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碳中和將會完成中國的能源轉型。中金公司研究部 我們預計中國會在供給端和需求端同時發力。碳中和=更經濟+更清潔+更安全的能源結構。
摘要
國家首次提碳中和目標，不僅是中國首次對碳排放下降提出的明確目標，也是巴黎協定籤訂以來中國提出的最遠期的減碳承諾。我們認為這個目標將實現中國在能源領域的革命，不僅會重塑中國能源結構，也會對經濟產生正面的影響，帶來數位化轉型和智能化的應用在電力，交通的普及。而從一個更大的維度去看，中國進行能源領域的碳中和變革也是中國科技進步浪潮下的一個能源領域縮影。
碳中和=更經濟+更清潔+更安全的能源結構。長期來看碳中和將會完成美麗中國提出的能源革命戰略目標，我們大膽的預測以非化石能源為主的電能將成為一次能源主體，能源消費中電氣化率達到100%，二次能源中氫能達到30%，完成淨零排放。而可再生能源製造業屬性將帶動成本的進一步下降和能源安全性的提升。
碳中和對能源投資究竟有什麼影響?我們認為主要關注成長空間和三條主線。
我們預計未來國內光伏累計裝機空間會達到成長70倍，年裝機或超20倍。我們預計未來光伏隨著成本不斷下降會成為能源供給主力，國內光伏年需求有望達到700GW，累計超過1.4萬GW，增長70倍，如果考慮海外需求則市場空間甚至會達到3000GW/年以上，是目前的25倍。並且國內儲能市場也將達到超過1萬GWh的累計裝機來平衡波動的可再生能源電力，帶來每年新增需求在700GWh以上。而新能源車產值在頂峰期也將較當前提升23倍到1.2萬億元/年，其中電動車佔主要份額，我們預計2060年動力電池年需求將較2020年增長61x，剩餘約0.04萬億元/年為氫燃料電池車產值。國內新能源年度總產值有望從2020年的7700億元增長12x到2060年的10萬億元水平。
從投資的角度我們認為將圍繞三條主線邏輯去選擇投資標的。1)技術變革帶來的市場份額變化是主線，包括光伏新技術、大尺寸風機和鋰電池技術。2)下遊應用端新的商業模式可能是下一個投資主題，包括分布式光伏、儲能和新能源車智能化。3)成長賽道中會出現部分傳統產業受益於行業需求的持續增長，而自身存在供給壁壘，因此成為穿越周期、量價雙擊的受益者。
碳中和對新能源主題以外的其他板塊可能意味著什麼?雖然2030年前達峰，但是從2030年後的減排任務來看，難度仍然很大，因此我們認為節能減排特別是對排放總量的控制很可能在十四五就會開始。
從供給側看，碳排放減量可能相當於另一次供給側改革。1)基礎材料：可能推出更嚴格的環保措施或倒逼落後產能退出。2)農業：規模化養殖及高效種植更為順應碳中和趨勢。3)交通運輸：碳排放控制將倒逼企業效率提升和成本控制，長期可能影響行業格局和供需關係。
從需求側看，碳中和目標有望帶來新市場的崛起。建築環保標準的提高和節能要求有望帶來建築節能玻璃、保溫材料、輕質材料三大投資機遇。
圖表: 中國二氧化碳排放結構預測
資料來源：BP Energy，中金公司研究部
自從國家提出中國2060年碳中和目標之後，無論是市場還是行業，「碳中和」都成為一個熱門話題，那麼什麼是碳中和，碳中和對於我們國家的能源經濟意味著什麼變化，又會給我們帶來什麼樣的投資機會。首先，我們想通過市場關注的5個問題來給出我們對於碳中和的解答。
問題一，什麼是碳中和，對我們意味著什麼?
碳中和=更經濟+更清潔+更安全的能源結構。碳中和意味著社會經濟活動的二氧化碳排放和二氧化碳吸收總和為零(包含非二氧化碳的溫室氣體)，我國目前碳排放主要來源是能源，工業過程，農業，廢物處理，碳吸收主要來自森林綠化。2019年全國碳排放約在115億噸二氧化碳當量，約為美國58億噸，歐洲35億噸的2~3倍，但是人均與歐盟相當、不到美國的一半。因此相比西方經濟已經穩態而中國計劃在2035年實現社會主義現代化，以及在2050年下，能源需求的增長和碳排放下降的約束將使得我國完成碳中和目標更具挑戰，需要強有力的政策支持和指引，但同時也將加速中國的能源轉型、使得我國經濟最終受益。
我們認為碳中和目標是美麗中國下實現能源革命戰略目標思想的更進一步，將使得中國在2060年獲得不僅是更清潔，也會是更經濟和更安全的能源結構。
圖表: 更安全的能源結構
資料來源：BP Energy，中金公司研究部
圖表: 更清潔的能源結構
資料來源：BP Energy，中金公司研究部
圖表: 更經濟的能源結構
資料來源：BP Energy，中金公司研究部
對內長期來看，碳中和將會完成中國的能源轉型，以非化石能源為主的電能將成為一次能源主體，一次能源消費中電氣化率達到100%，終端能源消費中氫能達到30%，完成淨零排放。相比傳統化石能源，可再生能源的資源規模是前者的800倍，因此製造業屬性遠大於資源屬性，即使在平價之後中國製造業也能更好的發揮優勢，在光伏，風電，鋰電池和氫能等產業產生規模效應和技術迭代後實現能源成本的進一步下降，帶來更經濟的成本。考慮到中國新能源產業的全球市場地位，我們認為能源轉型也將有利於中國在能源供給上擺脫對海外的依賴。到2050年隨著中國新能源車的滲透率達到約60%，石油進口會下降到40%以下的水平，提升國家的能源安全，而當中國完成可再生能源+氫能的平價，甚至我們可能會成為能源出口國，改變目前的全球能源版圖。
圖表: 能源結構變化的三步走
資料來源：國家統計局，中金公司研究部
我們預計中國會在供給端和需求端同時發力，實現從高碳到低碳到零碳的轉型，在供給端，將會推動非化石能源電力比例提升和電氣化率提升，在非電能源領域將會加速推動氫能的發展;在需求端，將會推動節能減排，一方面對能耗的控制我們認為不會放鬆，加速沿海經濟轉型，另一方面會建立碳排放的監測以及碳排放權的交易體系，逐步完成對於減排的推動。
圖表: 「碳中和」的解決途徑
資料來源：BP Energy，中國生態環境部，中金公司研究部
問題二，碳中和對新能源主題相關到底會帶來多少裝機和產值空間?
我們從累計投資和年度產值兩個角度看碳中和主題投資的規模。我們在2060年中國人均GDP達到4.8萬美金，單位GDP能源消費達到0.12千克標煤/美元的假設下，估計中國在2060年能源消費為67.3億噸標準煤(對應1億EJ)，其中終端電能消費比例70%，剩餘由氫能滿足。
國內綠色能源總投資2060年將會累計達到55萬億元。我們預計到2060年國內光伏發電、風電、核電裝機將較2019年增長35x、7x、7x至7,332吉瓦、1,660吉瓦、386吉瓦，並催生儲能裝機達到電力裝機的近30%。我們預計清潔制氫帶來的光伏裝機需求會在2040年後加速、2050年後達到高峰，額外貢獻將近7,400吉瓦的裝機空間。我們測算以上裝機需求合計將帶來2020~2060年55萬億元國內綠色能源投資空間。其中，國內光伏新增裝機20萬億元，風電新增裝機14萬億元，核電新增裝機5萬億元，儲能新增裝機7萬億元，清潔制氫新增裝機9萬億元;疊加海外光伏新增裝機47萬億元也主要由國內光伏產業鏈承接，我們預計國內清潔能源行業將受益於總價值102萬億元的綠色能源投資。
圖表: 綠色能源累計投資
資料來源：中電聯，公司公告，中金公司研究部
國內新能源年度產值有望從2020年的0.77萬億元成長到2060年的10萬億元水平。其中清潔發電從0.7萬億元擴張到6萬億元，覆蓋我國全部電力需求。新能源車方面，我們估算2020年動力電池年需求在46吉瓦時，2045年隨新車銷量增長將達峰在4,140吉瓦時，增長近90x，而後隨著新車銷量見頂回落至2055年後穩定在2,875吉瓦時，對應新能源車年產值將從2020年的0.049萬億元，增長到2045年頂峰期的1.2萬億元/年，其中電動車佔主要份額，剩餘約0.04萬億元/年為氫燃料電池車產值。
圖表: 綠色經濟年產值(截點數據)
資料來源：中電聯，公司公告，中金公司研究部
問題三，碳中和對能源投資究竟有什麼影響?
從投資的角度我們認為將圍繞三條主線邏輯去選擇投資標的：
第一、技術變革帶來的市場份額變化是主線。我們認為市場容易高估1-2年內的變化，但往往低估5年的變化，我們已經看到能源和交通行業在新能源相關技術變化下正處於變革前夜，在今年初特斯拉的估值超過豐田汽車成為最大市值的車企，10月美國最大的新能源公司新世紀能源(NEE)超過埃克森美孚(EXB)都顯示我們正處在這個拐點上。而在行業內技術發展的細分領域我們看到：
光伏發電圍繞效率提升、成本下降的技術競賽持續白熱化：包括主產業鏈環節未來3-5年的異質結電池帶動轉化效率向24.5~26%邁進，我們看好未來5-10年的鈣鈦礦技術疊層技術一旦突破有望達到28~29%的轉化效率，甚至突破30%;也包括發電端功率優化器的普及應用、逆變器控制單元向組件級別，甚至未來電池組串層面升級等。
大尺寸風機不斷突破極限，以容量換取成本下降途徑：包括陸上風機逐步突破傳統塔筒和葉片限制，向高單位數機型邁進;海上風機不斷突破極限，向20MW以及更高機型和深海浮式推進。
鋰電池技術從高鎳向固態演化：動力電池的發展必然向能量密度更高的高鎳電池發展，而未來會進一步向固態電池，甚至新型的電池結構演化。因此掌握電池研發技術的龍頭公司，同時通過規模優勢維持不斷研發投入將獲得持續的優勢。
隨著汽車電氣化帶來的機會：汽車電氣化也將重構整車電子電氣架構，對高壓電氣組件、優質電機電控、先進電池熱管理系統帶來更大的需求空間。
圖表: 光伏成本下降學習曲線
資料來源：公司公告，能源局，BP Energy, 中金公司研究部
圖表: 風電成本下降學習曲線
第二、數位化浪潮下，下遊應用端新的商業模式可能是下一個投資主題。新能源投資的機會不僅僅在於傳統製造業的成長，也會誕生新的商業模式或者新的技術應用機會。隨著能源結構出現變化，基於能源結構的應用自然也會產生相應的變化，特別是電力更容易被數位化控制，因此電氣化也更利於數位化應用推進。其中分布式電源在海外已經逐步取代配網的角色，而基於數位化網絡的虛擬電廠也將儲能的應用從設備端提升到網絡端、從被動邁向主動;新能源車電氣化的同時帶來自動控制的提升使得自動駕駛的路徑越來越清晰，而這些也帶來新的應用比如共享出行。
分布式裝機降低發電門檻，打破發用二元結構：以光伏為主體能源的新電力體系中，電源將可以貼近負荷部署，用戶具備自發自用能力，相鄰用戶間可以實現能源雙向流動，降低發電行業的進入門檻，也打破了傳統電網單向能量流動的模式，提升電力系統靈活性並開闢豐富的電力市場商業模式。
儲能應用解決電網被動調節負擔，以主動的發用平衡能力創造商業價值：由於清潔電源與傳統電源相比出力穩定性有所減弱，儲能將成為未來能源體系的必備要素，實現跨時段、跨季節的發用能平衡。因此儲能的匹配比例受多重因素影響，並非一致，這也使得調度模式和能力將會使得儲能成本差異較大，甚至智能化調度可以完成和高儲能配比一樣的效果而無需硬體投入，這將使得智慧能源服務出現較大的商業機會。
新能源車智能化邏輯：我們認為新能源車的滲透率和發展，最終會成為自動駕駛技術的先決條件，伴隨5G網絡的普及，加速車聯網的應用，發展出「人，車，路，雲「物聯交互的智能化交通，最終實現完全無人駕駛、促生智慧城市以及相應的共享駕駛服務。看好整車企業中同時具備軟硬體能力的潛在公司，看好車載晶片、車載通訊、路邊單元等藍海賽道，建議關注出行服務類公司伴隨高級別自動駕駛落地帶來的成本下降和運營效率提升。
圖表：碳中和拉動產業升級和新興產業發展
資料來源：中金公司研究部
第三、怎麼選擇穿越周期者，成長賽道中的傳統行業，技術變革中仍然不變的是原材料的使用。成長性賽道中會出現部分傳統產業受益於行業需求持續增長，同時自身存在天然供給壁壘，因此成為穿越周期、量價雙擊的受益者。其中：
光伏行業的典型代表包括：1)光伏玻璃，技術迭代仰仗工藝積累，良率與成本的控制難度轉化為持續偏緊的供需結構;2)膠膜，在組件成本中佔比低但對於質量影響重大的特性，決定了龍頭用戶粘性優勢積累並持續放大的特點。
新能源車領域包括：1)鋰，考慮到鋰作為最輕的金屬，將是電池儲存上難以替代的元素，因此隨著電池需求受到儲能和動力電池兩方面的增長，根據大宗組的測算，到2025年全球鋰需求量將達93.7萬噸碳酸鋰當量，鈷需求量達到23.8萬噸，2020-2025年CAGR分別為24.5%和13.8%。2)銅，隨著電氣化的提升，銅作為導電性較好的大宗商品，我們看好長期的需求提升。目前電動汽車相比傳統燃油車需要多50kg的銅，充電樁需要10kg，疊加電網的銅需求，我們預計2030年銅的總需求量會比目前多至少12%，而銅的供應增加有限，因此也將開啟銅的一個長牛周期。3)汽車玻璃，隨著汽車智能化，車中使用玻璃的比例也在進一步提升，而對於汽車玻璃來說，其技術和質量要求較高，使得龍頭企業在供應鏈有穩固的地位，帶來持續成長。
問題四，碳中和對新能源主題以外的其他板塊可能意味著什麼?
雖然2030年前達峰，但是從2030年後的減排任務來看，難度仍然很大，因此我們認為節能減排特別是對排放總量的控制很可能在十四五就會開始。我們認為碳排放控制將帶來供給側產能進一步整合，以及需求側新市場的崛起。
圖表: 高耗能產業碳排放預期，2019vs2060
資料來源：中金公司研究部
註：大宗包括有色金屬和建材，不包括火電和散煤供暖
從供給側看，碳排放減量可能相當於另一次供給側改革。
基礎材料：可能推出的更嚴格的環保措施或倒逼落後產能退出。我們認為未來高碳排放板塊的新產能投放審批可能更為嚴格，而落後產能的退出有望提速，基礎材料龍頭在成本曲線上的優勢地位有望進一步凸顯，短期的供需錯配或利好商品價格及板塊龍頭。
農業：規模化養殖及高效種植更為順應碳中和趨勢。我們認為規模化養殖有望通過精細管理，在糞汙管理、飼料效率、物流籌劃等方面較散養更易實現減排;而高效種植有望通過育種改良和數位化管理，在作物生長效率、氮肥及農藥利用率等方面領先散戶種植，碳排放量更少。隨我國對碳排放的監管趨嚴，我們認為頭部畜禽養殖公司及生物育種公司也將具有更大的發展空間。
交通運輸：考慮到鐵路單位碳排放較航空和公路更低，因此在碳中和背景下會有望獲得較高增長，其中高鐵由於時效性較高，佔比有望持續提升。
從需求側看，碳中和目標有望帶來新市場的崛起。
建築材料：建築環保標準的提高和節能要求有望帶來三大投資機遇。1)建築節能玻璃：使用中空或Low-E節能建築玻璃能夠顯著削減建築能耗;2)建築保溫材料：保溫材料需求增長與產品升級，塗保一體化等施工效率更高的新保溫體系有望迎來蓬勃發展;3)輕質建築材料：使用石膏板等輕質隔牆材料替代傳統的水泥牆、磚牆，能同時減少水泥、建築磚燒制過程中的碳排放和運輸過程中的排放與能耗。
問題五，碳中和思考上我們與別人有何不同?
更看好新能源是基於其成本下降的製造業屬性，光伏在中國的資源規模是目前能源需求的接近800倍，因此資源並不稀缺，且改變了過去資源往往地域分配不平均的問題。並且由於可再生能源製造業的特性，受益於中國製造業大國的稟賦，規模效應帶來的不僅僅是成本的學習曲線，同時也有產業集群下的技術迭代加速。因此無論是光伏、風電、核電還是電池在中國都有希望進一步提升效率、降低成本。我們認為相比傳統能源這將是一個不可逆的過程，而回頭來看新能源的發展也就是短短10年左右時間帶來了70-90%的成本下降，因此往後看，雖然中國碳中和的目標在很多人看來非常激進，但我們認為40年的時間將會使很多技術變化成為現實。因此我們看好在各個行業中能不斷投入技術研發，引領行業技術進步的平臺型科技企業，必將在此趨勢下受益。
圖表: 非化石能源成本優勢來自零資源成本和製造業屬性
資料來源：中金公司研究部
看好分布式有源網對傳統配網的成本優勢，相比傳統能源，新能源規模偏小，但是也使得其可以更靠近用戶端發展分布式能源，並節省配電網傳輸費用。我們認為工業發展是基於能源結構不斷優化的過程，離不開能源發展的變化，因此隨著新能源發展，我們認為分布式也將改變目前的電網結構，模糊用電和發電端，從過去單向潮流到多元的變化，改變的不僅僅會是電網結構，也會使得其更複雜的調度匹配需要數位化、智能化的支持，讓能源互聯成為可能。雖然市場目前擔心政策方面的不確定性，但是我們認為技術和經濟才是核心推動因素，在技術成熟和經濟可行的情況下，無論政策層面還是電網都會反過來加速這個發展趨勢。因此我們認為雖然目前仍然處於初始階段，但以新能源分布式發展為契機以及其帶來的智慧電網、多能互補等形式的商業模式必然會誕生一批新的能源巨頭。
碳排放交易下節能減排是長期環保趨勢，能源行業是人類工業化的基礎，因此我們認為碳中和並不僅僅是對於能源行業的一個轉變，也將對工業領域的方方面面造成影響。我們認為中國將會在十四五期間建立完善的碳排放監測、管理、交易體系，通過總量控制和價格引導相結合的方式推動各個行業在進一步降低能耗的基礎上，向降低排放的方向發展。我們預計對於電能替代，特別是氫能替代和碳捕捉的技術投入將會加大，在應用端多管齊下實現碳中和目標。
圖表: 他山之石-歐洲碳交易一級、二級市場雙循環
資料來源：中金公司研究部
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