“碳中和”行業(yè)研究報告-躍為資本頭豹

2021年12月電力領(lǐng)域交通領(lǐng)域電力領(lǐng)域交通領(lǐng)域能源領(lǐng)域建筑領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域碳信息化領(lǐng)域建筑領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域碳信息化領(lǐng)域碳中和行業(yè)概況—“碳中和”即凈零碳排放，旨在實現(xiàn)碳吸收端與碳排放端的抵消，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的碳碳吸收碳中和碳排放碳吸收碳中和碳排放碳捕捉、利二凈零碳排放碳捕捉、利二凈零碳排放國家碳中和進程國家碳中和進程碳達峰時間碳達峰時間目前排放相對峰值水平下降約40%目前排放相對峰值水平下降約35%于峰值水平下降約20%碳中和時間碳中和時間國際：氣候變化是人類面臨的全球性問題國際：氣候變化是人類面臨的全球性問題國內(nèi)：“碳中和”是中國經(jīng)濟的內(nèi)在需求國際：石油美元的終結(jié)國際：石油美元的終結(jié)國際：發(fā)展中國家發(fā)展權(quán)之爭 一次能源的化石能源，煤炭要面對供給側(cè)改革；控依托技術(shù)改造的節(jié)能 99·2020年，中國二氧化碳排放量約為99億噸?！ぎ?dāng)前，中國的能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主；因此，以火力發(fā)電占主導(dǎo)的電力行業(yè)、燃煤取暖的熱力行業(yè)、高爐冶煉鋼鐵的工業(yè)與制造行業(yè)便成為了中國碳排放量最大的三個行業(yè)。電力領(lǐng)域：排放占比40%-45%電力領(lǐng)域：排放占比40%-45%·預(yù)期中和方式：降低傳統(tǒng)煤電比例，大力發(fā)展清潔電力，2060年清潔能源供應(yīng)占比近80%,剩余部分通過碳捕捉工業(yè)領(lǐng)域：排放占比25%-35%·預(yù)期中和方式：推動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，爭取2025年前鋼鐵碳排放達峰與2022年前石化行業(yè)達峰，2060年實現(xiàn)工業(yè)碳排放較2020年降低70%-80%建筑領(lǐng)域：排放占比10%-15%頭豹·預(yù)期中和方式：發(fā)展綠色建筑材料和建筑能效管理，爭取2060年碳中和時期城鎮(zhèn)商業(yè)綠色建筑覆蓋率達70%-交通領(lǐng)域：排放占比7%-9%·預(yù)期中和方式：大力發(fā)展新能源，推動汽車與交通行業(yè)2028年提前達峰，2060年實現(xiàn)核心城區(qū)新能源汽車與配套設(shè)施全覆蓋頭豹“碳中和”電力領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈分析儲能側(cè)抽水蓄能一累計裝機占比89.3%(2020年)儲能側(cè)抽水蓄能一累計裝機占比89.3%(2020年)·抽水蓄能是當(dāng)前主要儲能方式，但受地理選址和建設(shè)施工的局限，近幾年新增裝機已停滯，未來發(fā)展空間相對有限。電化學(xué)儲能一累計裝機占比9.2%(2020年)·鋰電池是電化學(xué)儲能主流技術(shù)路線，磷酸鐵鋰電池更適用于儲能場景·鈉離子電池從實驗室走向?qū)嵱没A段，已有其他儲能·飛輪儲能率先在城市地鐵和電氣化鐵路領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化尚需時日?！淠苡型蔀殚L時間、跨區(qū)域儲能方案·熔鹽儲能：目前大規(guī)模高溫儲熱技術(shù)的首選。輸配及用電側(cè)居民用電能量流+→信息流在發(fā)電與用電側(cè)都頻繁波動的情況下，電網(wǎng)需要對電力供需進行實時的平衡。貫穿短中長期來看需要通過對電網(wǎng)的持續(xù)升級提升電網(wǎng)的平衡管理·可再生能源具有出力波動幅度大、功率擾動大等特點，對于電網(wǎng)來說可以通過優(yōu)化升級增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性，應(yīng)對可再生能源占比提升后的波動問題。-需要配套軟件系統(tǒng)，例如分析預(yù)測能力的提-硬件設(shè)備的匹配升級，例如加強遠(yuǎn)距離輸電通道建設(shè)等；-電網(wǎng)業(yè)態(tài)的配合，例如電力交易機制市場化 發(fā)電側(cè)從總量上看，在實現(xiàn)碳中和的過程中，需將發(fā)電量從目前的約7萬億千瓦時增加到2050年的15萬億千瓦時。同時提高風(fēng)、光、核占比?！せ痣?2050年發(fā)電占比降至5%以下?！に?中國主要的水電資源開發(fā)近80%,受環(huán)保限制、資源開發(fā)難度影響，水電未來發(fā)展空間有限?！ず穗?核電仍面臨較為嚴(yán)峻的安全問題，難以成為碳中和背景下中國電力系統(tǒng)的主力能源。·風(fēng)電和光伏：在中國電力系統(tǒng)中，風(fēng)電和光伏發(fā)電量的占比仍然很低，由于技術(shù)進步和發(fā)電成本大幅下降，風(fēng)電和光伏將有巨大的發(fā)展前景。產(chǎn)業(yè)鏈光伏發(fā)電累計容量市場規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈光伏發(fā)電累計容量市場規(guī)模(GW)硅料硅料硅片電池片光伏電站投資投資豹豹西安隆基硅材料股份有限公司(以下簡稱：隆基股份)于2000年設(shè)立。2012年，隆基股份成功在上海證券交易所主板上市(代碼：601012)。隆基股份總部位于西安國家民航航天產(chǎn)業(yè)基地，拉晶工廠位于寧夏中寧和銀川，切片工廠位于西安和無錫。隆基股份的主要產(chǎn)品包括6英寸、6.5英寸、8英寸單品硅棒、單品硅片，以及M1、M2規(guī)格單晶硅片，主要應(yīng)用于各類太陽能光伏電池。M1&M2產(chǎn)品”豹“碳中和”電力領(lǐng)域—儲能行業(yè)概況—光伏、風(fēng)電資源供需區(qū)域錯配以及“儲能配額制”政策，共同推動儲能領(lǐng)域發(fā)展為什么要發(fā)展儲能?儲能行業(yè)市場規(guī)模，2016-2020年一裝機規(guī)模同比增速(%)-中國裝機規(guī)模在全球占比(%)裝機規(guī)模(GW)為什么要發(fā)展儲能?儲能行業(yè)市場規(guī)模，2016-2020年一裝機規(guī)模同比增速(%)-中國裝機規(guī)模在全球占比(%)裝機規(guī)模(GW)或煤電靈活性改造等資源。發(fā)展的帶動下，中國儲能項目裝機規(guī)模呈穩(wěn)步上升趨勢，由2016年24.3GW增長至2020年的35.6GW,年均復(fù)合增長率為10%。中國儲能裝機分類占比，2020年儲能其他豹抽水儲能方面，2020年中國儲能項目新增裝機規(guī)模為3.2GW,同比增長191%。其中，中國儲能裝機分類占比，2020年儲能其他豹抽水儲能學(xué)儲能形式。電化學(xué)儲能機械鋰離子電池(三元鋰)電化學(xué)儲能機械鋰離子電池(三元鋰)鋰離子電池(鈦酸鋰)鋰離子電池(磷酸鐵鋰)儲能1-20小時 企業(yè)簡介：·寧德時代成立于2011年，總部位于福建寧德。2012年公司與德國寶馬達成戰(zhàn)略合作，正式進入動力電池系統(tǒng)行業(yè)。2015年公司收購廣東邦普循環(huán)科技有限公司，布局鋰離子電池產(chǎn)品梯次利用及回收產(chǎn)業(yè)鏈，提供全生命周期服務(wù)，并形成產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)閉環(huán)。2017年公司研發(fā)生產(chǎn)的動力電池系統(tǒng)使用量攀升至全球第一并保持至今?！幍聲r代以動力電池系統(tǒng)為中心，綜合布局鋰電材料、儲能系統(tǒng)等，通過合作車企龍頭寶馬、宇通等實現(xiàn)了動力電池研發(fā)設(shè)計、開發(fā)、認(rèn)證、測試的閉環(huán)流程，是全球動力電池領(lǐng)跑者?！?020年實現(xiàn)國內(nèi)動力電池裝機31.5Gwh(含時代上汽),市占率50.1%,實現(xiàn)全球裝機量35.4GWh,市占率26.0%,動力電池使用量連續(xù)四年問鼎全儲能產(chǎn)品品類齊全·寧德時代儲能系統(tǒng)產(chǎn)品主要包括電芯、模組、電箱和電池柜，主要采用方型磷酸鐵鋰電池，涵蓋大型太陽能、風(fēng)電發(fā)電儲能配套、工業(yè)企業(yè)儲能、儲能充電站、數(shù)據(jù)中心儲能、商業(yè)樓宇儲能和通信基站后備電源等。高度重視產(chǎn)品和技術(shù)工藝的研發(fā)·寧德時代的研發(fā)費用遙遙領(lǐng)先于其它同行，2020年支出35.69億元，五年復(fù)合增速33.2%。研發(fā)支出占營收比例在7%左右。企業(yè)擁有涵蓋產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計測試驗證、工藝制造等領(lǐng)域完善的研發(fā)體系。儲能全產(chǎn)業(yè)鏈布局·寧德時代陸續(xù)加大產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)延展，先后進入鋰、鈷、鎳、三元、磷酸鐵鋰、鋰電設(shè)備和儲能設(shè)備等環(huán)節(jié)。在儲能業(yè)務(wù)方面，寧德時代先后與科士達、星云股份合作開發(fā)儲能變流器及系統(tǒng)集成，與國網(wǎng)綜合合資設(shè)立國網(wǎng)時代面向大規(guī)模電網(wǎng)側(cè)儲能。創(chuàng)辦ATL,打造承擔(dān)“十三五”海外生產(chǎn)基地用量全球第一 (億元；%)005豹201020112012201320142015201620172018投資額達到4473億元，同比下滑8.51%,達到近5年最低值?；厣?020年投資規(guī)模達到4699億元左右?！獰犭姀S、鋼鐵廠、水泥廠與石油化工廠排放總量大、付費能力強，是工業(yè)碳中和的主力付費客戶熱電廠排放總量高，是低碳轉(zhuǎn)型熱電廠排放總量高，是低碳轉(zhuǎn)型的主力鋼鐵廠付費能力極強，平均排放量超高，急迫于進行轉(zhuǎn)型水泥廠排放量大且企業(yè)數(shù)量多，付費能力稍弱石油化工廠付費能力強，付費企業(yè)數(shù)量眾多，低碳壓力較小頭豹0有色金屬年產(chǎn)值(萬億元) 短期看，CCUS是目前工業(yè)領(lǐng)域最直接的低碳技術(shù)；長期看，各大領(lǐng)域需要對能源及產(chǎn)業(yè)設(shè)備完成底層革新才可實現(xiàn)捕集CCUS全過程碳封存碳利用將煤高壓富氧氣化變成煤氣，再經(jīng)過水煤氣變換后將產(chǎn)生二氧化碳和氫氣，將二氧化碳進行捕集，氫氣可以被當(dāng)作燃富氧燃燒富氧燃燒通過制氧技術(shù)將空氣中大比例的氮氣脫除，采用高濃度氧氣進行燃燒，燃燒后高濃度的二氧化碳?xì)怏w可以直接進行處理和封存在燃燒排放的煙氣中捕集二氧化碳，主要有化學(xué)吸收法(利用酸堿性吸收)和物理吸收法(變溫或變壓吸附)以及膜N?,O?,H?ON?,O?,H?O流程相對復(fù)雜最具潛力的大規(guī)模碳捕集技術(shù)之一，產(chǎn)生的CO?濃度高(約90%~95%)更易發(fā)展迅速，可用于新建燃煤電廠和部分改造后的火電廠。分火電廠的脫碳改造碳捕集物理法化學(xué)法 ·無機產(chǎn)品：純堿、小蘇打、白炭黑、硼砂以及各種金屬碳酸鹽等；·有機產(chǎn)品：合成氣，低碳烴，各種含氧有機化合電化學(xué)利用·在熔鹽體系下，通過調(diào)控CO?反應(yīng)途徑和采用不同電極材料和·碳納米管、石墨烯及S摻雜碳催化劑，能夠?qū)O?電化學(xué)轉(zhuǎn)化為高附加價值的碳納米材料生物利用劑·微藻固碳技術(shù)：以微藻固定劑頭豹·CO?氣肥技術(shù)：將CO?調(diào)節(jié)到一定濃度注入溫室，來提升作物礦化利用的過程同時將CO?封存 CCUSCCUS創(chuàng)業(yè)企業(yè)機會碳封存碳利用碳封存——減產(chǎn)是最直接的減排手段，技術(shù)主要關(guān)注廢鐵相關(guān)的粗鋼工藝流程改造，碳捕捉與替換技術(shù)仍處于研究當(dāng)中強制減產(chǎn)&鋼鐵廠重組工藝流程改造碳捕捉碳替換28%)美國(70%)28%)美國(70%)碳替換 —現(xiàn)有技術(shù)無法完成100%碳中和，有賴于新技術(shù)的發(fā)現(xiàn)探索，現(xiàn)下目前重點關(guān)注可替代原料，如再生混凝土、高爐礦渣等工業(yè)副產(chǎn)物水泥減產(chǎn)工藝流程改造碳捕集新材料與新技術(shù)原料替代藝改革原料替代藝改革燃料替代燃料替代 —煤化工行業(yè)中高濃度CO?最適合開展CCUS,中短期內(nèi)關(guān)注電解氫和燃料電氣化的成本下降趨勢減產(chǎn)工藝流程改造碳捕集新興氣化爐新興氣化爐燃料電氣化碳排放(占總體的50%),該項技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)落地，但在燃料電氣化電解氫電解氫業(yè)局(排碳格局)式(排碳方式)技(CCUS技術(shù))價(美元/噸)“碳中和”建筑行業(yè)概況-建筑材料生產(chǎn)與施工已實現(xiàn)達峰，建筑運行碳排放達峰亟需完成，其中公共與商業(yè)建筑的減排是重點建筑材料生產(chǎn)與建筑運行板塊年碳排超20億噸4.37億噸施工階段1億噸建筑材料生產(chǎn)與建筑運行板塊年碳排超20億噸4.37億噸施工階段1億噸城鎮(zhèn)居建8.91億噸安所被21全周期碳排放11.17億噸鋁材及其他2.95億噸建筑行業(yè)短期減排重點在于公共與商業(yè)建筑運行階段碳排放主要源于建筑物的采暖和制冷，其中公共與商業(yè)建筑以19%的面積，排放了37%的CO?,是節(jié)能減排的重點2006200820102012201420房屋總量由快速增長滿足剛需轉(zhuǎn)換拆舊改新，建材生產(chǎn)總量見頂?，F(xiàn)在年建筑凈竣工面積維持在10～20億m2之間頭豹躍為資本建建材與建設(shè)建筑運行規(guī)模大增長快市場細(xì)分口產(chǎn)業(yè)加速：電動汽車替代燃油汽車，比預(yù)期要快。原來計劃是2025年電動汽車滲透率20%(500萬輛汽車),口市場分布格局：一線城市占比20%;二線城市占比30%-40%;三四線城市占比50%。電驅(qū)/電控“碳中和”交通-電池行業(yè)電解質(zhì)為液態(tài)能量密度低，電解質(zhì)相容性差高溫性能差，安全性差，工藝復(fù)雜固態(tài)電池固態(tài)電解質(zhì)硫化物電解質(zhì)氧化物電解質(zhì)固體聚合物電解質(zhì)穩(wěn)定性與離子導(dǎo)電度差，操作溫度范圍窄固態(tài)電解質(zhì)能量密度和安全性相較于液態(tài)電池有一定固態(tài)電池相比仍有較大差距·動力電池系統(tǒng)的生產(chǎn)流程主要包括電芯、模組、電池包三部分的生產(chǎn)·電芯由正負(fù)極材料、隔膜、電解質(zhì)組成，是動力電池系統(tǒng)的最小單元；電池模組由多個電芯串并聯(lián)組合而成，包括單體電芯、固定框架、電連接裝置等；動力電池包由若干電池模組加上各類管理系統(tǒng)共同組成?！a(chǎn)業(yè)鏈正極、負(fù)極、電解液、隔膜為四大核心，圍繞安全性、材料體系、成本、產(chǎn)能、能量密度上游原料鋰礦上游原料鋰礦終端鋰電池(主要鋰電池(主要六氟磷酸鋰容器、結(jié)構(gòu)件等√上游主要為電池原材料生產(chǎn)商，其中原材料包括正負(fù)極、電解液、隔膜、容器、結(jié)構(gòu)件√正極材料對電池性能的影響較大，其中三元材料密度高但安全性差：磷酸鐵鋰材料安全性高但低溫性能差；鈷酸鋰安全性高但密度低。頭豹√中游主要為各類動力電池生產(chǎn)商，包括LG化學(xué)、寧德時代、比亞迪、豐田等知名企業(yè),技術(shù)路線眾多?！滔掠沃饕獮楦黝愋履茉闯擞密嚭托履茉瓷逃谩疤贾泻汀逼嚠a(chǎn)業(yè)鏈-液態(tài)電池痛點·機<15%·補貼退坡后，高成本將阻礙產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重能量密度遲盾瓶頸“碳中和”汽車產(chǎn)業(yè)鏈-固態(tài)電池-以電解質(zhì)類型來劃分技術(shù)路線，主要分為聚合物、氧化物、硫化物三類，性能參數(shù)各有優(yōu)劣氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線硫化物固態(tài)電解質(zhì)路線寧德時代錄合物固態(tài)電解質(zhì)路線 冷卻液泵冷卻液泵東芝、富士),國際廠商起步早，研發(fā)投入大，形成了較高電機分類電機分類機乘用車(單電機)機機機機機商用車(雙電機)永磁同步電機永磁同步電機·優(yōu)勢：更節(jié)能、更輕量化·劣勢①:造價成本更高(需要用到稀土材料)·劣勢②:在高溫和震動的情況下可能退磁國內(nèi)新能源車永磁同步電機裝機比例占98%-99%·優(yōu)勢①:不需要珍貴的材料·優(yōu)勢②:能適應(yīng)惡劣的環(huán)境·劣勢①:功率和扭矩低·劣勢②:體積大感線圈依次通電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，轉(zhuǎn)·永磁體通常采用稀土永磁材料(釹鐵硼)·永磁體占電機原材料成本比例高達45%·1、具備自產(chǎn)能力或關(guān)聯(lián)供應(yīng)鏈的傳統(tǒng)整車企業(yè)(比亞迪·2、專門從事電機電控產(chǎn)品的供應(yīng)商(博世、大陸、上海電驅(qū)動、上海大郡、匯川