中國(guó)碳中和產(chǎn)業(yè)鏈研究報(bào)告

上游中游下游(一)碳排放火電熱電廠、鋼鐵廠、水泥廠、石油化工廠(一)能源替代(二)節(jié)能減排(三)碳吸收(四)碳交易1.太陽(yáng)能2.風(fēng)能3.氫能4.核能1.生物碳匯1)植樹造林1)碳鋪集2)碳輸送3)碳利用①生物利用②地質(zhì)利用-強(qiáng)化石油天然氣開采(EOR)③化學(xué)利用1)海上成水層封存(一)新能源發(fā)電(二)新能源汽車(三)儲(chǔ)能(四)綠色建筑(五)林業(yè)(六)碳交易市場(chǎng)等生物碳匯碳中和進(jìn)程二二國(guó)家英國(guó)碳達(dá)峰時(shí)間碳中和時(shí)間德國(guó)20世紀(jì)70年代達(dá)到峰值后，較長(zhǎng)時(shí)間處于平臺(tái)期，目美國(guó)日本韓國(guó)韓國(guó)排放還未達(dá)到峰值中國(guó)25%,歐盟28國(guó)貢獻(xiàn)22%,中國(guó)排放占比為13%?；茉捶腔茉唇煌I(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域民用領(lǐng)域化石能源非化石能源交通領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域民用領(lǐng)域“缺油/少氣/多煤”的能源結(jié)構(gòu)下從供給端和需求端雙向發(fā)力，含“碳”量高的供給側(cè)改革和低“碳”需求側(cè)的節(jié)能減排一次能源二次能源乘用車商用車航空航天天然氣一次能源二次能源乘用車商用車航空航天天然氣軌道交通鋼鐵太陽(yáng)能a鋼鐵太陽(yáng)能a水能居民生活水能居民生活的目標(biāo)的目標(biāo)圍繞發(fā)電側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)為主航線，輸配及用電側(cè)為輔助，革新發(fā)電側(cè)能源結(jié)構(gòu)，配套儲(chǔ)能側(cè)完成產(chǎn)業(yè)“調(diào)峰”1院燉2儲(chǔ)能氫儲(chǔ)能電儲(chǔ)能熱儲(chǔ)能描水高磁、壓空抽水蓄能-累計(jì)裝機(jī)占比89.3%(2020年)電化學(xué)儲(chǔ)能-累計(jì)裝機(jī)占比9.2%(2020年)3工登周電革。水201620172018201920202021202235逆變器&支架23%,全行業(yè)平均轉(zhuǎn)化效率2019年的25%提升至33.3%成立時(shí)間：西安隆基硅材料股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱隆基股份)于2000年設(shè)立。上市時(shí)間：2012年，隆基其股份成功在上海證券交易所主板上市(代碼：601012)。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(yáng)能光伏太陽(yáng)能科技時(shí)代太陽(yáng)能科技時(shí)代硅片時(shí)代半導(dǎo)體時(shí)代·2014年5月8日，控股子公司西安隆基清潔能源公司正式成立，標(biāo)志公司正式進(jìn)軍光伏電站建設(shè)及EPC業(yè)務(wù)·2019年5月，隆基72型雙面半片組件正面功率突破450,刷新世界紀(jì)錄·2006年12月，全資控股子公司寧夏隆基硅材料有限公司成立，致力于單晶硅棒的研發(fā)和制造，是西安隆基重要的研發(fā)和制造基地·2013年12月19日，隆基等五家中國(guó)主流單晶制造商聯(lián)合會(huì)發(fā)布“單晶M1&M2產(chǎn)品”·2000年2月14日，西安新盟電子科技有限公司成立，以半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體設(shè)備的開發(fā)、制造、銷售為主要業(yè)務(wù)·2005年底，隆基股份形成年產(chǎn)30噸器件級(jí)單晶硅生產(chǎn)能力中病下縮上中病下縮隆基毅份產(chǎn)業(yè)鏈布局其地150%%其地150%%電池環(huán)節(jié)BMS(電池管理系統(tǒng))當(dāng)前技術(shù)成熟度低、缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、競(jìng)爭(zhēng)格局分散；未來儲(chǔ)能電池BMS大概率延續(xù)動(dòng)力電池BMS市場(chǎng)格EMS(能量管理系統(tǒng))需與電網(wǎng)進(jìn)行交互，現(xiàn)有EMS公司主要是國(guó)網(wǎng)系，未來EMS核心競(jìng)爭(zhēng)力看軟件開發(fā)能力和能量?jī)?yōu)系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商玩家眾多，兼具集成能力、運(yùn)維服務(wù)、當(dāng)?shù)厍篮推放屏Φ墓緯?huì)勝類型啟動(dòng)時(shí)間放電時(shí)間效率能量密度優(yōu)點(diǎn)劣勢(shì)電化能技術(shù)成熟、成本低鋰離子電池(三元鋰)價(jià)格偏高、安全風(fēng)照理離子電池(磷酸鐵鋰)能量密度偏低鋰離子電池(鈦酸鋰)能量密度任天/功率高、技術(shù)成熟/飛輪儲(chǔ)能/響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)寧德時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)寧德時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)站后備電源等.寧德時(shí)代：全球領(lǐng)先的動(dòng)力電池系統(tǒng)提供商，新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)及儲(chǔ)能系統(tǒng)于2011年設(shè)立。市(代碼：300750).市占率：2020年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量31.5Gwh(含時(shí)代上汽),市占率50.1%,全球裝機(jī)量35.4Gwh,市占率26%,動(dòng)力電池使用量寧德時(shí)代企業(yè)簡(jiǎn)介承擔(dān)“十三五”承擔(dān)“十三五”力電池產(chǎn)品三元?jiǎng)恿﹄姵睾Ｍ馍a(chǎn)基地投資額達(dá)到4473億元，同比下滑8.51%,達(dá)到近5年最低值。2020年投資規(guī)模達(dá)到4699億元左右國(guó)家電同投資額及增長(zhǎng)情況(億元；%)第六章第六章0微弱火電化工水泥鋼鐵航空司3、枯竭油氣田封存燃燒燃燒CO2濃度高(約90%~95%)更易于捕獲。發(fā)展迅速，可用于新建燃煤電廠和部分改造后的火電廠。碳碳捕集三種方式碳封存和利用1化工利用以CO?為原料，與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)出附加值較高的化工產(chǎn)品·無機(jī)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(jī)產(chǎn)品：合成氣，低碳烴，各種含氧有機(jī)化合物單體，高分子聚合物；2電化學(xué)利用在熔鹽體系下，通過調(diào)控CO?反應(yīng)途徑和采用不同電的碳納米材料·碳納米管、石墨烤及S摻雜碳3生物利用·微藻固碳技術(shù)：以微藻固定CO,·液體燃料、化學(xué)品、生物肥料、食品和飼料添加劑4CO?礦化利用·模仿自然界CO?礦物吸收過程，利用天然硅酸鹽礦石或固體廢渣中的堿性氧化物，將CO?化學(xué)吸收轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的無機(jī)碳酸鹽的過程5CO?注入地質(zhì)體內(nèi)(不可采煤層、深部咸水層和枯竭利用價(jià)值的產(chǎn)品，同時(shí)將CO?封存資源和深部水資源局(排碳格局)式(排碳方式)技(CCUS技術(shù))價(jià)(美元/噸)分布式碳源交通建筑生活固定集中式碳源水泥產(chǎn)業(yè)軟件新技術(shù)/新技術(shù)/強(qiáng)制減產(chǎn)&鋼鐵廠重組強(qiáng)制減產(chǎn)&鋼鐵廠重組碳替換減產(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。鋼鐵行業(yè)：鋼鐵行業(yè)是我國(guó)碳排放最多的工業(yè)部門，碳排放主要集中于長(zhǎng)流程的高爐和燒結(jié)工序，電爐短流程碳排放強(qiáng)度較低，到2050年中國(guó)鋼鐵行業(yè)須減排近100%。綜合考量成本、技術(shù)成熟度和資源可用性，需求減少、能耗提升，以及廢鋼再利用、碳捕集利用與封存(CCUS)等技術(shù)的加速推動(dòng)是中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳中和的重要抓手。強(qiáng)制減產(chǎn)：強(qiáng)制減產(chǎn)：河北省限產(chǎn)常態(tài)化，唐山市粗鋼限產(chǎn)規(guī)模達(dá)到30%~50%強(qiáng)制重組：到2025年，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)CR10達(dá)到60%,包括8000萬噸級(jí)的鋼鐵集團(tuán)3家~4家、4000萬噸級(jí)的鋼鐵集團(tuán)6家~8家距世界平均值(28%)美國(guó)(70%)有較大工藝流程粗鋼生73.6%的CO?得到大規(guī)模應(yīng)用碳替換：碳替換技術(shù)(CDA)主要集中于直接還原鐵(DRI)技術(shù)與電解法冶煉·利用天然氣作為直接還原冶煉的技術(shù)已經(jīng)成熟，但對(duì)鐵礦的品質(zhì)要求高，且天然氣消耗量巨大，生產(chǎn)成本高于傳統(tǒng)高爐煉鐵；·利用氫能源做直接還原的冶煉技術(shù)和電解鐵技術(shù)仍處于初級(jí)階段我國(guó)水泥消費(fèi)量已于2014年見頂，目前2020年為24億噸，2030年將減至21.5億噸，2040年將減至17.5億噸，房地產(chǎn)紅利下降的背原料替代替代歐盟水泥行業(yè)替代燃料使用量占其總?cè)剂舷牧堪俜直冗_(dá)43%,德國(guó)達(dá)65%,中國(guó)僅為8%。廢舊輪胎，固體廢棄物，廢棄塑料，廢機(jī)油及生物質(zhì)燃料等可能將逐步被利用比例存在局限；頭部水泥企業(yè)如海螺水泥，已開始初步應(yīng)用碳捕集早期根據(jù)測(cè)算，27%的CO,排放在目前技術(shù)背景下無法實(shí)現(xiàn)清零碳捕集煤化工行業(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(shì)煤化工行業(yè)：煤化工行業(yè)在2015年約貢獻(xiàn)了中國(guó)碳排放總量的10%,是化工行業(yè)中碳排放主力。相比其他國(guó)家，中國(guó)的化工行業(yè)更多使用高碳排放的煤炭作為原料(比如合成氨與甲醇，占到煤化工行業(yè)煤耗的一半以上),導(dǎo)致中國(guó)煤化工行業(yè)的碳強(qiáng)度高于其他國(guó)家，化工行業(yè)需要在2050年之前將碳排放量降低90%以上，合成氨主要下游用途為氨肥生產(chǎn)，約90%的合成氨會(huì)被加合成氨主要下游用途為氨肥生產(chǎn)，約90%的合成氨會(huì)被加工為氨肥。預(yù)計(jì)到2050年，中國(guó)的氨肥用量有潛力下降40%,這是由更低減少和化肥使用效率提高共同驅(qū)動(dòng)的工藝流程粗鋼生產(chǎn)工藝新興氣化爐燃料電氣化電解氫CCUSCCUS同煤化工的發(fā)展具有很好的耦合性，因?yàn)镃O?濃度高，捕集成本遠(yuǎn)低于其他行業(yè)第7章第7章建筑材料生產(chǎn)與施工已實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，建筑運(yùn)行碳排放達(dá)峰亟需完成，其中公共與商業(yè)建筑的減排是重點(diǎn)。農(nóng)村建筑農(nóng)村建筑運(yùn)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CO2,是節(jié)能減排的重點(diǎn)城鎮(zhèn)居建全周期碳排放■建材生產(chǎn)■建筑施工■房屋總量由快速增長(zhǎng)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之間鋁材及其他2.95億噸建材與建設(shè)控制建筑總規(guī)模(國(guó)家調(diào)控)改造)環(huán)保涂料、節(jié)能建筑玻璃、石膏板等高建筑生產(chǎn)效率型”太陽(yáng)能光伏建筑建筑運(yùn)行新能源替代：太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能替代傳統(tǒng)暖氣第8章第8章電機(jī)、電控、電池“三電系統(tǒng)”,是新能源汽車發(fā)展主力，動(dòng)力系統(tǒng)BOM拆分：電池-70%;電控-20%;電機(jī)-10%電機(jī)電控0R缺點(diǎn)電解質(zhì)為液態(tài)安全性高，便宜能量密度低，電解質(zhì)相容性差安全性高，壽命長(zhǎng)低溫性能差高溫性能差，安全性差，工藝復(fù)雜固態(tài)電池固態(tài)電解質(zhì)>90%硫化物電解質(zhì)導(dǎo)電性高氧化物電解質(zhì)固體聚合物電解質(zhì)穩(wěn)定性與離子導(dǎo)電度差，操作溫度范圍窄薄膜成本高，難以量產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)<90%能量密度與安全性相較于液態(tài)電池有一定提升產(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、能量密度其中原材料包括正負(fù)極、電解液、其中原材料包括正負(fù)極、電解液、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。動(dòng)力電池應(yīng)用乘用車專用車客車添加劑等添加劑等運(yùn)營(yíng)充電樁·下游主要為各類新能源乘用車和現(xiàn)有鋰電池?zé)o法徹底解決安全、能量密度、成本與資源瓶頸等各種焦慮問題，難以滿足中長(zhǎng)期電動(dòng)車產(chǎn)品應(yīng)用需求·新能源汽車自燃事件頻發(fā)成為關(guān)注焦點(diǎn)·動(dòng)力電池由于短路和過充出現(xiàn)熱失控安全性問題動(dòng)力電池占整車成本40%(發(fā)動(dòng)機(jī)<15%)液態(tài)電池成本幾乎已達(dá)極限，擴(kuò)大產(chǎn)能帶來的成本降幅有限補(bǔ)貼退坡后，高成本將阻礙產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展電池包成本居高不下能量密度遲能量密度遲遲無法提高屬資源稀缺·2030年國(guó)家指標(biāo)：?jiǎn)误w能量密度500WH/kg·現(xiàn)有體系：電池能量密度極限350WH/kg·現(xiàn)有體系鈷、鎳需求較大，有資源瓶頸·核心原材料依賴進(jìn)口，政治和成本波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)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)劣勢(shì)聚合物固態(tài)電池率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。聚合物電解質(zhì)在室溫下導(dǎo)電率低，能量上限不高，升溫后離子電導(dǎo)率大幅提高但既消耗能量又增加成本，增加了商業(yè)10*S/cm、電化學(xué)窗口寬、鋰負(fù)極兼容性好，被認(rèn)為是最有吸引力的但由于離子電導(dǎo)率極高、電化學(xué)穩(wěn)定窗口較寬(5V以上),日韓企業(yè)投入了大量資金進(jìn)行研究，購(gòu)&屬照照電機(jī)分類優(yōu)勢(shì)：更節(jié)能、更輕量化劣勢(shì)①:造價(jià)成本更高(需要用到稀土材料)國(guó)內(nèi)新能源車永礎(chǔ)同步電機(jī)裝機(jī)此例占98%-99%優(yōu)勢(shì)②:能適應(yīng)惡劣的環(huán)境。劣勢(shì)②:體積大永磁同步電機(jī)·當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，由電子控制電路對(duì)三相電感格局：龍頭企業(yè)市場(chǎng)份額高·當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，由電子控制電路對(duì)三相電感*線圈依次通電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子根據(jù)*分兩類磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生動(dòng)力并驅(qū)動(dòng)汽車·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、北·永磁體通常采用稀土永磁材料(釹鐵硼)·永磁體占電機(jī)原材料成本比例高達(dá)45%·永磁體通常采用稀土永磁材料(釹鐵硼)·永磁體占電機(jī)原材料成本比例高達(dá)45%·專門從事電機(jī)電控產(chǎn)品的供應(yīng)商(博世、大陸、上海電驅(qū)動(dòng)、上海大郡、匯川技術(shù)、英威騰)第9章第9章氯能源產(chǎn)業(yè)針煤炭煤炭燃料電池汽車有機(jī)氫化物氨氣直燃輪機(jī)脫氯脫氯氨燃燒爐氨燃燒爐因此成為推動(dòng)傳統(tǒng)能源清潔利用、擴(kuò)大可再生能源利用規(guī)模的理想媒介。23%45%生能源將逐步替