环保专题报告:碳中和,离我们还有多远

碳中和影响之五问五答

问题一,什么是碳中和,对我们意味着什么?

碳中和=更经济+更清洁+更安全的能源结构。碳中和意味着社会经济活动的二氧化碳排放 和二氧化碳吸收总和为零(包含非二氧化碳的温室气体),我国目前碳排放主要来源是能 源,工业过程,农业,废物处理,碳吸收主要来自森林绿化。2019 年全国碳排放约在 115 亿吨二氧化碳当量,约为美国 58 亿吨,欧洲 35 亿吨的 2~3 倍,但是人均与欧盟相当、 不到美国的一半。因此相比西方经济已经稳态而中国计划在 2035 年实现社会主义现代化, 以及在 2050 年中华民族伟大复兴的经济增长目标下,能源需求的增长和碳排放下降的约 束将使得我国完成碳中和目标更具挑战,需要强有力的政策支持和指引,但同时也将加 速中国的能源转型、使得我国经济最终受益。

我们认为碳中和目标是美丽中国下实现能源革命战略目标思想的更进一步,将使得中国 在 2060 年获得不仅是更清洁,也会是更经济和更安全的能源结构。

对内长期来看,碳中和将会完成中国的能源转型,以非化石能源为主的电能将成为一次 能源主体,一次能源消费中电气化率达到 100%,终端能源消费中氢能达到 30%,完成净 零排放。相比传统化石能源,可再生能源的资源规模是前者的 800 倍,因此制造业属性 远大于资源属性,即使在平价之后中国制造业也能更好的发挥优势,在光伏,风电,锂 电池和氢能等产业产生规模效应和技术迭代后实现能源成本的进一步下降,带来更经济 的成本。考虑到中国新能源产业的全球市场地位,我们认为能源转型也将有利于中国在 能源供给上摆脱对海外的依赖。到 2050 年随着中国新能源车的渗透率达到约 60%,石油 进口会下降到 40%以下的水平,提升国家的能源安全,而当中国完成可再生能源+氢能的 平价,甚至我们可能会成为能源出口国,改变目前的全球能源版图。

我们预计中国会在供给端和需求端同时发力,实现从高碳到低碳到零碳的转型,在供给 端,将会推动非化石能源电力比例提升和电气化率提升,在非电能源领域将会加速推动 氢能的发展;在需求端,将会推动节能减排,一方面对能耗的控制我们认为不会放松, 加速沿海经济转型,另一方面会建立碳排放的监测以及碳排放权的交易体系,逐步完成 对于减排的推动。

问题二,碳中和对新能源主题相关到底会带来多少装机和产值空间?

对于投资者来说最常问的就是,新能源发展可以带来多少成长空间,我们在 2060 年中国 人均 GDP 达到 4.8 万美金,单位 GDP 能源消费达到 0.12 千克标煤/美元的假设下,估计 中国在 2060 年能源消费为 67.3 亿吨标准煤(对应 1 亿 EJ),其中终端电能消费比例 70%, 剩余由氢能满足。需要在运光伏(含光伏制氢)、风电、核电、水电装机达到 14,700、1,660、 386、520GW。在新能源汽车发展上,我们假设 2060 年中国千人汽车保有量会达到 438 辆,其中乘用车 402 辆,商用车 36 辆,电动车比例将会达到 98%,剩余车辆为氢能汽车 (主要是重卡)。

我们从累计投资和年度产值两个角度看碳中和主题投资的规模:

► 国内绿色能源总投资 2060 年将会累计达到 55 万亿元。其中,国内光伏新增装机 20 万亿元,风电新增装机 14 万亿元,核电新增装机 5 万亿元,储能新增装机 7 万亿元, 清洁制氢新增装机 9 万亿元;叠加海外光伏新增装机 47 万亿元也主要由国内光伏产 业链承接,我们预计国内清洁能源行业将受益于总价值 102 万亿元的绿色能源投资。对应装机来看,我们预计未来国内光伏累计装机会达到 14000GW,成长 70 倍。国 内光伏市场年需求有望达到 700GW,是目前的超过 20 倍,如果考虑国内产业链承 接海外需求则将会达到 3000GW/年以上,是目前的 25 倍。并且国内储能市场也将 达到超过 1 万 GWh 的累计装机来平衡波动的可再生能源电力,带来每年新增需求在 700GWh 以上。

► 国内新能源年度产值有望从2020年的 0.77万亿元成长到 2060年的 10万亿元水平。 其中清洁发电从 0.7 万亿元扩张到 6 万亿元,覆盖我国全部电力需求。新能源车方 面,我们估算 2020 年动力电池年需求在 46 吉瓦时,2045 年随新车销量增长将达峰 在 4,140 吉瓦时,增长近 90x,而后随着新车销量见顶回落至 2055 年后稳定在 2,875 吉瓦时,对应新能源车年产值将从 2020 年的 0.049 万亿元,增长到 2045 年顶峰期 的 1.2 万亿元/年,其中电动车占主要份额,剩余约 0.04 万亿元/年为氢燃料电池车 产值。

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问题三,碳中和对能源投资究竟有什么影响?

从投资的角度我们认为将围绕三条主线逻辑去选择投资标的:

第一、技术变革带来的市场份额变化是主线。我们认为市场容易高估 1-2 年内的变化, 但往往低估 5 年的变化,我们已经看到能源和交通行业在新能源相关技术变化下正处于变革前夜,在今年初特斯拉的估值超过丰田汽车成为最大市值的车企,10 月美国最大的 新能源公司新世纪能源(NEE)超过埃克森美孚(EXB)都显示我们正处在这个拐点上。 而在行业内技术发展的细分领域我们看到:

► 光伏发电围绕效率提升、成本下降的技术竞赛持续白热化:包括主产业链环节未来 3-5 年的异质结电池带动转化效率向 24.5~26%迈进,我们看好未来 5-10 年的钙钛矿 技术叠层技术一旦突破有望达到 28~29%的转化效率,甚至突破 30%;也包括发电端 功率优化器的普及应用、逆变器控制单元向组件级别,甚至未来电池组串层面升级 等。看好阳光电源。

► 大尺寸风机不断突破极限,以容量换取成本下降途径:包括陆上风机逐步突破传统 塔筒和叶片限制,向高单位数机型迈进;海上风机不断突破极限,向 20MW 以及更 高机型和深海浮式推进。建议关注日月股份(未覆盖)

► 锂电池技术从高镍向固态演化:动力电池的发展必然向能量密度更高的高镍电池发 展,而未来会进一步向固态电池,甚至新型的电池结构演化。因此掌握电池研发技 术的龙头公司,同时通过规模优势维持不断研发投入将获得持续的优势。看好宁德 时代。

► 随着汽车电气化带来的机会:汽车电气化也将重构整车电子电气架构,对高压电气 组件、优质电机电控、先进电池热管理系统带来更大的需求空间,利好宏发、三花、 汇川。

第二、数字化浪潮下,下游应用端新的商业模式可能是下一个投资主题。新能源投资的 机会不仅仅在于传统制造业的成长,也会诞生新的商业模式或者新的技术应用机会。随 着能源结构出现变化,基于能源结构的应用自然也会产生相应的变化,特别是电力更容 易被数字化控制,因此电气化也更利于数字化应用推进。其中分布式电源在海外已经逐 步取代配网的角色,而基于数字化网络的虚拟电厂也将储能的应用从设备端提升到网络 端、从被动迈向主动;新能源车电气化的同时带来自动控制的提升使得自动驾驶的路径 越来越清晰,而这些也带来新的应用比如共享出行。

► 分布式装机降低发电门槛,打破发用二元结构:以光伏为主体能源的新电力体系中, 电源将可以贴近负荷部署,用户具备自发自用能力,相邻用户间可以实现能源双向 流动,降低发电行业的进入门槛,也打破了传统电网单向能量流动的模式,提升电 力系统灵活性并开辟丰富的电力市场商业模式;看好隆基股份和正泰电器。

► 储能应用解决电网被动调节负担,以主动的发用平衡能力创造商业价值:由于清洁 电源与传统电源相比出力稳定性有所减弱,储能将成为未来能源体系的必备要素, 实现跨时段、跨季节的发用能平衡。因此储能的匹配比例受多重因素影响,并非一 致,这也使得调度模式和能力将会使得储能成本差异较大,甚至智能化调度可以完 成和高储能配比一样的效果而无需硬件投入,这将使得智慧能源服务出现较大的商 业机会。

► 新能源车智能化逻辑:我们认为新能源车的渗透率和发展,最终会成为自动驾驶技 术的先决条件,伴随 5G 网络的普及,加速车联网的应用,发展出“人,车,路,云“物 联交互的智能化交通,最终实现完全无人驾驶、促生智慧城市以及相应的共享驾驶 服务。看好整车企业中同时具备软硬件能力的潜在公司,看好车载芯片、车载通讯、 路边单元等蓝海赛道,建议关注出行服务类公司伴随高级别自动驾驶落地带来的成 本下降和运营效率提升。看好整车企业蔚来、建议关注小鹏(未覆盖)。

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第三、怎么选择穿越周期者,成长赛道中的传统行业,技术变革中仍然不变的是原材料 的使用。成长性赛道中会出现部分传统产业受益于行业需求持续增长,同时自身存在天 然供给壁垒,因此成为穿越周期、量价双击的受益者。其中:

► 光伏行业的典型代表包括:1)光伏玻璃,技术迭代仰仗工艺积累,良率与成本的控 制难度转化为持续偏紧的供需结构;2)胶膜,在组件成本中占比低但对于质量影响 重大的特性,决定了龙头用户粘性优势积累并持续放大的特点。看好信义光能和福 斯特。

► 新能源车领域包括:1)锂,考虑到锂作为最轻的金属,将是电池储存上难以替代的 元素,因此随着电池需求受到储能和动力电池两方面的增长,根据大宗组的测算, 到 2025 年全球锂需求量将达 93.7 万吨碳酸锂当量,钴需求量达到 23.8 万吨, 2020-2025 年 CAGR 分别为 24.5%和 13.8%。2)铜,随着电气化的提升,铜作为导电 性较好的大宗商品,我们看好长期的需求提升。目前电动汽车相比传统燃油车需要 多 50kg 的铜,充电桩需要 10kg,叠加电网的铜需求,我们预计 2030 年铜的总需求 量会比目前多至少 12%,而铜的供应增加有限,因此也将开启铜的一个长牛周期。3) 汽车玻璃,随着汽车智能化,车中使用玻璃的比例也在进一步提升,而对于汽车玻 璃来说,其技术和质量要求较高,使得龙头企业在供应链有稳固的地位,带来持续 成长。看好赣峰锂业、紫金矿业和福耀玻璃。

问题四,碳中和对新能源主题以外的其他板块可能意味着什么?

虽然 2030 年前达峰,但是从 2030 年后的减排任务来看,难度仍然很大,因此我们认为 节能减排特别是对排放总量的控制很可能在十四五就会开始。我们认为碳排放控制将带 来供给侧产能进一步整合,以及需求侧新市场的崛起。

► 从供给侧看,碳排放减量可能相当于另一次供给侧改革。

 基础材料:可能推出的更严格的环保措施或倒逼落后产能退出。我们认为未来 高碳排放板块的新产能投放审批可能更为严格,而落后产能的退出有望提速, 基础材料龙头在成本曲线上的优势地位有望进一步凸显,短期的供需错配或利 好商品价格及板块龙头。看好海螺水泥和旗滨集团。

 农业:规模化养殖及高效种植更为顺应碳中和趋势。我们认为规模化养殖有望 通过精细管理,在粪污管理、饲料效率、物流筹划等方面较散养更易实现减排; 而高效种植有望通过育种改良和数字化管理,在作物生长效率、氮肥及农药利 用率等方面领先散户种植,碳排放量更少。随我国对碳排放的监管趋严,我们 认为头部畜禽养殖公司及生物育种公司也将具有更大的发展空间。看好牧原股 份、新希望、隆平高科。

 交通运输:考虑到铁路单位碳排放较航空和公路更低,因此在碳中和背景下会 有望获得较高增长,其中高铁由于时效性较高,占比有望持续提升。看好京沪 高铁。

► 从需求侧看,碳中和目标有望带来新市场的崛起。

 建筑材料:建筑环保标准的提高和节能要求有望带来三大投资机遇。1)建筑 节能玻璃:使用中空或 Low-E 节能建筑玻璃能够显著削减建筑能耗;2)建筑保 温材料:保温材料需求增长与产品升级,涂保一体化等施工效率更高的新保温 体系有望迎来蓬勃发展;3)轻质建筑材料:使用石膏板等轻质隔墙材料替代传 统的水泥墙、砖墙,能同时减少水泥、建筑砖烧制过程中的碳排放和运输过程 中的排放与能耗。看好信义玻璃和北新建材。

问题五,碳中和思考上我们与别人有何不同?

更看好新能源是基于其成本下降的制造业属性,光伏在中国的资源规模是目前能源需求 的接近 800 倍,因此资源并不稀缺,且改变了过去资源往往地域分配不平均的问题。并 且由于可再生能源制造业的特性,受益于中国制造业大国的禀赋,规模效应带来的不仅 仅是成本的学习曲线,同时也有产业集群下的技术迭代加速。因此无论是光伏、风电、 核电还是电池在中国都有希望进一步提升效率、降低成本。我们认为相比传统能源这将 是一个不可逆的过程,而回头来看新能源的发展也就是短短 10 年左右时间带来了 70-90% 的成本下降,因此往后看,虽然中国碳中和的目标在很多人看来非常激进,但我们认为 40 年的时间将会使很多技术变化成为现实。因此我们看好在各个行业中能不断投入技术 研发,引领行业技术进步的平台型科技企业,必将在此趋势下受益。

看好分布式有源网对传统配网的成本优势,相比传统能源,新能源规模偏小,但是也使 得其可以更靠近用户端发展分布式能源,并节省配电网传输费用。我们认为工业发展是 基于能源结构不断优化的过程,离不开能源发展的变化,因此随着新能源发展,我们认 为分布式也将改变目前的电网结构,模糊用电和发电端,从过去单向潮流到多元的变化, 改变的不仅仅会是电网结构,也会使得其更复杂的调度匹配需要数字化、智能化的支持, 让能源互联成为可能。虽然市场目前担心政策方面的不确定性,但是我们认为技术和经 济才是核心推动因素,在技术成熟和经济可行的情况下,无论政策层面还是电网都会反 过来加速这个发展趋势。因此我们认为虽然目前仍然处于初始阶段,但以新能源分布式 发展为契机以及其带来的智慧电网、多能互补等形式的商业模式必然会诞生一批新的能 源巨头。

碳排放交易下节能减排是长期环保趋势,能源行业是人类工业化的基础,因此我们认为 碳中和并不仅仅是对于能源行业的一个转变,也将对工业领域的方方面面造成影响。我 们认为中国将会在十四五期间建立完善的碳排放监测、管理、交易体系,通过总量控制 和价格引导相结合的方式推动各个行业在进一步降低能耗的基础上,向降低排放的方向 发展。我们预计对于电能替代,特别是氢能替代和碳捕捉的技术投入将会加大,在应用 端多管齐下实现碳中和目标。

碳中和目标加速中国经济和能源转型

我们认为随着碳中和目标的提出,中国未来能源转型发展的方向已经确定。我们 预计到 2060 年中国经济会达到人均 GDP4.8 万美元水平,带来能源需求 67.3 亿吨标煤, 较现在提升 38%。如果我们以目前的能源结构不变,将会产生每年 160 亿吨二氧化碳的 碳排放。我们预计随着十四五开始执行碳中和目标,中国将在 2028 年达到碳排放峰值在 134 亿吨二氧化碳,较现在的 115 亿吨上升 16%。而之后中国将通过电力领域提升非化 石能源比例完成电力碳中和,非电领域先推动天然气替代再推动氢能替代完成能源碳中 和,并在需求端通过碳排放权总量控制+交易的形式推动新技术在工业和交通等领域的应 用、加速碳中和进程,从高碳向低碳最后向零碳三步走,完成 2060 年对能源,工业和农 业领域的碳中和。虽然碳中和目标从目前的位置来看实现难度较大,很多技术也并未成 熟,但是我们认为中国经济目标的背后不仅仅是十四亿人生活质量的提升,也是随之而 来的能源和资源更高需求,而碳中和一方面带来更清洁,更经济和更安全的能源将确保 这一目标完成,另一方面也将打开中国的能源需求天花板,使得未来的科技浪潮不受环 境问题的束缚。

经济继续增长的需求与碳排放下降的压力将加速中国能源转型革命

经济转型带来 GDP 增长逐步放缓但仍具韧性;三产比例走高,2060 年或达近 75%。中金 宏观组预计 GDP 增速到 2030 年、2040 年、2050 年和 2060 年将分别至 4.7%、3.6%、2.5% 和 1.4%水平。其中,经济结构的变化体现在三产比重将由 2019 年的 54%提升至 2030 年 达 59%,并在 2060 年进一步提升至接近 75%。

预计能源消费总量或在 2060 年达到 67.3 亿吨标准煤(总量较当前上行 38%),增速逐步 放缓。在我们的基准假设下,我们预测我国的能源消费总量将在 2025/2035/2060 年分别 达到 57.6/63.6/67.3 亿吨标准煤,总体保持连年同比增长。但随着单位 GDP 能耗较低的 三产比重不断扩大,能源消费增速将呈现放缓走势,其中 2021~2025 年复合增速达到 +3.3%,随后在 2025~2035 年间增速放缓至 1.0%,再到 2035-2060 年放缓至 0.4%。

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2060 年人均 GDP 或突破 4.8 万美元,单位能耗看齐发达国家且完成能源零排放目标。2019 年我国实现人均 GDP 11,452 美元,较 2010 年 4,506 美元实现翻倍以上,达成了十八大提 出的 2020 年建成全面小康社会以及人均 10,000 美元的目标。面向未来,在 2035 年基本实现现代化以及 2050 年实现伟大复兴的大方针下,我们预计人均 GDP 有望在 2060 年达 成 48,281 美元,超过当前日本、德国水平。

从能耗和碳排放的角度来看,当前单位 GDP 能耗 0.328 千克标准煤/美元,仍高于发达国 家的 0.116~0.264 千克标准煤/美元。而经济结构不断改善叠加各行业加速单位能耗控制, 我们预计单位 GDP 能耗有望在 2060 年下降至 0.119 千克标准煤/美元,较当前大幅回落 64%,低于当前美国和日本的能耗水平。而单位 GDP 排放水平也会从当前的 0.778 千克 二氧化碳/美元不断走低,在 2060 年完成能源零排放、以及碳捕捉等方式达成非能源领 域碳中和目标。

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2060 年“碳中和”目标下达,较美丽中国目标更进一步

今年我国首次提出碳中和承诺,也是首次提出碳减排的目标,展现大国力量。9 月 22 日, 在第七十五届联合国大会发表演讲时,中国提出提高国家自主贡献力度, 采取更加有力的政策和措施,重申中国力争于 2030 年前实现碳排放达峰,并首次提出 2060 年努力争取实现碳中和。这是中国首次明确给出碳中和的时间表,也是中国首次提 出明确的减排目标。此次提出 2060 年碳中和承诺,不仅意味着从“十四五”开始 我国低碳转型决心不变,继续实现经济发展与碳排放的脱钩,也意味着政府对于中国产 业在实现能源转型中所处的竞争能力和技术发展充满信心。

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“碳中和”目标落地,其意义深远:

对外,坚定兑现全球巴黎协定承诺,是实现全球变暖限制在 2°C 不可或缺的力量。应对 气候变化、减少碳排放是国际社会的共同课题。联合国环境规划署表示,若要实现当前 《巴黎协定》的减排目标,即全球变暖限制在 2°C 内,那么截至 2030 年全球碳排总量 须控制在 560 亿吨,意味着需要每年减少 7.6%,并在 2070 年前实现全球碳中和。越来 越多的国家必须做出长期规划,致力于实现净零排放的规划。而中国作为全球最大的二 氧化碳排放大国,排放量占到全球的 25%以上,2060 年“碳中和”的目标下达正是我国 自主给出国际社会的承诺。从另一个角度去看也是中国作为大国崛起在追求中国全民生 活水平提高的同时,减少对于全球能源资源的依赖,对全球气候和环境发展更可持续的 态度,为我国融入国际社会实现双循环提供支持。

对内,“碳中和”与我国经济产业结构转型方向相契合。近几年,我国政府对环境保护的 重视程度显著增强,建设资源节约型、环境友好型社会,提高人民生活质量。更重要的 是,我们发现政府在推进节能减排任务时,从过去的一种 “社会责任”,到现在态度更为 积极、主动。我们认为这和当前中国正在进行的产业转型相契合,“碳中和”目标下,将 减少石油、天然气、煤炭等传统能源的使用,增加非化石能源的使用空间,增强其竞争 力、经济性。这和我们当前的国家发展战略一致:1)保障能源安全、解决进口依赖,2) 持续增强新能源产业链竞争力,占领下一代技术优势,3)也将有利于中国在开展一带一 路国家能源建设上提供更好的切入点。

达成“碳中和”的 4 种主要途径和方法

当前我国能源供给仍以煤炭消费为主,能源是二氧化碳排放的第一大来源。2019 年,我 国共产生能源消费 48.6 亿吨标准煤,虽然提早完成了非化石能源 15%的目标,但其中大 部分仍来自于煤炭(占比 57%),其次是石油和天然气分别为 19%和 8%。根据我们估算, 2019 年我国或产生二氧化碳排放 125.9 亿吨(未扣除碳吸收部分),同比增长 2.8%。其 中能源部分同比增幅 2.6%,仍占据碳排放总量的 77%,其次为工业过程产生的二氧化碳 (15%)、农业活动(7%)和废弃物处理(2%)。

与海外的碳排放来源相比来看,能源比重基本相同,占比近 80%。主要的不同来自于工 业和农业比例,由于我国仍处于工业相对快速发展阶段,工业过程中产生的碳排放占到 15% vs.欧盟 9%,农业活动比重仅 7% vs. 欧盟 10%。

我们认为中国要达成 2060 年“碳中和”的目标,需要从能源需求侧和供给侧两方面进行:

供给侧:电力 + 非电碳中和 电力碳中和:

2018 年以来,我国沿海省份已经开始严格控制燃煤机组发电,但当前电力 领域的碳排放仍然占到了我国碳排放总量的 30%以上,实现电力碳中和是中国碳排放的 核心。一方面电力领域可再生能源发展将大幅降低中国的碳排放,加速碳达峰在 2030年前的到来,另一方面,电能在终端完全零排放的特性,也使得电能替代成为诸多终端 应用上实现碳中和的主要手段。如我们在《美丽中国-物换星移风光无限》中所讨论的通 过供给端推动非化石能源比例提升,和需求端推动电气化率提升不仅是实现电力碳中和, 也将是加速中国能源实现碳中和的不二法门。

非电碳中和:在能源的利用领域我们可以看到,还是有很多领域的能源需求无法通过电 来替代,不仅仅是电力的成本问题,也是其利用能源的形式所致。比如在交通长距离领 域(航空和航运)的能源使用难以通过电能实现,对于部分工业(化工,金属&非金属冶 炼,造纸等行业)需要通过燃烧能源的使用形式也难以被电能满足。我们预计在 2060 年 能源中 30%的能源消费将以非电的形式存在,因此能源碳中和的最后一步将需要由氢能 或者碳捕捉完成,而在过程中非电领域将会通过从高碳(石油,煤炭)到低碳(天然气) 到零碳(氢能&碳捕捉)的三个阶段完成最终减排。

需求侧:“节能 + 减排”双管齐下

节能:我们认为在能源供给端转型加速的同时,在能源需求端政府也不会放松对于节能 的需求,我们预计会在三个领域:1)提升生产能效,2)区域能源消费,特别是化石能 源消费控制,3)加速经济结构转型,降低经济对高耗能产业的依赖,来完成对于单位 GDP 能耗从目前 0.328 千克标准煤/美元向 0.119 千克标准煤/美元转变的过程。

减排: 由于二氧化碳在过去并非污染物,因此我们对于二氧化碳排放的监测并不完善, 我们相信随着碳中和的目标推进,国家必然会建立一套完善的碳排放相关体系,从需求 端加强对于减排的控制,才能在政策上做到有的放矢:1)建立碳排放监测体系,2)建 立碳排放的额度,方便对于高能耗行业的碳排放进行总量约束,3)通过碳排放额度交易, 鼓励推动以低碳甚至零碳的方式的能源利用。

碳中和目标下,我国能源结构变化的三步走

我们认为未来中国的能源发展将会经历从高碳到低碳到零碳的过程,分别是现在至 2028 年新能源平价时代来临,煤炭、石油消费量达峰,碳排放在 2028 年达峰;2028-2040 年 非电领域通过天然气代替石油煤炭降低碳排放,在电力领域新能源从增量替代逐渐开始 存量替代,分别完成用户端储能+新能源和发电端储能+新能源平价,中国碳排放从高碳 走向低碳;2040-2060 年随着发电成本进一步降低、氢能迈向平价,完成能源碳中和。

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第一步:现在至 2028 年:新能源平价时代来临,煤炭、石油消费量达峰,碳排放在 2028 年达峰。我们看到随着平价时代来临,中国新能源发展将会明显加速,但由于新能源的 不稳定特性,使得其利用仍然较大程度上依赖传统能源的辅助,同时虽然没有财政补贴 也需要政策的继续支持。而与之相伴的是我们看到随着新能源的成本下降,将推动传统 电力企业加速转型新能源投资,带来煤炭需求达峰;在交通领域随着新能源车的普及, 石油的需求增长也将提前达峰。我们预计在 2025 年,非化石能源占一次能源的比例将会 达到 20%,电动车占中国的汽车保有量渗透率达到 5.8%,新增渗透率达到 20%。

第二步:2028-2040 年非电领域通过天然气代替石油煤炭降低碳排放,在电力领域新能源 从增量替代逐渐开始存量替代,分别完成用户端储能+新能源和发电端储能+新能源平价, 中国碳排放从高碳走向低碳。随着可再生能源在供给端比例不断提升,电动汽车在需求 端比例提升,电力的波动性在供给和需求端都将被加强,而使得传统的电力平衡能力受 到挑战,如何使得可再生能源占比进一步提升,我们预计通过电力改革释放电力系统灵 活性,通过数字化转型提升电网需求侧管理能力,以及通过新的商业模式加速新能源在 分布式终端的应用将会是这个阶段的主旋律,而新能源+储能的平价也并非一个简单节点, 更像是一个多元公式下的最优解,其中应用端技术的突破可能会在这个阶段创造超额回 报。我们预计 2035 年之后可再生能源在供给端将实现加储能的完全平价,因此电力碳中 和将势不可挡,只有资源和传输才是其主要限制。

第三步:2040-2060 年随着发电成本进一步降低、氢能迈向平价;完成能源碳中和。而随 着可再生能源的成本进一步下降,可再生能源制氢达到平价也将进入倒计时,提升氢能 在终端场景的应用。随着氢能达到平价,氢能在终端场景的应用将迅速提升,同时由于 电解水制氢对可再生能源的需求,我们预计可再生能源将会再次进入高增长。

中国能源结构变化情景假设以及对应的碳中和目标达成路线

非化石能源+氢能逐步形成传统能源替代,在不增加碳排放的情况下支撑能源消费上行。 在能源消费量上行至 67.3 亿吨标准煤的假设下,我们认为要达到最终“碳中和”目标, 可预见的电能使用比例不断提升,各行业都最大范围实现电气化,并且电能逐步由非化 石能源满足,终端能源消费中非化石能源电力的比例从 2019 年的 16.2%,到 2035/2060 年 38.7%/70.0%。而化石能源方面,2025-2028 年间,煤炭、石油消费量占比从 2025 年 46.9%和 21.1%,分别下滑至 42.3%和 19.7%,而天然气和非化石能源份额将从 12.0%和 20.0% 小幅上升至 13.5%和 24.4%。此外,我们认为 2035-40 年氢能将起步,并在 2040 年后开 始逐步迈向平价,与非化石能源电力一起形成对传统能源的替代,并带来天然气消费于 2049 年达峰后回落,由氢能支撑能源消费增长、同时不产生二氧化碳。从二氧化碳排放 情况来看,随着煤炭、石油消费在 2028 年达峰,排放总量将同时实现峰值,并在 2060 年非化石能源和氢能全面取代后,达成零排放。

节能减排+碳吸收等手段完成非能源领域碳中和。非能源板块(工业、农业、废弃物处理) 随着发展需求增速放缓、节能减排效果显现,整体碳排量走弱,剩余量或由森林碳吸收、 碳捕捉等手段达成“碳中和”。

电力碳中和是必经之路(略)

电力是需求端零排放的能源,但是在供给端电力目前占碳排放的 32%,因此降低 电力排放将是中国碳排放的主要工作,也是中国长期希望完成的能源转型任务。而随着 中国非化石能源摆脱补贴,我们认为推动非化石能源比例在电力中不断提升将是成本最 低也是最有效的电力碳中和方式,考虑到非化石能源的不稳定性,就不得不考虑电网的 消纳成本,因此如何增加和释放电网灵活性就成为非化石能源比例提升的关键。最后, 电力碳中和又将是开启能源碳中和最后一步氢能的基础。因此我们认为非化石能源的发 展在平价之后仍然需要经历 4 个阶段,通过新能源+电网灵活性平价,新能源+储能用户 侧平价,到新能源+储能发电侧平价,到最终氢能平价实现电力碳中和。

非电能源碳中和推动氢能发展(略)

目前中国能源需求中非电占 53.8%,但是在能源使用中,部分使用形式需要更高 的能量密度,长期的储存,以及燃烧释放热能的形式,因此即使到 2060 年我们预计也将 有 30%的能源无法被电取代。对于非电能源领域,我们认为目前将只有碳捕捉和氢能两 种形式来完成,相比碳捕捉,我们认为氢能对于产业提升和技术进步带来的机会更高, 因此我们大胆地预测氢能将会是最终完成能源碳中和的主要方向。

氢能发展的 3 个阶段

2021E-2030E:应用初期,平价起点。我们认为,在这一阶段,燃料电池技术应用得到提 速,从终端应用层面带来规模化与成本下降,同时推动能源供给端的运输与加注成本受 益规模化与环节效率提升得到快速下降,带来供给与应用环节并行的降本。从氢能源角 度,目前天然气/煤气重整+碳捕捉制氢短期内成本优于可再生能源电解水制氢,成本的 制约主要来源于运输与加注环节,其中运输受限于高压 IV 型瓶应用、液氢运输、管路运 输的不完善,而加注环节受益于加氢站设备依赖进口 CAPEX 较高且目前综合运营效率较 低。我们认为随着燃料电池终端应用的起量,终端氢价格可由目前的 70-80 元/kg(含税) 下降至 2025 年的约 35-40 元/kg(含税),并至 2030 年下降至约 30 元/kg(含税)。

2031E-2050E:步入平价,应用领域拓宽,供给与应用规模大幅提升。我们认为,在这一 阶段,氢能源的成本受益于富电区域新能源发电的低电价,与逐步完备的中长距离运输/ 管路,使得加氢成本逐步下降至近 20 元/kg。同时新能源电解水制氢也将逐步成为氢能 供给的主流模式。对于燃料电池车辆,当不考虑柴油针对碳排成本上升时,氢成本下降 至20元/kg可直接与柴油平价。此外,此阶段的非交通领域用氢的价格已逐步下降至18-20 元/kg(即不考虑加氢站的加注成本),在工业与家庭供暖领域已逐步具备一定经济性基 础,我们认为通过初期与天然气的混合使用,以及伴随氢价格的进一步下降,在供暖领 域,氢能也将逐步提升应用渗透率。

2051E-2060E:全面平价,碳中和目标驱动其余非电领域渗透率全面提升。我们认为,此 阶段受益于新能源发电成本进一步下降,储运规模的大幅提升下应用环节成本的进一步 下降,氢加注成本将下降至 20 元/kg 以下,非交通领域氢应用成本将下降至 15 元/kg 以 下。应用领域将全面拓展至供热供暖、船舶等非电领域,补足非电领域碳中和的拼图。

环保专题报告:碳中和,离我们还有多远
环保专题报告:碳中和,离我们还有多远
环保专题报告:碳中和,离我们还有多远

通过碳交易市场加速需求侧转型的畅想(略)

我们认为虽然中国目标是在 2030 年前实现碳达峰,但是考虑到未来碳中和任务的 艰巨性,有理由相信中国将在需求端也同时加强节能和减排的力度,一方面这将使得碳 中和的目标更易达成,而另一方面推动节能减排也将加速电能替代以及煤改气,以及未 来氢能替代等工作,使得能源转型在需求端有更强有力的支撑,加速能源领域非化石能 源和未来氢能的平价。虽然目前政策机制没有推出,但是我们认为通过碳排放市场,以 总量控制为原则,通过碳交易的经济刺激将以更灵活的方式完成需求侧的转型。

汽车行业在 2028 年达到碳排放峰值,2060 年达到零碳排

乘用车:我们预计总体保有量先升后降,2045 年新能源新车销售渗透率达到 100%。我们认为乘用车保有量变化分为三个阶段:1)直至 2030 年,乘用车保 有量由 GDP 增长带动。2)2030-2045 年,经济发展进入滞涨时期,千人保有量 逐步增长至 500 辆。3)2045-2060 年,智能驾驶和智慧交通有效提升交通运营效 率,降低社会对于汽车保有量的需求,汽车保有量有所下降。2060 年千人保有 量达 402 辆。出行需求方面,我们认为前期随着保有量上升、叠加高铁网络不断 扩展,单车平均行驶里程有所下降。2045 年后,随着自动驾驶、智能交通普及, 提升交通运行效率和降低车辆闲置率,单车平均里程将有所回升。能源结构方面, 我们预计 2025 年新能源新车销售渗透率达到 20%,2035 年达 50%,2045 年达 100%。随着已保有的燃油车的不断淘汰,2060 年乘用车碳排放量降低至 0。

商用车:货车碳排放量占比较大,我们预计客车率先达到 0 碳排放。重卡方面, 我们认为公路货运周转量大多由重卡完成,二者有较强相关性,我们预计公路货 运周转量先升后降,主要由于后期高铁等货运方式更加普及,对公路货运产生替 代。我们预计重卡保有量的新能源渗透率在 2035 年后增长较快,逐步增长至 100%,碳排放量降至 0。我们预计中轻微卡保有量先升后降:2020-2045 年,保 有量随城市面积增长而增加,2045 年后,受到自动驾驶、智能交通普及的影响, 车辆闲置率降低,保有量有所下降。随着新能源渗透率不断提升,2060 年碳排 放量降低至 0。客车方面,我们认为较容易通过制定政策快速提升新能源渗透率, 我们预计客车新能源保有量渗透率在 2030 年即达到 100%,碳排放量降低至 0。

动力电池:装机新增量增长至 2045E,平价 2025 年可及。 我们预期新能源乘用 车车渗透率的提升与单车带电量伴随平均续航里程的提升将共同推动动力电池 新增装机量需求持续增长至 2045 年达到峰值。我们测算 2045E 乘用车装机量可 达 4140GWh,是 2019 年的 100 倍以上。新能源乘用车的购置平价我们预期可于 2025 年在基本到达,并于 2025-2030 年全面到达。短期来看,LFP 的高性价比将 带动中短里程车型于 2021-2022 年在中国市场率先达到平价,长期来看,高镍及 下一代电池将带动 500km 以上车型在 2025-2030 年达到平价。

盈利预测与估值

我们认为“碳中和”目标以及《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》等的 发布,对新能源汽车整车和产业链标的均形成了长期利好。推荐新能源整车标的: 比亚迪、蔚来、建议关注小鹏(未覆盖),推荐新能源产业链标的:三花、银轮、 拓普,推荐锂电产业链标的:宁德时代、亿纬锂能、恩捷股份,推荐氢燃料电池 标的:亿华通(未覆盖)、潍柴动力。

风险

新能源技术发展不及预期。

交通运输:技术仍待突破,低碳出行可期

2019 年交通运输行业总周转量 21.2 万亿吨公里,至 2060 年,我们预计交通运 输行业总周转量为 37.3 万亿吨公里,40 年年均复合增长 1.4%,其中,客运总周 转量占总周转量的比例将从 2019 年的 1.5%,提升至 2060 年的 4.2%,货运周转 量占总周转量 98.5%,我们预计 2060 年该占比会下降至 95.8%。

根据我们的估算,2019 年交通运输行业碳排放量为 11.4 亿吨,我们预计 2060 年交通运输行业碳排放量约 4.1 亿吨,下降 64%。2019 年,公路/航空/航运/铁 路的碳排放量占比分别为 82.1%/10.4%/6.4%/1.1%。随着新能源车的推广和普及 以及铁路行业电气化率的持续提升(我们预计 2060 年电气化率提升至 100%), 公路和铁路有望实现 0 碳排放。受限于当前技术条件,我们预计 2060 年航空行 业碳排放量约为 2019 年 3 倍,达到 3.6 亿吨,如果后续氢能飞机技术成熟且制 氢成本能降下来,航空行业有望实现 0 碳排放;航运的碳排放量较 2019 年下降 28%,为 5,240 万吨。

碳中和的目标对于交运各子版块影响不一。1)航空:碳中和的目标短期利好行 业内公司的成本控制,长期利好行业供需关系和格局改善;2)铁路:碳中和的 目标将长期利好铁路运输的效率和成本控制;3)公路:受“公转铁”推进和“多 式联运”普及的影响,长途公路货运板块受损;4)航运:行业可能面临供不应 求周期和运输成本提高的挑战。

盈利预测与估值

我们认为碳中和目标的提出对于整个交通运输行业的用能结构上都提出了较高 的要求,影响深远,有望长期提升航空、铁路行业公司运营效率,改善航空和航 运业供求关系,由于对能耗要求提升,可能对货运占比较高的子行业带来成本压 力。

受益标的上来看,考虑到铁路单位碳排放较航空和公路更低,因此在碳中和背景 下会有望获得较高增长,其中高铁由于时效性较高,占比有望持续提升,推荐京 沪高铁。

风险

受限于碳排放要求,行业内生增长放缓。

碳中和之交运篇:技术仍待突破,低碳出行可期

2020-2060 2019 年交通运输行业总周转量 21.2 万亿吨公里,至 2060 年,我们预计交通运输行业总 周转量为 37.3 万亿吨公里,40 年年均复合增长 1.4%。2019 年,航运/公路/铁路/航空总 周转量占比分别为 48.9%/35.6%/14.8%/0.6%。我们预计,自 2020 年至 2060 年,受客运 以及货运渗透率持续提升,航空总周转量 40 年年均复合增速约为 3.8%,在各种交通运输 方式中最快,2060 年航空总周转量相较于 2019 年增加约 360%;铁路、航运总周转量 40 年年均复合增长率分别为 2.8%、1.7%,2060 年相较于 2019 年分别增加约 220%、96%; 受公转铁影响,公路总周转量预计将于 2027年触顶后回落,40年年均复合增长率为-0.4%, 2060 年总周转量相较于 2019 年下降-16%。至 2060 年,我们预计交通运输行业总周转量 为 37.3 万 亿 吨 公 里 , 其 中 航 运 / 公 路 / 铁 路 / 航 空 总 周 转 量 占 比 分 别 为 54.6%/17.1%/26.7%/1.6%。

2019 年,客运总周转量占总周转量 1.5%,我们预计 2060 年该占比会提升至 4.2%,其中 铁路/航空/公路客运当前占客运总周转量的占比分别为 41.7%/33.2%/25.1%,公路客运不 含私家车出行;由于航运主要为货运,不纳入讨论。因为航空出行较为便捷,且出行距 离较远,我们预计随着人均 GDP 不断增长,航空客运占比将持续提升;同时,随着高铁 网络日趋完善,铁路出行将成为跨省出行的重要方式之一。我们预计 2020 年至 2060 年 铁路/航空/公路客运年复合增长率分别为 3.7%/3.7%/-2.2%,2060 年铁路/航空/公路客运 在总客运周转量的比例分别为 54.1%/43.0%/2.9%,铁路/航空/公路客运周转量绝对值相 较于 2019 年增长 351.5%/350.9%/-59.3%。

2019 年,货运周转量占总周转量 98.5%,我们预计 2060 年该占比会下降至 95.8%,其中 航运/公路/铁路/航空货运当前占货运总周转量的占比分别为 49.7%/35.8%/14.4%/0.1% (航运包含远洋航线)。由于公转铁趋势的影响,公路的货运占比逐渐下降,铁路货运占 比逐渐提升;同时由于航空货运速度上具有较大优势,因此航空货运占比也有望逐渐提 升。我们预计 2020 年至 2060 年航运/公路/铁路/航空货运年均复合增长率分别为 1.7%/-0.4%/2.8%/ 4.1%,2060 年航运/公路/铁路/航空货运在总货运周转量的比例分别为 56.2%/17.6%/25.8%/ 0.4%,航运/公路/铁路/航空货运周转量相较于 2019 年增长 95.6%/-15.1%/209.6%/416.4%。

行业未来碳排放量的展望:

2020-2060 我们基于交通部和民航局提供的各子版块能耗数据,并据此测算并预测整体行业碳排放 量。根据我们的估算,2019 年交通运输行业碳排放量为 11.4 亿吨,公路/航空/航运/铁路 占比分别为 82.1%/10.4%/6.4%/1.1%,我们预计 2060 年交通运输行业碳排放量为 4.1亿吨,航空/航运占比分别为 87.4%/12.6%,公路和铁路将实现 0 碳排放。如果后续氢能飞机技 术成熟且制氢成本能降下来,航空行业也有望实现 0 碳排放。具体来看:

► 公路:随着新能源车的推广和普及,我们预计 2060 年公路行业实现 0 碳排放。随 着发动机技术的成熟、纯电动车逐渐取代化石燃料非纯电车,我们预计公路单位运 输能耗下降。由于乘用车单位周转量碳排放量较高,但占整体周转量比重较低,因 此公路运输的碳排放量将于 2028 年达到最大值,晚于公路总周转量触顶年份;之后 公路的碳排放量将随着总周转量逐渐下降,预计至 2060 年公路运输碳排放量下降至 0。

► 航空:基于当前技术手段来看,我们预计 2060 年航空行业碳排放量约为 2019 年 3 倍。如果后续氢能飞机技术成熟且制氢成本能降下来,航空行业也有望实现 0 碳排 放。在当前的技术条件下,航空的碳排放量下降主要依靠提升飞机发动机燃油效率 以及提升飞机的载客效率(单架飞机可提供更多座位),我们预计单位能耗将以每年 1%下降,2060 年,航空单位能耗约为 2019 年的 66.2%。考虑航空总周转量相较于 2019 年增长约 351%,我们预计 2060 年航空行业消耗航空煤油 1.1 亿吨,约为 2019 年的 3 倍,碳排放量 40 年年均增长 2.8%至 3.6 亿吨,占交通运输行业的碳排放比例 上升至 87.4%。我们当前测算基于制氢技术成本较高且氢能飞机技术未有突破,如 果后续氢能飞机技术成熟且制氢成本能降下来,航空行业也有望实现 0 碳排放。

► 航运:由于能源利用率提高和新能源应用,我们预计 2060 年航运行业碳排放量较 2019 年下降 28%。由于液态天然气双燃料船(LNG 双燃料船)的逐渐成熟与推广(我 们估算 LNG 双燃料船碳排放量约为普通单燃料船的 80%),我们认为航运单位运输 量碳排放量将持续下降,2060 年航运单位能耗约为 2019 年 36.8%。考虑航运总周转 量较 2019 年上涨 96%,我们预计 2060 年航运碳排放量总量为 5,240 万吨,折合 1,941 万吨标准煤,较 2019 年下降 28%,2060 年航运的碳排放量占比变为 12.6%。

► 铁路:我们预计 2060 年铁路行业电气化率有望达到 100%,届时铁路行业有望实现 0 碳排放。由于电力机车不存在废热等问题,能量利用效率大于蒸汽机车,随着铁 路电气化的不断推进,铁路的单位能耗逐渐下降。目前,中国平均每年电气化改造 传统铁路约 1,050 公里。截至 2019 年底,中国现存未电气化铁路里程 3.9 万公里, 我们预计改造完成仍需约 40 年,2060 年,铁路运输耗电 1,262.54 亿千瓦时(折合 3,788 万吨标准煤),若发电系统解决碳排放问题,则铁路运输可实现 0 碳排放量。

环保专题报告:碳中和,离我们还有多远
环保专题报告:碳中和,离我们还有多远

用能结构的改变

我们预计到 2060 年,航空能量来源仍然以航空燃油为主(假设制氢成本未下降、氢能飞 机技术未成熟),铁路运输将全部实现电气化,航运将以氨和氢燃料为主、风力、重油为 辅,公路运输以新能源汽车为主,请见汽车组报告相关部分,此处不进行赘述。

在上文中,我们的预测是基于当前的技术背景,在该部分中,我们将进一步讨论一些尚 在研究中的新的技术以及可能遇到的阻碍。

航空:当前碳排放下降主要依靠节能减排

如果不考虑新技术的应用,我们预计,航空行业未来碳排放下降主要依靠节能减排。目 前航空公司的节能减排方式包括单发滑行、飞机减重、航线优化、机队优化等。自 2012 年至 2019 年,中国民航平均百吨公里消耗燃油数量由 29.30 公斤下降至 28.56 公斤,降 幅 2.5%。

当前航空业减少碳排放的尝试主要有全电飞机、核能飞机、生物燃油飞机和氢能飞机, 但我们认为受制于安全性、经济性等因素,目前这些尝试或均有待技术突破。如果后续 氢能飞机技术成熟且制氢成本能降下来,航空行业也有望实现 0 碳排放。

► 全电飞机:由于飞机本身具有消耗燃料大、起飞瞬时功率高、事故危险系数高等特 点,在可预见的未来,全部由电能驱动的飞机并没有大规模应用的可能 。我们估算, 可以使得波音 737 飞机起飞需要的电池重量远大于飞机最大起飞重量,同时,以锂 电池为代表的电池单元很难避免自燃的可能,而飞机电池组自燃将会带来比汽车、 火车自燃更严重的后果。

► 核能飞机:2015 年,波音已申请可控核能飞机发动机的专利,但核能飞机也具有危 险系数高、防辐射成本高的问题,在可预见的未来,核能飞机出现的可能性较低。

► 生物燃油飞机:2018 年 1 月,澳航由墨尔本飞往洛杉矶的飞机使用的燃料为 90%的 航空煤油和 10%的生物燃油4,但据澳航数据,为生产这趟航程的生物燃油的植物占 用土地约 150 英亩,因此如果后续大规模应用生物燃油可能会加剧粮食价格的上升, 同时我们估算在生产生物燃油的过程中排放的碳的数量甚至超过飞行所减少的碳排 放量,因此从经济性和碳排放的角度来看,生物燃油并非节能减排的最佳选择。

► 氢能飞机:2020 年 9 月,三菱发电宣布完成了全球首个氢能发电解决方案,解决方 案中的氢能推动的燃气轮机为氢能飞机的发动机的基础,为氢能飞机提供了可行性;同月,空客推出了氢能飞机的原型机,目前,该氢能飞机航程约 3,700 公里,能够 覆盖中国国内的绝大部分航线,同时可以解决部分国际航线的问题。目前来看,氢 能飞机可能是最可行的非化石能源替代解决方案。但是,目前氢气生产主要依赖电 解水和石油化工,成本较高。我们预计 2060 年航空煤油的需求量超过 1.5 亿吨,而 当前等热值的氢气仅生产成本就为航空煤油的 2.5 倍,其储运成本更是远高于航空 煤油,限制了氢能飞机的应用,我们认为后续氢能飞机的发展需要解决经济性问题。

铁路:有望在 2060 年全部完成电气化

我们预计,中国铁路将在 2060 年前完成电气化,铁路运输碳排放下降至 0。我国非电气 化铁路一般使用内燃机车,电气化铁路使用电力机车。内燃机车功率小、运载能力小; 电力机车功率大、运载能力大。因而,电气化是扩充铁路运载能力的重要手段,同时也 是解决碳排放的重要方式之一。自 2010 年至 2019 年,中国平均每年新修建铁路 5,313 公里,增加电气化里程 6,392 公里,平均每年电气化改造传统铁路约 1,050 公里。2019 年底,中国现存未电气化里程 3.9 万公里,预计仍需约 40 年。因此,在碳中和的背景下, 我们预计至 2060 年,中国铁路预计将全部实现电气化。

目前,改造的经济性低是中国铁路电气化推进过程中的主要障碍。据国家铁路局数据, 2018 年~2020 年,青藏铁路格拉段电气化改造成本约 660 万元/千米,京通铁路、京原铁 路电气化改造成本约 440-540 万元/千米。尽管铁路电气化改造工作正持续推进、我国铁 路电气化率持续走高,但部分铁路尚未实现电气化,主要原因包括以下三点:

► 部分铁路电气化需求不大。对于运输需求较低、车次较少的铁路,不需要通过电气 化改造提高运力,亦难以在电气化改造后收回投资成本。

► 气候因素导致电气化成本更高。高寒、高原等地区受自然环境与气候影响,电气化 改造需克服更多困难,如青藏高原需做好避雷防短路以避免“地滚雷”、黑龙江等高 纬度高寒地区需做好融雪融冰等。尽管经过攻关,相应技术已具有一定的可行性, 但增加了相应铁路电气化改造的成本。

► 地方铁路财政压力较大。地方铁路电气化改造过程中地方财政需负担较大压力,也 制约了相应铁路的电气化改造进程。

航运:预计 2060 年清洁能源成为主要燃料

我们预计,至 2060 年,航运的主要燃料将变为清洁能源。根据国际海事组织(IMO)的 数据,航运占 2018 年全球人为温室气体排放量的 2.89%。同年,国际海事组织要求截至 2050 年温室气体排放量降低至 2008 年的一半。目前来看,主要的降低碳排放的方案包 括风力船、LNG 双燃料船、氨或氢燃料船等。

► 风力船:瑞典 Wallenius Marine 公司开发的模型船已经下水6,预计将在 2021 年底接 受订单,第一艘实装船将会在 2025 年之前下水。该风力驱动汽车运输船全长 200 米,宽 40 米,一次能够运载超过 7,000 辆汽车,碳排放量将减少超过 90%。

► LNG 双燃料船:2020 年 8 月由中船集团下属公司完全自主设计和自主建设的第四代 大型液化天然气运输船“天枢号”开始制造。与常规燃料相比,LNG 双燃料船碳排 放减少约 20%,能够起到较好的减排效果。

► 氨燃料船:氨气作为氮氢化合物,在燃烧时不会排放二氧化碳,具有供应稳定、便 于运输、生产成本较低等特点,因此国际能源机构认为,预计到 2060 年将有 60% 以上的新船使用氨或氢作为燃料7。然而,目前氨气生产仍需高温高压,生产成本极 高,同时在生产过程中会排放远超等热值化石燃料燃烧产生的二氧化碳,因此如何 在常温常压下生产氨成为了限制氨作为常规燃料的因素。目前来看,等热值的氨气 价格是重油的 3 倍以上,同时氨气的储运需要低温高压的环境,限制了其应用。

碳中和对于行业的影响

我们认为 2060 年碳中和目标的提出,对交通运输子板块中各家公司的经营效率、盈利能 力以及行业供需和格局都有深远影响。

对航空来说,碳中和的目标短期利好公司成本控制,长期利好行业供需关系和格局改善。 虽然目前还难以找到完全替代航空煤油的产品,但碳中和会使得各航司更加注意油耗的 降低,进而降低燃油成本,利好公司经营效益;同时因为碳中和的要求,航空行业需要 尽可能减排,从长期看或缓解行业运力无序增长的问题,长期利好航空行业供需关系以 及格局的改善。

对于铁路来说,碳中和的目标将长期利好铁路运输的效率和成本控制。内燃蒸汽机车将 会逐渐被电力机车取代,铁路运输公司的固定投资将会增加,在短期内铁路运输公司的 现金流会出现下降;从长期来看,由于电力机车效率更高,因此铁路运输运营成本将会 下降,铁路运输效率会进一步提升。因此,长期来看,碳中和的要求将会利好于铁路运 输的效率的提升和成本下降。考虑到铁路单位碳排放较航空和公路更低,因此在碳中和 背景下会有望获得较高增长,其中高铁由于时效性较高,占比有望持续提升,推荐京沪 高铁。

对于公路来说,受“公转铁”推进和“多式联运”普及的影响,长途公路货运板块受损。 作为陆路运输方式,铁路在能耗和综合成本方面更具备优势,未来或将继续获取货运市 场份额;而公路因为具备灵活的特点、未来可能更多集中在短途运输领域,逐渐丢失长 途运输份额。此外,碳中和对汽车行业产生了深远的影响,公路作为配套基础设施,或 将引入更多支持新能源汽车的设备或系统。长期看,智慧公路建设也顺应节能减排的大 趋势,将在未来技术升级条件下逐渐普及。

对于航运来说,航运运输板块面临供不应求周期和运输成本提高的挑战。随着碳排放要 求更加严格,对碳排放要求提高,可能会加快老旧船只的退出,短期内现金流下降,同 时由于排放监管的不确定性,航运公司预定的船只数量下降,可能会出现阶段性的供不 应求。由于碳排放要求严格,若强制推行对于碳排放的要求,可能会加速高成本新能源 的应用,提高运输的成本,同时由于航运公司的议价能力逐渐下降,船运公司的利润逐 渐下滑。因此,航运运输板块长期可能面临一定的挑战。

与此同时,碳中和将会利好于上游的供应商与技术研发企业。运输企业将会更加重视节 能减排,因此会加速运输工具的升级,为新的节能减排技术支付更高的费用。

大宗商品:减排任重道远,技术变革催生新机遇(略)

大宗商品行业中,火电、水泥、钢铁 2019 年碳排放占比较高。从 2019 年碳排放 结构来看,我们测算火电和水泥、钢铁的碳排放占比较高,而散煤供暖和有色金 属行业也是碳排放的重要来源。我们估算这几个行业的 2019 年碳总排放量大约 为 76.8 亿吨,占我国碳总排放量约 64%。

在我们的基准情形假设下,2060 年这些行业碳排放总量有望从 76.8 亿吨减少 87%至 10.2 亿吨。我们预计在 2060 年大宗商品碳排放构成中,水泥占比 48.6%, 钢铁 44.8%,电解铝 3.7%,玻璃 2.0%,铜 0.5%,锌 0.3%,铅 0.2%。在减少的 66.6 亿吨碳排放当中,约 53%来源于火电和散煤由非碳能源替代,约 44%是来源于水 泥、钢铁和电解铝的减排(而其中约 73%是因为到 2060 年这三种商品的消耗量 显著下降导致,27%是电能去碳化和能耗效率提升)。

从供给侧看,碳排放减量可能相当于另一次供给侧改革。我们认为本次提出的碳 中和目标可能实现类似于供给侧改革的效果,主要由于可能推出更严格的环保措 施或倒逼落后产能退出。我们认为未来高碳排放板块的新产能投放审批可能更为 严格,而落后产能的退出有望提速,短期的供需错配或利好商品价格及板块龙头。

环保类建材需求提升,同时新能源车带动能源金属前景向好。需求层面,我们认 为建筑环保标准的提高和节能要求有望提升对于建筑保温涂料和高端玻璃的需 求。考虑新能源车与充电桩的推广,我们预计 2030 年全球铜的总需求量会比目 前多至少 12%,或将开启铜的一个长牛周期;锂、钴作为锂电池正极材料的核心 原料,未来有望受益于整体新能源车产业链的高景气度行情。

长期煤炭需求承压。我们认为碳排放的控制将导致煤炭需求的减少,长期煤炭行 业承压。但短期来看,考虑到煤炭需求的下降预期,煤企或减少资本开支,龙头 煤企的现金牛特性有望进一步凸显,而煤炭需求的下行趋势或驱动部分煤企布局 清洁能源等新兴行业,转型升级也有望为煤企注入新活力。

盈利预测与估值

我们预计未来供给侧严控基调不变,落后产能出清,行业集中度提升;同时传统 高耗能产品(如水泥、钢铁等)人均需求量逐渐回落,而建筑环保标准和节能要 求的提高,建筑保温涂料和高端玻璃的需求将进一步释放。考虑到新能源的应用 于推广,锂钴有望受益于新能源车需求增长。我们看好龙头标的:海螺水泥-A/-H, 宝钢股份-A,旗滨集团-A,信义玻璃-H,紫金矿业-A/-H,赣锋锂业-A/-H,中国 神华-A/-H,陕西煤业-A,中煤能源-A/-H,建议关注中国铝业-A/-H,方大炭素-A (未覆盖),华友钴业-A(未覆盖)。

风险

碳中和执行不及预期;大宗商品生产能耗效率提升不及预期;传统大宗商品(水 泥、钢铁、煤炭等)需求量降幅不及预期。

农业:碳排放增量有限,推动农业向提质转变

农业增长已从增量向提质转变:中国人均肉类、水稻等主要农产品的消费量已超 过世界平均水平,我们认为未来需求发展将从吃饱向吃好转变。与之对应,我们 判断农业发展趋势将从增量逐步转向提质,在现有土地资源下,通过提升生产效 率,来保障供给,提升行业整体竞争力水平。整体看,我们判断供需两侧结构化 转型将是 2020~2060 年农业发展的重要路线。

行业碳排放增量有限,长期有望实现碳中和:农业碳排放在全国总体碳排放中占 比约 7%,对应 2020 年约 8.2 亿吨二氧化碳当量。在农业碳排放构成中,农业土 壤、动物肠道发酵、水稻种植和动物粪便管理为主要排放源,分别占农业碳排放 35%、24%、24%、16%。我们认为 2020~2060 年人均肉类消费稳健增长、水稻消 费量趋于稳定、农用地面积同样保持稳定,据此预计 2060 年农业活动总体碳排 放或达 9.4 亿吨二氧化碳当量,2020~2060 年 CAGR +0.3%。另一方面,我们判断 随森林覆盖率提升,至 2060 年林业碳吸收量有望达 11.9 亿吨二氧化碳当量。综 上,我们认为至 2060 年农业活动碳排放增量有限,且可实现碳中和。

规模化养殖及高效种植更为顺应趋势:我们认为规模化养殖有望通过精细管理, 在粪污管理、饲料效率、物流筹划等方面较散养更易实现减排;而高效种植有望 通过育种改良和数字化管理,在作物生长效率、氮肥及农药利用率等方面领先散 户种植,碳排放量更少。长期看,随我国对碳排放的监管趋严,我们认为规模化 养殖及高效种植将更为顺应行业发展趋势,头部畜禽养殖公司及生物育种公司也 将具有更大的发展空间。

盈利预测与估值

我们认为“碳中和”目标在短期对农业企业构成的减排压力较小,长期看则有望 利好规模化养殖与高效种植企业,看好行业龙头增长机会。生猪养殖板块推荐牧 原股份、新希望,制种板块推荐隆平高科。

风险

碳中和执行不及预期;农业温室气体减排政策力度超预期;农产品人均消费结构 剧烈变化;森林面积扩张速度不及预期。

看好规模化养殖及高效种植企业发展前景:我们认为农业碳排放占比较低,且增量空间 有限,可由 LULUCF 负碳吸收实现碳中和,故短期看,企业减排压力较小。长期看,大型 养殖企业有望通过精细管理,在粪污管理、饲料效率、物流筹划等方面较散养户更易实 现减排;而高效种植企业,有望通过育种改良和数字化管理,在作物生长效率、氮肥及 农药利用率等方面领先散户,从而碳排放量更少。行业集中度有望因此提升。生猪养殖板块推荐牧原股份、新希望,制种板块推荐隆平高科。

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