“双碳”政策下对重点领域发展有哪些机遇!
经济形势报告网 / 2021-10-08 10:27:16
碳达峰是未来十年我国的顶层战略导向之一,将对我国能源生产总量和消费结构、能源技术创新、能源产业链以及配套金融投资等各方面产生系统性、革命性的影响。《纲要》提出,推动能源清洁低碳安全高效利用,深入推进工业、建筑、交通等领域低碳转型。
(一)电力领域
未来一时期我国人均居民用电量仍将继续攀升,“十四五”将进一步提升电气化率,推动非石化发电量占比大幅削减。
“十四五”时期,我国人均居民用电量仍将处于攀升阶段。2019年,我国人均一次能源消费量约为OECD国家的一半,人均用电量是OECD国家的60%。中国的用电结构尤为特殊,工业用电占比达到67%,而OECD国家的工业、商业、居民用电分布较为均衡,占比分别为32%、31%、31%。若比较人均居民用电量,中国仅为OECD国家的29%,显著偏低。在我国城镇化率刚突破60%,还处于中高速推进阶段,随着农村居民加快进城,居民生活水平逐步向发达国家看齐,居民用电需求仍将迎来大幅增长。从总量上看,根据落基山研究院(RMI)的测算,中国在实现碳中和的过程中,同时需要将发电量从目前的约7万亿千瓦时增加到2050年的15万亿千瓦时。
从用能结构趋势看,电气化率将大幅提升。根据IEA预测,全球光伏和风能在总发电量中的占比将从目前的7%提升至2040年的24%。其中,太阳能光伏发电增长迅速,将在可再生能源发电中占据主导地位。根据清华大学气候变化与可持续发展研究院的测算,围绕双碳目标的指引,2050年中国非石化发电量占总电量的比例将超过90%,煤炭比例则将降至5%以下,我国电力结构低碳转型面临巨大挑战;双碳目标将进一步提升中国的电气化率,当前电力在终端能源消费中的占比约为25%左右,而实现碳中和要求2030年将电气化占比提升到30%以上,到2050年进一步提升至55%。
从重大挑战看,“十四五”时期将基本停上煤电机组,未来将有大量的未达到退役年限的煤电资产提前退出市场。我国煤电机组的平均服役年限仅为12年,而发达国家普遍达到40年以上,这意味着我国煤电机组的自然退役年限还有接近三十年。在碳中和目标要求下,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%,即碳中和时完全退出市场,这意味着将会有大量的未达到退役年限的煤电资产提前退出市场。当前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,大量未到退役年限的资产退出代表着巨大的成本损失。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30860~72010亿元(约合4490~10470亿美元),相当于中国2015年GDP的4.1%~9.5%。但也要看到,即使2030年碳达峰,未来我国仍需要有一定规模的火电装机支撑发电量增长。在一定假设条件下[假设火电装机在2030年前每年仍维持增长态势,但增量逐步减少到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,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,直到2060年清零。
(二)工业领域
与国外发达国家相比,由于我国处于世界制造中心的地位,工业领域碳排放的比重远高于其他国家,这将是我国减碳的关键领域之一。能源密集型行业受影响明显,需要加快转向低碳技术路线。工业生产过程上下游之间高度相关联,改变现有生产流程势必带来整体产业链的变革。大量生产设备有着较长的生命周期,一旦重建和改造,成本较高,甚至导致资产搁浅和银行坏账。“十四五”时期将加快对工业进行绿色低碳改造。一方面控制高耗能产业发展,并推动传统资源密集型低端产业、重工业向高端制造业、高技术产业发展;一方面以科技创新推动企业智慧化改造,提高电气化程度,改良工艺流程,提升能源利用效率,大幅度减少工业能耗。在远期,则将通过技术革新,发展电制热、电制氢、电制氨、电制甲烷、电制甲醇等新技术,实现以电力、氢气取代化石燃料和原料。
从钢铁行业看,该行业占全国碳排放的比重约为16%。“十四五”时期脱碳的关键技术步骤是推动生产工艺转型,由高炉冶炼向电弧炉冶炼路线进行转变[钢铁生产目前主要有两种方式,其一是高炉/碱性氧气炉(BF-BOF)路线。全球有70%以上钢铁使用该路线生产。该路线以铁矿石为原材料、煤炭作为化学还原剂,并在过程中添加废钢来炼制钢铁。另一选项是通过电弧炉(EAF)路线生产,即基于废钢和电能,利用电弧的热效应加热炉料进行炼钢,目前主要通过化石燃料为反应提供还原剂和能量。]。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。但由于废钢资源供应不足、工业电价较高等因素,电弧炉生产路线经济性不及高炉炼钢,导致我国电弧炉生产路线的粗钢产量占比远低于全球平均水平27.7%。
从水泥行业看,该行业占全国碳排放的比重约为15%。水泥生产带来的碳排放主要来自石灰石原料的锻造过程,一条可行的脱碳路径是从底层实现原材料的颠覆,用非石化基材料替代石灰石原材料,与此相对应的燃料也需要实现零碳替代。由于对应的工业流程需要改变,涉及产业链的各个环节,因此该技术路径进展较为缓慢。
(三)建筑业
建筑行业将成为中国最晚实现碳达峰的领域。从碳排放的来源看,2018年建筑运行阶段碳排放占全国碳排放的21.9%。建筑运行能耗包含采暖、空调、照明、炊事、洗衣等方面,其中采暖与空调能耗占50%~70%,是建筑节能的关键。根据中国建筑节能协会能耗统计专委会(2019)的预测,中国建筑行业的碳排放将继续增加,达到峰值时间预计为2039年前后,比全国整体实现碳达峰的时间预计晚9年,可能成为中国最晚实现碳中和的主要部门。参照德国微能耗建筑技术,我国建筑单位面积能耗拥有约90%的下降潜能。
“十四五”时期建筑节能减碳标准将提升。截止2019年底[国务院新闻办公室《新时代的中国能源发展白皮书》。],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%。根据国家确定的绿色建筑创建目标[2020年7月24日住建部等七部门发布《关于印发绿色建筑创建行动方案的通知》。],到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,以2020年新开工面积51.2亿平方米做大致测算,绿色建筑面积至少可以达到20~30亿平方米。“十四五”时期国家将重点推动超低能耗建筑发展、消除现有的化石能源采暖方式,以被动式保温为基础,结合分布式可再生能源和先进热泵技术,有效降低建筑用能。同时,加快实施“煤改气”“煤改电”等清洁供暖工程,鼓励使用节能灯具,探索发展智能建筑,并鼓励利用地热能、风能、太阳能等可再生能源使建筑实现能量自给。随着分布式能源技术和储能技术的进一步成熟,建筑本身也将成为清洁电力的生产单元。我国还有规模庞大的存量建筑,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,但低碳改造难度较大,只用政府力量推动可能给地方财政带来较大负担。
(四)燃气业
天然气消费量仍会持续增加,消费占比继续提升。天然气是介于传统化石能源和可再生能源之间的低碳清洁能源,碳排放强度低于煤炭和石油。“十三五”期间我国天然气在一次能源消费结构中的比例从5.9%提高到8.5%,2020年我国天然气总产量同比增长9.8%,达到1888亿立方米,按照热值计算,天然气产量已经十分接近原油。从长期看,天然气使用仍然有碳排放,可能是化石能源向非化石零碳能源转换的过渡品类。考虑到2019年世界天然气消费量在一次能源消费中占比为24.2%,我国仅为8.5%,还存在明显提升空间;而且从实现碳达峰国家的历史看,天然气使用保持在较高水平,比如美国天然气发电已经超过燃煤发电。因此我们认为,在双碳目标下,我国未来一个时期天然气消费量仍会持续增加并维持在一个较高水平,天然气在能源转型中会发挥重要作用。从燃气行业三个环节看,即上游勘探生产业,主要是指对天然气进行勘探和开采,被中石油、中石化和中海油三家垄断;中游运输业,包括通过长输管网、LNG运输船和CNG运输车等,垄断性也比较强;下游分销行业,一部分燃气直供用户,另一部分销售给城市燃气分销商,该环节市场化程度较高。双碳目标将加强上游天然气的生产,预计2025年我国天然气产量将达到2500亿立方米,中游运输船车等工具将更加注重向低碳排放升级,下游分销行业受直接影响较小。
(五)交通业
电动汽车将大幅增长,在汽车增长中的占比持续提高。美国、欧盟和日本交通部门排放达峰时千人乘用车保有量分别约为845、423和575辆,而2019年我国仅有173辆,预计未来一个时期我国汽车保有量仍然呈持续增长态势。目前,我国道路、民航、铁路和水运温室气体排放分别占交通部门总排放量的76%~80%、10%~13%、2%~3%和6%~11%。近些年我国对电动车产业政策引导力度较大,是的我国在道路交通的电气化上进展迅速,2018年纯电动汽车保有量占新能源汽车保有量的81%,高于全球71%的平均水平。工信部已规划到2035年实现公共领域用车全面电动化,预计到2060年我国新能源汽车将全面取代燃油车。未来政策将重点推动交通电气化(电动汽车、电动卡车等)、更低碳的铁路运输、城市公共交通与低碳共享出行、氢能和生物质燃料在交通领域的应用、海运和航空领域的低碳技术创新等。推动交通运输提升效率的信息化、智能化建设,例如高速公路ETC系统、互联网+物流配送、互联网+公共交通等,以减少二氧化碳排放。
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