《一本书读懂碳中和》碳中和背景下的全产业链变革梳理

（原标题：《一本书读懂碳中和》碳中和背景下的全产业链变革梳理）

(声明：本文内容来自阅读《一本书读懂碳中和》的抄录和总结，括号内的备注来自于本文作者个人见解，不具备投资建议，国庆节阅读之后深感“相见恨晚”，真是早读早发财，各位觉得内容不错可购买此书)

一、概念

碳达峰，是指碳排放量达到峰值后不再增长，并逐渐下降的过程。

碳中和，是指在特定时间内，每一个对象（可以是全球、国家、企业甚至某个产品等）未来“排放的碳”与“吸收的碳”相等。

只有实现了碳达峰的目标，才能够进行碳中和的行动。留给碳中和的过渡时间越长，减排工作的压力就越小，对经济的影响也越平缓。

二、实现碳中和的意义

1、责任

2、摆脱能源对外依赖

3、促进全球产业链重构

作为全球制造业大国，我国需要在未来市场中拥有低碳竞争优势，才能在产业链分工中聚焦高附加值的环节。

4、推动资产重新配置

投资战略核心方向转变、大量的金融工具将被用于实现碳中和。

5、以气候外交提升国际话语权

碳中和是一场深刻的能源替代行动，将重新定义21世纪的大国竞争格局。

6、推动产业技术升级

技术研发与技术突破是实现净零排放的关键，必然带动相关产业和基础设施的绿色升级。如电力系统、工业行业原燃料替代、交通电气化等领域。

7、创造新型就业机会

8、推动循环经济转型 

构建绿色低碳循环发展体系需要生产体系、流动体系、消费体系的协同转型。

三、特高压、能源互联网与碳中和之间的联系

能源互联网是基于可再生能源的分布式、智能化的开放共享网络，让互联网与能源的生产、运输、储存、消费等各个环节深度融合。能源互联网是未来全球能源发展的必然方向，而特高压则是构建能源互联网的必要基础。我国先进的特高压技术为实现跨洲、跨国的能源互联提供了可能，也将从根本上改变我国的能源发展方式，是加速实现清洁替代和电能替代的根本途径。未来，世界能源很可能在我国的引领下实现互联互通。（所以特高压炒得如火如荼，能源互联网还得好好挖掘一下）

四、实现碳中和的难点

1、经济发展需求与节能减排约束：一场速度与质量的博弈

2、能源转型技术面临重重挑战

如钢铁行业的焦炭炼钢向氢气炼钢的转变，燃料电池对燃油的替代，工业生产中可回收材料的利用等。

3、社会观念的转变

是一场社会认知革命，是对能源本质和价值潜能的全新理解与认识。

五、实现碳中和的四项关键要素

1、技术可行

CCUS（碳捕获、利用与封存）技术能够帮助高耗能行业提升能源利用效率；

可再生能源技术、电气化技术的发展将加快传统化石能源的淘汰，推动清洁能源产业结构的进一步升级换代；

此外，大数据、物联网、人工智能等信息技术也将助力我国碳减排进程，对减少碳排放具有重要意义。

然而，现阶段大部分技术仍处于前期研究阶段，对碳减排、碳替代的贡献还相对较小。

2、成本可控

零碳经济将彻底重构产业链，这也意味着价值链的全面转型。从几大高耗能、高排放的控排行业来看，绿色低碳转型将大幅提高能源供给与节能减排的成本。下表展示了主要行业代表企业的成本构成：

短期来看，脱碳行动带来的“绿色成本”必然会给企业发展带来竞争劣势，从长远来看，新增的绿色成本所带来的经济效益不但能够抵消其自身成本，甚至还能产生净收益。

以钢铁为例，加大废钢电炉炼钢法的研发、推动CCUS技术的应用是钢铁行业成本投入的主要部分。（还是围绕可回收利用、碳捕捉这几个核心）

电力行业，尽管当前较为成熟的煤炭市场价格体系使火电具有明显优势，但从长远来看，我国丰富的风能、太阳能资源可以使电力行业的边际减排成本降为零甚至是负值，未来，廉价的可再生能源电力也能够推动钢铁或交通等行业以低于全球平均水平的成本实现脱碳。（电力是很多行业的成本构成部分，自身也是高碳行业，因此是碳中和改革的核心。）

3、政策引导

政府需要完善行业排放标准、建立碳税征收机制、建立健全碳排放权交易市场以及构建绿色金融体系等，实施一系列碳减排政策。

4、多边共赢

要实现碳中和目标，一方面需要国际间的合作与交流，另一方面还需要产业链上下游利益共同体的协同努力。

六、碳中和全景图及行业行动指南

1、能源系统分为供给侧和需求侧。

在供给侧，实现电力碳中和是我国碳减排的核心。

在需求侧，依托技术改造的节能减排是核心。

（这两句话圈了最核心的内容，注意：电力和节能减排 ）

2、供给侧之电力碳中和

（1）发展可再生能源发电

从2020年我国发电装机容量看，火电（煤电、气电等）仍占绝对主导地位，其次是水电、风电、太阳能发电、核电、生物质发电，可再生能源发电尚未有效发挥其天然优势。

火电：是通过火力发电厂将煤、石油等化石燃料的化学能转化为电能。

煤电是火电的主体，也是我国二氧化碳排放量大的主要原因。

气电指使用天然气或者其他可燃气体发电，我国气电项目多为调峰电站和热电联产。天然气属于灵活性最好的发电能源之一。天然气调峰电站是一种“缺电时才工作，其他时间休息”且低碳清洁的优质调峰项目，是保障电力系统安全稳定运行的重要一环。（是最好的替代过度能源）

水电是水能利用的一种重要方式，一般有大坝式水力发电、抽水蓄能式水力发电、川流式水力发电、潮汐发电四种类型，世界上最大的水电站就是我国的三峡水电站（长江电力）。

水电具有在运行中不消耗燃料，发电成本、运行管理费比煤电低的特点。此外，水电工程还具有防洪、灌溉、供水、航运、旅游等综合利用效益，因此水电发展十分重要。

风电分为陆上风电和海上风电。

我国风力资源十分丰富，可开发利用的风能储量为10亿千瓦。

风电是环保能源中技术最为成熟的一类，也是目前成本最低的环保发电方式。

太阳能发电分为光伏发电和光热发电，一般指光伏发电，其技术也较为成熟。

光伏发电主要有集中式和分布式两种。

集中式大型并网光伏电站是集中建设的大型光伏电站，直接并入公共电网，通过高压输电系统提供远距离负荷；

分布式光伏发电主要利用分散的太阳能资源，因地制宜布置在用户附近，就近解决用户的用电问题，同时可将余量并入电网。

我国拥有丰富的太阳能资源，目前我国光伏产业链位居全球领先地位，累计装机规模全球第一。

核电也称核能发电，是利用铀原子核裂变时释放出的热能浇水产生的蒸汽推动蒸汽轮机进行发电。核能是一种具有高能量密度和高稳定性的清洁能源。

20世纪80年代以来，我国开始以谨慎的态度发展自己的核电技术，2020年我国核电发电量位列世界第二。

生物质发电主要包括利用农林废弃物直接燃烧或气化发电、垃圾焚烧或填埋气化发电和沼气发电。目前生物质发电的经济性较差。

发电侧碳排放形势严峻：

2060年我国全社会用电量将达到17万亿千瓦时，快速发展可再生能源发电技术至关重要。

2025～2060年我国发电装机总量及结构预测（下图）：

发电侧“脱碳”行动指南：

1）推进陆上风电外送，加强海上风电技术研发

考虑到我国风能资源分布情况以及目前风电发展的限制因素，未来，应大力开展“三北”地区大型风电基地、东南沿海海上风电基地和东中部分散式风电建设。

在政策方面，要建立并健全后平价时期风电开发、建设和运行的有关政策，保障企业收益，推动我国风电产业持续健康发展。以海上风电为例，海上风电可以从规模化连片开发、研究具有成本竞争性的机组、利用“大云物智移”等技术提升智能化水平、融合运维等方向出发度过平价时期。在技术方面，要进一步推进风电技术进步和产业升级，加大风电主轴承、叶片材料、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等关键零部件制造技术投入，降低海上风电成本。在风电消纳方面，要加快特高压跨区输电通道建设，增强风电消纳能力，同时还要加快建立全国电力市场风电消纳机制，促进风电的有效利用。

2）推进光伏发电产业发展，持续降低光伏发电成本

未来，应加快西北部地区集中式光伏发电基地和东中部地区分布式光伏发电建设，因地制宜发展。

在政策方面，要制定并完善光伏发电并网消纳保障机制及配套政策，鼓励分布式发展和就地消纳，加强能源、国土、环保等部门政策协同，减少土地制约因素的限制，减税费。

在技术方面，要支持高效电池和高功率组件产品研发，进一步实现行业成本不断下降，加快对并网技术的研究，实施光伏供电动态化监管，解决并网逆流问题。

3）发挥水电基础保障作用，加快抽水蓄能设施建设

我国水电已具备较高的技术成熟度、能源密度以及较优的经济性，而且由于风电和光伏发电存在间歇性特点，尚不能代替水电，同时，考虑到水电工程的综合利用效益，未来水电的发展仍是重点。

未来，应推进“三江流域”大型水电基地建设，加快抽水蓄能电站的建设。

在政策方面，建议对西部水电开发加大减税降费力度，建立基金，深入推进水电“西电东送”战略。

4）安全有序发展核电，力求降本增效

兼顾安全性和经济性

5）发挥气电灵活性调节作用

未来，应在西气东输气源基地配套输气管网、建设调峰电站，同时在工业园区、城市负荷中心等地开展分布式燃机项目的建设。

在政策方面，通过制定自主核心技术补贴、市场价格机制、税收优惠等财政、税收、价格、市场政策鼓励天然气发电行业健康发展。

在技术方面，加快对燃气机组关键技术的研究，打破国外设备厂商垄断。

6）三大措施并举，煤电逐步退出发电主导地位

煤电的优势：供电稳定，成本低，煤炭资源禀赋高。风电光伏具有供电间歇性。

措施：逐步淘汰落后产能煤电；开展煤电灵活性改造，即提升煤电厂的运行灵活性，让煤电厂由电力提供商转变为服务提供商（困难），更有效的手段是完善电力市场（如煤电调峰电价居高）；利用CCUS技术减少煤电碳排放（目前成本和效益尚不能平衡）。

（2）构建新型电力系统

新型电力系统体现在“能源新”“技术新”“价值新”和“数字化”上。

新型电力系统是以新能源为主体的电力系统，新能源主要是指风能和太阳能。

（感觉被特高压、储能、微电网这些东西刷屏了）

新型电力系统通过与先进信息通信技术结合，能够实现更高的数字化水平。具备广泛连接、智能互动、灵活柔性和安全可控等特点。新型电力系统将通过大范围部署小微传感、智能终端和智能网关，以及运用数字技术持续提升其互联和感知能力；通过电网数字孪生建设，实现电网状态、设备状态、交易状态、管理状态的全透明；同时，利用大数据技术对海量信息进行分析和挖掘，通过人工智能技术提升电网的智能分析和决策水平，增强电力系统调节能力；还可以基于数字化技术分析用户的用电习惯，挖掘用户的节能潜力，促进能源消费向多种能源融合、主动参与的方向转变，推动电动汽车、电能替代、综合能源服务等的发展。（这段话全贴过来了，未来科技股有行情的时候作为炒作点参考。）

重点建设项目：

我国76%的煤炭、80%的风能、90%的太阳能分布在西部和北部，80%的水能分布在西南部，然而70%以上的电力消费集中在东中部地区，以发展特高压主干网和微电网为核心的电网布局可以实现新能源按资源分布因地制宜地接入。

1）特高压

特高压是我国能源运输“主干道”，“西电东送、北电南供、水火互济、风光互补”的能源运输“主干道”，具有大容量、远距离、低损耗、占用土地少的特点，目前我国特高压技术全球领先。

规划：

2025年前，加快西部清洁能源基地特高压外送通道和东部、西部特高压交流骨干网架建设。

2035年前，形成东部、西部两个特高压交流同步电网，扩大“西电东送”特高压直流通道规模，提高清洁能源和电能占比。

2050年前，进一步完善东部、西部特高压交直流骨干网架，全面建成中国能源互联网，实现能源发展方式的根本转变。

（看来特高压的建设周期长着呢，已建成的远远不够）

2）积极推动智能化微电网发展

微电网是一个包括分布式电源、集控中心、用户负荷、储能设备的小型发配电网络。微电网通过推动分布式电源、多种用能终端、储能设备等之间聚合互动，能够实现需求侧的源网荷储一体化。

3）推进新一代调控系统建设

新一代调控系统是依托先进的信息通信技术、测量技术、云计算、大数据、物联网、5G、人工智能等，全面覆盖发电侧、电网侧、用电侧和储能侧各环节，并且能够高速、智能、敏捷感知的电网中枢神经系统。

4）发挥用户侧需求响应作用

主要包括分时电价、阶梯电价和尖峰电价等

5）构建电力市场体系

（3）大力发展储能技术

储能技术是一种能够达到削峰填谷、平衡供需的技术，将发电与用电从时间和空间维度分隔开，发出的电不再需要即时传输，用电和发电也不再需要实时平衡。

利用储能系统可将风电和光伏发电互补后的发电站输出的功率波动由12%～30%降至3%，与火电出力波动无异。

储能技术的应用场景可以分为电源侧、电网侧和用户侧。

储能技术主要分为机械储能（抽水蓄能、飞轮储能和压缩空气储能）、电磁储能、电化学储能和氢储能。

新型电力系统必将催生对储能的需求，我国储能规模将呈不断增长态势。

目前抽水蓄能技术相对成熟，也是使用规模最大、成本较低的一种储能方式。未来，氢储能将成为集中式可再生能源大规模长周期存储的最佳方式。氢气的储运是氢气产业规模化发展的瓶颈，未来需要研发大规模、长距离储运技术，例如加大液态储氢、化学固体储氢等技术的研究力度。加快如加油站、加气站、加氢站三站合一混合站的建立，或将加氢站与充电桩并设，以提高用氢效率。（叠加起燃料汽车的炒作了，另外，各种充电站加氢站不仅是新能车的需要，也是储能的需要。）

电池（电化学储能）的核心材料包括正负极材料、电解质材料，附属材料包括隔膜、集流体和电池壳体材料等。在技术方面需要重视技术与应用场景的衔接，同时研究成本更加低廉的非锂电化学电池，需要发展便于回收再利用的新型储能电池技术，加大电池与其他储能系统混合应用的研究力度。

储能技术是有效利用能源的“最后一公里”。

3、供给侧之非电碳中和

（1）推动氢能产业发展

发展氢能技术对保障能源的稳定供应以及难脱碳行业的碳减排工作来说十分关键。

未来需求量将呈井喷式增长。

氢燃料电池可以在长途运输领域发挥优势，未来也可以在中途领域和电动车竞争。

未来煤制氢会逐渐退出市场，电解水有潜力成为最具成本竞争优势的零碳制氢方法。

全球主要有三种储氢方法：高压气态储氢（技术成熟）、低温液态储氢（成本高）以及固态储氢（潜力最大）。

未来最理想的方式仍然是资源地产氢并就近消纳。

高度重视发展加氢站，加氢站决定了我国氢能能否被大规模利用，可用加油站改造。

（2）加快生物质能利用

生物质能是指自然界中的植物所提供的能量，这些植物以生物质为载体储存太阳能。

生物质主要包括能源作物（玉米甘蔗高粱）、作物秸秆、木质生物质以及藻类。

成本高，很难在短时间内形成规模效应，带来正面的经济收益。

4、需求侧之工业行业脱碳

（1）钢铁行业

约占我国碳排放总量的15%，第一名，是能源消耗和碳排放的大户。

未来几十年，我国钢铁的消费需求总体呈下降趋势。

钢铁行业中的兼并重组是实现碳中和目标的必由之路。

措施：消除过剩产能、发展低碳技术（如废铁回收利用之电弧炉炼钢技术、氢能直接还原铁技术、CCUS技术）和清洁能源生产替代等

（2）水泥行业

约占我国碳排放总量的13%

未来，我国水泥行业需求将稳步下行。

措施：减少各工艺环节产生的热损失，提高水泥窑热效率；广泛应用余热回收发电技术提高工厂电效率；采用替代燃料，生物质燃料替代技术聚焦清洁能源的“煅烧价值”，水泥窑协同处置废弃物技术实现废物和排放“双管齐下”；采用替代原料，将含有同类化学元素但生产过程中不额外产生二氧化碳的物质作为替代原料，如造纸污泥、电石渣、炉渣等；CCUS技术。

绿色水泥（可吸收二氧化碳的绿色水泥）

绿色矿山（矿山环境治理）

（3）化工行业

碳排放总量有限，但排放路径复杂。

我国要继续保持国民经济的长期增长，化工行业是刚需，这意味着对化工行业的需求并不会减少。

础化工的主要产品是有机物，有机物的显著特征就是包含碳元素。煤炭是最原始的原材料，石油的主要组成部分也是碳氢化合物。

到2060年，以煤炭为基础的生产路线仍会在化工行业中发挥重要作用，但规模会比当前小。

采用CCUS技术，还有Power-to-X（电力多元化转换）技术，即把电力储存到X物质，这个X可以是氢气、甲烷、甲醇等各种储能物质。

碳中和将为化工行业带来新一轮高质量的供给侧改革。

政策制定者会更加关注“挑大梁”的龙头企业。龙头企业行业中有更多的议价权。这样一来，小企业就逐渐要去产能、转型，甚至淘汰。（煤化工龙头企业竞争力增强）

从三个方向发力：原料端（提高煤炭作为原料和燃料的使用能效等）、过程端（使用风能、光伏等可再生能源发电提供的清洁电能等）和产品端（使用生物基材料实现对传统石油基材料的替代、中间产品的循环利用等）。

（4）交通行业脱碳

碳排放量占全行业的10%，过去九年年均增长5%，增速非常快，根源是由于我国城市化进程加快。

到2060年，道路交通将全面实现电气化，全部由电力或者燃料电池驱动，燃油汽车将被全面淘汰。

不懈地发展公路建设。未来，依托云计算、大数据、人工智能、物联网等技术发展智慧交通，成熟的自动驾驶技术让出行变得更加通畅。

随着分布式电源电网建设的普及，每一台电动汽车都是一个独立的“小型发电站”。成为能源生产者。

海运，利用氢气或者氨气动力和新型低碳或零碳燃料。

航运，利用氢能和可持续航空燃料以及其他可替代能源。

对航运和海运来说，目前没有兼具性能和成本竞争力的彻底脱碳方案。

重型卡车目前是机动车尾气排放的污染大户。（电动卡车）

未来5年，新能源汽车销量年复合增长率将保持在30%以上，充电桩将面临巨大缺口。充电桩未来的发展需要打通制造、运营、平台三个阶段，充分发挥资源系统效应，实现利润资源最大化。

电池的能耗与安全性问题。

智慧交通建设的基础，就是道路层面的信号灯以及路面行驶的智能化。

蜂窝网络的车用无线通信技术（C-V2X）：车与车互联、车与基础设施互联以及车与行人互联，车—人—路—云

共享出行解决“最后一公里”

在未来，无人驾驶将全面赋能打车服务，通过将共享出行技术平台与无人驾驶技术相结合，为乘客提供更加便捷安全的出行服务。

“无人驾驶飞行器”

（5）建筑行业脱碳

据联合国测算，到2050年，全球人口有望达近100亿，要想容纳这些人口，现有建筑存量将翻倍。

我国的建筑行业能源需求主要驱动因素包括城市化进程的加快和建筑舒适度需求的增加。

建筑业碳排放情况主要包括建筑材料（如水泥）生产与运输、建筑施工以及建筑运行三个阶段，即整个建筑过程的生命周期。

燃煤能耗的主要代表是供热体系（新型供热结构的取代）。我国每年仍有大量建筑竣工并投入运营，新增供暖面积也随之持续增长，碳排放量逐年增加。

在政府推动下，电气化改革也将影响传统炊事技术和系统。举例：“明火厨灶”将被多功能变频电器灶替代，城镇生活热水系统经新技术改造，将由化石燃烧供热系统转变为工业余热供热系统和家庭式电热水器。

城市大部分公共或商用建筑都会变成现代绿色智能建筑，使用节能环保的建筑材料，有良好隔热性能，内层使用连接热水系统的太阳能板、智能温控的内部循环系统和各种节能电气设备。

（6）服务行业脱碳

发展绿色低碳快递运输（环保包装、中转站和仓储节能降耗）

推动信息通信行业低碳化

发展低碳零售模式

倡导低碳办公

居民服务业推广低碳生活理念

5、研究碳的“负排放”技术

想要达到碳中和，一方面要通过各种手段降低碳排放，另一方面就要想方设法把排出的碳“消灭”掉。

当前主要的三项“负排放”技术—碳汇、CCUS、直接空气碳捕集

6、健全碳排放权交易市场体系

碳税和碳排放交易是最为主流的两种碳定价机制。（碳税在我国尚未开展）

建设碳排放权交易市场的意义：

首先，有助于对企业形成激励约束机制，推动企业发展新旧动能转换，引导技术和资金向低碳方向发展，淘汰落后产能，推动企业转型升级。

其次，有助于加强对我国碳排放总量的管理。

最后，有助于我国争取国际碳定价权，推进人民币国际化。未来的碳汇资源就如石油资源一样重要，美元作为石油的衡量结算货币，促使建立了石油美元体系。

7、发展绿色金融体系

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