能源和有色行业在碳中和背景下有哪些机会？

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　　碳中和转型为我国高质量发展带来了巨大的投资机遇，各类机构测算在百亿规模以上，能源的绿色化转型将明显提速，有色行业细分领域将面临新的机遇。在碳中和以及十四五规划下，哪种能源品种会显著受益？哪些金属品种能获得较大增长？对应的产业链发展情况如何？
　　4月1日下午，平安证券有色行业分析师 陈建文 及环保&煤炭行业分析师 樊金璐 通过万得3C会议在线分享了有关碳中和的投资机遇。
　　以下为会议内容实录整理（部分），预计阅读时间3分钟。
　　核心观点
　　1
　　氢能在未来的产业发展过程中，需求量会逐步壮大，建议关注副产氢气的应用，氢燃料电池车目前相当于已经逐步进入商业化的示范运营，确实有一些优点，能源效率比较高，安全性比较高，如果成本下降比较快的话，应该能够得到快速的大范围推广。
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　　碳中和背景下，＂减法＂可能是针对高能耗的电解铝产品，细分来看是电解铝和再生铝受益比较大，建议关注相关的公司，增量在锂电新能源汽车这一块，带动的是锂、钴、镍三个品种的增长，同时对工业金属铜也有一定的促进作用，在燃料电池汽车领域里对箔的需求拉动比较大。
　　3
　　在锂电这块有一些技术路线的并存，主要有磷酸铁锂和三元材料两个路线，随着去年以来比亚迪推出刀片电池，使得磷酸铁锂在未来的新能源汽车的某些领域里确立了一定地位，但从更长的趋势来看，由于三元材料的能量密度比较高，未来的占比可能会延续上升的态势。
　　01
　　碳中和衍生有色行业的增量投资机会
　　总体上我们认为碳综合的有色的投资机会可分为加法和减法，那么其中减法主要是针对电解铝方面，加法是新能源汽车领域带来的一些金属的投资机会。
　　有色行业的碳排放包括两个维度放，一个是直接的碳排放，一个是间接的碳排放。
　　从直接的碳排放来看的话，有色的碳排放的总量不大，17年行业的碳排放总量是6380万吨，在全国碳排放的占比约为0.7%，并且从08年开始，有色直接的碳排放已经达峰了，之后是缓慢的下行当中。从另外一个角度来看，有色位列4大高耗能行业之中，生产过程要消耗大量的电力，而我国的电力又是以煤电为主，因此有色的间接碳排放远高于直接的碳排放。
　　基于这一点，来看有色的用电量情况。20年有色行业的耗电量在6797亿千瓦时，占全社会用电总量的比重是9%。分具体品种来看的话，电解铝的生产耗电量比较大，冶炼一吨电解铝需要消耗的电力是一点三五万度电，是一个高耗能的行业，而且在有色的品种当中，电解铝的产量位居工业金属之首。
　　因此我们可以得出铝的冶炼实际上是中国有色行业电力消耗的主体，20年用电量达到了5052亿千瓦时，在有色的冶炼及压延的行业占比是74%，在有色行业的耗电量占比也达到了78%。20年中国电解铝的间接碳排放大概在4.4亿吨，占我国碳排放总的盘子当中的份额是4%。
　　因此我们认为， 碳减排主要是讲电解铝的碳减排 。
　　除了电解铝这一块以外，我们认为对行业的影响除了减量之外还有一个增量的机会，主要来自于交通运输领域里面，新能源汽车发展带来的相关有色金属品种的投资机会。
　　（图片来源于海洛）
　　交通运输领域是我国的第4大碳排放行业，在全国碳排放的占比约为8%，因此发展新能源汽车，也受到各国政府或者是各大车企的重视。
　　从技术上电源的产生来看，主要有两个路线，主导的是技术比较成熟的锂电池，动力电池对应的是新能源汽车。从更长远的角度来看，则是在氢燃料电池的未来发展前景上，这点还是值得探讨的。
　　在锂电新能源方面，主要的品类锂、钴和镍。在锂电这块有一些技术路线的并存，主要有磷酸铁锂和三元材料两个路线，其中磷酸铁锂这一块，随着去年以来比亚迪推出刀片电池，使得磷酸铁锂在未来的新能源汽车的某些领域里确立了它的地位，但从更长的趋势来看，由于三元材料的能量密度比较高，因此我们认为 三元材料未来的占比可能还是延续上升的态势。
　　综合来看的话，无论技术路线怎么变化，其实对锂的影响比较小，因此它属于新能源汽车的发展。受益于三元正极材料建设的发展，钴的单位用电量可能会减少，但是放在新能源汽车发展的态势下还在增长。镍的增长，也主要是随着三元正极高速发展的趋势，使单位电能用电增加，而新能源汽车的出现也推动了其发展。
　　由此可见，三种能源金属未来在新能源汽车发展的大背景之下，增长确定性较强，空间也比较大。
　　新能源汽车除了刚才说的三种能源金属之外，其实还有一种工业金属受益程度比较大。由于新能源汽车里电池、电机、电线的单车服务的用量比较大，从相关数据看的话，纯电动的新能源汽车单车的铜的用量是83公斤，是传统燃油车的4倍。
　　根据我们的测算，在不考虑充电桩的情况之下，中国新能源汽车领域里面铜的用电，会从2020年的11万吨提高到25年的49万吨和30年的103万吨。全球新能源汽车领域铜的用量会从20年的25万吨提高到25年的101万吨和30年的232万吨。
　　更偏中长期的氢燃料电池里，客观地说成本还比较高，但是它的性能包括碳排放的优势比较突出，所以市场比较看好的中长期的氢能源汽车。
　　燃料电池和有色金属比较相关的还有一种，就是箔金属，它在燃料电池里起到催化剂的作用，能降低催化反应所需的能耗，使得燃料电池的商业化成为了可能。燃料电池现在来看，在它的成本当中，箔的占比是最高的，未来技术路线可能还是要减少，但单车的箔的使用量，我们判断随着燃料电池汽车的发展，全球箔的需求将从19年的260吨，提高到30年的306吨，年复合增速大概是1.5%。
　　综上，我们认为＂减法＂可能还是针对高能耗的电解铝产品，细分来看是电解铝和再生铝，这两个品种受益比较大，建议关注相关的公司，增量在锂电新能源汽车这一块，带动的是锂、钴、镍三个品种的技术的增长，同时对工业金属铜也有一定的促进作用，在燃料电池汽车领域里对箔的需求拉动比较大。
　　02
　　氢能是碳中和时代的零碳能源
　　之前我们对欧盟的碳中和、碳交易进行过研究，在欧盟进行碳交易的十几年来的历程中，我们发现经过碳交易和碳中和的洗礼，欧盟的碳排放下降了。
　　分行业看，电力行业下降比较大，主要是因为新能源的转型，使得电力行业碳排放大幅下降，但交通运输行业的碳排放基本上没有下降。主要是因为欧盟的新能源汽车中氢能发展比较缓慢，对交通运输业的低碳发展，没有很好的支持，所以我们觉得 氢能未来在交通运输领域具有非常大的发展潜力。
　　首先氢能目前已经受到了全球的广泛关注，包括欧盟、美国、日本、韩国这些发达国家纷纷制定氢能的路线图，加快推进氢能产业技术的研发和转化的布局。中国也出台了很多的政策，2020年把氢能纳入能源法，2021年又列入了国民经济社会发展的第14个5年规划和2035的远景目标纲要，来布局氢能产业。
　　当前国家的氢能主要应用在石油化工为主的工业领域，具备了很好的基础。
　　从投资来看，近几年国家的氢能投资体量还可以。2019年氢能产业的相关投资和回报资金达到了1800亿元。尽管去年受到了疫情的影响，但是20年的氢能产业投资仍然达到了1600亿，也体现了市场对氢能产业非常有信心。
　　中国的氢气主要分布在西部地区，这跟我们国家能源化工产业的分布密切相关。根据2019年的数据，产量超过400万吨的省主要是内蒙和山东，氢气产量超过300万吨的省主要有新疆、陕西和山西，200万吨以上的省份，主要是宁夏、河南、河北，基本上都在西北和华北地区。
　　从氢气的来源看，根据一些学者的分类，可以分为灰氢、蓝氢和绿氢三类。灰氢主要是利用化石能源，包括石油、天然气制取氢气，成本相对比较低，但是碳排放比较大。蓝氢是指在化石能源制氢的同时配合碳捕捉和封存技术，使得碳排放的强度相对比较低。但是目前根据相关报道，CCUS也就是差不多的技术，成本比较高。
　　绿氢主要是利用风电、光伏，包括水电、核电这样的可再生的清洁低碳能源来电解制氢，制氢的过程接近于0排放，但是成本也比较高。 目前国家的氢气大部分还是来自于灰氢，也就是来自于化石能源。
　　（图片来源于海洛）
　　根据统计，从消费来看，氢气主要用于工业领域，合成氨占比在37%，甲醇用氢占19%，炼油大概占10%，氢气用于燃烧占15%，其他占19%，从比例可以看出使用相对比较分散，用于化工合成领域燃烧的比例比较低。
　　从能源效率来看，天然气、甲醇、焦炉煤气的效率在60~80%，煤制氢在50~60%的能源效率，电解水制氢的效率最低，目前是在50%以下的情况。从污染物排放来看，电解水制氢最低，因为它在制氢的过程中只有氧气排出来，在碳排放方面，从全生命周期来看，如果用水电或者风电、太阳能发电的话，对应产生的电来制氢，碳排放基本是0，也就是电解水制氢最低。
　　氢能在工业上和产业上未来的应用前景方面，氢能冶金是非常重要的一个应用领域。 前段时间因为碳中和对钢铁行业的影响，很多钢铁股票涨得非常好。
　　钢铁行业占全国碳排放总量大概有15%，应该说是制造业中最大的碳排放来源。主要是由于他们采用焦炭来冶金，焦炭主要有三个作用，第一个是作为燃料，第二个是作为还原剂，第三个是作为股价支撑，来实现铁矿石还原成铁的过程，氢气作为还原剂和燃料，能够替代焦炭实现这样的功能和作用。
　　目前欧盟包括瑞典等几个国家正在开展氢能替代焦炭的实验，综合信息来看，我们国家的宝钢、酒钢等企业，也在进行对应的研究或者是中小示范的项目，但没有进行工业化的运行。
　　从现有的数据来看，氢能替代焦炭冶金的前景非常广阔。 根据我们的统计，2020年钢铁行业的用煤大概7.3亿吨，如果被氢气去完全替代的话，这个需求会非常旺盛。
　　以瑞典的项目进行数据测算的话，大概450万吨的钢铁，需要150亿度电进行制氢。我们按照2020年10.5亿吨粗钢计算，大概需要3.5亿度电的体量，相当于2020年电力生产的47%。
　　也就是说，即便有10%的钢铁产量被氢气替代的话，我们国家至少也要有5%的电用于制氢去供给钢铁行业，所以这个市场是非常大的。
　　第二个也是市场上关注比较多的氢能用于交通运输领域，氢能加燃料电池产业链前景也是非常广阔，主要是用锂电池等新能源汽车去替代燃油汽车。
　　氢能的电池产业链主要包括制氢、加气站、燃料电池系统，还有燃料电池的一些应用。现在国家也出台了很多的政策，包括新能源的产业发展规划，包括2020年9月份的时候，下发了关于开展燃料电池汽车示范应用的通知，给予了行业比较大力度的补贴政策。
　　京津冀、长三角、珠三角，包括四川、山东大概31个省市级的区域性的政策和规划，也陆续出台，去支持地方的制氢产业的发展。
　　（图片来源于海洛）
　　现在来看，跟钢铁行业的氢能冶金不同，氢能燃料电池产业基本上已经进入了商业化时期，应该很快就会实现大规模的应用，同时很多的大型央企也在布局氢气产业。
　　目前中石油、中石化包括国家能源集团，还有中船重工、东方电气、东方集团等大型的央企都在参与氢气产业。 根据中国的氢能联盟预测，2050年氢能在中国的能源体系的占比要达到10%，氢气的需求量将达到6000万吨，其中用于交通运输领域大概在2500万吨，基本上是在现在氢能产量的基础上翻一番的水平。
　　当然燃料电池的推广还有一些问题，最重要的是成本比较高，经济性还面临一定的挑战。目前氢燃料电池发动机比较贵，导致价格大概是燃油车的三倍，是电车的两倍左右，而且配套的加氢站费用也比较贵，一个加氢站大概建设费用是1500万左右，而且现在看的话，氢气的价格也比较高，每公斤的氢气大概在60~80元。
　　根据跟电动车和汽油车的对比，只有氢气降到40元以下，才有竞争的基础。
　　从投资建议来看，我们认为氢能在未来的产业发展过程中，需求量会逐步壮大，建议关注副产氢气的应用，氢燃料电池车辆刚才也提到，相当于已经逐步进入商业化的示范运营，确实有一些优点，能源效率比较高，安全性比较高，如果成本下降比较快的话，应该能够得到快速的大范围推广。
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