目前，我国可再生能源装机规模突破11亿千瓦稳居世界第一，这说明啥

2021年年底， 中电联规划发展部发布《电力行业碳达报告》，报告提出了电力行业碳达峰碳中和实施的7个路径：

一是构建多元化能源供应体系，形成低碳主导的电力供应格局；

二是发挥电网基础平台作用，提高资源优化配置能力，支持部分地区率先达峰；

三是大力提升电气化水平，服务全 社会 碳减排；

四是大力实施管理创新，推动源网荷高效协同利用；

五是大力推动技术创新，为碳中和目标奠定坚实基础；

六是强化电力安全意识，防范电力安全重大风险；

七是健全和完善市场机制，适应碳达峰碳中和新要求。

内容摘要

实现碳达峰碳中和目标，电力行业既迎来转型发展的重大机遇，也面临艰巨挑战。以保障电力安全供应为基础，以低碳化、电气化、数字化为基本方向，重点研究了电力行业碳达峰时序、电源和电网结构以及电力供应成本。通过综合分析电力电量平衡、低碳电源贡献率、考虑规模化发展及技术进步的经济性，研究提出了确保2030年前、力争2028年电力行业实现碳达峰，并逐步过渡到稳中有降阶段。在此基础上，提出了碳达峰碳中和实施路径： 一是 构建多元化能源供应体系，形成低碳主导的电力供应格局； 二是 发挥电网基础平台作用，提高资源优化配置能力，支持部分地区率先达峰； 三是 大力提升电气化水平，服务全 社会 碳减排； 四是 大力实施管理创新，推动源网荷高效协同利用； 五是 大力推动技术创新，为碳中和目标奠定坚实基础； 六是 强化电力安全意识，防范电力安全重大风险； 七是 健全和完善市场机制，适应碳达峰碳中和新要求。

内容简介

一、发展基础

清洁低碳转型取得新成效。截至2020年底，全国非化石能源发电装机9.6亿千瓦，占总装机的43.4%。非化石能源消费占比从2015年的12.1%提高到2019年的15.3%，提前一年完成“十三五”规划目标。截至2019年底，我国单位国内生产总值二氧化碳排放强度较2005年降低约48%，提前完成2020年碳减排目标。

安全高效发展达到新水平。截至2020年底，全国建成投运“十四交十六直”30个特高压工程，220千伏及以上输电线路79.4万公里，变电容量45.3亿千伏安。2019年，火电、水电、燃气轮机与核电机组的等效可用系数均达到90%以上，变压器、架空线路等主要输变电设施的可用系数均超过99%。

电力 科技 创新日新月异。核电、超超临界发电、新能源发电等技术取得积极进展，世界上输电电压等级最高、距离最远的 1100千伏准东 皖南特高压直流工程建成投运，世界首个特高压多端混合直流工程乌东德电站送广东广西工程提前投产。

终端用能电气化水平持续提升。2019年，我国电能占终端能源消费比重为26%，高于世界平均水平17%。2016 2019年，电能替代累计新增用电量约5989亿千瓦时，对全 社会 用电增长的贡献率达到38.5%。

市场机制建设积极推进。电力市场交易体系初步建立，各类交易方式和交易品种逐渐丰富。发电行业率先开展碳交易。截至2020年8月底，碳交易试点累计成交量约4.06亿吨二氧化碳当量，成交额约92.8亿元。

国际合作取得积极进展。截至2019年底，中国主要电力企业境外投资金额57.9亿美元。中国主要电网企业建成10条跨国输电线路，12回110千伏及以上与周边国家相联的线路走廊，能源互联网理念得到广泛认同。

实现碳达峰碳中和目标，电力行业既迎来转型发展的重大机遇，也面临艰巨挑战。欧盟等发达经济体二氧化碳排放已经达峰，从“碳达峰”到“碳中和”有50 70年过渡期。我国二氧化碳排放体量大，从碳达峰到碳中和仅有30年时间，任务更为艰巨。能源电力减排是我国的主战场，能源燃烧占全部二氧化碳排放的88%左右，电力行业排放占约41%。电力行业不仅要加快清洁能源开发利用，推动行业自身的碳减排，还要助力全 社会 能源消费方式升级，支撑钢铁、化工、建材等重点行业提高能源利用效率，满足全 社会 实现更高水平电气化要求。

二、电力行业碳达峰碳中和研究

（一）电力行业碳排放现状

碳排放量增长有效减缓。以2005年为基准年，全国非化石能源装机、发电量分别累计提升19、16个百分点，火电供电煤耗累计下降61.5克/千瓦时；电力行业累计减少二氧化碳排放超过160亿吨。碳排放强度持续下降。2019年，全国单位火电发电量二氧化碳排放约838克/千瓦时，比2005年下降20%；单位发电量二氧化碳排放约577克/千瓦时，比2005年下降32.7%。电力碳排放占全 社会 四成左右。2019年我国二氧化碳排放总量约102亿吨，电力行业、交通行业、建筑和工业碳排放占比分别为41%、28%和31%，火力发电二氧化碳排放总量约42亿吨。

（二）电力行业碳达峰碳中和研究

我国电力需求还处在较长时间的增长期。双循环发展新格局带动用电持续增长，新旧动能转换，传统用电行业增速下降，高技术及装备制造业和现代服务业将成为用电增长的主要推动力量。新型城镇化建设将推动电力需求刚性增长。能源转型发展呈现明显的电气化趋势，电能替代潜力巨大。综合考虑节能意识和能效水平提升等因素，预计2025年、2030年、2035年我国全 社会 用电量分别为9.5万亿、11.3万亿、12.6万亿千瓦时，“十四五”、“十五五”、“十六五”期间年均增速分别为4.8%、3.6%、2.2%。预计2025年、2030年、2035年我国最大负荷分别为16.3亿、20.1亿、22.6亿千瓦，“十四五”、“十五五”、“十六五”期间年均增速分别为5.1%、4.3%、2.4%。

研究对“十四五”及中长期电源发展设置了新能源、核电不同发展节奏的三种情景，情景一是新能源加速发展，2030年电力行业碳排放达峰，投资最省。情景二是核电+新能源加速发展，2028年电力行业碳达峰，投资比情景一高0.6万亿元。情景三新能源跨越式发展，2025年电力行业碳达峰，投资比情景一高1.6万亿元，但“十四五”期间主要依赖电化学储能技术成熟度，具有不确定性。综合分析，推荐情景二， 2030年前、力争2028年电力行业碳达峰，峰值规模47亿吨左右。

“十四五”期间，为保障电力供应安全，需要新增一定规模煤电项目。水电、核电项目建设工期长，一般需要5年左右时间，“十四五”期间新投产规模比较确定，预计到2025年水电达到4.7亿千瓦（含抽水蓄能0.8亿千瓦），核电0.8亿千瓦。新能源按照年均新增0.7亿千瓦考虑，到2025年风电达到4.0亿千瓦，太阳能发电达到5.0亿千瓦。由于新能源可参与电力平衡的容量仅为10 15%，为保障电力供应安全，满足电力实时平衡要求，“十四五”期间，需新增煤电1.9亿千瓦。考虑退役情况，到2025年煤电装机达到12.5亿千瓦。

“十五五”中后期，电力行业实现碳排放达峰，并逐步过渡到稳中有降阶段。“十五五”期间，按照新能源年均新增1.2亿千瓦，核电年均增加8 10台机组。预计2030年左右煤电装机达峰，电力行业碳排放于2028年达峰。“十六五”期间，电动 汽车 广泛参与系统调节，进一步支撑更大规模新能源发展。新能源年均新增2.0亿千瓦，核电发展节奏不变。新能源、核电、水电等清洁能源发电低碳贡献率分别为58%、20%、22%，电力行业碳排放进入稳中有降阶段。

碳达峰碳中和目标的实现将推高发电成本。考虑规模化发展及技术进步，核电、新能源及储能设施的建设成本呈加速下降趋势。但由于新能源属于低能量密度电源，为满足电力供应，需要建设更大规模的新能源装机，导致电源和储能设施年度投资水平大幅上升，据测算，“十四五”“十五五”“十六五”期间，电源年度投资分别为6340亿、7360亿、8300亿元（“十一五”“十二五”“十三五”期间，电源年度总投资分别为3588亿、3831亿、3524亿元）。相比2020年，2025年发电成本提高14.6%，2030年提高24.0%，2035年提高46.6%。

重大技术创新助力电力行业实现碳中和目标。 诸如碳中性气体、液体燃料取得重大突破,包括氢、氨和烃类等载体可以长期储存电力或用于发电， 将大范围替代火电机组，增加系统转动惯量，保障大电网稳定运行，电力生产进入低碳、零碳阶段，并辅以碳捕集、林业碳汇，实现电力行业碳中和。实现碳中和，将以新型电力系统为基础平台，特高压输电技术、智能电网技术、长周期新型储能技术、氢能利用技术、碳捕集技术等绿色低碳前沿技术创新为依托，共同推进目标实现。

三、实施路径

（一）构建多元化能源供应体系

坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模。以西南地区主要河流为重点，有序推进流域大型水电基地建设。安全有序发展核电，合理布局适度发展气电。按照“控制增量、优化存量”的原则，发挥煤电托底保供作用，适度安排煤电新增规模。因地制宜发展生物质发电，推进分布式能源发展。

（二）发挥电网基础平台作用

优化电网主网架建设，新增一批跨区跨省输电通道，建设先进智能配电网，提高资源优化配置能力。支持部分地区率先达峰。

（三）大力提升电气化水平

深入实施工业领域电气化升级，大力提升交通领域电气化水平，积极推动建筑领域电气化发展，加快乡村电气化提升工程建设。

（四）推动源网荷高效协同利用

多措并举提高系统调节能力，提升电力需求侧响应水平。推动源网荷储一体化和多能互补发展，推进电力系统数字化转型和智能化升级。

（五）大力推动技术创新

推动抽水蓄能、储氢、电池储能、固态电池、锂硫电池、金属空气等新型储能技术跨越式发展。促进低碳化发电技术广泛应用与智能电网技术迭代升级，加大前瞻性降碳脱碳技术创新力度。

（六）强化电力安全意识

强化新能源发电出力的随机性和间歇性给电力供应安全、电力电子设备的广泛接入给大电网安全运行、技术创新存在不确定性等带来的风险识别。加强应急保障体系建设，防范电力安全重大风险。

（七）健全和完善市场机制

积极发挥碳市场低成本减碳作用，加快建设全国统一电力市场，持续深化电力市场建设。推动全国碳市场与电力市场协同发展。

四、保障措施

制定电力行业碳达峰行动方案、开展电力行业碳达峰碳中和重大问题研究、加大关键技术研发投入支持力度、推动形成科学合理的电价机制、实施财税金融投资政策引导、推动“双碳”目标电力行业任务落地实施。

1、新发展机制下新能源年度开发规模与利用率协同关系发生变化，需要统筹新能源保障性并网规模、新能源市场化并网规模、消纳责任权重目标及利用率。

2、随着整县推进成为分布式光伏发电开发的主要模式，分布式发电开发市场格局发生转变，需要创新分布式发电开发模式和发展思路，实现分布式新能源规模化开发下的网源协调。

3、随着电力系统中新能源装机占比持续提高，电力供应保障风险将继续增大，需要建立适应新能源跨越式增长的电力供应保障体系。

4、新能源大规模并网消纳将推高电力供应成本，需要优化新能源开发时序，避免供电成本过快增长。

芬兰拉彭兰塔工业大学（LUT University）太阳能经济学教授克里斯蒂安·布雷耶的研究小组，对通往未来零排放能源系统的过渡转化途径进行了建模。他说：“世界必须尽快、安全且经济高效地实现零温室气体净排放，需要对能源系统进行去化石化，要做到这一点，需要为世界每个地区提供技术上可行、成本优化的能源系统转化的过渡途径。我们的计算对如何实现转化给出了答案。”

LUT的成本优化模型发布于2019年，模型展示了如何实现净零碳排放的全球能源系统。在该模型中，实现零排放的一年中，太阳能光伏板（PV）满足了所有用途的全球能源总需求的69％。其余的来自风能、生物质和废物、水力发电和地热能。

布雷耶强调，他的零排放情景不包括核电，因为它“太贵了”。光伏技术正变得越来越便宜；另一方面，核电站的建设成本却在上升。此外，安装和运行太阳能发电厂更容易、更快、风险更低。

LUT研究人员基于太阳能的模型提出了两个问题。

首先，如果要实现将全球变暖保持在1.5摄氏度（2.7 F）以下的国际公认目标，那么到什么时间点地球温室气体排放必须达到净零排放呢？

其次，如果要实现这一气候目标，必须建成多少座太阳能电池板制造厂呢？何时建成才能满足太阳能在所有能源生产中高达三分之二呢？

英国利兹大学的气候科学家Piers Forster说：到2021年初，要使全球变暖保持在1.5摄氏度以下，人类最多可以向空气中释放出1,950亿吨二氧化碳，而自工业革命开始以来，人类已经向大气排放了1,700亿吨二氧化碳。

仅在2019年，全球排放总量约为40亿吨二氧化碳。如果未来几年的排放量大致维持在2019年的水平（很有可能），则剩余的二氧化碳排放预算将在2025年底之前用完。在那之后，世界将处于碳超标状态，并可能导致气候变化更危险。

布雷耶说：“我们必须在2025年之后尽快实现零排放。目前零排放的政治目标年是2050年，为时已晚。”

为了避免危险的气候变化和长期海平面上升，现在释放到大气中的大部分碳都必须在未来几十年内收回，那将是非常昂贵的。布雷耶认为，更快地扩展可再生能源系统并尽快关闭燃煤发电厂将便宜得多。

原因如下：产生一兆瓦时的燃煤电力会导致大约1吨的二氧化碳排放。从长远来看，如果将二氧化碳永久存储起来，每吨成本可能约为100欧元。相比之下，到2020年，一兆瓦时的电力在德国的电力平均交换成本为33欧元。这意味着燃煤发电实际上比没有碳排放的光伏发电或风力发电厂的电价贵四倍。

布雷耶表示：“这还不包括燃煤发电厂排放的重金属的 健康 成本。公共卫生专家估算，仅在德国，这种污染每年就造成约5,000人过早死亡，而在亚洲，这一数字将近一百万。”

LUT模型估计，实现净零排放的地球，将有90％来自电力，而不是化石燃料，其中69％的电力将来自太阳能光伏。为了实现这一目标，需要多少个巨型光伏组件工厂呢？需要何时建成呢？

这取决于我们对世界仅剩的200亿吨二氧化碳碳预算的紧张程度。让我们想象一下到2035年完全由可再生能源驱动的全球系统，并假设新的光伏工厂将在2025年建成，因此它们可以在10年内完成工作。

迄今为止，全球最大的光伏组件工厂正在中国安徽省建设。根据开发商协鑫集成 科技 股份有限公司的公告，其年生产能力为60GW（GW或吉瓦，功率单位，1GW=10亿瓦），该项目总投资180亿元，其中固定资产总投资约120亿元，在2020年至2023年分四年四期投资建设。2020年全球光伏产能约为200GW，其中大部分在中国。

LUT模型预计，当全球实现碳中和，全球已安装的可再生能源发电量为78,000GW。其中包括63,400GW的太阳能PV，约8,800GW将在欧洲。

我们能否在2024年之前建成足够多的工厂，并到2035年生产所需数量的太阳能电池板呢？答案是：差远了！根据当前的行业计划，到2024年，将仅建立400GW的年PV生产能力，并且全球仅生产、安装了约1,500GW的PV。为了在2035年之前实现零排放且三分之二的能源来自太阳能，在2025至2035年之间生产、安装另外62,000GW的光伏，即每年6,200GW。

这意味着想要应对气候变化挑战，到2024年，我们将需要至少再建设100个与安徽60GW光伏组件工厂相同规模的超级工厂，以实现合计6,000 GW的年生产能力。如果欧洲要生产自己的光伏组件，而不是进口光伏组件，那么这100家巨型工厂中的15家必须设在欧洲。

这些数字告诉我们，作为全球净零排放竞赛的核心要素，可再生能源的快速扩张在技术上是可行的。毕竟，人类肯定有能力建造和经营100家巨型工厂。当前面临的关键问题是：我们是否会认真对待气候科学家的警告，撸起袖子加油干呢？

去年12月16日-18日召开的中央经济工作会议上，第一次将“做好碳达峰、碳中和工作”列入年度重点任务之一。也是第一次将碳达峰和碳中和目标，写入正在编制的经济和 社会 发展“五年”规划。

此前高层指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。（又称30.60目标）这是中国首次向全球明确实现碳中和的时间点，也是迄今为止各国中作出的最大减少全球变暖预期的气候承诺。

在高层明确任务之后，多部委也开始响应：

12月20日，发改委强调要部署开展碳达峰、碳中和相关工作；

12月21日，央行表示为了实现碳中和目标，会加大对新能源产业、能源高效利用产业的金融支持；

12月22日，生态环境部副部长透露，生态环境部正制定2030年前碳排放达峰行动计划、行动方案，支持有条件的地区率先达到碳排放峰值。

不过，我国碳排放强度依然很大。从行业看，电力行业碳排放占比达到41%，因此加速调整能源结构迫在眉睫。据《中国实现碳中和的路径建议》研究报告，实现“碳中和”目标的多种可行方案中，“加速可再生能源转型”是其中最有效的路径之一。即如果中国持续提升公路运输、建筑和工业领域的直接电气化程度，且通过普及零碳电力（太阳能等清洁能源发电）供应，构建规模更大、更清洁化的电力系统。那么，电力行业的碳排放量最快可于2024年达峰，此后将迅速下降。

国家能源局新能源司的最新预计是，到今年年底光伏发电装机规模将超过风电，成为全国第三大电源。根据国家能源局目前的测算情况，“十四五”新增光伏发电装机规模需求将远高于“十三五”。中国光伏行业协会也预计，中国年均光伏新增装机规模将在70GW到90GW之间，是当前年均新增装机量的两倍有余。

此外，用户光伏空间正在打开。华创证券指出，预计今年我国光伏新增装机量将会在35GW左右，如用户新增装机量达到10GW，占比将会超过28.5%，意味着光伏正在走向寻常百姓家。用户光伏潜在空间巨大，价值尚未被完全开发。按10%的渗透率和3.5元/W的单瓦价值计算，市场空间或达1.4万亿元。

据不完全统计，除目前已实现“碳中和”的苏里南和不丹两个国家外，瑞典、英国等6个国家已立法“碳中和”，欧盟作为整体和加拿大等5个国家地区处于“碳中和”立法状态（进程），中国、日本等14个国家发布了“碳中和”政策宣示文档。

全球范围“碳中和”目标的实现，都绕不开依赖于发展、利用以光伏为代表的可再生能源、清洁能源。2019年，中国硅料、硅片、电池片、组件占全球产量的比重分别达到了67%、98%、83%和77%，而中国生产的光伏产品，60%-70%出口到了全球各地。全球光伏组件出口商前十名中，绝大多数都是中国企业。作为全球最大的光伏生产基地，全球碳中和也意味着，全世界电力系统将更加依赖于中国光伏！

自中国提出“碳中和”目标以来，围绕新能源发展的相关政策密集出台，作为新能源的主力成员，风电大发展已是确定性趋势。

国家能源局数据显示，截至 2021 年 11 月 14 日，我国风电并网装机容量达到 30015 万千瓦，发电量占全 社会 用电量的 7.5%，风电作为构建新型电力系统的主体能源，其发展潜能巨大。

驭风起舞，筑牢不间断供电保障

在风电系统中，风电机组变流器、变桨系统、控制器和箱变等多个关键系统，需由 UPS 保障供电连续，严防由停电带来的各种隐患。然而风力发电站往往地处环境恶劣，强风沙、昼夜温差大、易凝露、紫外线强，海上风电还要面临高盐雾和水汽、温度变化无常等多重挑战，高故障率是风电行业 UPS 应用的瓶颈。

作为深耕关键电源保护领域三十多年的山特，深度调研风电行业 UPS 的应用痛点，深入分析常见故障的根本原因，专门设计开发了风电专用 UPS——Castle M Plus。

高可靠性，始终如一

对风电设备质量要求高，很多要求可靠使用寿命在 20 年以上。Castle M Plus UPS 采用了耐高温电容、高性能半导体器件、宽温度范围芯片、长寿命冷却风扇，耐高温长寿命电池，优化软体设计，可来电自启动或延时启动，也可设置电池截止放电电压自动关机或远程控制关机，可以降低苛刻环境对 UPS 生命周期的影响。

同时，Castle M Plus UPS 具备故障自检复位功能，有效保障风电机组的安全可靠运行，能够为风电供电设备中的机组控制系统、变桨控制系统、刹车系统 24V 电磁阀及安全链提供稳定电压。在紧急或断电情况下，可为风电设备及系统提供充足的后备时间，使风机平稳停机，并存储必要的信息，同时通过 PLC 将报警信号传输到集中监控设备上。

Castle M Plus UPS 内置的耐高温长寿命蓄电池，采用电池智能管理及充电温度补偿技术，显著提高电池使用寿命。

多重设计，无惧恶劣环境

在复杂、严苛的不利环境下，要保证风电发电站稳定运行，需要先确保 UPS 的可靠运行。

01

宽电压设计

Castle M Plus UPS 超宽输入频率范围在（40Hz 70Hz）、超宽输入电压范围（115 300VAc），能够适应严苛的电力环境。

02

适应严苛环境

所有的 PCBA 板喷涂三防漆、螺丝防锈处理，实现了防尘、防潮、防腐蚀，超宽存储温度范围（-40 60 ）、超宽工作温度（-30 60 [1]）。

03

多地区适用

该 UPS 在海拔 2000m 时无降额[2]，能够适应全国大部分区域应用环境。 无论是干燥寒冷的西北荒漠，还是潮湿炎热的东南沿海，Castle M Plus UPS 都能为风电控制系统提供可靠保护。

智能运维，灵活易扩展

随着技术迭代，陆上风电和海上风电的单机容量越来越大，风电机组非计划停运或故障造成的损失也随之增大，设备及系统的日常运维就显得更为重要。

针对风电场环境恶劣，大型风电场中有几十台甚至上百台风电机组，分布范围广，风电场通常实行“无人值守、少人值守”管理模式的特点，Castle M Plus UPS 标配干接点卡，能够提供及时报警信息，满足无人值守应用、远程监控、自我保护、自检复位。

专业，是品质的保证。满足客户需求，是山特持续前进的动力。未来，山特将继续通过提供高质量的产品和高品质的服务，助力新能源发展，助推“碳中和”目标的实现。

[1].应用环境低于 -20 请联系山特提供支持。

[2].在 2000m <海拔 3000m 时，每升高100m 负载量降低 1%。

实现碳中和的措施有：

1、大力调整能源结构

推进能源体系清洁低碳发展，稳步推进水电发展，安全发展核电，加快光伏和风电发展，加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统，完善清洁能源消纳长效机制，推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。

2、加快推动产业结构转型

大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能，严格控制高耗能行业新增产能，推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。积极发展战略性新兴产业，加快推动现代服务业、高新技术产业和先进制造业发展。

3、着力提升能源利用效率

完善能源消费双控制度，严格控制能耗强度，合理控制能源消费总量，建立健全用能预算等管理制度，推动能源资源高效配置、高效利用。继续深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能，着力提升新基建能效水平。

4、加速低碳技术研发推广

坚持以市场为导向，更大力度推进节能低碳技术研发推广应用，加快推进规模化储能、氢能、碳捕集利用与封存等技术发展，推动数字化信息化技术在节能、清洁能源领域的创新融合。

5、健全低碳发展体制机制

加快完善有利于绿色低碳发展的价格、财税、金融等经济政策，推动合同能源管理、污染第三方治理、环境托管等服务模式创新发展。

6、努力增加生态碳汇

加强森林资源培育，开展国土绿化行动，不断增加森林面积和蓄积量，加强生态保护修复，增强草原、绿地、湖泊、湿地等自然生态系统固碳能力。

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；