碳中和事关中华民族永续发展,“绿水青山”如何变成金山银山
3月15日,中央 财经 委员会召开第九次会议,透露出了重大信号,展现了一幅宏伟的蓝图:实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济 社会 系统性变革,我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这是我们当前的重大战略决策,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。
把碳达峰和碳中和提高到民族发展的高度,这个战略定位是空前的。为什么碳中和这么重要?
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(一)能源结构转型的大势已来
国际能源结构正在发生深刻变革。全球石油需求达峰基本已成定局,主要产油国未雨绸缪谋划转型,由于各方投资转向新能源领域,油气煤炭等化石燃料供应能力未来或将面临严重困难。
从中国的能源结构来看,2020年我们总计消费48亿吨标准煤;在能源结构上,85%是化石能源,其中60%是煤,绿色可再生能源只占15%左右,而要达到碳中和目标,就要把两者比例倒过来——清洁能源或可再生能源占85%,化石能源占15%以下。
目前中国单位GDP的能耗是发达国家平均水平的两倍以上, 这个数字完全可以降下来,在源头上节省能耗,既减少污染物的排放也减少碳的排放。在节能降耗上中国的潜力非常大,在未来5 10年,在大力发展清洁可再生能源的同时,要把主要精力放在节能降耗上。这样既可以在过渡阶段将存量持续降下来,又可以避免运动式的、激进的关企业行为。
化石能源中的原油我国主要依靠进口,而原油主产区位于中东、西非等国际局势热点地区,原油运输回国要途径苏伊士运河、波斯湾、马六甲海峡,运输通道受制于人,能被轻易被掐断。
因此,不论是从降低对外能源依存度、还是对内倒逼调整能源消费结构,压降化石能源占比、鼓励清洁能源是大势所趋。
(二)“碳达峰、碳中和”语境下新发展格局的构建
我们现在的碳排放量占全球的28%,还没达峰,经济规模占比(2020年我国经济总量占世界经济比重达到17%)远远小于碳排放量的占比,这说明我们的经济发展质量不够高,单位GDP的能耗比欧美高很多。
在碳排放达峰之前就承诺实现碳中和的时点,这既是对国际 社会 积极履行大国责任,占领一个政治正确的高点,抢占制定碳中和、碳交易标准的话语权,也是对内倒逼改革,把落后的发展方式逼出局, 探索 出一条把“绿水青山”变“金山银山”的实践道路。
未来,乡村振兴的方式,可能不局限于生态 旅游 和绿色农业,而是整个绿色资产的价值重估。
这里继续引入两个概念:“碳足迹”和“碳汇”。
碳足迹(Carbon Footprint),是指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合。欧盟已经出台标准,对生产过程中碳排放超标的产品加收“碳税”。
例如,中国和乌克兰的钢铁企业主要采用高炉和氧气顶吹转炉炼钢法,碳排放强度很高,生产每吨钢材约排放2吨二氧化碳当量。加拿大和韩国的钢铁行业里小型电弧炉炼钢厂比例更高,总体碳效率更高。中国的 汽车 钢板生产企业向欧洲出口就可能被征收额外的“碳税”,如果要达标则要增加设备投资、提高成本。
碳汇(carbon sink),是指自然界和人类活动所能吸收固化的二氧化碳,就是指通过植树造林、植被恢复等措施吸收大气中二氧化碳的过程。
碳汇,我认为未来是把“绿水青山”变“金山银山”的最重要一环,没有其他。中央 财经 委会议提到:要提升生态碳汇能力,强化国土空间规划和用途管控,有效发挥森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土的固碳作用,提升生态系统碳汇增量。要加强应对气候变化国际合作,推进国际规则标准制定,建设绿色丝绸之路。
森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土......光是列举这几条,想象空间就足够巨大了。
根据国家林业局数据,截至2021年6月,全国森林面积达2.2亿公顷,森林覆盖率达23.04%,森林蓄积量175.6亿立方米。
按1公顷森林每天吸收1吨二氧化碳计算,全国森林每天吸收2.2亿吨二氧化碳,每年吸收800亿吨,目前全国碳排放配额的价格50 60元/吨,这就是4万亿价值的市场。
全国草原面积4亿公顷、湿地面积5300万公顷、海洋国土面积300万平方公里、国土面积960万平方公里、冻土面积占土地面积的25%......如果全部的国土和海洋资源全部用来发挥“碳汇”作用,产生的碳排放交易权价值将是一个天文数字,那我们贫困地区的群众真是坐在了“金山银山”上,真可谓是“要想富、多种树”。
当然,这条致富的道路并不平坦。我们拥有如此丰富的碳汇资源,能否为我所用,关键在于以我为主,制定国际公认的“碳汇”和“碳排放权交易”标准。
话语权之争已经是决定一国发展前途的关键之争,背后体现的是综合国力和国际经济政治的角力。在这个领域,中美之争已有苗头。
为实现碳中和的目标,各国纷纷进入到应对气候变化和发展低碳经济的快车道,但国际 社会 对新兴绿色低碳产业的行业认定、标准制定、规则约定、市场准入门槛等都缺乏共识,有的分歧还相当大。
比如,中美在绿色项目与企业的信息披露机制上就难以统一;中国发行的贴标绿色债券,只有约10%符合国际CBI标准,等等。可以肯定的是,未来各类低碳标准,将面临着相当严峻的国际谈判。
我们也率先开展了草原碳汇、海洋碳汇的标准制定,以期在国际标准的制定中占领先机。谁能占据先机,谁就有可能掌握全球低碳发展领导权。
我国的双碳目标为在2030年前碳达峰,在2060年前实现碳中和,这个目标相对于目前世界上的几大主要经济体而言,是要求最高,时间最紧迫的。
而目前我国的能源结构中,非化石能源占比仅仅为15.9%,清洁能源(包括水电)发电量占比36%,煤炭占比52%。
为助力实现双碳目标,在能源的供给端,提高可再生能源在电力供应和终端消费中的占比,是实现双碳目标最有效的途径。
但以风电、光伏为代表的电源侧可再生能源波动性强,不能持续稳定提供电能,这就引出了下一个亟待解决的问题——储能。
2.1 储能的必要性
近年来,随着光伏组件的成本进一步下探,无补贴下光伏电站已经可以盈利,大量资本涌入光伏产业,从生产到运营,整个光伏行业规模大幅度增长,但同时也带来了一个问题,那就是光伏只能在白天发电,晚上怎么办?风机只能在有风的情况下转动,没风的时候又怎么办?
每日风速波动较大
随着可再生能源(风电光伏)的用电量占比不断提升,风电和光伏的不稳定性带来的不单单是短时的无电可用,其波动性对于电网的冲击会引起配电网潮流变化,影响电能质量(电压、频率、波形),对电网侧和用户侧都有较大的影响。
在10年前,各地电网尚未像现在这般强大时,对于风电、光伏之类的垃圾电,电网公司向来是拒绝的,这也是为何在用电量较少的省份,弃风弃光限电的情况很多。
而将短时超发(用不完)的电储存起来,在没电的时候(晚上或者无风的时候)将这部分电能持续输出上网,就可以避免出现上述情况。
2.2 储能如何盈利
储能以前一直是政治任务,因为挣不了钱啊,但目前技术已经达到了将要盈利的瓶颈,国家就开始往储能行业里加火了。
随后没过几天,又出台了提高分时电价的政策:
文件的主旨就是继续拉开平峰和高峰时期的电价,条件具备区域,分时电价差距可达到4倍。 这两份文件一明一暗,都是在鼓励发展储能行业,在技术变革的前夕,政策层层加码,相信储能行业实现全面盈利只是时间问题。
目前大型电站并网侧的储能电站,在财务测算上,已经能实现盈利,只是以目前峰谷电的差价,盈利能力大概和存定期差不多。
2.3 电网侧储能
电网侧储能的主要作用就是调峰调频,保证用户用电质量,而最常见的用来调峰调频的手段就是抽水蓄能电站。
8月6日,国家能源局综合司印发关于征求对《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)的函,提出到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦,相对2020年将增长10倍,远超市场预期。此前业内预期2030年我国抽水蓄能总装机达到1.13亿千瓦,到2060年底总装机达到1.8亿千瓦。这意味着,到2030年投产总规划就将远远超过此前2060年的目标。抽水蓄能迎发展窗口期。
大规模的抽水蓄能电站投运,将大大增强现有电网的调峰能力,增加电网对可再生能源的消纳能力,最终提高我国电网用电中的清洁能源占比。
抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术,在各种储能技术中度电成本最低,如上图所示,抽水蓄能电站由2个高度不同的水库组成,连接上下两个水库的是输水系统和发电机组。
在电网负荷低谷时段,电站利用廉价的谷电,将下水库里的水抽到上水库中储存起来,也就是将电能转化为重力势能。而等到电网负荷的高峰时段,电站再放出上水库的蓄水发电,这样就能以高价卖电。
抽水蓄能电站的缺点也显而易见,受地形影响较大,在地形复杂的情况下,建设成本会大幅上升,工期大约持续5-8年,而且电站建成后,由于长距离的管道输送和多个水轮机配合,机械能量损失较高,能量储存效率约70%。
目前国内做抽水蓄能电站的主要是各大地方电网公司,电站建设过程中所需的设计、施工或者总包方,几乎由一家央企垄断——中国电建。
中国电建公司囊括了中国几乎所有的头部水电系设计院,其中最为著名的是位于杭州的华东勘测设计研究院,其一年的营收就在百亿往上,超过了大部分上市公司。
其抽水蓄能市场占有率在国内达到了80%,全球达到了50%,可以说是当之无愧的 中国水电建设 第一股。
抽水蓄能电站的主设备为水轮机,在这方面,传统的汽轮机厂都有较为实力沉淀,比如东方电气和哈尔滨电气,但水轮机作为成熟的发电设备,技术已经较为成熟,在价格上少有溢价。
2.3 电源侧储能
2.3.1 其他储能形式
抽水蓄能电站属于机械储能的一种,其他较为成熟的机械储能方式还有:飞轮储能、压缩空气储能等等。
而根据储能介质不同,储能还可以分为电化学储能、化学储能、热储能及电磁储能等,但截至目前,机械储能依旧是其中最成熟,成本最低的储能方式。
电化学储能 的应用目前最为广泛也最有前景,新能源车产业链的核心部件,动力电池就是电化学储能应用的一种,按照介质不同,可分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等。
化学储能 概念简单,但操作过程异常复杂。顾名思义就是将电能转换为化学能储存起来,最常见的就是电解水制氢。
热储能 ,典型的应用就是光热电站,将阳光聚集后,把作为介质的熔盐融化,吸收大量热量,熔盐再继续加热水,形成水蒸气,推动汽轮机发电。太阳下山后,电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电, 光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。
某50MW光热电站效果图
电磁储能 ,主要有超导储能、电容储能、超级电容器储能等,其储能效率高,但距离实际应用还相当遥远。
目前电源侧的储能主要以电化学储能和化学储能为主,分别对应了并网型电站和分布式电站两种电站形式。
2.3.2 电化学储能
目前各地新上的集中式(并网型)新能源电站都要求适配储能,这部分储能主要是为在新能源电站波动较大时储能使用,由于集中式电站的上网电价均是固定的,其不存在利用峰谷电价差价盈利的情况,主要是增加电站上网电量,提高电站营收。
同时,在电网侧,也有大量的储能电站上马,其作用和抽水蓄能相同,调峰调频,其盈利模式就是对电能的低买高卖。
图片摘自某券商研报
这部分储能主要以电化学储能为主,而电化学储能中较为有前景的是:锂离子电池和钠离子电池。
以锂离子电池为代表,简单讲一下电化学储能的优劣:
1、成本下降迅速
在政策利好的推动下,这几年锂电的度电成本下降飞快,目前已经有成熟的锂电储能电站应用,在特定电价条件下,储能电站的内部收益率(IRR)可以达到8%,已经够着了大部分国企央企投项目的最低标准。
2、 几乎不受场地条件约束
化学储能需要较大的场地和较高的安全生产标准,而锂电储能因为能量密度相对较低,体积也较小,对场地要求较低,适合在工业园区、充电站、高端仪器设备等场所应用。
3、成本下降恐怕进入瓶颈
锂矿资源有限,可以预见,按照目前的速度发展,不远的将来,锂电将会由于上游材料价格的上涨,而进入瓶颈,锂电的度电成本不可能保持目前的趋势下降。
4、能量密度提升陷入瓶颈
虽然锂电的能量密度在过去的几年已经得到了大幅度提升,但相较于人类对能源的利用量来说,依旧太小,而锂电能量密度提升的速度并不像半导体那样成指数式增长,而是缓慢得正比例提高,锂电能量密度的提升可能跟不上人类对储能容量的需求。
钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于成本低,且钠的储量远大于锂(已探明储量约是锂的420倍),未来有大规模应用的可能,但钠离子电池目前的可重复充放电使用的次数仍然偏低,能量密度较小,还不具备经济性。
而锂电池的优势在于,随着新能源车的普及未来电动车所装备的动力电池退役后,可以继续用作储能电池使用。
在电化学储能领域,宁德时代是当之无愧的绝对龙头,其不但在近期发布了钠离子电池,且中报显示宁德时代的储能业务相比2020年,增长超过了7倍。
从宁德时代的身上,我们足以预见,未来的电化学储能市场将极为广阔。
2.3.3 化学储能
化学储能主要以制氢储能为主,对于氢储能,比较直接的盈利模式是由化工企业投资新建分布式光伏电站,利用光伏制氢,而氢气正好是大部分化工企业的制造原材料,比如氢制乙烯。
在光照条件不错又富含水资源的区域,化工企业很容易降低制造成本,从而盈利。
此外,还有海上风电制氢应用于沿海化工厂生产的,电解水制氢制甲醇作为燃料电池燃料的,盈利能力完全取决于自然条件(风/光资源以及运输管道长度)。
关于氢能产业链的分析由于篇幅不再展开,感兴趣的可以看往期文章,在未来新能源+氢储能的分布式电站建设,一定是一个重要的发展方向:
未来尚远——氢能源产业链简析
2.4 用户侧储能
用户侧储能目前以电化学储能为主,随着应用端电动车的普及,用户侧储能的需求缺口会越来越大。
做个简单的计算题:现在很多人都用上了电动车,一台电动车如果使用快充,大概1小时就能达到其电量的75%,而充电桩的功率大约为100-200kw,也就是1小时100度到200度电,在电动车尚没有全面普及前,这点小功率对于电网洒洒水而已。
但要是当一个几十万(百万)人口的十八线小县城全面普及电动车后,几千(万)辆车同时充电的场面,瞬时功率会达到一个恐怖的数值,大部分县一级的电网都承受不住如此高功率的冲击。
因此一些分布式的充电桩运营公司就应运而生,比如宁德时代投资的主打储充检一体化运营的快卜 科技 。
将光伏、电化学储能、充电桩结合在一起,不但可以大幅度降低充电站的运营成本(不需要向电网买电),还可以缩短充电站的建设审批时间(不需要获得电网配电许可),不过新增的光伏组件和电化学储能设备也会大幅度增加充电站的建设成本。
其他用户侧的应用,比如大型设备UPS,工业园区储能电站等,还有很多,就不一一举例了。
储能形式多样,这里主要分析最具前景的电化学储能产业链。
3.1 电化学储能系统原理
其中PCS:储能变流器,连接电池系统与电网,实现直流和交流电的双向转换。
BMS:电池管理系统,用于电池的充放电管理。
BS:电池组,核心部件,主要成本就在电池上。
EMS:能量管理系统。
电化学储能系统的成本如上图所示,其中EPC指的电化学储能电站建造的总承包费用占成本的比重,可以看到整个系统中电池成本占据了一半以上,其次是PCS储能变流器,而这两项也是储能系统中技术含量最高,壁垒最厚的版块。
3.2 各板块龙头
储能电池代表企业:宁德时代 、 派能 科技 、 比亚迪 、 亿纬锂能 。
宁德时代:无可争议的绝对龙头,中报显示储能业务同比增长7倍以上,在电池领域拥有绝对的话语权。
亿纬锂能:在5G和风光电站储能方面发展迅速,但依旧属于二线电池厂中的第一位。
比亚迪:全产业链覆盖,技术沉淀深厚,海外市场亮眼,但主业是整车,储能业务弹性可能一般。
派能 科技 :储能业务纯正,专注用户侧储能,目前业绩释放一般。
PCS(储能逆变器):阳光电源、固德威、锦浪 科技
阳光电源:储能逆变器和储能系统双龙头,在全球逆变器市场都处于龙头地位。
固德威:和派能 科技 类似,专注于用户侧储能逆变器市场。
锦浪 科技 :逆变器领域的新秀,发展没几年就从阳光电源手下抢来不少国内市场,后市可期。
系统集成:盛弘股份。
EPC:永福股份,垃圾,就是个破设计院,要不是宁德时代入股,就是个渣渣。
今天文章写得有点长,产业链部分简单了些,储能截止目前是在政策扶持下,刚刚能够实现国企投资需求的水平(大概就比定期强一点的收益率),离全面爆发尚远。
如果要投资储能领域,最先爆发的必然是价值量最高的电池和逆变器,至于其他,尽量别碰。
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!
7月29日,由中国电力企业联合会指导、协鑫(集团)控股有限公司(下称协鑫集团)主办的氢能产业发展论坛暨协鑫氢能战略发布会在京举行。中国能源研究会副理事长吴吟表示,能源行业排放占到全球温室气体排放总量的2/3,实现双碳目标的关键在能源。能源低碳发展有两大路径:化石能源低碳利用和大力发展可再生能源。当前,G20集团中已经有9个国家和地区发布了氢能发展战略,还有7个国家和地区正在开展前期研究。氢能产业呈现出良好发展态势, 科技 进步日新月异、应用场景层出不穷,未来氢能将在钢铁、能源、交通和建筑等领域广泛应用。
根据中国氢能联盟预测,到2030年,我国氢气的年需求量将达到3715万吨左右,在终端能源消费中占比约5%;到2060年,我国氢气的年需求将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约20%。
中国电力企业联合会专职副理事长安洪光表示,通过新能源与氢能的耦合,可助力高比例清洁能源电力系统的稳定运行,解决长时间清洁能源处理和负荷需求的平衡问题,帮助难以减排领域深度脱碳。在他看来,“十四五”时期,将是我国碳达峰“窗口期”、氢能产业发展的发力期,也是氢能市场的培育期和氢能技术的追赶期。
随着减碳行动的开展和各项政策的加持,氢能发展势不可挡。据不完全统计,迄今已有河南、山西、湖北、安徽等超过30个省市对氢能产业发展作出了明确部署,有的还制定了详细的时间表、路线图和任务书。可再生能源制氢、燃料电池 汽车 示范城市群、加氢站建设等项目成行业投资热点。
氢从何处来?在碳达峰、碳中和目标下,回答好这一问题尤为重要。
根据不同的制取方式和碳排放量,氢能被分为灰氢、蓝氢和绿氢。2020年我国氢气来源中,62%为煤制氢,19%天然气制氢,仅有1%的可再生能源制氢,氢来源亟待“绿化”。中国工程院原副院长杜祥琬强调,氢能产业要实现高质量、可持续发展,其核心准则是从源头做到可持续,将波动性、间歇性的风能、太阳能转换为氢能,有利于储能和传输,具有零排放、零污染和可持续优势。
高成本是当前可再生能源制氢大规模推广的主要难题。“降低氢能使用成本是产业发展的关键所在。”在中国石油和化学工业规划院新能源发展研究中心主任刘思明看来,我国氢能产业急需模式创新,依托海外优质天然气资源,转化为氢气具有成本竞争力,国内京津冀、长三角、珠三角氢能产业率先发展,用氢也应避免长距离陆运。他认为,未来国内氢能市场将以“工业副产氢+短距离运输”模式为主,海外将以“优质资源转化蓝氢+长距离化学品载体运输”模式为主。
会议现场,协鑫集团旗下协鑫新能源正式对外发布公司氢能战略。根据规划,协鑫新能源氢能战略由蓝氢和绿氢两部分构成。具体而言,蓝氢目标――首期建成年产230万吨合成氨,逐步扩能至每年400万吨生产规模,可供应国内70万吨蓝氢;绿氢目标――计划到2025年建设100座综合能源站,达到40万吨年产能。
协鑫集团董事长朱共山表示,从空间结构上讲,在东部、南部等负荷中心发展蓝氢,在中西部地区等新能源大基地发展绿氢,一蓝一绿,协同发展。“协鑫新能源将打造不依赖补贴,完全市场化的零碳 科技 先锋企业,做全球综合实力领先的绿氢与蓝氢综合运营服务商。”
2019 年,全球碳排放总量达 341.69 亿吨,中国占 29%。2011-2019 年,全球碳排 放总量年复合增速分别为 0.83%;截至 2019 年,全球碳排放总量达 342 亿吨。纵 观中国,我国碳排放量占世界排放量比例逐年攀升,由 1990 年的 11%快速攀升至 2019 年的 29%。近十年(2011-2019),全球碳排放增量的 55%来自中国,我国碳 排放量年复合增速为 1.35%
我国碳排放占比提升的原因。碳排放的攀升并不意味着我国无视环境地发展,致 使我国碳排放占世界比例不断提升的原因有以下几个:1)欧美等发达国家已经经历了经济高速发展、大量排放温室气体的阶段。2)部分发达国家已经完成清洁能源改造,因此近些年的碳排放量有所减少,但累计排放量依然巨大。3)基于任何独立个人都拥有平等排放权的基本前提,我国的人均二氧化碳排放量仍处于相对低位。
我国单位 GDP 排放量较 2000 年下降 76%,低于其他发展中国家
二、本轮能源革命中,哪些行业受影响较大?
电力行业受影响最大。依据 2017 年 CEADs 的统计分析,电力行业受影响最大,其次是冶金、运输和炼化。细分来看:
1)电力行业中火电及供热空间将受到挤压,腾出的缺口将由风电、光伏、水电、核电等予以补充;
2)冶金和炼化行业中,清洁能源供电比例将增加,同样挤压火电的空间;3)交通运输方面,随着新能源车的普及,电能将对燃油形成强替代。殊途同归,无论是电力替代煤、气、油,抑 或是清洁电力替代火电,最终受影响的行业交汇点在发电行业及其产业链。
三、火电行业如何发展?
火电仍为中短期最重要的装机类型,但规模高增长时代基本宣告结束
与 2015 年相比,火电机组规模占比下降 7 个百分点,释放的容量份额被光伏等量替代;水电、核电、风电容量占比变化分别为-3、1、2 个百分点。从装机规模增速角度分析,2015-2019 年,火电装机规模同比增速从 7%下降到 4%。在“碳中和”的长期政策指引下,火电机组的规模增速在未来十年间预计会进一步放缓,且不排除出现负增长的可能性。
五大集团在西北五省亏损面超 50%,计划压降产能实现减亏。根据国资委数据, 2018 年,五大集团在西北五省共有燃煤电厂 474 户,其中 257 户亏损,亏损比例 达 54%,亏损额为 380 亿元。分区域看,央企煤电业务整体盈亏主要省份集中在 西南、西北和东北。在“十三五规划”提前完成的大背景下,煤电的规划预计将 转向调整区域结构
四、煤炭是否会被全面替代?煤炭行业如何发展?
能源消费结构拐点即将出现,清洁能源占比提高已成定局,但煤炭在我国能源结 构中依然无法被完全取代:在碳中和的推动下,清洁能源消费占比提升虽然刚刚开始, 但已成定局;
供给侧改革并未停止,“30 万吨以下”去产能正式开启,为实现 2021 年去产能目标,尚有 8200万吨煤炭产能可退出,优势地区的市占率会进一步提升。
煤炭供给趋于平稳,产量向优势地区和头部煤企集中。从煤炭市场的格局来看,2016 年实行供给侧改革以来,我国煤炭产量持续向晋陕蒙等优势资源地区集中。随着运输条件改善以及坑口电厂建设,晋陕蒙地区在煤炭产销方面的核心地位得到持续强化。截至 2019 年,晋陕蒙新四地贡献了当年 77%的全国新增的产量;
煤价逐渐失去周期属性,股价催化因素转向高分红。 历史 上,煤炭价格表现出了 极强的周期性。但是自 2017 年起,煤炭供给侧改革成果显现,煤价稳定性提高, 政策导向的价格绿色区间基本实现,煤价的周期性逐渐消失。目前,煤炭价格绿 色区间中枢依旧维持在 535 元/吨。
煤炭板块的股价催化因素顺势转变为“预期 EPS 提升(或稳定)+预期分红率提升”
五、大规模风光建设,消纳是否存在预期差
兼顾资源错配问题和“碳中和”的钥匙是特高压
我国能源资源和负荷中心的分布并不平衡:西北地区有丰富的煤炭、风力资源;西部地区有丰富的光照和水资源,但这些能源都远离东部负荷中心。
因此,若想兼顾资源错配问题并实现“碳中和”,解决问题的钥匙是西电东送《特高压》
特高压输电量存在预期差,非水可再生能源占比偏低。
目前,在运行的“西电东送”水电特高压与“风火打捆”特高压输送可再生能源占比区别明显。2018 年,国家能源局公布了 20 条特高压线路输电情况表,合计输送清洁能源占比高达 52%,其中,几条水电占比较高的线路表现远超于平均值。据此,在实现“碳中和”的初期,如建设进度出现预期差,特高压线路覆盖的区域的水电、火电的利用率可获得提升。
六、风、光、核电是否可以覆盖电力需求增量?
依照“碳中和”的目标做了测算,观察不同类型的电源发电量将受到什么影 响。基本假设如下: “碳中和”目标:风电和光伏的装机达到 12 亿千瓦; 假设 2020-2025 年,我国发电总量维持 4%的 CAGR。
假设到 2025 年风电+光伏发电量占比超过 20%。
假设各类型发电机组利用小时数为最近 5 年的平均值。 核电装机容量增长参考在建核电站规模
结论:1)未来 5 年,火电发电量仍为主力:截至 2025 年,我国发电量为 9.3 万亿千瓦时。其中:火电发电量占比约58%,较 2019 年下降 10 个百分点。
2)风、光发电量开始高增长:至 2025年,预计风力发电 1 万亿千瓦时,光伏发电 8537 亿千瓦时;未来 5 年,风电的发电量 CAGR 为 18%,光伏 CAGR 为 25%。
3)2020-2025 年的发电量 CAGR,火电仍有 1.1%,水电 2%,核电 5%。
实现碳中和的过程中,随着电网逐步建设,风电、光伏运营商通过特高压实现消纳,带来的上网电量边际改善;
看好利用小时数相对有保障的水电、核电项目对火电电量的边际替代;以及为了生产清洁能源设备,在碳达峰的几年里,煤炭消费前置带来的煤炭行业的短暂改善
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历时8年的RCEP协议于11月15日正式签署。 RCEP全称为“区域全面经济伙伴关系协定”,2012年由东盟10国发起,邀请中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、印度共同参加,旨在通过削减关税及非关税壁垒,建立统一市场的自由贸易协定。
除去尚有部分重要问题没有解决的印度未加入以外,其余十五国签订的该协议意味着,彼此之间将基于该协议为各方提供便利。
今年早些时候,能源一号对于逆变器和组件厂商在海外工厂、联络点以及办事处做过相对完整的梳理,以下是具体信息。今年以来,包括晶澳 科技 、隆基股份在内,还陆续收购和新建了一些海外基地。这些中资在海外的办事机构及投资项目,不少属于RCEP所在的亚太国家范畴内。
因而,以下公司都会备受RCEP协议签订的利好而获得更大的业务增长机遇及发展空间。
所以,RCEP的建立,将大大有利于中国与周边国家的新能源贸易往来,同时也对中国企业在未来在布局这些地区的新能源产品、市场带来更多便利。
举例来说,中资设在亚洲各地的海外工厂,可直接将中国的制造能力进行复制及略作变化,把产成品输向美国等个别对中国光伏设置贸易壁垒的地方。
中国企业本身,也可借由较好的贸易政策与RCEP协议所在国保持更好的关系与沟通,从而带动中方及贸易伙伴国家一同做大新能源产业。
疫情期间,有海外产能和强大分销渠道的公司,与世界各地朋友做生意的顺畅度大大提高,中国企业的地缘优势虽不能彻底体现出来,但因根深蒂固的海外厂区、办事机构及第三方合作伙伴关系,让业务协作并不受疫情问题的困扰。今年前三季度,业绩表现出色的中国A股及美股等公司,恰恰是上述这类企业。
从组件市场来看,正泰新能源、晶科能源、隆基股份、天合光能、协鑫等都在全球各地布局了大量产品生产线,不少位于亚洲等地。良好的海外工厂,加之部分厂商也同时拥有海外的硅片、支架等周边伙伴产能,对企业的出口贸易带来了极大便利。
逆变器领域来说,包括华为智能光伏、古瑞瓦特、锦浪 科技 、爱士惟、固德威等逆变器厂家,则可以通过庞大的分销网络、当地销售人员来承担及保障疫情期间的产品供应。
随着RCEP的签订,中国企业征战全球的战略意义更加深远。相关细节显示,RCEP所在国的所有货物贸易中,都可逐步取消关税与非关税壁垒。协定中指出合作应扩展到其他领域,包括但不限于银行、金融、 旅游 、工业合作、交通、电信、知识产权、中小企业、环境、生物技术、渔业、林业及林业产品、矿业、能源及次区域开发等。因此,需要金融、工业伙伴支持的中国新能源企业,中长线也会获得更多的利好。
再结合诸多国家宣布碳中和目标的情形,我们会发现,今后带给包括中国新能源厂商的机遇也会进一步扩大。9月,我国宣布力争2030年前碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。紧接着的10月,韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布,韩国将在2050年前实现碳中和。今年11月,日本有消息称考虑为实现2020碳中和目标采取税收刺激措施。此前,新西兰已完成碳中和目标立法。大趋势下,其余国家预计也会陆续确定碳中和的目标。
能源行业是完成碳中和目标的重要突破口,十五国共同签订的协议,将为国内外可再生能源企业带来更多的发展契机。下面将从光伏布局的角度来看看,中国企业在RCEP协议所在国的新能源业务发展脉络,以及这些国家本身所制定的新能源目标情况是怎样的。
东盟各国生物质能、地热能、水能资源最为丰富,风能、太阳能和潮汐能具有较大潜力。中国企业在东盟各国都有相当规模的光伏项目布局,以下以中国企业在越南、泰国的光伏布局为代表进行盘点。
越南的光伏市场一直是中国企业争取的重要地区,中国企业在越南的有关光伏布局包括大型光伏项目、工厂建立、产能收购、产品出口等颇多。
2019年,中国出口到越南的光伏组件达4.48GW,今年中国对越南市场的布局也在如火如荼地进行,对疫情的担忧并未影响到相关项目进程。
今年2月,隆基股份收购越南生产基地3GW电池、7GW组件;5月,中国电建签署越南禄宁550MW光伏发电项目合同;6月,中国电建签署越南富美330MW光伏发电项目合同;11月,晶澳 科技 越南基地年产3.5GW高功率组件项目开工奠基仪式顺利举行,该项目利用越南基地现有土地,投资7 亿元,建设年产3.5GW高功率组件生产线及配套设施。这些布局也是看好越南当地作为良好的产品输出地、贸易、土地、人员及新能源政策有优势等综合判断而进行的。
据国内多位负责越南市场的销售、项目开发负责人表示,今年越南光伏的新增装机容量在3.5~4GW左右。此次签署的RCEP或将进一步开拓中国企业在越南光伏市场的布局。
同样属于“东盟”十国的泰国,也是中国企业布局的关键市场。今年2月,中国能建签署泰国58.5MW浮体光伏EPC合同;4月,中能建葛洲坝国际逆势签约泰国90MW光热光伏项目EPC合同,投资金额高达5亿美元。2个月之后,晶澳 科技 为泰国12.5MW漂浮电站供货高效PERC组件。随后的8月,中国能建助力泰国11.56MW光伏停车场落地。
根据泰国的电力发展计划,到2036年,泰国的可再生能源发电总装机容量有望达到17GW,泰国仍然有巨大市场供光伏发展。
签订自贸协定的十五国中,值得重点提出的是韩国。
今年7月,韩国产业通商资源部发布政策:光伏组件供应商应具备低碳认证资质,且该政策未设置缓冲期,要求立即实施。而在中国光伏企业申请此项认证时,韩国认证部门以新冠疫情为由,拒绝到中国进行低碳认证,无法得到认证的中国企业对韩国的出口受到了阻碍。
国内业界普遍认为,韩国此举是人为向中国设置了贸易壁垒。此次签署的协定明确规定,协定各国在实质上所有货物贸易中逐步取消关税与非关税壁垒,韩国对中国人为设置的贸易壁垒有望在短时间内得到解决。
今年5月,韩国也公布了一项长期能源计划:至2034年,可再生能源占韩国能源结构的比例将从目前的15.1%提高到40%。与此同时,液化天然气发电的所占的比重将从32.3%下降到31%。在贸易壁垒问题得到解决之后,中国企业有望在韩国市场大展身手。
另一邻国——日本的新能源市场也表现不错,中国企业积极在当地开疆辟土。晶科能源、华为等早就在日本地区取得了相当惊艳的销售业绩。
今年3月,隆基股份也与日本信越集团签订掺镓相关专利许可协议;4月,日本的82MW光伏项目竣工,均采用来自国内厂商的铝合金架台;6月,晶澳 科技 宣布为日本关西地区110MW光伏电站供应单晶PERC MBB组件,该项目是日本市场目前规模最大的单体项目之一。
10月,日本首相菅义伟宣布了使温室气体排放量在2050年之前实质上减为零的目标。同理,以可再生能源为主导的碳中和目标市场布局,日本光伏市场在未来同样具有巨大潜力,中国企业也有望因自贸协定在交易过程中获利。
新西兰已经完成碳中和目标立法,澳大利亚还未提出到2050年实现净零排放目标或碳价的方案,但于今年9月表示,计划未来十年内在能源技术方面投资180亿澳元以减少碳排放。
中国在澳大利亚的布局包括,今年1月传来消息即将完工的,东方日升投资并承建的澳大利亚西部最大的132MW Merredin光伏电站。今年6月,中国能建葛洲坝国际也签署了澳大利亚85MW光伏电站的EPC项目。
在组件及电站领域,正泰新能源、晶科能源等都在澳大利亚拥有较广泛的布局及渠道伙伴商。而古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威、阳光电源、爱士惟等核心逆变器厂商也在澳大利亚的分布式市场斩获不少订单,深受当地消费者的好评。
新西兰方面,当地的电力输送国企Transpower于今年4月表示,到2050年,新西兰可通过基于风力、太阳能、地热和水力发电的多能源发电满足全国的电力需求。在装机容量方面,新西兰预计2050年太阳能容量可达6GW。中国企业在新西兰已经展开相应的市场开拓。未来随着RCEP的确定后,也会看到更多项目的开花结果。
综合澳大利亚和新西兰等两国对相关可再生能源的规划,在自贸协定的加持下,中国与两国开展相关项目合作或能得到一定的便利。
关税与非关税壁垒是国与国之间交易长久以来难以避免的问题,或是为保护本国企业而颁布的措施,或是为进行部分不正当竞争,然而历时八年才签署的协议向世界表明,合作才能共赢。
世界各国的共同目标最终指向实现“碳中和”,随着协议的签订,放开可再生能源的布局的脚步,实现“碳中和”的目标指日可待。