2020年碳中和专题系列：中国与欧美碳中和方式的异同及其启示-solarbe文库

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证券研究报告策略研究/深度研究 2020年12月18日张馨元 SAC No. S0570517080005 研究员 SFC No. BPW712 021-28972069 zhangxinyuanhtsc.com 王以 SAC No. S0570520060001 研究员 SFC No. BMQ373 wangyi012893htsc.com 1策略策论十四五区域的择区择时择线 2020.10 2策略策论十四五三阶段节奏与五方向预判 2020.10 3策略技术生态内循环美、德、中比较2020.10 中国与欧美碳中和方式的异同及其启示碳中和专题系列（1）碳中和承诺远比 2060 更近，四大主题与十二赛道“坡长雪厚” 9 月习近平总书记在联合国大会一般性辩论上宣布，中国将在 2060 年实现碳中和，这是中国首次在国际社会上提出碳中和承诺。根据清华大学课题组政策建议报告，2060 实现碳中和意味着在 2025 年左右需进入碳排放平台期，2030 年前需实现碳排放达峰，2030 年后需沿着最严格的“1.5℃路径”加速减排。十四五期间碳中和相关产业规划或将悉数铺开，借鉴欧美日经验并考虑中国的特性，我们在本文中自上而下地筛选出四大主题（电力脱碳/终端电化/节能提效/排放绿化）与十二大细分的“长坡赛道”。碳中和意义“低”碳经济，战略“高”地在碳中和承诺前，中国就已积极参与国际社会碳减排，从 09 年哥本哈根会议到 15 年巴黎会议，中国减排承诺力度加强、范围扩大，且迄今均超额完成目标，2060 碳中和承诺是在当下几个特殊时点共振下，具有高度战略意义的顶层设计1）中美关系的“后特朗普时代”，强化低碳目标具有国际竞合的战略背景；2）逆全球化风波仍未平息，重塑能源体系具有重要的安全意义；3）中国新旧经济动能转换的质变时刻，借低碳产业在“微笑曲线” 中的有利地位，乘胜追击，或有助全球价值链地位进一步向上迁移。碳中和路径拐点不远，成色待验按照强度由强到弱，中国执行低碳经济转型有四个路径政策路径（沿 15 年巴黎协定国家自主贡献目标）、强化政策路径（在 15 年目标基础上加大减排力度）、2℃路径（与 2050 年全球温升 2℃相契合的路径）、1.5℃路径（与 2050 年全球温升 1.5℃相契合的路径）。2060 碳中和承诺意味着，长期发展路径需向最严格的 1.5℃路径靠拢，2030 年前碳排放需达峰，2025 年左右碳排放需进入平台期，考虑到 2019 年中国碳排放仍处于上升通道， 2060 年的远期承诺实则在十四五期末即将面临重要考验。碳中和方式策略共性，路径特性对照欧美日，中国实现碳中和的总体策略大致类似，即围绕碳排放的主要部门和环节，实现“电力部门深度脱碳、终端非电力部门深度电气化、终端耗电设备节能提效、碳排放端充分绿化”。但路径上或有差异，第一，中国从碳排放高峰到碳中和的时间显著更短，这意味着政策助力具有紧迫性，且电力部门脱碳的制约因素，如储能、风光资源与负荷错配等亟需解决；第二，电气化难度较高的工业部门在中国经济结构中占比更高，这意味着替代路径，如氢能等清洁燃料也大有可为；第三，从电力结构转型来看，中国电力部门脱碳跳过油气时代，直接从燃煤时代进入“风光”时代。碳中和机遇四大主题，十二赛道沿碳中和总体策略及每个策略中的“堵点”，自上而下地思考，我们认为四大主题及对应的十二个细分赛道有望受益于碳中和承诺带来的边际变化，且“坡长雪厚”1）电力脱碳主题风电/光电实现对火电的规模化替代是 “堵点”，对应储能、分布式光伏、特高压产业链；2）终端电化主题化工/商用车/建筑等较难电气化的领域脱碳是“堵点”，对应废钢处理、石墨电极、氢能-燃料电池、生物燃料、装配式建筑产业链；3）节能提效主题对应功率半导体 IGBT 产业链；4）排放绿化主题废塑料等废弃材料脱碳与碳收集是“堵点”，对应生物降解塑料、塑料回收、CCUS 产业链。风险提示碳中和政策制定力度不及预期；行业低碳转型执行情况不及预期；国产化率速度低于预期；全球风险偏好大幅回落。相关研究策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 正文目录碳中和之于中国不止于“追随者”与“2060” 4 碳中和承诺的前世今生09哥本哈根→15巴黎→21格拉斯哥 4 碳中和承诺的三个意义国际关系、能源安全、经济动能 5 碳中和承诺的四个路径2060承诺“比你想象得更近” 8 中国与欧美碳中和方式的异同及其启示 9 策略的共性电力脱碳，终端电化，节能提效，排放绿化 9 路径的特性两点劣势与一点优势 11 碳中和承诺下的十二个“长坡赛道” 14 电力脱碳储能/分布式光伏/特高压 14 终端电化废钢处理/石墨电极/氢能-燃料电池/生物燃料/装配式建筑 . 18 节能提效IGBT 21 排放绿化生物降解塑料/塑料回收/CCUS 22 碳中和细分赛道上市龙头汇总 . 24 风险提示 24 图表目录图表1 单位GDP二氧化碳排放中国于 2018年提前完成哥本哈根承诺 . 4 图表2 中国在国际社会上提出的碳排放承诺与格拉斯哥大会前预期目标 . 5 图表3 提出碳中和愿景的国家目标时点 vs立法进度 vs当前碳排放量 . 6 图表4 中国对化石燃料（除煤炭）的对外依存度较高 6 图表5 但在清洁能源领域是全球领军者全球风电装机容量分布 6 图表6 但在清洁能源领域是全球领军者全球太阳能装机容量分布 7 图表7 但在清洁能源领域是全球领军者全球水电装机容量分布 7 图表8 中国已在光伏产业链“微笑曲线”中占据有利位置 . 7 图表9 能源相关CO2排放量长期低碳转型路径“强化政策路径→1.5℃路径” 8 图表10 能源相关CO2排放源电力与热力部门是碳排放量最大领域 9 图表11 发电结构（2019）中国以煤炭为主，发达经济体以次优能源为主 10 图表12 电力部门2050年中国化石燃料发电占比有望从 70左右降低至10左右 10 图表13 终端非电力部门中国或在 2050年前力争实现深度电气化 . 11 图表14 2050E中国终端非电力部门细分领域电气化率 . 11 图表15 能源相关CO2排放量中国减排路径斜率或显著高于欧美 12 图表16 电气化难度较高的工业部门，在中国碳排放结构中占比高 12 图表17 三类能源发电份额变动（5年区间）中国越过“油气时代”，直接由“燃煤时代”进入“风光”时代 13 图表18 政策路径下2019-2030各国能源消费量变化可再生能源消费增量大于天然气 oPqPpPzRtMnRnRtRsNsQsPoOrRqQ9PdNaQsQoOmOoOiNmNmOkPoPzQbRnPoPvPmRrQwMsPrQ 策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 13 图表19 兑现碳中和承诺下的潜在方式与涉及行业/产业链 . 14 图表20 2018年后弃风弃光问题已明显改善 15 图表21 不同利用小时下的光伏度电成本2021后有望用户侧平价 15 图表22 光伏储能实现电力平滑输出（美国加州某电站范例） . 15 图表23 电池组成本下行，2025年全球储能系统成本或较 2019年下降40 16 图表24 日照时数（2019）中国光照资源集中在西北地区 16 图表25 用电负荷（2019）中国用电负荷集中在东部沿海地区 16 图表26 截至2020Q2，分布式光伏累计装机渗透率仅 31 17 图表27 特高压输送改善风光资源与电力负荷区域错位问题. 17 图表28 2020-2025E中国特高压产业及其带动产业投资规模 18 图表29 电炉钢渗透率十四五末中国电炉钢渗透率有望达 20 18 图表30 废钢比十四五末中国废钢比有望达 30 18 图表31 中国氢能-燃料电池产业链市场规模 . 19 图表32 交运2020-2030E氢能商用车销量CAGR或达52 19 图表33 工业电解水制氢氢炼钢工艺能实现钢铁生产深度脱碳 . 20 图表34 施工阶段单位面积碳排放装配式住宅＜传统住宅. 20 图表35 对比海外发达市场，中国装配式建筑渗透率空间较大 . 20 图表36 IGBT中国市场规模与下游应用分布 21 图表37 下游家电能效新标助力变频家电的渗透率提升 21 图表38 下游工控中国变频器市场规模 21 图表39 IGBT模块供应商全球份额仅斯达半导一家中企进入Top10 21 图表40 欧盟废塑料处理中三大方式占比循环利用占比持续提升，但仍低于 40 . 22 图表41 CCUS概念流程 . 23 图表42 全球大型CCUS项目数量（2010-2020）及分布（2020年） 23 图表43 碳中和十二大细分赛道上市龙头汇总 24 策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 4 碳中和之于中国不止于“追随者”与“2060” 碳中和承诺的前世今生09哥本哈根→15巴黎→21格拉斯哥 2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争 2030 年前达到峰值，努力争取 2060年前实现碳中和”。这是中国首次在国际社会上提出碳中和目标。12 月 12 日，习近平总书记在巴黎协定五周年“气候雄心峰会”上进一步细化了 2030 年碳排放强度、减排幅度、非化石能源占比等目标细则。事实上，中国自 2009 年以来就已向国际社会做出碳减排承诺，且迄今为止超额完成目标。 2009哥本哈根中国早在2009年联合国第九届世界气候大会哥本哈根会议前夕，就已提出量化减排目标，彼时的承诺针对碳排放强度到 2020 年，单位 GDP 二氧化碳排放量较2005年下降40-45；根据IEA数据，2018年中国单位GDP二氧化碳排放量较2005 年下降 42，已提前完成哥本哈根承诺。图表1 单位GDP二氧化碳排放中国于2018年提前完成哥本哈根承诺资料来源IEA，华泰证券研究所 2015巴黎2015年联合国第十五届世界气候大会巴黎会议前夕，中国进一步更新有关碳排放的定量目标（后成为巴黎协定中国的自主贡献目标，NDC），巴黎承诺相比于哥本哈根承诺覆盖面进一步扩大，包括 4个定量目标和1个定性目标1）碳排放规模2030 年前后，二氧化碳排放量达到峰值并尽早达峰；2）碳排放强度2030 年单位 GDP 二氧化碳排放量较 2005年下降6065；3）非化石能源占比2030年非化石能源占比要达到20；4）森林碳汇2030年森林碳汇达到45亿立方米；5）定性目标到 2030年，中国在适应气候变化的工作开创一个局面，早期预警，把风险降到最小。 2021 格拉斯哥根据 2015 年巴黎协定，缔约国应当每五年更新一次国家自主贡献目标，按原定计划，中国应当在今年 11 月联合国气候变化大会格拉斯哥会议前提交更新版本的NDC计划，由于疫情，2020年格拉斯哥会议推迟到 2021年举行。根据2020年12 月 12 日“气候雄心峰会”习近平总书记的发言，以及清华大学政策建议，在 2060 年实现碳中和的长期目标下，新 NDC 计划进一步提升巴黎承诺的减排力度1）碳排放规模二氧化碳排放量争取在 2030 年前达峰，2025 年后进入峰值平台期且控制在 105 亿吨以内；2）碳排放强度 2030年单位 GDP二氧化碳排放量较 2005年下降65以上；3）非化石能源占比2030年非化石能源占比达到 25；4）森林碳汇2030年森林积蓄量达到60亿立方米；5）新能源装机2030年风电、太阳能发电总装机容量达到 12亿千瓦以上。 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 kg/美元中国美国欧盟日本印度全球 2009哥本哈根承诺2020目标区间 2016巴黎承诺2030目标区间策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 5 图表2 中国在国际社会上提出的碳排放承诺与格拉斯哥大会前预期目标资料来源清华大学气候变化与可持续发展研究院中国低碳发展战略与转型路径研究（2020年 10月发布），华泰证券研究所碳中和承诺的三个意义国际关系、能源安全、经济动能中国提出碳中和承诺，并非处于一个被动追随者的立场，而更像是主动引领者。我们认为，积极推进碳中和目标对于中国至少有三个层面意义 1）国际关系。中美关系的“后特朗普时代”，强化低碳目标具有国际竞合的战略背景。根据 ECIU 数据，全球有 125 个国家/地区提出碳中和愿景，6 个已实现立法， 5 个处于立法议案阶段，13个已有相关政策文件，99个处于政策文件制定讨论中。自巴黎协定以来，尽早实现碳中和、控制温升已成为全球共识性议题。我们认为，相比特朗普，拜登的外交政策更加强调与欧洲、亚太盟友的合作，中美关系新阶段，中国主动参与碳中和是强化与国际社会战略合作的重要手段。联合国第 9 届气候变化大会哥本哈根 2009 2015 联合国第 15 届气候变化大会巴黎 2021 联合国第 20 届气候变化大会格拉斯哥碳排放规模碳排放强度非化石能源占比森林碳汇 2030 年前后， C O2 排放量达到峰值并尽早达峰 CO2 排放量在 20 30 年前达峰， 2025 年后进入平台期且控制在 105 亿吨以内 2030 年单位 GD P 二氧化碳排放量较 20 05 年下降 60 65 2030 年单位 GD P 二氧化碳排放量较 20 05 年下降 65 以上 2030 年非化石能源占比要达到 20 2030 年非化石能源占比要达到 25 2030 年森林积蓄量达到 45 亿立方米 2030 年森林积蓄量达到 60 亿立方米 2020 年单位 GD P 二氧化碳排放量较 20 05 年下降 40 4 5 2020 第 75 届联合国大会一般性辩论 2030 年前 CO2 排放量达峰 2060 年争取实现碳中和新能源装机 2030 年风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 6 图表3 提出碳中和愿景的国家目标时点vs立法进度 vs当前碳排放量资料来源ECIU，华泰证券研究所；仅展示2019年GDP超过3000 亿美元以上的国家 2）能源安全。逆全球化风波仍未平息，重塑能源体系具有重要的安全意义。中国油气资源相对匮乏，原油与天然气高度依赖进口，2020 年 1-9 月中国原油、天然气的对外依存度分别为 73、42。与此同时，中国在清洁能源领域却具备全球领先优势，根据IRENA 数据，2019 年中国陆上风电、太阳能光伏、水电累计装机规模分别占全球总量的 34、 35、27，均居全球第一，推进能源结构从化石燃料向清洁能源转化，有助于提升中国能源独立性。十四五规划建议第一次提出统筹发展和安全，办好发展和安全两件大事，把安全提到从未有过的高度，而能源安全与独立是安全这一大范畴下重要的细分议题。图表4 中国对化石燃料（除煤炭）的对外依存度较高图表5 但在清洁能源领域是全球领军者全球风电装机容量分布资料来源Wind，华泰证券研究所；截至2020年9 月资料来源IRENA，华泰证券研究所；数据基于2019 年全年产能 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2040 2050 2050 2050 2050 2050 2050 2045 0 1,000 2,000 3,000 4,000 0 1 2 3 4 意大利加拿大墨西哥荷兰比利时阿根廷哥伦比亚巴基斯坦日本德国瑞典挪威爱尔兰南非奥地利欧盟韩国西班牙英国法国丹麦瑞典碳中和立法进度（下轴） 2019年CO2排放量（百万吨，上轴）政策讨论中已有政策文件立法提案中已立法 72.55 41.87 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 对外依存度原油对外依存度天然气中国 34 欧洲 29 美国 18 其他 19 陆上风能（ 95 ）英国 35 德国 27 中国 21 丹麦 6 比利时 5 其他 6 海上风能（ 5 ）策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 7 图表6 但在清洁能源领域是全球领军者全球太阳能装机容量分布图表7 但在清洁能源领域是全球领军者全球水电装机容量分布资料来源IRENA，华泰证券研究所；数据基于2019 年全年产能资料来源IRENA，华泰证券研究所；数据基于2019 年全年产能 3）新经济动能与就业创造。通常中国在全球价值链中位于偏中低端，面临上游材料与设备短缺，下游市场利润低“两头在外”困境，早期中国光伏产业也面临类似局面，上游技术密集型的光伏设备、硅料、硅片依赖进口，下游资金密集型的市场环节受欧美日等打压，仅具备中游低利润率环节电池片与组件的竞争优势，但随着保利协鑫（3800 HK）等领军企业改良西门子法实现技术突破后，国内硅料生产发展迅速，设备、硅料、硅片从自己自足进化为排放优势品种，而随着下游光伏装机上升与成本的下降，光伏电站的竞争优势也明显上升。中国光伏产业从“两头在外”发展为全产业链的全球领军者，这在其他多数行业中并不常见。借助“微笑曲线”的有利位置，发展清洁能源有助于向经济转型注入更多动能、创造更多就业。据 IEA首席经济学家测算，光伏、风电与能效领域的就业创造率是传统化石燃料的 1.5-3倍（ China’s net-zero ambitions the next Five-Year Plan will be critical for an accelerated energy transition， 2020年10月发布）图表8 中国已在光伏产业链“微笑曲线”中占据有利位置资料来源CPIA，Wind，华泰证券研究所；行业毛利率为细分领域中国TOP2 企业（含海外上市）均值；光伏设备占比基于营收，其余环节占比基于产能，占比数据均为 2019年度数据中国 35 欧洲 24 日本 11 美国 10 印度 6 韩国 2 其他 12 太阳能光伏 / PV （ 98 . 9 ）欧洲 37美国 28 摩洛哥 8 南非 8 中国 7 印度 4 其他 8 集中式太阳能 / CS P （ 1 . 1 ）中国 27 欧洲 17美国 8 巴西 8 加拿大 6 俄罗斯 4 印度 4 日本 4 其他 22 10 15 20 25 30 35 40 45 50 设备硅料硅片电池片组件电站运营 18 毛利率（） 19 毛利率（） 2 0 H 1 毛利率（）中国大陆 7 7 . 8 马来西亚 4 . 4 韩国 3 . 8 中国台湾 3 . 2 其他 1 0 . 8 电池片中国大陆 7 1 . 4 其他 2 8 . 6 光伏设备中国大陆 6 7 . 3 韩国 1 3 . 0 德国 1 1 . 1 美国 3 . 7 其他 4 . 9 多晶硅中国大陆 9 3 . 7 中国台湾 2 . 4 其他 3 . 9 硅片中国大陆 6 8 . 8 东南亚 1 4 . 0 印度 4 . 2 韩国 4 . 0 其他 9 . 0 组件中国大陆 3 5 . 3 欧洲 2 3 . 8 日本 1 0 . 7 美国 1 0 . 4 其他 1 9 . 8 光伏发电光伏产业链各环节中国大陆企业在全球产能（或营收）中占比策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 8 碳中和承诺的四个路径2060承诺“比你想象得更近” 根据清华大学气候研究院中国低碳发展战略与转型路径研究（2020年10月发布），中国实现低碳转型有 4个路径 ① 政策路径落实并延续 2015 旧版本 2030 年中国自主贡献目标，这一路径下，中国 CO2排放量将于2030前后达峰； ② 强化政策路径在 2020年更新版本的中国自主贡献目标中，加大 2030年减排承诺（图表2所示），这一路径下，中国 CO2排放量将于2030年前达峰，2025年后进入平台期； ③ 2℃路径按照巴黎协定全球温升最低要求，2050年实现与温升2℃目标相契合的减排路径，在这一路径下，中国 CO2排放量需要于2025年前达峰； ④ 1.5℃路径按照巴黎协定全球温升理想状态，2050年实现与温升1.5℃目标相契合的减排路径；在这一路径下，中国 CO2排放量需要从 2020年起进入下行通道，2050 年将基本实现CO2净零排放，全部温室气体深度减排。上述四种路径面临的两难在于一方面，长期执行“政策路径”或“强化政策路径”无法实现巴黎协定2050年最低温升要求，也无法实现2060碳中和承诺；另一方面，如果减排路径直接向 2℃或 1.5℃路径靠拢，由于能源与体系的惯性以及经济稳增长的需要，执行可行性低。因此，清华大学气候研究院建议的“长期低碳转型”路径是上述基础路径的叠加2030 年前执行“强化政策路径”，其后加速向“1.5℃路径”靠拢。在“长期低碳转型”路径下，中国将于2050年基本实现CO2净零排放，于 2060年实现全部温室气体净零排放（碳中和）。因此，碳中和承诺实质上并非 2060年才得以验证的“远期支票”，要兑现这一承诺，2030年前我们需要看到 CO2排放量拐点出现。图表9 能源相关CO2排放量长期低碳转型路径“强化政策路径→1.5℃路径” 资料来源清华大学气候变化与可持续发展研究院中国低碳发展战略与转型路径研究（2020年 10月发布），波士顿咨询，Wind，华泰证券研究所 0 20 40 60 80 100 120 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060 亿吨当量政策路径强化政策路径 2℃路径 1.5℃路径长期低碳转型十四五规划目标巴黎协定2030自主贡献目标巴黎协定2050全球温升目标碳中和承诺能源相关CO2排放14.7 工业过程CO2排放2.5 -农林业碳汇7.8 -CCUS8.8 CO2净排放0.6亿吨前提2050年CO2净零排放 2060全部温室气体净零排放策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 9 中国与欧美碳中和方式的异同及其启示策略的共性电力脱碳，终端电化，节能提效，排放绿化设计碳中和策略，首先需要分析碳排放的来源。按照经济部门，可将碳排放源分为五类电力与热力部门（主要为发电环节碳排放）、工业部门（主要为金属冶炼与化工品制造环节碳排放）、交运部门（主要为陆运、航运、空运碳排放）、建筑部门（建筑施工与家庭生活环节碳排放）、其他部门。基于2018年数据，中国电力与热力部门碳排放占比最高，达到 51，其次为工业部门（28）、交运部门（10）、建筑部门（4）；美欧日等发达经济体的相同点在于电热部门均为碳排放主力，差异点在于工业部门碳排放占比更低，建筑部门碳排放占比更高，与产业结构差异大致相匹配（二产占比更低，三产占比更高）。图表10 能源相关CO2排放源电力与热力部门是碳排放量最大领域资料来源IEA，华泰证券研究所；数据为2018全年数据基于上述五大碳排放源，中国实现碳中和的策略整体思路与发达经济体是类似的，即①电力部门深度脱碳、②非电力部门深度电气化、③终端设备节能提效、④碳排放端“绿化” （即采用碳捕捉封存等技术实现碳排放的终极“回收”），且上述策略具有优先顺序的差异，电力部门脱碳居于最优先地位。简言之，若不率先实现发电环节的脱碳，其余环节电气化反倒可能使得碳排放增加（比如用煤炭发的电给电动车充电）。 I.电力脱碳。用清洁燃料代替化石燃料发电是碳中和的重中之重。综合清洁程度、开发性能、安全性能，发电能源可大致分为三类煤炭（清洁程度最低，不可再生）→次优能源（原油、天然气、水电、核电；原油/天然气清洁度高于煤炭，但不可再生，核电可再生但有安全性隐忧，水电可再生但有开发上限）→优质能源（除水核电外的可再生能源，主要为风、光、生物质，可再生且安全性、开发性等均较优），2018年中国煤炭发电占比高达 66，其次为次优能源 24（水电 17、核电 4、天然气 3），风光等优质能源发电占比合计 9。对比海外发达经济体，美欧日次优能源是发电主力（美国与日本气电占比最高，欧洲核电占比最高），煤炭发电占比分别仅为 24、15、32。 51 42 38 49 33 28 18 9 18 13 10 25 36 19 29 4 6 7 5 12 7 9 11 10 12 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 中国全球美国日本欧盟电力与热力部门工业部门交运部门建筑部门其他部门策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 10 图表11 发电结构（2019）中国以煤炭为主，发达经济体以次优能源为主资料来源IEA，华泰证券研究所注中国数据为2018年根据全球能源互联网合作组织测算，到 2025年，中国发电结构中，煤炭占比将从67下降至49，风光发电占比将从 8上升至20，气电、水电、核电等次优能源占比从 25 微升至 28；到 2050 年，煤炭发电占比大幅下降至 6，风光发电上升为主力，合计占比66，气电、水电、核电等次优能源占比维持在 28左右，此外生物质发电占比约6。整体趋势可概括为，煤炭发电持续削减、风光发电持续扩张、次优能源稳定支持、生物质作为补充力量。图表12 电力部门2050年中国化石燃料发电占比有望从 70左右降低至 10左右资料来源全球能源互联网合作组织，IEA，华泰证券研究所 II.终端电化。拥有清洁电源后，将终端非电力部门所使用的能源从化石燃料转向电力即可实现非电部门脱碳。根据国家电网（未上市）能源研究院（国家电网2050“两个50” 的深度解析，2019年12月发布），2019年中国终端能耗整体电气化率仅为 26，工业、建筑、交运部门分别为 25、37、3。国家电网预计，2025年整体电气化率将提升至 34，2050 年有望提升至 52，其中交运部门受益于电动车和高铁渗透率上升，潜在电气化提升力度最大。细分领域来看，到 2050 年，建筑部门中的照明、电器、制冷，交运部门中的铁路电气化率有望达到90以上，工业部门中的化工、建材、有色、钢铁，建筑部门的采暖、炊事电气化率预计仍将低于 80，交运部门中的航运、航空电气化预计低于 10。 24.2 15.2 31.6 66.4 71.0 11.4 24.5 14.5 9.0 10.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 美国欧盟日本中国印度可再生能源（除水核电）水能核能天然气原油煤炭次优发电能源 66.4 48.8 26.0 5.7 3.3 6.4 5.2 3.4 4.1 5.5 7.4 8.6 17.1 16.0 16.4 15.7 5.1 11.0 20.6 30.5 2.5 9.2 20.0 30.1 1.6 3.1 4.4 6.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2018 2025E 2035E 2050E 煤电气电核电水电风电光伏生物质及其他持续削减稳定支持持续扩张补充力量策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 11 图表13 终端非电力部门中国或在 2050年前力争实现深度电气化资料来源国网能源研究院，华泰证券研究所图表14 2050E中国终端非电力部门细分领域电气化率资料来源国网能源研究院，华泰证券研究所 III．节能提效。通过技术手段与节能产品的普及，降低设备运行所需要的电力同样可以达到减排效果。目前可预见的节能提效方式包括，工业部门中的工控与工业自动化解决方案、建筑部门中的变频家电等。 IV．排放绿化。在上述三种途径均无法避免的碳排放，通过森林碳汇、CCUS（碳捕捉、利用与封存技术）、回收（塑料回收、生物可降解塑料）等方式实现最终环节的减排。路径的特性两点劣势与一点优势虽然策略类似，但中国碳中和路径与欧美日明显不同，体现为两点劣势与一点优势。第一， 2060 碳中和承诺下，中国减排路径斜率明显高于欧美日。以碳排放高点作为低碳转型起点，欧盟、美国、日本分别于 1979 年、2007 年、2008 年达到碳排放顶峰，至 2050 年碳中和，分别有 71年、43年、42年转型时间，而即使在强化政策路径、2030年前达到碳排放顶峰的情形下，留给中国的转型时间也仅有 30 年，这意味 1）后续较长时间内低碳转型均会是五年规划的重要约束性目标，2）以风光发电为导向的电力脱碳，作为低碳转型的第一要务，其紧迫性不低，约束风光发电份额扩张的核心因素，如储能成本问题、风光资源与负荷错配、逆变器容配比等，有望在政策推动下得以改善。 26 34 43 52 25 32 41 54 37 46 54 65 3 5 13 35 0 10 20 30 40 50 60 70 2017 2025E 2035E 2050E 非电部门电气化率整体非电工业部门建筑部门交运部门 33 40 46 78 0 50 100 化工建材有色钢铁工业部门电能非电 46 50 52 91 100 100 0 50 100 采暖炊事热水制冷电器照明建筑部门电能非电 0 9 41 87 0 50 100 航空航运公路铁路交运部门电能非电策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 12 第二，我们在上文中提到，工业与建筑部门相比于交运部门，未来预计电气化提升幅度更加有限，国家电网预计2050年工业部门中的钢铁、化工、有色、建材电气化率均不及80，而由于经济结构的差异，中国工业部门碳排放占比显著高于欧美日，这意味着，在这些电气化难度较高的领域，氢能等清洁燃料有望成为过渡时期电气化的替代方案。图表15 能源相关CO2排放量中国减排路径斜率或显著高于欧美资料来源清华大学气候变化与可持续发展研究院中国低碳发展战略与转型路径研究（2020 年 10 月发布），Wind，华泰证券研究所图表16 电气化难度较高的工业部门，在中国碳排放结构中占比高资料来源IEA，华泰证券研究所另一方面，中国相比欧美日也具备时代背景优势。从欧美日电力部门转型来看，三者均沿着燃煤时代→油气时代→“风光”时代的路径逐步电力脱碳，过渡能源天然气的发电份额在三者低碳转型过程中均经历一段时间的较强增长，欧盟、日本目前已进入“风光” 为主导的转型阶段，美国或仍处于天然气主导的转型阶段。中国的路径明显不同，自 2005 年后，中国煤炭发电占比开始下降，风光与天然气发电占比开始提升，且风光发电提升幅度明显高于天然气，反映中国直接从燃煤时代向“风光”时代演进。其背后原因，一是中国油气资源相对匮乏，天然气依赖进口，二是技术突破使得风光的度电成本明显下移。 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060 亿吨当量美国日本欧盟中国（右轴，亿吨当量）碳排放最高点 0 5 10 15 20 25 30 35 40 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2018 中国欧盟美国日本策略研究/深度研究 | 2020年12月18日免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 13 图表17 三类能源发电份额变动（5年区间）中国越过“油气时代”，直接由“燃煤时代”进入“风光”时代资料来源IEA，华泰证券研究所图表18 政策路径下2019-2030各国能源消费量变化可再生能源消费增量大于天然气资料来源IEA，华泰证券研究所 - 15 - 10 - 5 0 5 10 15 1995 2000 2005 2010 2015 2019 煤炭天然气可再生能源（除水核电）可再生能源上升为替代主力 - 15 - 10 - 5 0 5 10 15 1995 2000 2005 2010 2015 2019 煤炭天然气可再生能源（除水核电）过渡能源替代高峰 - 15 - 10 - 5 0 5 10 15 1995 2000 2005 2010 2015 2019 核能天然气可再生能源（除水核电）可再生能源上升为替代主力 - 15 - 10 - 5 0 5 10 15 1995 2000 2005 2010 2015 2019 煤炭天然气可再生能源（除水核电） VS 美国（替代第一阶段）日本（替代第