长。从原材料角度，生物柴油可分为传统生物柴油（食物基）和先进生物燃料（非食物基），各国因国情和自然资源差异，在原材料选择上呈现多样性。欧洲生物柴油的原材料以菜籽油为主，美国、巴西、阿根廷以大豆油为主，而马来西亚和印尼以棕榈油为主。相比于世界生物柴油主产区以可食用油脂为原料，我国奉行“不与粮争地，与人争粮”的国家安全政策，因此以废油脂为原料进行生物柴油生产，代表着我国第一代生物柴油的发展方向。全球节能减排政策利好，生物柴油市场规模有望持续扩张。生物柴油的消费存在明显的地域性，欧洲是世界最大的生物柴油消费地区，占全球总消费量的47%。签署《巴黎协定》后，欧委会计划2021年6月之前完成“2030年55%减排目标”的立法并对拟议中的《欧洲气候法》进行修正；同时，《可再生能源指令》要求欧盟成员国2020年生物燃料在交通领域掺混比例达到10%，2030年达到14%。生物燃料主要有生物乙醇、第一代生物柴油（FAME）、第二代生物柴油（HVO/HEFA），生物乙醇主要用于汽油和煤油的掺混，其他用于柴油的掺混，其中FAME（脂肪酸甲酯）在柴油掺混中占有最大比重。根据EPA生物柴油废气排放分析，生物柴油不增加CO2排放，同时可以有效降低硫、氮等有害尾气污染物的排放，因此欧盟把生物柴油作为主要替代能源。根据REN21数据，2017年欧洲生物柴油消费量约1280万吨，添加比例仅5.45%，供需缺口已达到245万吨。USDA数据显示，欧盟28国柴油消耗总量每年保持稳定增长，2019年达到19366万吨，按过去8年柴油消耗复合增长率2.5%测算，2020年、2030年欧盟柴油消耗总量为19850万吨、25410万吨。考虑环保政策因素，2020年、2030年欧盟生物燃料掺混比例分别达10%、14%，我们预测2020年、2030年欧盟生物柴油需求分别为1985万吨、3557万吨。2019年生物柴油占生物燃料比例约为42%我国生物柴油市场方兴未艾，行业龙头迎发展机遇。根据国家粮油信息中心公布的《中国食用植物油供需平衡表》，2018年我国食用植物油消费量为3190万吨，以废油脂产生量约占食用油总消费量的30%估算，由食用油产生的废油脂将达到约900万吨/年；此外，国内油脂精加工后以及各类肉及肉制品加工后剩余的下脚料亦可再产生废油脂100万吨以上，以此我们预计我国每年产生废油脂1000万吨。按照我国2025年城市垃圾产生量3亿吨，35%湿垃圾，其中以废油脂占湿垃圾重量3%，我们预计2025年垃圾分类将新增超过300万吨的废油脂处理量。根据行业生产工艺的理论数据，每生产1吨生物柴油需消耗0.97吨的废油脂，即若要消耗1300万吨的废油脂，需匹配约1340万吨生物柴油产能。目前，国内尚未强制要求在柴油中强制添加生物柴油，我国废油脂利用率不足10%，以卓越新能为代表的国内生物柴油企业仍以出口贸易为主。随着B5添加标准的发布和油站生物柴油的市场推广，参考国家统计局数据，按照我国1.5亿吨柴油消费量测算，对应生物柴油需求可达750万吨；远期推行B10生物柴油将带来1500万吨生物柴油需求，国内生物柴油行业具有广阔的发展空间和充足的原材料来源。卓越新能废油脂甲酯化转化率达98%，目前已建成东宝10万吨、平林10万吨、厦门卓越8万吨、美山10万吨4个生物柴油生产基地，合计产能38万吨；卓越新能计划2021在美山再建10万吨产能，远期规划在美山新建10万吨盈利能力更强的烃基生物柴油，届时生物柴油总产能将到达58万吨。三聚环保自2019年以来积极布局生物柴油，专注加氢脱氧和异构化处理生产工艺，已实现河南鹤壁5万吨和海南环宇4万吨产能，山东三聚“40万吨/年生物能源项目”于已经建设、安装调试完毕，并于2021年3月12日正式投料开车，目前总产能达49万吨。我们看好生物柴油海外市场需求旺盛，国内添加标准出台、垃圾分类推行带来生物柴油供需两端的推广，以卓越新能和三聚环保为代表的国内龙头企业凭借产能大幅扩张迅速抢占市场。第一章总论1.1生物柴油项目背景1.2可行性研究结论1.3主要技术经济指标表第二章项目背景与投资的必要性2.1生物柴油项目提出的背景2.2投资的必要性第三章市场分析3.1项目产品所属行业分析3.2产品的竞争力分析3.3营销策略3.4市场分析结论第四章建设条件与厂址选择4.1建设场址地理位置4.2场址建设条件4.3主要原辅材料供应第五章工程技术方案5.1项目组成5.2生产技术方案5.3设备方案5.4工程方案第六章总图运输与公用辅助工程6.1总图运输6.2场内外运输6.3公用辅助工程第七章节能7.1用能标准和节能规范7.2能耗状况和能耗指标分析7.3节能措施7.4节水措施7.5节约土地第八章环境保护8.1环境保护执行标准8.2环境和生态现状8.3主要污染源及污染物8.4环境保护措施8.5环境监测与环保机构8.6公众参与8.7环境影响评价第九章劳动安全卫生及消防9.1劳动安全卫生9.2消防安全第十章组织机构与人力资源配置10.1组织机构10.2人力资源配置10.3项目管理第十一章项目管理及实施进度11.1项目建设管理11.2项目监理11.3项目建设工期及进度安排第十二章投资估算与资金筹措12.1投资估算12.2资金筹措12.3投资使用计划12.4投资估算表第十三章工程招标方案13.1总则13.2项目采用的招标程序13.3招标内容13.4招标基本情况表第十四章财务评价14.1财务评价依据及范围14.2基础数据及参数选取14.3财务效益与费用估算14.4财务分析14.5不确定性分析14.6财务评价结论第十五章项目风险分析15.1风险因素的识别15.2风险评估15.3风险对策研究第十六章结论与建议16.1结论16.2建议关联报告：编制单位：北京智博睿生物柴油项目申请报告生物柴油项目建议书生物柴油项目商业计划书生物柴油项目资金申请报告生物柴油项目节能评估报告生物柴油行业市场研究报告生物柴油项目PPP可行性研究报告生物柴油项目PPP物有所值评价报告生物柴油项目PPP财政承受能力论证报告生物柴油项目资金筹措和融资平衡方案

（报告出品方/作者：国信债券，杨林、薛聪、龚诚、商艾华）生物柴油是低碳环保的绿色能源生物柴油性能优异，是优质的化石燃料替代品生物柴油是可再生的油脂经过酯化或酯交换工艺制得的主要成分为长链脂肪酸 甲酯的液体燃料，素有“绿色柴油”之称，是优质的石化燃料替代品。进入 21 世纪以来，能源危机和环境污染已经成为全人类面临的重大课题。研究新的可 替代绿色能源成为当务之急。根据中国石油经济技术研究院发布的《2019 年国 内外油气行业发展报告》，2019 年中国原油净进口量首次突破 5 亿吨，成品油 净出口量首次突破 5000 万吨，原油和石油对外依存度双破 70%，严重危及到 国家能源安全。此外，由于石化燃料大量应用所致的环境污染已成为全世界所 面临的重大挑战，其中生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。对比生物柴油与化石柴油的理化特性，生物柴油具有以下优点：①优良的环保特性。与石化柴油相比，生物柴油中几乎不含硫，所以柴油机在 使用时硫化物排放极低；尾气中颗粒物含量及 CO 排放量分别约为石化柴油的 20%、10%，排放指标可满足欧Ⅱ和欧Ⅲ排放标准。②良好的润滑性能。生物柴油黏度大于石化柴油，可降低喷油泵、发动机缸体 和连杆的磨损率，延长其使用寿命。③良好的安全性能。生物柴油闪点远高于石化柴油，运输、储存更加安全；另 外其可降解性好，不会污染环境、危害人体健康。下游应用：国际以燃料为主，国内以生产绿色化工品为主在国外生物柴油主要作为动力燃料用于交通运输及工业领域，我国主要作为绿 色化学品用于化工领域。根据联合国统计司（UNDA）的统计，生物柴油应用 领域中作为燃料用途占比 98.5%，其他领域仅占 1.5%。在燃料领域，一般将生物柴油掺混入化石柴油中制成混合柴油。混合柴油与化石柴油相比，在燃烧过程中降低对污染气体的排放，同时由于在燃料性质方面 相近，因此无需对原用的柴油引擎、加油设备、储存设备和保养设备进行改动， 降低了生物柴油的推广门槛。在掺混比例上，全球推广使用生物柴油的国家根据自身的环保要求、生物柴油 制备水平、经济补贴政策等，规定了不同的掺混比例。欧洲是生物柴油生产和 应用最早的地区，也是生物柴油研究和推广的主要地区，具有多年的使用生物 柴油的历史，是生物柴油应用的成熟市场，在生物柴油质量标准方面要求较为 完善，欧盟 2003 年颁布的车用生物柴油标准 EN14214 是当时乃至目前世界上 要求最严格的生物柴油标准。国内生物柴油暂未进入车用交通燃料领域，主要用于生产绿色化学品。我国生 物柴油目前尚未进入国有成品油体系，在车用交通燃料油领域基本未有使用， 只有部分与化石柴油等调合后用于民用砂船、挖掘机动力、工业锅炉燃料等领 域。现阶段国内生物柴油主要用于生产环保型增塑剂、表面活性剂、工业溶剂、 工业润滑剂等可降解生物基绿色化学品。其中，生物酯增塑剂的生产是国内生 物柴油最主要的应用领域。制备原料：生物柴油原料多样，中国以废油脂为主要原料生物柴油的制备原料多样化，各国立足于基本国情并结合自身资源优势，发展 不同原料的制备工艺。按原料分类，可分为传统生物柴油（食物基）和先进生 物燃料（非食物基）。目前欧盟生物柴油的原料以菜籽油为主，美国、巴西、阿 根廷等美洲国家以大豆油为主，马来西亚、印尼、泰国等东南亚国家棕榈油资 源丰富，都是主要的棕榈油生物柴油生产国。我国作为食用油消费大国，自给 尚且不足需要进口，再依赖食用油脂制备生物柴油将会大大加剧与人争油的局 面，引发粮油危机。2012 年工信部和农业部专门下发《粮食加工业发展规划 （2011—2020 年）》，文件中明确中国将严格控制以粮食为原料的生物质能源加 工业发展。因此我国无法像其他国家大力发展以食用粮油为基础的生物柴油产 业，而以废油脂为原料进行生物柴油生产，代表着我国生物柴油的发展方向。制备工艺：一代生物柴油技术成熟，氢化工艺发展迅速按制备工艺分类，可分为以脂肪酸甲酯为主要成分的第一代生物柴油和氢化处 理后得到的第二代及第三代生物柴油。第一代柴油技术成熟，是目前国内外生物柴油主要品种。一代生物柴油通过酯 交换法生产, 将动植物油脂、地沟油等原料中的脂肪酸甘油三脂与小分子醇（多 为甲醇）发生酯交换反应, 生成脂肪酸酯。酯交换法根据其反应特点可分为酸 或碱催化法、生物酶法和超临界法等，其中酸或碱催化法目前使用较为普遍。 全球来看，由于一代柴油具有技术成熟、成本低等特点，目前占比在 85%以上， 是各生产国的主要产品。第二代生物柴油与普通柴油相似度更高，可按任意比例混掺。二代生物柴油在 一代基础上进行了加氢脱氧处理和异构化处理，被称为氢化衍生可再生柴油 （ Hydrogenation Derived Renewable Diesel ， HDRD ）， 或 氢 化 植 物 油 （Hydrogenated Vegetable Oil，HVO）。其主要成分结构与普通柴油基本相同， 具有与柴油相似的黏度和发热值、密度较低、十六烷值较高、含硫量较低、稳 定性好、符合清洁燃料的发展方向。相比一代生物柴油，二代柴油可按照任何 比例与普通柴油进行掺混，经过加工后甚至可替代传统航空煤油。目前二代生 物柴油在美国、欧洲发展较快，根据 REN21 发布的《2020 全球可再生能源报 告》，2019 年欧洲及美国的二代生物柴油全球占比分别为 44.6%和 38.5%。第三代生物柴油原料更加环保，更符合碳减排政策。在第二代生物柴油氢化技术和异构化技术的基础上，逐渐发展出第三代生物柴油。第三代生物柴油与前 两者的主要区别在于，该类燃料主要采用高纤维含量的非油脂类生物质和微生 物油脂作为原料。该类原料制备的生物柴油被欧洲认定具有更高的碳减排效应， 但提取和分离难度较大，生产成本较高，目前全球占比不足 2%。随着生产技术的进步以及欧洲对于更高碳减排政策推动，未来第三代生物柴油规模有望快速 增长。全球市场：环保政策有效推动，生柴市场持续扩张全球生物柴油消费量稳步增长根据联合国统计司（UNDA）的统计，生物柴油中 98.5%应用于燃料领域。进 入 21 世纪以来，全球生物柴油在燃料领域的消耗量快速增长，在 2012 年后增 速有所放缓，2017 年需求量达 2731 万吨，2007-2017 内复合增长率 9.7%。生物柴油消费存在明显的地域性，欧洲是最大消费地区。生物柴油消费地区主 要集中在欧洲、北美、南美、东南亚等地区。欧洲地区生物柴油消费量占比全 球总消费量的 47%，中南美地区（包括巴西、阿根廷、哥伦比亚、秘鲁等）和 亚洲及大洋洲地区（印度尼西亚、马来西亚、泰国和澳大利亚等）均占比 18%， 北美地区（美国、加拿大）占比 16%。其中，欧洲生物柴油 2017 年产量约为 1035 万吨，而消费量约为 1280 万吨，供需缺口 245 万吨，因此欧洲又是全球 最大的生物柴油进口区域主要生物柴油生产国也是消费大国，政策推动效应显著从产量角度来看，根据 REN21 报告，2019 年全球共生产生物柴油 474 亿升， 约合 4173 万吨，同比增长 13%，2009-2019 年复合增速达 10.3%。其中，印 度尼西亚生产占比最大（17%），随后是美国（14%）、巴西（14%）、德国（8%）、 法国（7%）、阿根廷（5%）。根据卓创资讯的数据，2019 年中国生物柴油产量 55.1 万吨，全球占比仅 1.3%，随着欧洲市场需求持续向好，中国生物柴油产 量在全球占有率有望进一步提高。主要生物柴油生产大国也是消费大国，欧洲供需缺口较大。大多数国家生物柴 油需求均由国内政策驱动，以国内供给为主。从供需缺口角度来看，印尼、阿 根廷等国处于国内消费为主，出口为辅的产业格局。而美国、巴西则以自产自 销为主，处于供需平衡的状态。欧洲地区如德国、法国则出现产量和进口双高 的局面，生物柴油供不应求。印尼：B20/B30 掺混计划推动生物柴油消费快速增长印尼是世界最大的生物柴油生产国和出口国，近三年消费和出口量快速增长。印尼政府出于刺激国内经济发展、消化过剩棕榈油及生物柴油产能的需要，于 2016 开始密集出台一系列生物柴油强制掺混政策，近三年来印度尼西亚生物柴 油国内消费量和出口量均出现大幅度增长。根据 USDA 数据，印尼 2017 年 2019 年产量分别为 246.5 万吨、493.0 万吨、704.2 万吨。目前印尼生物柴油依然以 国内消耗为主，2019 年其生物柴油消费量 546 万吨，占总产量的 77.5%。出口：受欧洲政策约束较大，未来出口规模将受反补贴关税影响。2015 年以前， 印尼生物柴油以出口为导向，主要销往欧洲地区。2015 年欧盟开始对印尼、阿 根廷等主要供应国征收反倾销税，导致印尼 2015年生柴出口量由 2014年 138.1 万吨骤减至 30.2 万吨，国内产能严重过剩。2018 年 3 月欧盟决议取消对来自 印尼生物柴油的反倾销税，出口量随即快速回升至原有水平，2019 年印度尼西 亚生物柴油出口量达到 158.5 万吨，占全年总产量的 22.5%。目前，印度尼西 亚仍是世界最大的生物柴油出口国，产品仍主要销往欧洲。然而，2019 年 12 月欧洲重新对印尼生物柴油征收反补贴税，预计 2020 年印尼对欧出口将再次 受到冲击。印尼不断出台政策推动国内生物柴油掺混比例快速提升，受疫情影响 B30 计划 暂缓实施。在经济下行及货币贬值的压力下，为缓解经常账户赤字、棕榈油低 迷价格及生物柴油过剩产能，印尼政府于 2016 年印尼将生物柴油强制掺混比 例上调至 20%，2018 年出台了具体的 B20 计划，要求所有交通工具强制使用 B20 掺混生物柴油的燃料，使得生物柴油消费量快速增长，同时印尼国内对石 化柴油的进口需求大幅减少，经常账户赤字得到较好改善。在此背景下，政府 开始推行 B30 计划。2019 年 10 月，印尼能源部将 2020 年的生物柴油额度定 在 844.2 万吨，较 2019 年的 583.6 万吨增加 45%，然而 2020 年受新冠疫情影 响原油价格大跌，印尼政府在承担生物柴油与化石柴油间高额价差补贴方面具 有较大压力，B30 计划的启动可能需要再度延后。美国：进口下滑较快，生物柴油自产自销政策和需求共同推动，美国生物柴油产量稳步增长。根据美国能源信息署 EIA 的数据，美国生物柴油产量自 2011 年以来稳步增长，2019 年达到 572 万吨， 截止 2019 年美国共有 102 家生物柴油工厂，生产能力达 16.7 万桶/日。美国对 于农业的扶持力度较大，故对于生物柴油也出台了相应的鼓励政策，自 2010 年起美国环境保护署设定每年生物柴油最低使用量，2011 年为 8 亿加仑，2018 年为 21 亿加仑，2019 年为 24.3 亿加仑，2020 年为 24.3 亿加仑，目前美国产 能在 25.5 亿加仑，约 840 万吨。同时，生物柴油有着 1 美元/加仑的补贴以及 税收抵免政策。进口：关税抬升限制进口，生物柴油以自产自销为主。以往美国生物柴油进口 主要来自阿根廷和印度尼西亚，两国进口量自 2013 年迅速增长，然而美国生物柴油进口量在 2016 年后迅速下滑，从 2016 年的 230 万吨下滑至 2018 年的 55 万吨，这主要由于 2017 年美国商务部决定对阿根廷及印尼的进口生物柴油 征收反补贴税，限制了两国生物柴油进口。2020 年受新冠疫情影响，出于特朗 普政府对保护国内生物柴油生产企业的考量，预计未来美国进口政策将不会有 太大变化，阿根廷和印度尼西亚生物柴油进口仍将受到限制，预计美国生物柴 油净进口量与 2019 年持平，维持在 20 万吨的水平。欧洲：最大消费市场和进口市场，政策引领持续高增在全球主要的生物柴油消费市场中，除欧洲以外的国家或地区基本已实现自产 自销，剩余产能向外出口。欧洲市场作为最核心的需求市场，最大程度地探究 欧洲市场的行业规模、政策推进效果及未来发展趋势是极其重要的。当前国内 对于欧洲生物柴油市场的研究较少，国外相关报告对行业规模的测算与政策的 解读也有一定分歧，本报告基于 Eurostat、USDA、ECOFYS 的最新数据，同 时参照欧洲各环保政策原文件，对于欧洲市场，我们总结了 4 大要点：（1） 受强制掺混政策推动，欧洲生物燃料市场规模连年扩大；（2） 废油脂生物柴油享受双倍减排，中短期规模有望进一步扩大；（3） 统生柴进口抑制+UCO 供给困难，中国市场份额超预期提升（4） 从工艺来看，第三代生物柴油是未来的发展方向受强制掺混政策推动，欧洲生物燃料市场规模连年扩大欧洲是全球最核心的生物柴油消费市场，近三年进口需求持续增加。2019 年欧 洲生物柴油消耗量 174 亿升，折合 1530 万吨，受生物柴油强制掺混政策影响， 近三年来欧洲生物柴油消耗量增长较快，2017-2019 年增速分别为 9.7%、5.2%、 3.1%。同时，由于受欧洲生柴生产商成本偏高及取消东南亚反倾销税的影响， 进口量出现跳跃式猛增，2018 年进口量 296 万吨，同比增 206.8%，2019 年 企稳至 299 万吨。未来随着欧盟各成员国落实 RED II 生物柴油掺混政策，欧 洲市场进口需求规模有望进一步加大。分国家来看，法国、德国、西班牙、瑞典的生物柴油消耗量较大，分别占比 19.1%、 13.7%、11.9%、9.7%，四国占据欧洲市场整体消耗量的一半以上，本质上来 看，各国的生物柴油消耗与该国的环保掺混政策密切相关。政策好则需求好——欧洲作为世界最大的生物柴油消费和进口地区，主要得益 于区域内的国家组织及各主要国家实施了鼓励消费生物柴油的政策。从柴油价 格上来看，以生物原料制备的柴油产品相较传统化石柴油并不具备优势，但由 于生物柴油低碳、环保、适应性好的特性，受到欧洲国家的广泛重视，并通过 出台一系列政策推广使用。按照《京都议定书》规定，欧盟 2008-2012 年间要减少 CO2 排放量 8%。生物 柴油的 CO2 排放量比矿物柴油大约少 50%。为此，欧盟把生物燃料作为主要 替代能源，分别于 2003 年 5 月通过了《在交通领域促进使用生物燃料油或其 他可再生燃料油的条例》、于 2006 年 2 月制定了《欧盟生物燃料战略》，规划 生物燃料占全部燃料的比重将从 2005 年的 2%增长到 2010 年的 5.75%；到 2030 年，生物燃料在交通运输业燃料中占的比重将达到 25%。2009 年开始实 施的《可再生能源指令（RED）》中，要求到 2020 年在交通运输燃料中添加生 物燃料的比例达到 10%，到 2030 年该比例提升至 20%；2015 年，欧盟公布了 生物柴油调合燃料的 B20/B30 标准，允许在化石柴油中添加 20%或 30%的生 物柴油，掺混比例进一步提高。新冠疫情冲击石油行业，生物柴油行业遭受影响，但冲击程度低于预期。由于 2020 年新冠肺炎的封锁，欧洲经济遭受重创，国际能源署(IEA)预测，汽油和 轻柴油的消费量将分别下降 12.6%和 11.7%。然而，由于生物燃料更多受政策 推动，各国为达到强制掺混目标会使用相对更多的生物燃料，USDA 预测欧洲 生物乙醇（汽油）的消费量预计下滑 10%，同比减少 7.6 亿升。同时，生物柴 油受封锁措施的影响要小于生物汽油，这是因为柴油车（尤其是重型柴油车） 主要用于物流运输，受封锁措施的影响较小，USDA 预测 2020 年欧洲生物柴 油消费量将下降 6%，同比减少 11 亿升。废油脂生物柴油享受双倍减排，中短期规模有望进一步扩大废油脂制备的生物柴油属于先进生物燃料。根据当前欧盟规则，将生物燃料分 为两大类，第一类为传统生物燃料（Conventional Biofuel），柴油方面主要以食 物作为原料生产的生物柴油，主要包括 RME（菜籽油制成的生物柴油）， SME （豆油制成的生物柴油）， PME（棕榈油制成的生物柴油）等，目前欧洲本土 生物柴油生产以及进口的生物柴油依然以传统生物柴油为主。第二类为先进生 物燃料(Advanced Biofuel)，核心是以非食物为原料生产，包括 PART A 和 PART B 两种类型，PART A 主要以各种农作物的非食用部分作为原料，主要包含秸秆、 藻类、木质纤维素、松油、妥尔油等，可以制备生物乙醇、氢化植物油（HVO） 等； PART B 主要以废油脂、动物脂肪作为原料生产燃料，主要制备废油脂生 物柴油（UCOME）。相比传统生物燃料，用废油脂制备的生物柴油（UCOME）拥有更高的温室气 体（GHS）减排属性。《可再生能源指令（RED）》在确定可再生能源的比例要 求时，同时也规定了可再生能源的计算规则：生物燃料只有满足 60%最低温室 气体(GHG)减排要求，才能计入欧盟和/或成员国目标，然而，根据 RED 给出 的各类生物柴油默认减排参考值显示，传统生物燃料均未达到标准，尤其棕榈油的 GHS 减排参考值仅 19%。随后指令规定，在对可再生能源使用量进行核 算时，未达到标准的生物燃料按照一定比例进行扣减，而超出 60%减排量的生 物柴油品类则进行相应加倍计算。由于废油脂制备的生物柴油（UCOME）的 GHS 减排量达到 83%，当前各国对于 UCOME 大多以双倍量计算生物燃料使 用量。由于 UCOME 能够计算更多的生物燃料消耗量，更容易达到欧洲各国设 定的掺混比例要求，故而 UCOME 在欧洲具有特殊的的竞争力, 相比较而言价 格也最高，如根据 Argus 的数据，其他品类当前柴油报价在 600-800 美元/吨左 右，而 UCOME 报价在 1100 美元/吨左右。现状分析：受益双倍减排政策，废油脂生物柴油 UCOME 竞争力逐渐增强，现 已成为欧洲第二大生物柴油原料。从欧洲本土生物柴油角度来看，欧洲是以菜 籽油生产生物柴油（RME）为主的地区，其中以德国、法国产量较多。2012 年 RME 占欧洲生物柴油总产量的 62.3%，但由于 RME 碳减排力度较低， UCOME 则能以双倍计值满足减排要求，叠加成本原因，使得欧洲市场 RME 比重逐渐下滑，其市场份额逐渐被地沟油、动植物脂肪生物柴油占据。根据 USDA 发布的统计数据，欧洲本土生物柴油 2019 年原料种类的格局为菜籽油 （43.1%）、地沟油（20.4%）、棕榈油（16.5%）、大豆油（6.5%）、动物脂肪 （6.8%）、向日葵油（1.7%）、松油，妥尔油（5%）。而作为 PART A 部分的松 油、妥尔油生物柴油近年来也有快速增长，但由于生产成本偏高，且与同样双 倍计值的 PART B 享有同等政策，相较而言欧洲生物燃料产商依然更加青睐 UCOME，PART A 市场占比依然较小。展望未来：RED II 对生物燃料进行结构性调整，传统生物燃料将受抑制，PART B 中短期依然维持高增。2018 年，欧盟修订了《可再生能源指令》，简称“RED II”，除要求总体交通领域掺混比例达到 14%外，对细分燃料规定更进一步要求。 自 2010 年起对第一代生物燃料的掺混比例设置了上限。欧盟所生产的传统生 物柴油在可持续发展、间接地利用土地、农业问题等方面存在一定问题。通过 多次博弈，目前基于粮食作物的传统生物燃料的掺混上限将从 2021 年的 7%下 降到 2030 年的 3.8%；与此同时，将第二代生物燃料的掺混下限将从 2021 年 的 1.5%上升到 2030 年的 6.8%。其中，PAR T B 生物燃料（UCOME 生物柴油）在 2030 年要求比例为 1.7%。可以看出，以非食物为原料的先进生物燃料 将在未来拥有更广阔的前景，废油脂生物柴油将获得更大的市场空间。传统生柴进口抑制+UCO 供给困难，中国市场份额超预期提升主要进口国受欧盟反补贴税冲击，多项政策抑制传统生物燃料进口。进口方面 来看，欧盟生物柴油主要供应国有阿根廷、印度尼西亚、马来西亚和中国，2019 年进口占比分别为 28%、25%、23%和 16%。阿根廷主要以大豆油生柴为主 （SME），而印尼和马来西亚以棕榈油生柴为主（PME）。2017 年，由于欧盟 取消了对阿根廷和印度尼西亚的反倾销税，两国对欧盟出口实现快速增长，然 而 2019 年欧盟开始对传统生物燃料进口展开多项抑制政策：2019 年 2 月欧盟 开始重新对阿根廷征收 25%-33%的反补贴税，2019 年 12 月对印度尼西亚征收 8-18%的反补贴税。此外，由于 PME 极低的碳减排能力（仅 19%），2019 年 5月欧盟出台了间接土地利用变化（ILUC）认定，认为棕榈油制生物柴油以砍伐 森林为手段生产的棕榈油违背了欧盟低碳环保政策的初衷，将 PME 认定为高风 险 ILUC 生物燃料，规定 2022-2023 年 ILUC 生物燃料的使用将被限制在 2019 年水平以下，并在 2030 年逐步淘汰。此议案遭到印尼的反对，并向 WTO 提交 仲裁。无论该议案是否完全实施，都将对欧洲 PME 市场份额产生巨大负面影响。欧洲疫情冲击下 UCO 供给大幅降低，中国复工复产迅速有望填补市场份额。 废油脂（UCO）是欧洲市场第二大生物柴油原料，2019 年 UCOME 占据生物 柴油总生产量的 20.4%。主要生产国有荷兰、德国、英国、葡萄牙、西班牙和 奥地利，该六国占据欧洲 UCOME 总体产量的 90%以上。然而，随着 2020 年 3 月以来新冠疫情爆发，主要生产国均出台不同程度的封闭措施，命令餐馆暂 时封闭或限制人员密度，造成废油脂 UCO 供应大减，USDA 预计 2020 年 UCOME 的产量受供给影响预计将同比减少 7%。而中国在上半年虽然也受到疫 情冲击，但防控成效显著，生产与消费恢复迅速，生物柴油出口有望迎来疫情 后的超预期增长。根据中国海关总署的出口数据，虽然 2020 一季度生物柴油 累计出口量仅 7.0 万吨，同比下降 20%，但随着二三季度复工复产逐渐加快， 生物柴油出口量自 4 月以来大幅度增长，截至 2020 年 8 月，中国生物柴油累计出口量 43.6 万吨，同比增长 13%，这在欧洲、印尼、阿根廷等主要生物柴油 生产国减产情况下，中国生物柴油出口实现了二位数超预期增长，实属难得。从工艺来看，第三代生物柴油是未来的发展方向从制备工艺来看，由于第一代柴油技术成熟，且掺混政策暂不区分一二代柴油， 市场需求仍大。目前，欧洲进口的各类生物柴油绝大部分为一代生物柴油，这 是由于一方面一代柴油成本较低，另一方面，欧洲对于生物柴油的掺混要求以 生产原料为区分标准，而未对工艺有指令性要求。所以，欧洲当前对一代柴油 特别是废油脂一代柴油（UCOME）的进口需求仍然较大。欧洲二代生物柴油以废油脂和动物脂肪为原料，也有使用棕榈油等食物基燃料 进行生产。全球范围来看，拥有二代生物柴油生产技术并大量投产的国家较少， 根据 REN21 报告，2019 年全球 HVO 生产量为 65 亿升，约 507 万吨。美国产 量 195 万吨位居世界第一，欧洲整体产量 226 万吨，以荷兰、意大利、法国为 主。第三代柴油是未来主要发展方向，政策强力推动，长期前景广阔。当前该类原 料制备的生物柴油被欧洲列为 PART A 类，RED II 规定 PART A 生物燃料目标 在 2030 年达到 6.8%，意味着未来十年政策要求 PART A 部分生物柴油掺混量 将大幅增加。目前，欧洲第三代生物柴油主要原料以妥尔油为主（以松木为原料的纸浆厂从 纸浆废液中回收的一种副产品），芬兰、瑞典、意大利等国产量较大。据 USDA2020 报告的数据测算，2019 年欧洲妥尔油制备的生物柴油产量占总体 生物柴油产量的 5.0%，约 805 万升（63 万吨）。USDA 预测 2030 年 PART A需求达到 1000 万吨标准油，约当前传统生物燃料产量的 80%。欧洲市场生物柴油未来市场规模测算RED 对生物燃料在交通领域的掺混要求做出了明确规定：要求 2020 年交通部 门的生物燃料掺混比例为 10%，RED II 要求 2030 年达到 14%。我们假设各种生物燃料的掺混比例当前是较为一致的，近似估计生物柴油占总 体柴油的比例在 2020 年要求 10%，2030 年达到 14%。（实际上欧洲市场汽油 和航空煤油的掺混比例更低，需要更多的柴油掺混弥补汽油、煤油的不足，所 以当前估算偏保守）。 根据 USDA 的调查数据，欧盟 28 国柴油消耗总量每年保持稳定增长，2019 年达到 19366 万吨，我们按照其过去 8 年复合增长率 2.5%做推算，预计 2020 年 柴油消耗量 19850 万吨，2030 年 25410 万吨。同时分别按照 10%和 14%的掺 混比例估算，得到 2020 年欧洲市场生物柴油需求量达到 1985 万吨，2030 年 达到 3557 万吨，若按 7000 元人民币/吨计算，2020 年欧洲市场生柴规模达到 1390 亿元，2030 年达到 2490 亿元。我国生物柴油行业潜力巨大供给端：以废油脂为原料制备生物柴油废油脂根据来源的不同而划分为地沟油、酸化油等。地沟油泛指在生活中存在 的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的炸油等，其组成与人们日常的油 脂使用习惯相关，在我国，地沟油主要以大豆油、菜籽油、棕榈油等植物油占 据主要地位，碳链以 16-18 碳为主；酸化油酸化油是指对油脂精炼厂所生产的 的副产品皂脚进行酸化处理所的得到的油。酸化油本质上是脂肪酸，其中含有 色素以及未酸化的甘油三酯、甘油二酯、单甘脂（中性油）等多种成分，酸化 油进一步根据来源不同可分为大豆（菜籽）酸油、棕榈酸油、叶子（棕榈酸油） 三类，其中前两者以 16-18 碳为主，而椰子酸油以 12-14 碳等中碳链为主。从工艺角度来看，目前国内以生产第一代生物柴油为主，主要成分为脂肪酸甲 酯。通过将各类废油脂混合后，接下来进入纯化工序、加入甲醇及催化剂反应 转化为粗制甲酯，粗制甲酯在离心分离后通过高真空多塔分馏工序，根据碳链 结构和沸点的差异分离出不同碳链的生物柴油产品，同时副产粗制甘油，副产 物经纯化、蒸发、精馏脱色等工序后，可联产工业甘油。废油脂价格深度影响生柴成本，供应商以个人为主生物柴油的最大成本为原料，其废油脂采购成本约占总成本的 85%，其次为甲醇成本占比约 7%。因此废油脂价格成为影响企业业绩与净利润非常重要的因素。价格上来看，国内对废油脂的定价一方面主要参考国际原油期现货价格、生物 柴油市场行情综合分析确定，同时也适当参考国内外大豆油、棕榈油等主要油 脂的期现货价格走势；在实际采购定价中还根据各供应商合作程度、质量水平、 供货的持续能力与稳定性、供货的及时性、物流成本、供应商所处区域采购价 格行情等协商定价。国内废油脂回收难度较高但需求巨大，目前废油脂利用率不足 10%我国废油脂的行业特性造成废油脂回利用难度大。由于废油脂主要从餐饮或食 品加工等企业的下水道或隔油池进行收集，工作环境恶劣、工作时间特殊、劳 动强度大、人力成本高等，因而目前在我国从业者主要以个人为主，行业内经 营者众多、市场集中度低，政府进行有效管理的难度较大。对于废油脂安全有 效的处置和利用，需要处置单位具备一定技术实力和运营规模。如将废油脂转化为生物柴油，由于废油脂构成复杂、杂质含量高、色泽深，生产工艺复杂， 而且若要生产满足高端市场要求的生物柴油，例如欧盟市场、国内高端的绿色 生物基化学原料市场，其所需要的技术难度更大，目前国内仅有个别企业具备 上述能力。虽然回收和处理废油脂难度较高，但行业规模巨大。地沟油等废油脂属于城市 生活垃圾分类分离的一种废旧资源，主要来自餐馆、酒店、养猪场、食品加工 企业等，其来源多、分布广。目前来看，我国废油脂利用量较少，一方面与城 市垃圾回收率低有关，大量垃圾未经过分类和过滤就地掩埋。根据国家环保部 发布的《全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》，全国 214 个大、中城市 2016 年城市生活垃圾产生量为 18850.5 万吨，处置量 18684.4 万吨，处置率达 99.1%；另根据国家发改委和住建部发布的《生活垃圾分类制度实施方案》，提出到2020 年底在实施生活垃圾强制分类的城市（46 个城市）生活垃圾回收利 用率达到 35%以上。可见我国虽然城市垃圾得到了有效处置，但目前回收利用 率仍很低，特别是相比发达国家和地区。另一方面与废油脂的回收率低有关，即使存在分类的生活垃圾，对废油脂的利用率也较低。根据国家粮油信息中心公布的《中国食用植物油供需平衡表》信 息，2018 年我国食用植物油消费量为 3190 万吨，以废油脂产生量约占食用油 总消费量的 30%估算，由食用油产生的废油脂将达到 900 万吨/年；此外，国内 油脂精加工后以及各类肉及肉制品加工后剩余的下脚料亦可再产生废油脂 100 万吨以上，以此粗略计算我国每年产生废油脂 1000 万吨。其中不足 100 万吨 废油脂用于生产生物柴油，利用率低于 10%。相比其他处置模式，废油脂转化生物柴油更加安全、经济、高效就废油脂的处置方式来看，其处置方向主要有回流餐桌、饲料领域，制取生物 柴油，肥皂，工业油酸以及初步加工后直接出口等。一方面，地沟油回流餐桌、饲料领域会带来食品安全问题，对人们的身体健康 不利。早年地沟油回流餐桌现象严重，对此国家严厉打击，2012 年 2 月，最高 人民法院、最高人民检察院和公安部联合发布了《关于依法严惩“地沟油”犯罪活 动的通知》，提出依法严惩“地沟油”犯罪，切实维护人民群众食品安全。另一方 面，从环保和城市排水的角度考虑，下水道中的地沟油没有被及时淘捞会酸败 恶臭造成环境与水污染，冻结后会堵塞下水道管网。为此，国务院办公厅于 2010 年和 2017 年相继发布了《关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》、《关 于进一步加强“地沟油”治理工作的意见》，提出要加强地沟油的规范管理，将“地 沟油”治理作为“十三五”期间食品安全重点工作任务，培育无害化处理和资源化 利用企业。因而将废油脂加工成生物柴油，为其流向提供了一个合法的、可追 溯的处置渠道，并能阻断非法加工企业的原料来源，为减少地沟油回流餐桌、 确保食品安全提供了保障，具有积极的社会意义。另一方面，在废油脂其他处置方向中，转化为生物柴油的要求范围更加宽松。比如工业油酸需要要求碘值>110，酸值>100。而生物柴油只要求碘值>30，对 酸值无要求，几乎覆盖全部废油脂品种，这十分契合我国废油脂来源广泛、回 收处理水平较低的特点；同时，生物柴油不仅可以作为可再生能源，还可以作 为绿色化学品原料，产品应用前景广阔，具有较强的经济效益，这也是废油脂 回收利用能持续发展的保证。因此生物柴油是废油脂无害化处置和资源化利用 最佳方向，并最终能形成提升社会效益、环境效益和企业效益多赢的局面。综上所述，从供给端来看，用废油脂制备生物柴油是当前及未来的主要模式。 同时由于国内国内垃圾分类，垃圾回收措施刚刚起步，未来废油脂供给规模及 利用率将进一步扩大，为生物柴油生产提供必要原料支撑。若简单从废油脂利 用率不足 10%进行估算，乐观假设下若全部有效利用，则可以生产 700-800 万 吨生物柴油，以 6000 元/吨标准计算，行业规模将达到 480 亿/年。需求端：生物柴油以出口欧洲为主，国内需求用于绿色化工品国内生物柴油主要远销欧洲，出口量快速上升。据卓创资讯数据显示，2017 年 来中国生物柴油产量逐步上升，至 2019 年产量达到 55.1 万吨。我国生物柴油 自 2015 年开始，主要市场由国内转向欧洲市场，主要原因在于废弃油脂生产 的生物柴油（UCOME）减排系数高于精炼油生物柴油。根据海关总署的数据 显示，中国 2015 年生物柴油出口量仅 1.8 万吨，而 2019 年达到 66.2 万吨，复合增长率 146.3%。预计在短时期国内，生物柴油产业政策较大调整情况下， 欧洲依然是中国生物柴油的主要市场。国内需求以绿色化工品为主。由于生物柴油主要成分为脂肪酸甲酯，因此可以 用于生产生环保型增塑剂、表面活性剂、工业溶剂、工业润滑剂等可降解生物 基绿色化学品。当前国内市场生物柴油扶持政策还没有正式落地，因此，用于 生物基绿色化学品生产是国内生物柴油最主要的应用领域。国内竞争格局国内生产生物柴油的公司主要有卓越新能、浙江东江能源、河北金谷集团、唐 山金利海、河北隆海生物、荆州大地生物、上海中器、三聚环保等。……（声明：分享本文的目的是为了学习交流和知识传播，不构成任何决策或投资建议。）如需优质报告请登录【未来智库官网】。

作者 | 刘振亚全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长来源 | 学习时报2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会提出我国2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标，12月在气候雄心峰会进一步宣布提升国家自主贡献的一系列新举措，得到国际社会高度赞誉和广泛响应。2020年中央经济工作会议明确将做好碳达峰、碳中和工作列为今年八项重点任务之一。习近平总书记系列重要讲话和党中央决策部署为推动气候环境治理和可持续发展擘画宏伟蓝图、指明道路方向，彰显了我国坚持绿色低碳发展的战略定力和积极应对气候变化、推动构建人类命运共同体的大国担当。当前，我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程，实现碳达峰、碳中和对于加快生态文明建设、促进高质量发展至关重要。作为全球最大的发展中国家和碳排放国，我国需要在推进发展的同时实现快速减排，任务十分艰巨。立足国情，实现碳达峰、碳中和目标，需要贯彻新发展理念，抓住能源这个“牛鼻子”，以特高压电网引领中国能源互联网建设，加快推进能源生产清洁替代和能源消费电能替代（“两个替代”），打造清洁低碳、安全高效的现代能源体系，通过能源零碳革命引领全社会加速脱碳，实现能源电力发展与碳脱钩、经济社会发展与碳排放脱钩（“双脱钩”），开辟一条速度快、成本低、效益高的中国碳中和之路。实现我国碳达峰碳中和任务重大而艰巨我国宣布碳达峰、碳中和目标意义重大、影响深远。从国内看，这一重大宣示对我国应对气候变化、推进生态文明建设提出了更高要求；对于建立以绿色发展为价值引领和增长动力的现代经济体系，实现经济社会发展与生态环境保护协同，建设美丽中国具有重要意义。从国际看，这一重大宣示充分展现了我国积极应对全球气候变化、推动世界可持续发展的责任担当，增强了我国在全球气候治理中的主动权和影响力，为世界各国树立了标杆和典范。在我国宣布碳中和目标后，日本、韩国等国家相继作出碳中和承诺，美国宣布重回《巴黎协定》，国际应对气候变化行动全面加速。近年来，我国积极实施应对气候变化国家战略，取得突出成绩，但要在未来40年先后实现碳达峰、碳中和目标，也面临艰巨挑战。一是排放总量大。我国经济体量大、发展速度快、用能需求高，能源结构以煤为主，使得我国碳排放总量和强度“双高”。2019年我国煤炭消费比重达到58%，碳排放总量占全球比重达到29%，人均碳排放量比世界平均水平高46%。二是减排时间紧。我国仍处于工业化和城镇化快速发展阶段，具有高碳的能源结构和产业结构，发展惯性大、路径依赖强，要用不到10年时间实现碳达峰，再用30年左右时间实现碳中和，意味着碳排放达峰后就要快速下降，几乎没有缓冲期，实现减排目标需要付出艰苦努力。三是制约因素多。碳减排既是气候环境问题也是发展问题，涉及能源、经济、社会、环境方方面面，需统筹考虑能源安全、经济增长、社会民生、成本投入等诸多因素，这对我国能源转型和经济高质量发展提出了更高要求。总体看，实现碳达峰、碳中和对我国发展意义重大，但也面临许多困难和挑战。如何在社会主义现代化建设的宏伟蓝图中科学谋划碳减排路径与方案，需要立足国情和发展实际研究思考，关键要坚持新发展理念和系统观念，统筹发展与减排、统筹近期与长远、统筹全局与重点，以大格局、大思路开辟一条高效率减排促进高质量发展的中国碳达峰、碳中和之路。碳达峰碳中和的实现方式碳排放受经济发展、产业结构、能源使用、技术水平等诸多因素影响，根源是化石能源的大量开发使用。目前我国化石能源占一次能源比重为85%，产生的碳排放约为每年98亿吨，占全社会碳排放总量的近90%。解决碳排放问题关键要减少能源碳排放，治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁替代和电能替代（“两个替代”），彻底摆脱化石能源依赖，从源头上消除碳排放。清洁替代即在能源生产环节以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源发电，加快形成清洁能源为主的能源供应体系，以清洁和绿色方式满足用能需求。电能替代即在能源消费环节以电代煤、以电代油、以电代气、以电代柴，用的是清洁发电，加快形成电为中心的能源消费体系，让能源使用更绿色、更高效。建设中国能源互联网为推进“两个替代”，实现碳达峰、碳中和目标提供了高效可行的系统解决方案。我国清洁能源资源丰富但与主要用能地区逆向分布，实现“两个替代”，需要解决好能源开发、配置和消纳问题。中国能源互联网是清洁能源在全国范围大规模开发、输送和使用的基础平台，是清洁主导、电为中心、互联互通的现代能源体系，为能源转型升级、减排增效提供了重要载体，实质是“智能电网+特高压电网+清洁能源”，智能电网是基础，特高压电网是关键，清洁能源是根本。建设中国能源互联网是落实习近平总书记关于“四个革命、一个合作”能源安全新战略，推进国内能源互联网建设，抢占全球能源互联网构建制高点等重要指示精神的必然要求，将加快推动清洁能源大规模开发和电能广泛使用，全方位减少煤、油、气消费，促进能源生产清洁主导、能源消费电能主导（“双主导”），能源电力发展与碳脱钩、经济社会发展与碳排放脱钩（“双脱钩”），以能源体系零碳革命加快全社会碳减排，实现绿色、低碳、可持续发展。加快发展特高压电网是构建中国能源互联网的关键。特高压技术作为我国原创、世界领先、具有自主知识产权的重大创新，破解了远距离、大容量、低损耗输电世界难题，是构建特大型互联电网、实现清洁能源在全国范围高效优化配置的核心技术。经过十几年的不懈努力，我国在特高压技术、装备、标准、工程等方面实现全面引领，建成世界上电压等级最高、配置能力最强的特高压交直流混合电网，2019年输送电量达4500亿千瓦时，一半以上为清洁能源发电，为保障能源安全、推动清洁发展作出了重要贡献。以特高压电网引领中国能源互联网建设，推动我国碳减排总体分3个阶段。第一阶段尽早达峰（2030年前）。重点是推进西部、北部清洁能源基地特高压直流外送通道和东部、西部特高压交流骨干网架建设，加快清洁能源大开发，压控化石能源消费总量，主要以清洁能源满足新增能源需求，电力、能源、全社会分别于2025、2028、2028年实现碳达峰，峰值为45亿、102亿、109亿吨。第二阶段加速脱碳（2030～2050年）。重点是全面建成中国能源互联网，形成东部、西部两个特高压同步电网，深入推进清洁替代和电能替代，带动产业结构调整和经济转型升级，2050年电力实现近零排放，能源、全社会碳排放分别降至18亿、14亿吨，相比峰值下降80%、90%。第三阶段全面中和（2050～2060年）。重点是进一步发挥中国能源互联网的带动作用，推进各行业各领域深度脱碳，结合自然碳汇、碳移除等措施，力争2055年全社会碳排放净零，实现2060年前碳中和目标。构建中国能源互联网将打造能源转型和碳中和的中国模式，优势显著、效益巨大。一是见效快。相比现有发展模式，我国清洁能源开发速度和全社会电气化率增速都将提高1.5倍以上，到2060年，清洁能源占一次能源比重将达90%，电能占终端能源比重将达66%，高效实现能源清洁化和电气化的全面转型。二是成本低。预计2020～2060年我国能源电力系统累计投资约122万亿元，占GDP比重不到1.2%，其中清洁能源、能源传输、能效提升投资分别占47%、32%、12%，全社会碳减排边际成本仅为260元/吨，远低于700元/吨左右的全球其他减排方案。三是综合价值大。中国能源互联网在促进气候治理、改善环境与健康、减少油气进口、带动产业升级、创造更多就业等方面将产生巨大协同效益，累计创造社会福利可达1100万亿元，相当于能源系统每投入1元能够产生9元的综合效益，对我国高质量发展作用显著。实现碳达峰须以“两控两化”为重点碳达峰是碳中和的前提，达峰越早、峰值越低，碳中和代价越小、效益越大。实现碳达峰的关键是压控化石能源消费总量。从能源品种看，煤炭和油气消费产生的碳排放分别占能源相关碳排放的79%和21%；从排放增量构成看，近10年油气的碳排放增量占能源碳排放增量的75%。压降煤炭消费总量，抑制油气过快增长，是实现碳达峰的重要前提。同时，需要大力发展清洁能源，满足全社会新增用能需求。加快建设中国能源互联网，推进“两控”，加速“两化”，即压控煤炭消费总量、油气消费增速，加速能源清洁化、高效化发展，将根本扭转化石能源增势，让化石能源消费总量和全社会碳排放在2028年达峰，峰值分别为43亿吨标煤和109亿吨二氧化碳。压控煤电和终端用煤。煤电碳排放占能源排放总量的40%，控煤电是碳达峰的最重要任务，重点要控总量、调布局、转定位。控总量，即确保煤电2025年左右达峰，峰值11亿千瓦，到2028年进一步降至10.8亿千瓦。调布局，即压减东中部低效煤电，新增煤电全部布局到西部和北部地区，让东部地区率先实现碳达峰。转定位，即实施煤电灵活性改造，提升调峰能力，推动煤电由主体电源逐步转变为调节电源，更好促进清洁能源发展。同时，大力压降散烧煤和工业用煤，将终端用煤控制在10亿吨标煤以内。预计到2028年，我国煤炭消费将降至27亿吨标煤左右，为碳达峰发挥重要作用。压控油气消费增速。在终端用能领域，加快实施电能替代，将有效抑制油气消费过快增长，是实现碳达峰的重要举措。在工业、交通、建筑等领域，大力推广电锅炉、电动汽车、港口岸电、电采暖和电炊具等新技术、新设备，积极发展电制氢、电制合成燃料，加快以清洁电能取代油和气，有效控制终端油气消费增长速度。预计2021—2028年，石油、天然气消费年均增速为1%、4%，分别较目前下降4个百分点和8个百分点；石油、天然气将分别在2030、2035年实现达峰，峰值7.4亿吨、5000亿立方米。大力推动能源清洁化发展。重点是加快建设西部北部太阳能发电、风电基地和西南水电基地，因地制宜发展分布式清洁能源和海上风电，补上煤电退出缺口，满足新增用电需求。预计到2028年，我国清洁能源装机将达21亿千瓦，年均新增太阳能发电7000万千瓦、风电5200万千瓦、水电1600万千瓦。同时，加快特高压电网建设，2028年前初步建成东部、西部特高压同步电网，电力跨省跨区跨国配置能力达5亿千瓦左右，满足清洁能源大规模开发和消纳需要，根本解决弃水、弃风、弃光等问题。大力推动能源高效化发展。推进各领域节能，提高能源使用效率，是降低能源强度、促进碳减排的重要手段。目前，我国单位GDP能耗约为经合组织国家平均水平的3倍，节能空间很大。应积极发挥中国能源互联网的关键作用，在能源生产环节，提高清洁能源发电效率，降低火电机组煤耗；在能源消费环节，积极推广先进用能技术和智能控制技术，提升钢铁、建筑、化工等重点行业用能效率。预计2028年前，我国单位GDP能耗较目前下降1/4，其中钢铁、建材、化工等行业能耗将分别下降20%、8%、30%，为有效降低化石能源消费总量，实现全社会碳达峰奠定坚实基础。加快各领域深度脱碳，确保实现碳中和在碳达峰基础上推进碳中和，加快清洁能源对化石能源消费存量的全面替代是关键。发挥中国能源互联网的平台作用，进一步加快清洁能源大规模开发和电能广泛使用，在能源生产消费各环节、碳排放各领域对化石能源进行深度替代，将推动能源系统全面脱碳，促进产业体系和生产生活方式绿色转型，加速我国碳减排进程，在2055年前后实现碳中和目标。全面推进能源生产脱碳。加快建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的中国能源互联网和统一高效的全国电力市场，发挥大电网大市场在资源配置中的决定性作用，全面加快太阳能、风能、水能等清洁能源和储能跨越式发展，以光风水储输联合方式实现能源大范围经济高效配置，满足经济社会发展需求。这种多能互补、广域平衡、清洁高效的能源发展方式，将打破能源供给的资源约束和时空约束，充分利用资源差、负荷差、电价差，推动能源结构布局优化和效率效益提升，实现全面脱碳转型。预计到2055年，我国清洁能源装机、发电量将分别达到73.5亿千瓦、16万亿千瓦时，占总装机和总发电量比重均接近94%，电力跨省跨区跨国配置能力超过10亿千瓦，推动能源生产碳排放从2028年的52亿吨降至2.3亿吨。全面推进能源消费脱碳。大力深化各领域电能替代，构建以清洁电力为基础的产业体系和生产生活方式，摆脱煤、油、气依赖。工业领域加快钢铁、建材、化工等高耗能行业电气化升级，大幅提高能源利用效率，建立绿色低碳发展的工业体系。预计到2055年，我国工业领域电气化率将达到60%，碳排放从2028年的31.2亿吨降至3.3亿吨。交通领域大力发展电动和氢能汽车，提升电气化铁路比重，以电能和电制清洁燃料替代航空航海化石能源需求，实现从油驱动向电（氢）驱动转变。预计到2055年，我国交通领域电气化率将达到70%，碳排放从2028年的12.2亿吨降至2亿吨。建筑领域普及建筑节能改造和智能家电应用，推动炊事、供热、制冷等全面电气化，倡导零碳生活方式。预计到2055年，我国建筑领域电气化率将达到75%，碳排放从2028年的6.5亿吨降至1.1亿吨。通过协同推动上述重点领域电气化转型，预计到2055年，我国全社会电气化率将超过60%，能源消费碳排放从2028年的50亿吨降至6.4亿吨。全面推进非能利用领域碳减排。钢铁、建材、化工等传统工业除能源消费碳排放外，还会在原料生产和加工的过程中造成碳排放。目前，我国每年工业过程产生的碳排放大约为10亿吨左右。依托中国能源互联网，积极利用清洁电力制造氢气、氨气、甲醇、甲烷等原材料，推动以氢能炼钢替代焦炭炼钢，优化建材、化工行业工艺流程，将促进传统产业向低耗能、低排放、高附加值方向加快转型，大幅减少工业过程中产生的碳排放。预计到2055年，我国工业生产的高新化、智能化、绿色化水平将显著提升，工业生产过程中非能利用产生的碳排放将从2028年的13亿吨降至5.4亿吨。大力推进自然碳汇和碳捕集。受资源、技术、经济性等因素影响，到2055年左右，我国能源生产、消费以及工业非能利用领域还有约14亿吨碳排放需要通过自然碳汇、碳捕集等措施予以解决。应积极开展生态治理，加大力度实施植树造林、荒漠改善、水土保护等行动，发挥森林、农田、湿地等重要作用增加自然碳汇。同时，积极研发和推广化石燃料碳捕集利用与封存、生物质碳捕集与封存、直接空气捕集等技术，提高碳捕集能力。预计到2055年，自然碳汇和碳捕集能够分别提供约10亿、4.5亿吨负排放，解决碳中和“最后一公里”问题，助力实现全社会碳中和目标。多措并举推进碳减排实现碳达峰、碳中和是一项极具挑战的系统工程，涵盖能源、经济、社会、气候、环境等众多领域，涉及政府、企业、公众等多个层面，需要秉持新发展理念，凝聚全社会智慧和力量，团结协作、共同行动。坚持清洁发展，筑牢思想根基。牢固树立“绿水青山就是金山银山”理念，正确处理好经济发展与生态保护的关系，转变依赖化石能源的发展观念，打破碳惯性，解除碳锁定，加快形成绿色发展方式和绿色生活方式，坚定不移走绿色、低碳、循环、可持续的创新发展之路。坚持创新驱动，提高减排成效。强化技术创新，加快清洁能源发电、储能、绿电制氢、负排放等关键技术突破，提高经济性和可靠性，为碳中和目标实现提供有力支撑。强化模式创新，积极推行电动汽车错峰充电、低谷电制氢等服务，探索光伏治沙、新型光伏农业等清洁发展与生态保护相结合的新模式，大幅提高碳减排质量和效益。坚持统筹协同，落实减排行动。立足经济社会发展全局，以系统思维统一谋划，统筹推进各行业和各地区碳减排工作。聚焦能源、工业、交通、建筑等重点行业，制定碳达峰、碳中和阶段性目标和实施方案。加强能源转型与产业升级协同，发挥中国能源互联网引领带动作用，促进新能源、新材料、智能制造、电动汽车等新兴产业快速发展，推动以化石能源主导的传统工业经济向清洁能源主导的现代经济转型升级，实现经济增长与碳减排双赢。加强区域发展协同，加快在西部北部地区建设一批大型清洁能源基地，通过特高压电网外送至东部地区，将资源优势转化为经济优势，缩小东西部发展差距，促进全国加快碳减排。坚持市场导向，完善保障机制。加快推进全国碳排放权交易市场建设，进一步扩大碳市场参与行业、交易主体和交易品种，运用市场机制降低减排成本。推动构建全国电—碳市场，整合气候与能源领域治理机制，发挥电力市场与碳市场协同联动作用，实现更低成本、更高效率、更大效益减排。加快完善有利于低碳发展的价格、税收、金融等政策机制，大力发展绿色金融市场，引导社会资本加速流向绿色产业，为实现碳中和目标提供充足资金保障。全球能源互联网发展合作组织是首个由我国发起成立的能源领域国际组织，2016年3月成立以来，认真学习贯彻习近平总书记关于能源“四个革命、一个合作”、构建全球能源互联网、碳达峰碳中和等重要指示精神，以推动可持续发展为使命，大力推进中国和全球能源互联网建设，走出了一条中国特色的国际组织发展之路。目前会员总数达1115家、国别130个，与联合国及所属机构、许多国家政府、国际组织、企业和机构建立合作关系，开展200余项课题研究，发布50余项重要成果，在经济、社会、能源、气候、环境等领域唱响“中国声音”，推动中国倡议成为全球行动。围绕碳达峰、碳中和，合作组织研究完成了《中国2030年前碳达峰研究报告》《中国2060年前碳中和研究报告》《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》，为我国加快碳减排提供全面系统、经济高效的综合解决方案。面向未来，合作组织将进一步深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和指示精神，在社会各界关心支持下，不断开创中国和全球能源互联网发展新局面，为我国加快能源变革转型和绿色低碳发展，全面建设社会主义现代化国家作出新的更大贡献。

【能源人都在看，点击右上角加'关注'】2019年是新中国成立70周年，是决胜全面建成小康社会第一个百年奋斗目标的关键之年，是习近平总书记提出能源安全新战略五周年。一年来，我国新能源发展坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，为进一步推进构建高比例可再生能源体系不断开拓进取。2019年，我国风力发电、太阳能发电、生物质发电装机规模均位居世界第一，新能源发电量稳步增长，新能源生产和消费实现快速发展，有力推动了清洁低碳的绿色能源体系建设；依托智慧能源技术快速发展，分散式风电、分布式光伏得到积极布局，集中式与分布式并举的可再生能源综合利用模式不断完善；风电、光伏开发应用多元化程度持续加深，实现了生产与供应方式的多元化发展，能源发展质量效益稳步提升，能源结构持续优化；不断推进“一带一路”沿线新能源领域合作，助力打造能源合作共同体，进一步提升我国在全球能源治理的影响力。水电总院自20世纪50年代成立以来，一直作为行业技术支持单位，大力促进水电、风电、太阳能发电、生物质能、地热能等可再生能源的发展，自2009年起以专业年度发展报告的形式分享不同专业行业发展情况、特点和对未来发展的展望与建议，自2016年起以年度《中国可再生能源发展报告》形式对整个可再生能源行业发展情况进行发布。为全面反应我国2019年可再生能源行业发展情况、与行业同仁共同推进行业发展，并为社会进一步了解我国可再生能源发展提供信息，近日，水电总院即将发布《中国可再生能源发展报告2019》，主要针对水电、风电、太阳能发电、生物质能、地热能等五大能源品种，梳理和分析世界及中国能源发展总体情况、中国可再生能源发展成果、国际合作与行业热点，并对2020-2025年可再生能源发展前景进行展望。1 风电行业方面报告将分享的内容主要包括： 风电行业保持平稳增长，装机达到“十三五”规划低限发展目标；海上风电规模接近规划目标。2019年，通过风电投资监测预警机制引导，风电开发建设布局进一步优化，竞争性配置和平价示范项目推进陆上风电补贴退坡，海上风电规模发展已见成效，竞争性配置有序推进，风电机组大型化发展趋势明显。风电发电技术持续进步，装备研发和制造水平快速提升，智慧风场、智慧风电机组等智能化新兴技术应用不断涌现。在风电即将进入无补贴时代的关键节点，报告针对2020年和后续风电发展提出了发展建议和趋势展望。2 太阳能发电行业方面报告将分享的内容主要包括：光伏发电保持稳定增长态势，已达到“十三五”规划的低限目标；光热发电仍处于示范阶段，相较规划目标尚有差距。2019年，光伏发电在能源转型中发挥“主力军”作用，通过市场环境监测引导，建设布局进一步优化；采用全国竞争配置，系统投资成本持续降低；上下游产业集中度加强，生产装备技术和关键技术参数指标进一步提升，各环节成本降低，具备了在部分地区实现发电侧平价上网的能力。光热发电新技术加速发展，国产设备技术逐步提升，示范项目持续推进，运行水平不断提高。光伏行业在多元化发展方向上持续扩张，并加快参与全球建设步伐。分布式装机略有回落，户用装机增速较大，光伏发电开发利用模式多样，综合化发展有序推进，“光伏+”已成为光伏行业高质量发展的重要助力之一。在我国迎来光伏发电高质量发展、进入平价上网关键阶段的形势下，报告研究了近期行业发展趋势展望及发展建议。3 太生物质能行业方面报告将分享的内容主要包括：生物质能发电装机规模稳步增长，已达到“十三五”规划目标80%；非电部分存在差距，有待进一步发展。2019年，生物天然气明确发展方向，首次纳入国家战略体系；生物天然气产气规模大幅增长，供热能力有所提高；垃圾分类为垃圾焚烧发电产业带来新的发展空间；生物质天然气技术持续进步，再热型机组陆续出现，参数进一步提高，核心技术国产化进程加快，生物液体燃料高端应用示范推广突破。结合生物质能的发展基础和面临形势，研究了2020年和“十四五”期间生物质能的发展建议和发展展望。4 地热能行业方面报告将分享的内容主要包括： 浅层地热能利用位居世界第一，中深层地热利用持续增长，地热发电相继启动，油田地热取得积极效益，温热水利用已具规模。2019年地热能利用呈现多元化发展，各地因地制宜，浅层地热供暖（制冷）在国内全面铺开，中深层地热供暖持续增长，地热发电稳步推进。地热能开发利用技术取得进步，地热资源勘探技术不断成熟，中深层热泵研发应用活跃，深部地热储层改造增产技术取得突破，行业标准体系初步建立。结合地热能的发展现状和发展定位，研究了近期2020年、中期2025年和远期2035年生物质能的发展建议和发展展望。2020年，在疫情防控常态化背景下，我国可再生能源发展立足全面建成小康社会，将继续落实“四个革命，一个合作”能源安全新战略，向着绿色发展的方向持续迈进，风电、光伏、生物质、地热能等行业在挑战中将迸发机遇，我们期待分享《中国可再生能源发展报告2019》的更多细节，共同为提高可再生能源供应比例、提升能源生产和消费的绿色发展贡献力量。来源：水电水利规划设计总院 点击此处“阅读全文”查看更多内容 免责声明：以上内容转载自国家可再生能源信息管理中心，所发内容不代表本平台立场。全国能源信息平台联系电话：010-65367702，邮箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

（报告出品方/作者：浙商证券，李超、张迪、林成炜）1. 碳中和是能源革命，也是技术革命“碳中和”背后孕育着一次百年级别的能源革命，其中必然伴随着大量的技术进步 和创新，人类的生产生活也将因此发生深刻变化。要实现 2030 年碳达峰和 2060 年碳中和，中国面临着巨大的现实挑战，技术突破是 实现碳中和的必然要求。其一，我国二氧化碳排放总量巨大。中国是世界二氧化碳第一 排放大国，排放量超过美国、欧盟、日本的总和，实现碳中和所需的碳减排量远高于其他 国家。其二，我国“碳中和”的时间安排更加紧凑。中国从“达峰”到“中和”之间仅有 30 年时间，远远短于发达国家安排。以德国、法国、英国为代表的欧洲国家于上世纪 80 年代末、90 年代初已实现碳达峰，美国 2007 年实现碳达峰，日本 2013 年实现碳达峰， 距离 2050 年碳中和目标有 37~60 年的过渡期。“碳中和”时间表紧凑，为了实现碳中和目标，未来碳权价格必然会逐年走高。购 买碳权会增加额外的企业成本，碳减排技术进步较慢的企业将面临被时代淘汰的命运。 从另外一个角度看，对于技术改造较快、技术创新能力强的企业来说，多余的碳权配额 成为了其不断增值的稀缺资产。因此，企业通过自主研发减少碳排放或增加碳吸收的动 力很强，绿色转型是企业生存下去的必经之路。如何实现碳中和？根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提供的定义，碳 中和，即净零二氧化碳排放，是指在特定时期内全球人为二氧化碳排放量等于二氧化碳 消除量。用公式可表示为：碳排放 – 植物碳汇 – 人工碳汇 = 0因此，实现碳中和，从技术层面出发，需要各行业通过技术改造、升级或创新尽量减 少碳排放，或者利用 CCUS（碳捕捉、应用与储存）技术进行人工碳汇。 碳减排方面重 点关注二氧化碳高排放行业，包括电力部门、工业部门、交运部门和建筑部门，之后会 逐一分析四个部门的碳减排技术方案。CCUS 则是实现碳中和的另一重要保障，一方面 CCUS 技术可以参与到上述碳排放大户的节能减排方案之中，另一方面可以直接从空气 中捕捉二氧化碳，作为碳中和的最终保障。2. 碳减排的技术创新和应用领域有哪些中国碳排放主要通过生产端的直接排放和消费端的间接排放两个渠道，直接排放指 通过燃烧化石燃料排放，间接排放指通过耗电间接排放。考虑直接排放和间接排放两个 渠道，我们把中国“碳排放大户”分为四类，包括电力部门、工业部门、交运部门和建 筑部门。实现碳中和，上述四个部门亟需进行节能技术改造和零碳生产技术创新。电力部门绿色转型是实现碳中和的基础。电力生产低碳化有两种方式：一方面，对 现有发电企业进行技术改造，提高能源利用效率，包括热点解耦、低压稳燃等传统技改， 以及利用人工智能、大数据、云计算等进行智能化改造；另一方面，寻求以太阳能、风能 为代表的可再生能源进行发电，实现电力的零碳生产，除了利用光伏、风能等清洁能源 进行发电之外，电力的储存和运输也至关重要。工业部门深度脱碳是实现碳中和的重中之重。对于钢铁行业而言，要大力发展短流 程电炉炼钢，研发绿氢炼钢流程，并利用碳捕捉技术清除化石燃料产生的碳排放；对于 水泥生产而言，一方面需要燃料端实现零碳排放，比如利用绿氢、生物质燃料等替代传 统化石燃料，另一方面需要积极探寻水泥原料石灰石的替代品，彻底解决石灰石煅烧过 程中的大量碳排放问题；对于化工行业而言，应大力发展氢化工，实现对化石能源的替 代，另外积极探索生物基高分子材料替代化纤、塑料、橡胶等石化基材料。交运部门碳排放占比不断增加，需要加强化石能源替代速率。加快短途交通电动化 进程，进一步提升新能源电池的能量密度和充电速度，推广光伏充电桩一体化的新型建 筑配电系统；航空、船舶、铁路等长途交通尝试使用氢能、生物质燃料、液态氨等燃料替 代传统化石燃料。另外，利用并发展大数据技术，构建智慧城市交通体系，从宏观层面减 少通行里程和道路拥堵。建筑部门是碳排放量最高的终端消费来源，包括住户供暖制冷的直接排放、建筑施 工环节的直接排放以及建材生产过程中的间接排放。其一，供暖设备脱碳，使用热泵技 术或积极探索生物质能、地热能等供暖技术；其二，建筑施工环节使用装配式建筑降低 碳排放；其三，借助工业脱碳技术或新材料的替代实现零碳建造。2.1. 电力部门电力部门绿色转型是实现碳中和的基础。作为二次能源，电力是一种效率高且零排 放的清洁能源，但目前电力生产过程涉及大量二氧化碳排放。因此，实现“碳中和”有两 大关键步骤：其一，电力生产低碳化，其二，能源消费电气化。 电力生产低碳化有两种方式：一方面，对现有发电企业进行技术改造；另一方面，寻 求以太阳能、风能为代表的可再生能源进行发电，实现电力的零碳生产。2.1.1. 传统火电厂“智能化”目前中国发电结构以火电为主，对现有发电企业进行技术改造是有效控制二氧化碳 排放的重要方式。传统技改如通过热电解耦、低压稳燃等技术虽然可降低发电出力水平， 但是现有技术仍存在响应灵活性差、机组损耗高、运营成本高等问题。相较于此，传统火 电厂进行数字化赋能可以全方位减少碳排放、推动碳中和。2019 年，南宁国电公司已经 成功实施了 AI 优化火力发电，锅炉热效率提高 0.5%。2.1.2. 可再生能源成为主力电源碳中和目标下，未来以风能、光伏为代表的可再生能源将成为主力能源。近几年，风 能、光伏生产成本不断降低，新能源行业从补贴期迈入盈利期，但相较于传统火电，“风 光产业”有两大问题亟待解决：时间错配和空间错配。 时间错配是指太阳能、风能、水能等新能源具有季节性和随机性，举例说明，北方地 区冬季太阳能的发电量只有夏季的 10%左右解决时间错配问题需要低成本的绿色储能技 术。空间错配指的是可再生能源的地域分布不均，日照长度、风力强度在全国各地的分 布并不均匀，需要通过高效的能源运输技术实现 2.0 版本的“西电东送”。总而言之，未来 可再生能源发电重点需要突破储能和能源运输技术。 储能技术能够抑制间歇性可再生能源输出功率的波动，解决新能源在极端天气下无 法灵活供电的问题，提高供电质量、维护电网稳定。现有的储能方式主要有物理储能、 电磁储能、电化学储能三大类，其中物理储能技术成熟度最高，电化学储能在光伏发电 领域应用最广。目前抽水储能规模最大，但由于对地理环境要求过高，必须毗邻水资源， 发展前景弱于以锂电池为代表的电化学储能。电化学储能的主要代表是技术已相对成熟的锂电池和铅蓄电池，分布式光伏多采用铅酸电池，集中式光伏多采用锂电池。由于铅 蓄电池对环境危害较大，锂电池或将成为解决可再生能源间歇性特征的重要方式，而液 流电池持续放电时间长，也将吸引更多的研发投入。此外，电磁储能技术尚处于研发初 期，未来石墨烯超级电容器、超导电磁储能技术可能给能源行业带来巨大变革，除了应 用在可再生能源发电上，还可能推广到新能源交通工具方面。空间错配问题，即光照资源丰富的西北地区与用电需求强劲的中东部地区之间的供 需错配问题。一方面，我们可以通过建设高效的能源运输网络（特高压）实现 2.0 版本的 “西电东送”；另一方面，我们可以通过分布式光伏充分利用“头顶的太阳”，实现一定程 度上的能源“自给自足”，未来分布式光伏应用布局或将超越集中式光伏，近年来国家政 策已逐渐向分布式光伏倾斜。2.1.3. IGBT 技术助力新能源发电IGBT 也是新能源发电领域的重要技术方向，可以降低发电、运电及电力设备运行中 的电力损耗，起到节能的效果，是缓解碳排放的有效手段。 风力发电、光伏发电等新能源发电都需要 IGBT 器件制造的整流器和逆变器。但是 我国 IGBT 技术尚不成熟，特别是高端器件与发达国家差距大，IGBT 芯片设计制造、模 块封装、失效分析、测试等核心技术被发达国家企业握住命脉。加上该技术对设备专业 化程度要求高，目前市场供需缺口较大。2.2. 工业部门工业部门是我国能源最终消费的主要部门，工业部门深度脱碳是实现碳中和的重中 之重。IEA 数据显示，2018 年我国工业过程直接碳排放和因工业部门使用电力间接排放 的二氧化碳占比高达 58.6%，其中钢铁、水泥、电解铝、化工等高能耗行业贡献较多。 钢铁行业方面，要大力发展短流程电炉炼钢、研发绿氢炼钢流程，并利用碳捕捉技 术清除化石燃料产生的碳排放。水泥生产方面，一方面需要燃料端实现零碳排放，比如 利用绿氢、生物质燃料等替代传统石化燃料，另一方面积极探寻水泥原料石灰石的替代 品，彻底解决石灰石煅烧过程中的碳排放；化工行业方面，应大力发展氢化工，实现对化 石能源的替代，另外积极探索生物基高分子材料以替代化纤、塑料、橡胶等石化基材料。2.2.1. 钢铁行业短炼钢促进生产减碳，绿氢炼钢实现深度脱碳钢铁行业实现碳中和，首先要从生产方式入手，通过短炼钢替代长炼钢，提高电气 化程度和废钢利用率；其次要从能量来源入手，以绿氢替代化石燃料，将重点放在降低 制氢成本、提高存储及运氢技术的安全性上，实现深度脱碳。此外，还可以利用碳捕捉技 术清除化石燃料产生的碳排放。生产方式方面，钢铁行业推动长流程钢厂转型短流程。相对而言，短流程电气化程 度比长流程高，吨钢能耗更低，二氧化碳排放量更低，但由于废钢成本和冶炼电耗成本 较高，普及率较低，根据国际钢铁协会数据显示，2019 年全球电炉法粗钢产量占比为 27.9%，而中国的电炉法粗钢产量占比仅为 10.4%。能量来源方面，以“绿氢”替代化石燃料作还原剂，可以实现钢铁行业深度脱碳。 无论是长流程还是短流程生产，都需要使用煤炭、天然气等化石燃料作还原剂，导致生 产过程排放大量二氧化碳。由于氢能具有燃烧性能好、燃烧损耗小、无毒无污染的优点， 以绿氢作还原剂可以实现高效、清洁炼钢。工业制氢分为灰氢、蓝氢、绿氢三种。目前 95%以上的氢能来自于化工制氢，因为 制氢过程会产生二氧化碳，被称之为“灰氢”，生产方式包括化石能源制氢、工业副产氢； 化工制氢的过程中结合 CCUS 技术以实现碳中和的氢气被称之“蓝氢”；由可再生能源电 解而来的氢气完全不产生碳排放，被称之为“绿氢”，生产方式包括电解水制氢、光解水 制氢和生物质能制氢等。具体而言，化石能源制氢产量大、成本低，技术最为成熟，但是 碳排放高；电解水制氢较为环保，但是制氢成本过高，还处于技术突破期，无法实现规模 化，未来发展方向主要包括质子交换膜电解槽（PEM）膜电极材料创新、固态氧化物电 解槽（SOEC）等新技术路线突破；光解水制氢、生物质能制氢零碳排放，但是尚在技术 研发阶段。短期中国仍以通过煤制氢配合 CCUS 技术制造“蓝氢”为主，将工业副产氢 将作为制氢过渡性方法，长期将实现利用可再生能源电解水制氢。2.2.2. 水泥行业积极替代传统化石燃料和石灰石熟料水泥行业碳排放主要来源于两个方面，一是水泥生产过程中所需的高温由燃烧化石 燃料提供，二是煅烧石灰石的化学过程直接排放二氧化碳，这两者分别占碳排放总量的 40%和 60%。因此水泥实现碳中和，一方面要从燃料端入手，以氢能、生物质燃料替代传 统化石燃料，减少供热过程碳排放；另一方面要从原料端入手，寻找水泥原料石灰石的 替代品，实现水泥行业深度减排。 燃料端方面，绿氢、生物质燃料具有零碳排放特点，能够有效降低水泥生产过程中 的碳排放。原料端方面，用非石化基材料替代石灰石原材料有利于实现深度脱碳。水泥 生产过程分为熟料生产和水泥生产两个阶段，其中熟料生产中使用石灰石作为原材料， 其分解、燃烧产生大量二氧化碳。现阶段多使用工业固废作为熟料替代品，降低熟料与 水泥的比例，如电石渣、石粉、镁渣、钢渣、硅钙渣、高炉矿渣、砖渣等。但是未来只有 用非石化基材料完全替代石灰石原材料，才能真正实现深度脱碳。2.2.3. 化工品行业大力发展氢化工，探索生物基高分子材料化工行业对石油、天然气等化石能源依赖性强，生产过程产生大量二氧化碳。实现 碳中和，一方面要积极推动氢化工，实现燃料端脱碳；另一方面要推动生物基高分子材 料替代石化基材料，实现原料端脱碳。 氢化工方面，与钢铁、水泥行业类似，氢化工有利于降低燃料燃烧碳排放。目前氢化 工技术尚在突破阶段，未来技术突破主要在氢气制造、储藏和运输领域。生物基高分子 材料方面，化工行业主要产品包括塑料、合成纤维和合成橡胶，塑料制品中的塑料瓶原 料是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），若用生物基高分子材料（淀粉基生物塑料、聚乳酸 （PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA））进行可降解替代，对实现碳中和有利。类似的，化纤原 料尼龙的原料聚酰胺（PA）也可用生物基 PA56、PA6 替代。使用生物基高分子材料替代 传统化石燃料应用广泛、前景广阔，目前生物基高分子材料技术尚在探索阶段。2.3. 交运部门交运部门碳排放占比不断增加，需要加强化石能源替代速率。一方面，短途交运应 推进电动化进程，利用新能源电池作为供能来源，从而实现脱碳。这需要进一步提升新 能源电池的能量密度和充电速度，并推广光伏充电桩一体化的新型建筑配电系统。另一 方面，考虑到电池续航能力有限，航空、船舶、铁路等长途交运应尝试使用氢能、生物质 燃料、液态氨等燃料替代传统化石燃料。这需要推进配套的基础设施建设，以降低“绿色 溢价”，实现新燃料的经济性。此外，利用并发展大数据技术，构建智慧城市交通体系， 能够提高能源使用效率，从宏观层面实现碳减排。2.3.1. 短途交运全面电动化随着新能源汽车技术的不断成熟，电动化是公路交通最具发展前景的脱碳方式，并 有望扩大使用场景，实现城市交通、城际铁路等短途交运的全面电动化。这需要进一步 提升新能源电池的能量密度和充电速度，并推广光伏充电桩一体化的新型建筑配电系统。 新能源汽车电动化的核心技术在于电池、电机和电控。电池方面，中国动力电池规 模和产量均居世界首位，目前基本掌握主流锂电池等核心技术，以宁德时代、比亚迪为 代表。电机方面，中国企业已形成规模经济，目前主流电机包括永磁同步电机和交流异 步电机。电控方面，受益于国家政策扶持，中国企业基本实现自产自用，比亚迪、中车在 IGBT 芯片领域技术领先，但是市场渗透率不及国外品牌。其中，动力电池是新能源汽车的“起搏器”，电池技术突破将降低产业链成本，推动 短途交运电动化。动力电池主要包括镍氢电池、锂离子蓄电池和铅酸电池，铅酸电池对 环境有害，后期可能被逐渐淘汰，镍氢电池在混动车型种应用较多，锂离子电池是新能 源汽车动力电池主流。具体而言，锂离子蓄电池中，钴酸锂、三元材料由于能量密度高、 续航能力强，故而受到特斯拉青睐，但安全性较低，而我国新能源汽车多采用锰酸锂、磷 酸铁锂等安全性高的材料作为动力电池原料。锰酸锂作为主流动力电池，综合性能最强， 未来有望被重点研究推广。随着汽车电力存储系统升级，太阳能、风能等清洁能源或将 用于发电，中国向实现碳中和又迈进一步。 此外，光伏充电桩一体化的新型建筑配电系统，可满足新能源电池的充电需求，从 而布局新型充电模式，支持城市、城际电动化短途交运的持续稳定运作。配套设施的广 泛建设也有利于进一步降低电动化的成本，实现清洁性和经济性的共生。2.3.2. 长途交运新燃料替代由于电池续航能力有限、充电间隔时间长等问题，长途交运电动化实现难度较大， 因此可以尝试发展替代燃料，如用氢能、生物质、液态氨等燃料替代传统化石燃料。这一 方面需要在新燃料的清洁制备和稳定储存方面实现技术突破，另一方面还需要推进配套 的基础设施建设，实现新燃料的经济性和持续性。氢能燃料有望在长途或重型运输行业大放异彩。根据 FCH 欧洲氢能路线图，氢能在 重型卡车、电车和铁路、公交车和长途客车、飞机、轮船领域潜力巨大。氢能具有轻便易 携、能量密度高、加气时间短的优点，对于长途或重型运输十分有利。虽然氢气易泄露， 但在行驶状态和开阔地带下，氢气密度小、易扩散，反而很难引起爆炸，安全性明显高于 汽油、甲烷。目前中国氢燃料电池交通车已投产使用，未来绿色氢气可能成为飞机、火车 等交通工具的主要燃料。除了氢气之外，液态氨、生物质燃料技术也有进步空间。2.3.3. 大数据提升交运能效交运部门除了在能源端实现脱碳，还可以利用大数据技术，提高能源使用效率，从 宏观层面实现碳减排。一方面，利用大数据构建智慧城市交通体系，全面掌握城市交通 状况，助力城市交通基础设施建设，优化出行安排。另一方面，利用大数据技术，发展自 动驾驶、智能车联网等技术，推动电动交运工具的人性化服务体验，从而提高电动交运 工具的市场渗透率，从市场需求端为电动化助力。2.4. 建筑部门建筑部门是碳排放最高的终端消费来源，包括住户供暖制冷的直接排放、建筑施工 环节的直接排放以及建材生产过程中的间接排放。实现建筑部门的碳中和必须多方举措、 同时进行：其一，供暖设备脱碳，使用热泵技术或积极探索生物质能、地热能等供暖技 术；其二，建筑施工环节使用装配式建筑降低碳排放；其三，借助工业脱碳技术或绿色材 料的替代实现零碳建造。2.4.1. 因地制宜实施采暖脱碳一方面，热泵技术具有巨大的节能潜力，是实现建筑采暖用能电气化的主要手段。热泵系统能使低温位热能向高温位热能转移，目前已经广泛应用于空调、供暖、制 冷、烘干、热水等领域。以热源形式划分，热源系统主要包括空气源热泵、地源热泵、 水源热泵等。以地源热泵为例，热泵机组能在冬季从大地吸收热量，夏季放出热量，无 污染地向建筑物供冷供热，且运行和维护费用低，可广泛应用于各类建筑物。 另一方面，推进可再生能源供热的广泛应用，能对减排脱碳形成积极补充。目前可 再生能源供热相关的关键技术主要为高温型热泵可靠运行、井下高效换热、中深层地热 能“取热不取水”开发利用技术、中深层地下热水采灌均衡、地热尾水回灌和水处理技 术。未来相关政策将进一步推动技术进步，提高经济性以实现存量替代。2.4.2. 装配式建筑减少建筑施工环节碳排放碳中和背景下装配式建筑拥有广泛的技术优势和政策支持，未来有望成为建筑行业 减排中和的技术路线。装配式建筑是指使用预制的构件和配件建造的建筑。与传统的现 浇住宅相比，装配式建筑可在建造、装修、使用等全寿命周期内的各个环节实现减碳。2.4.3. 借助绿色材料实现零碳建造建筑材料是建筑部门碳排放的主要来源，钢材、水泥、铝材等建材的生产均有高排 放、高耗能特点。因此，实现零碳建造必须大规模应用新一代绿色材料，除了上文提到的 绿氢炼钢和低碳水泥技术之外，还包括环保型木质复合、金属复合、优质化学建材及新 型建筑陶瓷等绿色建材。另外，建材行业消纳废弃物能力较强，应进一步提升工业副产 品在建筑材料领域的循环利用率和利废技术水平。3. CCUS 是未来碳中和重要的创新领域3.1. CCUS 是什么？CCUS 全称是 Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS)，即碳捕捉、应用与储 存。顾名思义，CCUS 是在碳中和领域一套重要的技术组合，包括如何从发电厂、使用化 石能源的工业设备甚至空气中捕获以二氧化碳为代表的含碳废气，而后对其进行循环利 用或者选择安全的方式对捕获的碳进行永久储存（储存方式比如注入地壳深层）。此外， 如何对碳气体进行压缩和运输也是该技术组合中的关键。 当前对 CCUS 的投资显著不足，每年的投资额在全球清洁能源技术投资中占比不到 0.5%。伴随技术的进步，全球范围内对 CCUS 的投资热情正在逐渐增加，自 2017 年以来 全年范围内宣布了超过 30 个 CCUS 基础设施的建设计划，主要分布在美国和欧洲，在澳 大利亚、中国、韩国、中东和新西兰也有类似的项目计划，总投资规模接近 270 亿美元。 上述计划的投资方向涵盖发电、水泥、氢气等设施领域，全部投产后预计可以将全球范 围内的碳捕捉规模在当前每年 4000 万吨的规模上实现翻一番。3.2. CCUS 在哪些领域有应用？CCUS 具体可以通过以下几种渠道促进碳中和：一是解决现有能源设施的碳排放问题。可以通过 CCUS 对现有的发电厂和工厂进行 改造并减少其碳排放。根据 IEA 估算，全球当前的能源设备在它们的剩余生命周期内还 能排放 6000 亿吨二氧化碳（相当于当前每年碳排放量的 20 倍）。典型部门如煤炭，2019 年全球 1/3 的碳排放来自于煤炭排放，其中 60%的设备在 2050 年仍将处于运营状态且多 数设备位于我国（我国煤炭设备的平均剩余寿命约为 13 年）。对于这类部门，积极运用 CCUS 是实现节能减排为数不多的技术解决方案。二是重工业占全球二氧化碳排放量的 20%，而 CCUS 是攻克工业领域碳减排的核心 技术手段。CCUS 当前主要应用于天然气以及化肥生产领域，原因是这些领域当前可以 以较低的成本捕获碳气体。在其他重工业生产领域，CCUS 已经是最具性价比的减排手 段，但当前使用深度仍然显著不足，例如 CCUS 是水泥生产领域深度减排的唯一技术解 决方案，也是目前实际应用中减少钢铁和化工领域排放最具性价比的技术手段。三是在二氧化碳和氢气的合成燃料领域有重要应用，根据国际能源署的可持续发展 设想，CCUS 是生产低碳氢气的两种主要方法之一；到 2070 年，可持续发展情景下全球 的氢气使用量将增加 7 倍，达到 5.2 亿吨。其中 60%将源自水电解，40%将源自于配备了 CCUS 设备的化石燃料生产设备。如果全球在 2050 年实现碳中和，则 CCUS 的投资规模 至少需要在当前的规划基础上增加 50%。 四是从空气中捕获二氧化碳，根据国际能源署的中性预测，当全球实现碳中和后， 以交通和工业为主的部门仍将产生 29 亿吨的碳排放，这部分排放必须依靠从空气或生物 能源中捕获二氧化碳并进行储存处理的方式才能抵消。当前已经有小部分设备处于运行 状态，弊端在于成本过高需要通过技术进步的方式改善。3.3. 未来 CCUS 技术如何创新？未来在 CCUS 中的技术创新预计将围绕捕获、运输、存储和应用四大核心领域开展。 一是捕获方面，当前碳捕获的主要技术有化学吸收和物理隔离。化学吸收分两个环 节，首先使用可以吸收二氧化碳的化学溶剂捕获含二氧化碳等多种化学物质的气体，此 后在溶剂中分离出纯净的二氧化碳。这一技术目前在全球范围的多个 CCUS 设施中广泛 应用，主要应用于发电厂和工业设施。物理隔离则是利用活性炭、氧化铝、金属氧化物或 沸石等物质吸收含二氧化碳的气体，而后通过温度或压力调节释放纯净的二氧化碳，该 技术主要应用于天然气厂。此外，还有膜分离、钙循环、化学循环等技术正在探索之中，未来可能成为重要的创 新方向。膜分离技术的基础是选择性捕获二氧化碳气体的化合物装置，可以高效的捕获 和分离二氧化碳气体，目前美国国家碳捕获中心、天然气技术协会、能源部能源技术实 验室正在加速研发多种膜分离技术。钙循环也是一种新型碳捕获技术，使用生石灰（CaO） 作为吸附剂来捕获二氧化碳并形成碳酸钙（CaCO3），随后碳酸钙进行分解产生生石灰和 纯净的二氧化碳，前者可以进行循环利用，这一技术在钢铁和水泥生产领域有较好的应 用前景。化学循环是使用金属氧化物对碳气体进行捕捉的技术，在煤炭、天然气和石油 等能源领域有广泛应用空间。碳捕获技术的最大难点在于根据二氧化碳浓度、操作压力、 温度、气体的流速以及设备成本选择合适的技术解决方案，伴随着捕获技术的不断创新， 未来碳捕获的能力和效率将进一步提升。二是运输方面，建立安全可靠的基础设施运输二氧化碳是 CCUS 的重要基础。当前 最主要的运输手段是管道，其次是船舶（采用液化的方式运输）；当前北美已经有了总长 超过 8000 公里的二氧化碳运输管网。这一领域的创新方向主要是对现有的油气运输管道 进行评估和改造再利用，改造成本往往比新建管道的成本更低。根据 IEA 估算，改造现 有管道所需的投资估计为新建管道成本的 1-10%。这一领域的技术难点在于如何增加老 管道的抗压能力。石油或天然气运输要求的压强较低，二氧化碳运输要求的压强较高， 需要通过进一步创新解决这一技术难点。三是碳利用方面的技术创新。全球当前每年二氧化碳消费量约 2.3 亿吨，最大的消费 行业是化肥生产业，每年二氧化碳消费量约 1.3 亿吨；其次是石油和天然气行业，为提高 石油采收率每年消费二氧化碳约 7000-8000 万吨。未来应通过技术创新开辟更多二氧化 碳的利用途径。第一个创新方向是进一步完善将碳和氢气一起用于生产碳氢合成燃料的 技术，目前正在运行的最大工厂是位于冰岛的乔治奥拉工厂，该工厂每年利用可再生电 力产生的氢气将大约 5600 吨二氧化碳转化为甲醇；第二个创新方向是将二氧化碳作为化 石燃料的替代品用于工业品生产（部分化学品需要融入碳元素以增强其结构的稳定性）， 目前已有一家德国公司 Covestro 对该技术进行初步运用，该公司每年可以生产约 5000 吨 的聚合物，二氧化碳在生产过程中替代了 20%的化石燃料。第三个创新方向是将二氧化 碳用于建筑材料生产，例如二氧化碳可以在混凝土中替代水的作用，这一技术被称为“二 氧化碳养护”，二氧化碳可以与矿物质反应生成碳酸盐并加固混凝土。与传统建筑材料相 比，一些加入二氧化碳的建筑材料具有更为优越的性能。典型案例如两家北美公司 CarbonCure 和 Solida 在二氧化碳固化技术研究领域处于领先状态，预计 2021 年将有 5-6 座工厂正式投产。上述技术尚未成熟，大多尚未展开大规模应用，伴随技术的持续创新 将产生更广泛的应用空间。四是碳储存方面的技术创新。当前主要的碳储存方式是将捕获的二氧化碳注入地下 深处，当前适合储存二氧化碳的深度为含盐地层以及油气地层。为了适应不同地理位置 的储存需要，未来可以通过技术创新进一步开拓更多的碳储存地点，例如玄武岩层和盐 碱含水层具备储存碳的条件，当前的技术研发正在积极探索其碳储存的可能性，当前的 研究认为北美、非洲、俄罗斯以及澳大利亚都有较强的碳储存潜力。除了陆地储存外，海 洋也有较大的潜在存储空间。根据当前的研究现状，如何因地制宜开发合适的碳储存场 所，如何防止二氧化碳泄露回到大气层或污染地下水，如何合理控制碳储存的成本都是 碳储存的研究难点。根据 IEA 分析，碳储存场所的开发可能成为未来推进 CCUS 和碳中 和的重要制约因素。4. 碳中和技术创新将广泛应用于生产生活从碳排放大户的分类来看，电力部门和工业部门的技术更新对生产场景影响较大， 交运部门和建筑部门对于生活场景影响较大。在紧凑的“碳中和”时间表安排下，在生产 生活领域进行深度碳中和技术应用将是大势所趋。生产领域将形成“电力生产低碳化+能源消费电气化”特征，即发电过程中尽量不产 生二氧化碳，其他工业生产能用电尽量用电。发电方面，光伏、风能发电技术已日臻成 熟，伴随储能、特高压、IGBT 等技术不断创新，未来“风光”将成为主力能源。工业方 面，伴随清洁电能的成本逐渐降低和碳权价格不断上升，生产中所需要的高温环境将由 可再生能源提供，生产过程中的化学方程式等号右边出现温室气体的比重也将逐渐降低， 炼钢行业“绿氢+电炉”、水泥行业“清洁供热+熟料替代”、化工行业“氢化工+新材料” 将逐渐成为主流。除此之外，生活的部分领域也可能涉及碳中和技术。交运方面，乘用车将逐渐由汽 油车向新能源汽车转化，包括电动车、氢能源车等，这一转变已经逐渐发生。建筑部门方 面，主要是住户供暖制冷产生的直接碳气体排放，这一领域可能通过 CCUS 技术体系中 碳捕获技术的发展实现。当前物理吸附技术仍处在持续创新状态，未来技术发展可能使 得物理吸附设备的迷你化、家用化成为可能，以活性炭、金属氧化物等物质为基础，发展 出小型物理吸附设备用于家用供暖与制冷设备，吸收含二氧化碳的气体，从而减少家庭 碳排放。在这一过程中可能需要解决两项技术难点：一方面是需要研究使用对人体无害 的碳吸附物质以及相关设备；另一方面是需要对家用设备管道进行改造，通过温度或压 力调节释放纯净的二氧化碳并循环使用碳吸附物质，同时对捕获的碳气体进行传输和集 中处理。详见报告原文。（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）精选报告来源：【未来智库官网】。

1、 碳中和：大重构1.1、 发展的权利：大国博弈与利益统一站在全球视角，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：（1）“碳中和”是中国经济的内在需求——能源保障、产业转型在能源保障方面：2020 年底，我国原油进口依赖度达 73%，天然气进口依赖度 也在 40%以上；基于能源保障考虑，发展新能源具有必要性。与此同时，我国 已在新能源领域建立起全球优势。根据麦肯锡测算，我国在太阳能电池板领域的 国家表现远超美国，在所有行业对比中位列第一。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。“碳减排”作为重要的抓手，通过“碳成本”这一要素的流动，推动我国产业结 构性改革。2）“碳中和”的对立性——大国博弈、贸易摩擦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。“排碳限制”的本质，是一种发展权的限制；而“碳关税”的本质，是应对贸易 劣势的一种手段，而这种劣势，可能一部分是由实施碳减排后成本增加而造成的。站在我国的角度：“碳关税”既是贸易壁垒“压力”，也是产业结构升级的“动 力”。为什么“新冠疫情”后，我国推动“碳中和”更加迅速？——增加国际声誉和话 语权。2019 年我国碳排放量达 98.26 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%。而针对“新冠疫情”源头问题，经常有部分西方国家和人员因政治原因公开抹黑 中国。而加速推动“碳中和”将助力我国树立负责任的大国形象，在国际气候法 律秩序构建中争取获得“话语权”，并掌握未来全球“游戏规则”的主动权和制 定权。目前，全人类气候目标竞赛已经开启，根据 EnergyClimate 机构推出的净零排 放竞赛计分卡，目前我国已处于第四梯队，位列全球第 28 位。3）“碳中和”的统一性：全球难得的政策与利益一致点从全球来看，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。拜登上台后，美国重新加入《巴黎协定》，应对气候变化是拜登此次总统竞选的 核心承诺之一，未来美国将在全球气候变化、新能源发展方面采取更多的措施。虽然前期中美在贸易和技术层面有着种种的不愉快，但是在应对全球气候变化方 面，无论是中美还是全球，在碳中和方面，具有相同的利益和方向。1.2、 我国的碳减排将是一段艰苦的历程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。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”。根据牛津大学 2017 年研究，在不同的情景假设下，我国煤电搁浅资产规模估算 可能高达 30,860-72,010 亿元（合 4,490-10,470 亿美元），相当于中国 2015 年 GDP 的 4.1-9.5％。由于近年来我国仍在新建煤电机组，实际搁浅规模可能更 大。1.3、 “碳中和”对我国意味着什么？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%。各大碳排放重点国家中，除美国外，碳排放占比最高的均为发电部门（美国为交通，占比 45%）。因此，要实现“碳中和”，能源转型首当其冲。广义的能源板块包括能源的产生、转换、消费过程，用途包括驱动、产热等，是 大多数温室气体排放的根源。除此之外，交通、工业过程和农业也是温室气体排 放的主要来源。从微观角度看，工业企业碳核算边界内主要包含三个方面：1）燃料在氧化燃烧过程中产生的温室气体排放；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。2、 六大碳减排路线：供给侧改革、能源革命与产业升级我们从“能源碳”和“物质碳”两方面出发，构建了“碳中和”的实现路径。一、能源碳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。2）能源需求侧：分行业看，主要是工业、交通、建筑三个部门；按实现路径划 分，主要有终端电气化、源头减量、节能提效三种途径。二、物质碳物质碳与工业过程息息相关，因此涉及到大规模的工艺改变和原材料替换。2.1、 源头减量：碳减排驱动的供给侧改革（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。促进钢铁产量的压减主要从以下四个方面：一是严禁新增钢铁产能。对确有必要建设的钢铁冶炼项目需要严格执行产能置换 的政策，对违法违规新增的冶炼产能行为将加大查处力度，强化负面预警。同时 不断地强化环保、能耗、安全、质量等要素约束，规范企业生产行为。二是完善相关的政策措施。根据产业发展的新情况，工信部和国家发改委等相关 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，将进一步指导巩固 钢铁去产能的工作成效。三是推进钢铁行业的兼并重组，推动提高行业集中度，推动解决行业长期存在的 同质化竞争严重，资源配置不合理，研发创新协同能力不强等问题，提高行业的 创新能力和规模效益。四是坚决压缩钢铁产量。结合当前行业发展的总体态势，着眼于实现碳达峰、碳 中和阶段性目标，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，研究制定相关工作方案，确保 2021 年全面实现钢铁产量同比下降。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：1）虽然碳减排是一场“马拉松”，但是指标的设定、路径的选择具有显著的政 策因素，而目前在其他减排路径经济技术较为一般或时间成本较高的情况下，短 期压减产能或许是一条行之有效的措施；2）目前，生态环境部主管碳减排相关事宜，从环保督察手段来看，历史已证明 其有效性；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。（2） 2021 年 2 月 4 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。2021 年 2 月 24 日，甘肃省发布《高耗能行业执行差别电价管理办法通知》， 要求 2021 年 3 月 31 日前完成本地区首次执行差别电价企业确认工作。针对钢 铁、铁合金、电解铝、锌冶炼、电石、烧碱、黄磷、水泥等八个高耗能企业，按 照允许类、限制类、淘汰类，执行差别化电价。从近期政策来看，以碳排放、能耗总量、污染物排放为依据的存量约束机制正在 收紧。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。2.2、 能源替代：新能源长期发展的盛宴现有的能源系统中，煤、石油是主要力量。据统计年鉴数据，2019 年我国能源 消费总量 48.7 亿吨标煤，其中煤炭、石油、天然气、一次电力及其他能源占比 分别为 57.7%、18.9%、8.1%、15.3%。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）。回顾人类对能源利用的探索历程，实际上是从利用核外电子到利用核内电子的过 程，但这恰是宇宙、物质、能源发展的逆过程。二次能源中，对电能的利用是一项伟大的革命，现已成为能源利用的枢纽，从历 史上看，“电”也引发了多次生产技术革命。而氢能同作为二次能源，具有可存 储的优势，但也因制备和使用效率稍逊而经济性较差，但从能量循环的角度看， 可以有助于碳的减排。锂、氢能同作为可行且具有前景电子存储载体，其重要的原理特点在于，Li+与 H2 都是小粒子，有助于提升物质/能源转换便利性。碳中和的最重要目的就是减少含碳温室气体的排放，采用合适的技术固碳，最终 达到平衡。为达到碳中和，我们预计到 2060 年，清洁电力将成为能源系统的配置中枢。供 给侧以光伏+风电为主，辅以核电、水电、生物质发电；需求侧全面电动化，并 辅以氢能。2.2.1、能源供给侧：可再生能源主导总量层面：核心假设：（1）我们采用“自上而下”的测算方法，假设未来 GDP 增速和发电量增速从“十 三五”末期的 5%逐步下降到 2.5%；而由于节能降耗的原因，未来单位 GDP 能 耗逐步下降，电力消费弹性系数将小于 1。（2）假设未来我国总发电量和 GDP 保持同步增长态势且增速一致，假设 GDP 和总发电量增速分别为 2021-2030 年 4%、2031-2040 年 3%、2041-2060 年 2.5%。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。结构层面：在总发电量预测的基础上，我们将进一步对不同发电方式未来的发电量及相应的 装机需求进行拆分。（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%。（2）水+核能+生物质：假设未来水+核能+生物质整体的发电量情况保持稳定， 2020-2060 年，在 1.7 万亿千瓦时的基础上每年增长 2%。（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。（4）储能：由于光伏、风电的不稳定性，必须辅以必要的储能以平抑发电波动。假设储能容配比从 2020 年的 10%逐步提升至 2060 年的 100%，备电时长从 2020 年的 2h 逐步提升至 2060 年的 4h，则储能每年的新增容量将从 2020 年的 0.24 亿千瓦时增长至 2060 年的 19.55 亿千瓦时。需要注意的是，我们对光伏、风电新增装机量的预测源自对部分关键变量的核心 假设，如果其未来发生变化（如火电利用小时降低超预期、水+核能+生物质发 电量降低、储能配套设施建设超预期等），则未来光伏、风电每年的新增装机量 或将超预期增长。投资层面：在每年光伏、风电新增装机量的测算基础上，我们将进一步测算可再生能源发电 设施建设所需要的投资规模。（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。结合我们对光伏、风电、储能新增装机预测，可以得到 2021-2060 年每年在可 再生能源发电端所需要的投资规模。我们预测“碳中和”将为可再生能源发电领 域累计增加约 84 万亿元人民币的新增投资，其中光伏、风电装机建设投资规模 约 60 万亿元，储能设施投资规模约 24 万亿元。氢能在能源供给侧脱碳的过程中，氢能与电能同为重要的二次能源，扮演着重要作用， 如重工业（高温-超高温环境）、道路交通（氢燃料汽车）、大规模储能、船运 等。目前，电解水制氢的成本仍较高。根据能源转型委员会的预测，随着电解槽成本 下降，未来电解水制氢将成为主流方法。要实现“零碳”排放，电解水所需的电 力也必须来自于可再生能源，由此产生的氢气称为“绿氢”。海上风电制氢（直接在风机附近制氢）是海上风电未来发展的重要方向，主要有 两个原因：1）随着海上风电离岸越来越远，外送电缆投资成本也逐步攀升，而利用风机所 发电力将水电解产生氢气后，通过比电缆便宜得多的管道将氢气送到岸上，甚至 有些海域有现成的天然气管道可供使用；2）氢气可以储存，而电力难以储存。2.2.2、能源需求侧：终端电气化由于能源供给侧向绿色电力转变，所以需求侧的脱碳首先意味着终端电气化。根据国网能源研究院 2019 年 12 月的研究成果，终端电气化率在 2050 年达到 50%以上，其中工业、建筑、交通部门分别达到 52%、65%、35%。工业部门电气化钢铁、电解铝、水泥等行业是能耗大户，也是碳排放大户。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。水泥的生产过程中需要将水泥窑加热到 1600 摄氏度以上，目前电炉的使用尚未 商业化，投资成本较高。目前较为可行的方法是用沼气、生物质替代化石燃料。建筑部门电气化从建筑属性来看，可以分为公共建筑、城镇居民建筑和农村居民建筑。从用途来 看，供热、制冷、烹饪是中国建筑部门的主要能源消费来源。建筑部门的电气化 率仍较低，2017 年仅为 28%。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。炊事方面，根据清华大学建筑电气化接受程度调研，一方面，住宅炊事用能逐渐 向公建转移，应关注公建餐厅电气化；另一方面，住宅炊事电气化最大难点在于 改变用户习惯。总之，建筑部门电气化需综合考虑公共部门与居民住宅，也要考虑南北方气候差 异。随着人民生活水平提高，家用电器的数量和使用强度呈上升趋势。未来采暖 电气化应逐步替代燃煤锅炉，炊事电气化应重点关注餐厅电气化和住宅炊事习惯 引导。交通部门电气化交通部门的电气化具有三个方面的含义：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；2）道路交通（重型）、铁路或海运：氢能（或氨气），配套加氢站；3）航空：生物航空柴油为主要方向。我们预计，乘用车销量在 2040 年见顶，电动车的渗透率在 2045 年达到 100%， 则电动车的销量将在 2045 年达到 3600 万辆/年。假设单车售价保持下行趋势， 在 2060 年达到 12 万元/辆左右。则电动车领域累计将带来 130 万亿人民币的累 计新增投资。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。2.3、 回收利用：绿色低碳的循环经济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。目前来看，市场潜 力主要集中在三大领域：1）高耗能行业（钢铁、水泥、铝和塑料）的产品再生；2）废弃物（秸秆、林业废弃物、生活垃圾）的能源化利用；3）动力电池回收利用。废钢利用：据世界钢铁协会预测，从中长期来看，过去二十年中国钢材消费量的迅速增长， 将带动中国国内的废钢资源快速增长。在未来数年里，中国国内的废钢供应量可 满足中国的炼钢需求。钢铁行业的电气化趋势（电炉代替高炉）与废钢的利用属于同一路径。对比发达 国家，我国的电炉钢产量占比处于较低水平。再生铝：电解铝的碳排放来源主要包括：电力消耗、碳阳极消耗、阳极效应导致全氟化碳 排放。再生铝可以有效减少初次生产的能耗与碳排放，目前我国的再生铝产量占 比同样处于较低水平。塑料循环利用：在化工行业的数千种产品中，仅氨、甲醇和 HVC（高价值化学品，包括轻烯烃 和芳烃）三大类基础化工产品的终端能耗总量就占到该行业的四分之三左右。据上海市再生资源回收利用行业协会披露，2019 年我国产生废塑料 6300 万吨， 回收量 1890 万吨，回收率仅 30%。根据能源转型委员会研究，2050 年，中国的塑料需求中 52%可由回收再利用的 二次塑料提供，初级塑料产量与国际能源署的照常发展情景中的回收率水平下的 产量相比减少 45%，HVC 和甲醇的需求分别较照常发展情景大幅减少 40%和 18%。动力电池回收：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。三元正极材料回收与再生的技术路线主要分以下两种形式:物理修复再生，对只是失去活性锂元素的三元正极材料，直接添加锂元素并通过 高温烧结进行修复再生；对于严重容量衰减、表面晶体结构发生改变的正极材料， 进行水热处理和短暂的高温烧结再生；冶金法回收，主要有火法、湿法、生物浸出法三种方式。其中火法耗能高，会产 生有价成分损失，且产生有毒有害气体；生物浸出法处理效果差，周期较长，且 菌群培养困难；相比之下，湿法具有效率高、运行可靠、能耗低、不产生有毒有 害气体等有毒，因此应用更普遍。对于三元电池，我们预测：2019 年预计可回收三元正极 0.13 万吨，随后逐年递 增至 2030 年的 29.25 万吨。1）NCM333：随着 2014 年安装的 NCM333 三元电池于2019 年开始退役，2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加，2022 年达峰值 1.28 万吨，随后由于 NCM333 的退出而逐步减少，至 2026 年回收量归零；2）NCM523：2016 年开始进入市场的 NCM523 于 2021 年开始报废回收，随后 回收量于 23-28 年稳定在 4-6 万吨之间，预计 2030 年上涨至 10.78 万吨；3）NCM622：2017 年进入市场的 NCM622 于 2022 年开始报废回收，回收量小 幅上涨，直到 28 年上涨幅度增加，预计 30 年可回收 6.03 万吨；4）NCM811：2018 年进入市场的 NCM811 于 2023 年开始报废回收，预计 30 年可增长至 12.44 万吨。预计 30 年可回收锂 2.09 万吨，镍 11.47 万吨，钴 2.80 万吨，锰 3.23 万吨。对于磷酸铁锂电池，我们预测：1）2030 年，报废铁锂电池将达到 31.33 万吨；2）随着梯次利用逐年上升，预计 2030 年可梯次利用的铁锂电池达 109.93GWh， 共 25.06 万吨；其余 6.27 万吨进行拆解回收，可回收锂元素 0.28 万吨；3）2027 年梯次利用的磷酸铁锂电池将在 2030 年达到报废标准，此时拆解回收 8.604 万吨，可回收锂元素 0.379 万吨。二者总计可以回收锂元素 0.65 万吨。市场空间方面，根据我们的测算：三元电池回收：在金属处于现价（ ）时，2030 年三元电池锂/镍/钴/ 锰回收市场空间预计 103.67/154.24/85.80/5.29 亿元。磷酸铁锂电池回收：中性假设条件下（梯次利用残值率 30%），2030 年梯次利用市场空间预计 180.93 亿元。在锂金属处于现价（2021/1/22）时，2030 年磷酸铁锂电池锂元素回收 市场空间预计 32.38 亿元。2.4、 节能提效：低碳社会的护航者工业节能：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。中国钢铁行业还有一定的节能技术推广、能效提高的空间。如余热回收（TRT 等技术）、高级干熄焦技术（CDQ）等。对于水泥行业来说，2020 年底已有 80%的水泥窑利用余热发电，总装机 4850 兆瓦。同时，现有的商业模式（DBB 模式、EPC 模式、BOT 模式）较为成熟， 将推动我国实现“2035 年熟料生产完全不依赖外部电力”的目标。针对化工行业，由中国石油和化学工业联合会主办的石油和化工行业重点耗能产 品能效“领跑者”标杆企业评选已持续多年，2018 年行业单位能耗持续下降， 万元收入耗标煤同比下降 10%，电石、纯碱、烧碱、合成氨等重点产品单位综 合能耗同比分别下降 2.18%、0.6%、0.51%和 0.69%。建筑能效提升：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。节能设备功率半导体 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的应用，可以有效提升能效水平，尤 其是在家电（变频家电）和工业（工业控制和自动化）领域，两者占 IGBT 下游 需求的 47%左右。根据产业在线统计，2013 年变频空调标准颁布实施，空调的变频占有率提升超 过了 6 个百分点；2016 年 10 月份冰箱新标准实施，2017 年冰箱的变频化率迅 速提高了 10%；洗衣机新标准在 2018 年 10 月推出，2019 年变频洗衣机的市 占率较推出前大幅增加了 8 个百分点。未来随着能效要求的进一步提升，以 IGBT 为核心的变频领域前景广阔。2.5、 工业过程脱碳与工艺变革工艺变革除了能源使用（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。（1）如钢铁行业：含碳原料（电极、生铁、直接还原铁）和溶剂的分解和氧化；（2）电解铝：碳阳极消耗、阳极效应导致全氟化碳排放；（3）水泥：污水污泥等废弃物里所含有的非生物质碳的燃烧、原材料碳酸盐分 解产生的二氧化碳排放、生料中非燃料碳煅烧。相比于“能源碳”，“过程碳”的去除更加困难。原因在于：（1）生产工艺深度整合，对工艺过程的某一部分的改变都伴随着过程其他部分 的改变；（2）生产设施的使用寿命很长，通常超过 50 年（定期维护）。改变现有场地 的工艺需要昂贵的重建或改造；（3）大宗商品全球交易，水泥、钢铁、氨和乙烯是大宗商品，在采购决策中， 成本是决定性因素。除水泥外，这些产品都在全球范围内进行交易。一般来说， 在所有四个部门中，外部性都没有被考虑在内，而且还没有为可持续或脱碳产品 支付更多费用的意愿。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。2.6、 CCUS：零排放“兜底”技术由于工艺替代的困难，“物质碳”在一定程度上不可避免，特别是在水泥、钢铁、 化工等重工业领域。也即如果不采用 CCUS，这些行业几乎不可能实现净零排放。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。碳捕集的主要应用领域包括：（1）煤气化制氢以及甲烷重整制氢过程；（2）工业部门的化石燃料燃烧过程；（3）化工原料相关碳排放和水泥生产的过程排放等；（4）电力部门中的应对短期和季节性峰值的火力发电。2019 年中国共有 18 个捕集项目在运行，二氧化碳捕集量约 170 万吨；12个地质利用项目运行中，地质利用量约 100 万吨；化工利用量约 25 万吨、生物利用 量约 6 万吨。在 CCUS 捕集、输送、利用与封存环节中，捕集是能耗和成本最高的环节。二 氧化碳排放源可以划分为两类：一类是高浓度源（如煤化工、炼化厂、天然气净化厂等），另一类是低浓度源（如 燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂等）。高浓度源的捕集成本大大低于低浓度源。捕集环节：典型项目（低浓度燃煤电厂）的成本约在 300-500 元/吨；运输环节：罐车运输成本约为 0.9-1.4 元/吨/公里，管道运输成本约为 0.9-1.4 元/吨/公里；利用封存环节：驱油封存技术成本约在 120-800 元/吨，同时可以提高石油采收 率。咸水层封存的成本约为 249 元/吨。3、 投资观点：快与慢、短与长通过构建“碳中和”实现框架，我们跟随全社会碳足迹，总结出各个领域的不同 的路径。当然，由于技术、成本、实施条件的差异，不同的路径之间成熟度差异 较大。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；处于起步阶段的路径有：工业领域的压减、转移产能，交通领域的燃料电池、氢 能、电池回收等，能源领域的智慧电网、弃风弃光利用、火电产能压减等；处于研究阶段的路径有：水泥清洁燃料、化工 Power-to-X、钢铁氢还原，以及 碳捕集在各个领域的推广应用。