碳中和改变中国之化工行业：预计过剩+高能耗产品是“碳约束”的关键领域.pdf

证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 未经许可，禁止转载 证 券 研 究 报告 化工 行业深度研究报告 推荐 （ 维持 ） 碳中和改变中国之化工行业： 预计 过剩 +高能 耗产品是“碳约束”的关键领域 能源消费是碳排放的关键，工业是主要领域 。 在二氧化碳排放中，以 2020 年 预测值为基准，能源消费过程占比 76%，工业过程占 10%，其他温室气体排 放 18%，农林碳汇占比 4%。 即二氧化碳减排核心是能源结构改造，更多地依 赖非化石能源，并以此为前提进行全面电气化，然后进行绿色的工艺和装备升 级改造，并辅以 CCUS 技术进行碳固定。 若按照碳排放的部门进行划分， 工 业是主要能源消耗和碳排放领域， 若按照行业进行统计，核心是需要找出高能 耗行业和原料中富碳的行业，主要包括钢铁、基础化工、建材、电力、石化、 有色、煤炭开采和纺织等。出于对通胀的考虑，“碳约束”预计会首先发生在 需求增速偏低的行业，以免造成供需缺口和价格的持续上行。 各省政策逐步落地，能源是主要抓手 。 自 2020 年 9 月 22 日， 习 总书记 在 第七 十五届联合国大会一般性辩论 上首次提出碳达峰、碳中和目标后，多省陆续响 应，并对减排降碳作出针对性的工作安排 。 相关政策主要包含明确碳达峰时间 点、落实差别化电价政策、提高高能耗行业准入标准、优化能源结构以及推进 国土绿化工作等五部分 ，不约而同地以能源生产或者能源消费为抓手。 煤化工相对油化工工厂环节碳排放更严重，全生命周期则排放相当 。 以烯烃 为代表的现代煤化工并不天然比石油化工全生命走起有更大的碳排放压力。根 据洪二艳等人在某大型煤制烯烃企业碳排放工作研究中的测算， 1t 原油生 命周期的碳排放量为 670kg（约折合 2.46t CO2），其中隐含碳排放量占总碳 排放量的 23%，炼化企业加工的燃料油消费所引起的碳排放占 77%。 根据韩 红梅等人在煤化工生产和消费过程的碳利用分析中的对煤化工碳利用率的 测算结果 ， 煤化工方式的 CO2 排放值范围为吨煤 2.1 t/tce 到 2.5 t/tce。燃煤发 电理论上折转化单位煤炭的碳排放值为 3.1t/tce，即煤化工 与燃煤发电相比， 转化单位煤炭的碳排放强度降低 19%32%。 过剩 +高能耗可能会是“碳约束”的关键领域 。 国家发改委政研室主任袁达日 前在答记者问中提到，为了实现碳达峰、碳中和的目标，我们需要加快推动产 业结构转型，大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能，严格控制高 耗能行业新增产能。因此，高耗能、产能过剩、需求见顶的产业将最易受到冲 击，从而实现以行业碳达峰、碳中和目标倒逼其转变传统发展道路，通过改进 生产装备、技术形成绿色可持续发展的优化结构产业。 2019 年国家发改委发 布了产业结构调整指导目录 (2019 年本 )，将石化化工行业中的 13 大类产 业归入限制类。其中涉及了 黄磷、电石、 PVC、甲醇、烧碱、纯碱、硫酸法钛 白粉、染料等产品， 这类供需 宽松 ， 亟需 向绿色生产工艺转换的细分产业，我 们 认为会是 “碳约束”的关键领域 。 投资建议： 基于 “碳约束”预计会首先发生在需求增速偏低 、能耗偏高 的 细分 行业的判断，我们认为 黄磷、电石、 PVC、甲醇、烧碱、纯碱、硫酸法钛白粉、 染料等产品会是 “碳约束”的关键领域 ，对应的细分龙头需要重点关注。基于 此判断， 综合考虑估值安全边际和景气度方向，我们重点推荐 中泰化学、龙蟒 佰利、合盛硅业和浙江龙盛。 风险提示 ： 政策落地不及预期 。 证券分析师：张文龙 电话： 010-66500983 邮箱： 执业编号： S0360520050003 证券分析师：冯昱祺 电话： 010-66500983 邮箱： 执业编号： S0360520120005 行业基本数据 占比 % 股票家数 (只 ) 389 9.26 总市值 (亿元 ) 52,424.69 5.98 流通市值 (亿元 ) 39,206.7 6.0 相对指数表现 % 1M 6M 12M 绝对表现 2.03 15.65 36.95 相对表现 6.05 5.32 9.78 -14% 9% 32% 55% 20/03 20/05 20/07 20/09 20/11 21/01 2020-03-09 2021-03-05 沪深 300 化工 华创证券研究所 行业研究 化工 2021 年 03 月 08 日 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 未经许可，禁止转载 投资 主题 报告亮点 本篇报告对碳中和将给化工行业带来的各方面影响进行了全面的解析 。 我们首 先从宏观层面出发，梳理了各省出台的关于碳中和政策要点与总体碳排放特 征，再详细展示化工行业的碳排放水平及其特征，最后深度剖析碳中和中长期 下将给化工行业的细分赛道和公司带来的利弊影响。 投资 逻辑 基于“碳约束”预计会首先发生在需求增速偏低 、能耗偏高 的 细分行业的判断， 我们认为 黄磷、电石、 PVC、甲醇、烧碱、纯碱、硫酸法钛白粉、染料等产品 会是 “碳约束”的关键领域 ，对应的细分龙头需要重点关注。基于此判断， 综 合考虑估值安全边际和景气度方向，我们重点推荐中泰化学、龙蟒佰利、合盛 硅业和浙江龙盛 。 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 3 目 录 一、能源消费是碳排放的关键，工业是主要领域 . 5 二、各省政策逐步落地，能源是主要抓手 . 7 （一）明确碳达峰时间点，提出率先 达峰 . 7 （二）取消行业优待电价，落实差别化电价政策 . 7 （三）提高高能耗行业准入标准，平衡用能缺口 . 7 （四）优化能源消费结构，提高可再生能源比例 . 8 （五）推进绿化工作，提高生态系统汇碳能力 . 8 三、煤化工相对油化工工厂环节碳排放更严重，全生命周期则排放相当 . 9 （一）煤化工：吨煤转化二氧化碳排放量约 2t . 9 （ 二 ）油化工：吨油转化全生命周期二氧化碳排放量约 2t . 10 四、过剩 +高能耗可能会是 “碳约束 ”的关键领域 . 11 （一）黄磷：新增装置 已经被限制 . 12 （二）电石：下游技术路线存在转换空间，供应端可能受冲击 . 13 （三）聚氯乙烯：电石法工艺受到限制 . 13 （四）甲醇：单位产值能耗最高的产 品，过剩特征显著 . 14 （五）烧碱：循环利用项目之外限制新建产能 . 15 （六）纯碱：属于地产产业链品种，需求展望偏于谨慎 . 16 （七）钛白粉：硫酸法工艺受限制，氯化法工艺待推广 . 16 （八）染料：产能充裕，长期需求增速展望偏于谨慎 . 17 五、受益标的梳理 . 18 （一）中泰化学：剥离贸易业务优化资产，主业景气度大幅回升 . 18 （二）龙蟒佰利：氯化法先发优势突出，有望成为钛白粉赛道的终极玩家 . 18 （三）合盛硅业：工业硅预计难再新增产能，区位优势预计日渐凸显 . 19 （四）浙江龙盛：景气度回升，长尾企业可能面临 “碳约束 ” . 19 六、风险提示 . 19 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 4 图表目录 图表 1 2 目标导向推荐情景下全部温室气体排放（单位：亿吨 CO2e） . 5 图表 2 2 目标导向推荐情景分部门能耗和 CO2 排放 . 6 图表 3 2050 年重塑情景的部门节能潜力 . 6 图表 4 工业按行业分能源消费量（万吨标煤） . 6 图表 5 相关省份差别化电价政策梳理 . 7 图表 6 相关省份调整能源结构政策梳理 . 8 图表 7 零碳情景下中国 2050 年化工行业能源需求组 . 9 图表 8 以煤气化为龙头的煤化工生产过程的碳流向示意图 . 10 图表 9 煤化工典型路径生产过程碳利用情况 . 10 图表 10 煤化工生产过程碳排放计算结果 . 10 图表 11 石油生命周期内物质流动 . 11 图表 12 上海市单位产品 能耗行业平均水平 . 11 图表 13 主要产业受限条例展示 . 12 图表 14 黄磷产能、产量情况（单位：万吨） . 12 图表 15 黄磷表观消费量（单位：万吨） . 12 图表 16 黄磷需求结构 . 13 图表 17 黄磷主要下游消费量（单位： 万吨） . 13 图表 18 电石产能、产量情况（单位：万吨） . 13 图表 19 电石表观消费量（单位：万吨） . 13 图表 20 PVC 产能及产量情况（单位：万吨） . 14 图表 21 PVC 表观消费量情况（单位：万吨） . 14 图表 22 甲醇产能、产量情况（单位：万吨） . 15 图表 23 甲醇表观消费量（单位：万吨） . 15 图表 24 烧碱产能及产量情况（单位：万吨） . 15 图表 25 烧碱表观消费量情况（单位：万吨） . 15 图表 26 纯碱产能及产量情况（单位：万吨） . 16 图表 27 纯碱表观消费量情况（单位：万吨） . 16 图表 28 钛白粉产能、产量情况（单位：万吨） . 17 图表 29 钛白粉表观消费量（单位：万吨） . 17 图表 30 房屋竣 工面积情况（单位：万平米） . 17 图表 31 汽车产量情况（单位：万辆） . 17 图表 32 染料产量情况（单位：万吨） . 18 图表 33 染料表观消费量（单位：万吨） . 18 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 5 一、 能源消费是碳排放的关键，工业是主要领域 在二氧化碳排放中，以 2020 年预测值为基准，能源消费过程占比 76%，工业过程占 10%，其他温室气体排放 18%，农林碳汇占比 4%，即二氧化碳减排核心是 能源结构改造， 更多地依赖非化石能源，并以此为前提进行全面电气化 ，然后进行绿色的工艺和装备升 级改造，并辅以 CCUS 技术进行碳固定。 在能源结构改造层面，核心是从“增量用电” 的绿色化向“存量用电”的绿色化，即不仅需要实现增量用电由核风光等新能源来满足， 存量电也需要不断地进行替代，以期新能源能作为主力能源替代化石电力的地位，而该 过程不仅需要实现风光的平价上网、还需要解决分布式装机、智能电网、储能等问题。 图表 1 2目标导向推荐情景下全部温室气体排放（单位：亿吨 CO2e） 资料来源： 清华大学 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 ， 华创证券 若按照碳排放的部门进行划分， 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 测算的 2020 年碳排放中 38%来自工业部门， 40%来自电力部门（将煤等能源转换为电力的过程， 单独于工业部门进行计量，不含能源消费部分），建筑和交通各贡献 10%，其他占 2%。 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 6 图表 2 2目标导向推荐情景分部门能耗和 CO2 排放 图表 3 2050 年重塑情景的部门节能潜力 资料来源： 清华大学 中国长期低碳发展战略与转型路径研究 华 创证券 资料来源： 清华大学 中国国家发展和改革委员会能源研究所 华 创证券 若按照行业进行统计， 核心是需要找出高能耗行业和原料中富碳的行业， 主要包括 钢铁、基础化工、建材、电力、石化、 有色、煤炭开采和纺织等 。出于对通胀的考虑， “碳约束”预计会首先发生在需求增速偏低的行业，以免造成供需缺口和价格的持续上 行。 图表 4 工业 按行业分能源消费量 （万吨标煤） 资料来源：国家统计局 ， 华创证券 0 20 40 60 80 1 0 0 1 2 0 2020 年 2030 年 2050 年 2020 年 2030 年 2050 年 能耗 排放 工业 建筑 交通 电力 其他 0 1 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 0 4 0 0 0 0 5 0 0 0 0 6 0 0 0 0 7 0 0 0 0 黑色金属冶炼和压延加工业 化学原料和化学制品制造业 非金属矿物制品业 电力、热力生产和供应业 石油、煤炭及其他燃料加工业 有色金属冶炼和压延加工业 煤炭开采和洗选业 纺织业 金属制品业 橡胶和塑料制品业 计算机、通信和其他电子设备制造业 造纸和纸制品业 农副食品加工业 石油和天然气开采业 通用设备制造业 汽车制造业 电气机械和器材制造业 化学纤维制造业 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 7 二 、 各省 政策逐步落地， 能源是主要抓手 2020 年 9 月 22 日， 习 总书记 在 第七十五届联合国大会一般性辩论提出 “二氧化碳排 放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和 ”。 2020 年 12 月 18 日，中 央经济工作会议再次明确了 2021 年八项重点任务之一，即做好碳达峰、碳中和工作。随 着目标的提出及明确，多省陆续响应，对减排降碳作出针对性的工作安排。本报告对 2020 年 9 月后各省碳排放政策进行了梳理，主要内容包括以下五个方面： （一）明确碳达峰时间点，提出率先达峰 针对二氧 化碳排放力争于 2030 年前达到峰值的承诺，北京、上海明确提出在 2025 年达峰，比全国目标提前 5 年。北京关于北京市生态环境分区管控 (“三线一单” )的实 施意见指出“到 2025 年，基本消除重污染天气，碳排放率先达峰后稳中有降。”；上 海在国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 提出要 “着力推 动电力、钢铁、化工等重点领域和重点用能单位节能降碳，确保在 2025 年前实现碳排放 达峰。 ” 除北京上海外，广东、江苏、海南、青海等省份也提出了率先达峰的目标，广东在 中共广东省委关于制定广东省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二 三五年远 景目标的建议（以下简称“建议”）中提出“推动碳排放率先达峰”；江苏省也在该 省“建议”中提出“碳排放提前达峰后稳中有降”；海南、青海等省份则在 2021 年政 府工作报告中提出这一目标。 （二）取消行业优待电价，落实差别化电价政策 为促进产业升级和节能减排，青海省发改委要求取消高能耗行业优待电价，福建、 甘肃、内蒙古则针对高能耗行业作出实施差别化电价的决定。具体标准见下表： 图表 5 相关省份差别化电价政策梳理 文件 相关内容 福建 关于完善钢铁、水泥和电解铝行业差别（阶 梯）电价政策提高加价标准的通知 提高加价标准。水泥、电解铝行业阶梯电价、钢铁行业淘汰类差别电价加价标准在现行标准基础上提高 50。 青海 青海省发展和改革委员会关于青海电网 20202022 年销售电价和输配电价有关事项 的通知 取消现行青海电网对高耗能等行业优待类电价。 甘肃 甘肃省高耗能行业执行差别电价管理办法 提高钢铁、铁合金、电解铝 、锌冶炼、电石、烧碱、黄磷、水泥 等 8 个行业电 价，限制类产能加价 0.1 元 /千瓦时，淘汰类 0.3 元 /千瓦时。 3 月 31 日前对完成 对首次执行差别电价企业名单确认工作。 内蒙古 内蒙古自治区发展改革委、工信厅关于调 整部分行业电价政策和电力市场交易政策的 通知 对电解铝、铁合金、电石、烧碱、水泥、钢铁、黄磷、锌冶炼 8 个行业实行差 别电价政策。 2021 年征收标准为限 制类每千瓦时 0.1 元、淘汰类每千瓦时 0.3 元（水泥每千瓦时 0.4 元、钢铁每千瓦时 0.5 元）， 2022、 2023 年差别电价的 加价标准，在现行水平的基础上分别提高 30%、 50%。 资料来源： 各 省发改委 官网 ， 华创证券 （三）提高高能耗行业准入标准，平衡用能缺口 为保障节能降耗工作的进行，内蒙古、江苏、浙江、广东均制定规则，提高高能耗 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 8 行业准入标准。 2021 年 2 月 25 日，内蒙古自治区发布关于确保完成“十四五”能耗双控目标任 务若干保障措施 (征求意见稿 )，意见稿提出，从 2021 年起，不再审批焦炭 (兰炭 )、电 石、聚氯乙烯 (PVC)、合成氨 (尿素 )、甲醇、乙二醇、烧碱、纯碱、磷铵、黄磷、水泥 (熟 料 )、平板玻璃、超高功率以下石墨电极、钢铁 (已进入产能置换公示阶段的，按国家规定 执行 )、铁合金、电解铝、氧化铝 (高铝粉煤灰提取氧化铝除外 )、蓝宝石、无下游转化的 多晶硅、单晶硅等新增产能项目，确有必要建设的，须在区内实施产能和能耗减量置换。 除国家规划布局和自治区延链补链的现代煤化工项目外，“十四五”期间原则上不再审 批新的现代煤化工项目；江苏省、浙江省、广东省则分别在该省 2021 年政府工作报告 中提出严格控制新上高耗能项 目。 （四）优化能源消费结构，提高可再生能源比例 在调整能源结构方面，部分省份提出减少煤炭等化石能源的使用、发展节能减碳技 术以提高能源利用率、提高清洁能源以及可再生能源的应用比例等措施。其中，浙江、 安徽、上海、山东等省市做出了较为明确的数量规定；也有部分省份在 2021 年政府工 作报告提及了相关举措，比如广东省提出要“加快调整优化能源结构，大力发展天然 气、风能、太阳能、核能等清洁能源，提升天然气在一次能源中占比。”、“全面推进 有色、建材、陶瓷、纺织印染、造纸等传统制造业绿色化低碳化改造。”，吉林省提出 将“建 设绿色工厂、绿色工业园区，加快煤改气、煤改电、煤改生物质，促进生产生活 方式绿色转型。”，辽宁省提出将“大力发展风电、光伏等可再生能源，支持氢能规模 化应用和装备发展。”等。 图表 6 相关省份调整能源结构政策梳理 文件 相关内容 浙江 2021 年政府工作报告 调整能源结构、产业结构、运输结构，非化石能源占一次能源比重提高到 20.8%，煤电装机占比下降 2 个百分点。 安徽 2021 年政府工作报告 推进“外电入皖”，全年受进区外电 260 亿千瓦时以上。推广应用节能新技术、新设备，完 成电能替代 60 亿千瓦时。推进绿色储能基地建设。建设天然气主干管道 160 公里，天然气 消费量扩大到 65 亿立方米。扩大光伏、风能、生物质能等可再生能源应用，新增可再生能 源发电装机 100 万千瓦以上。 山东 2021 年全省能源工作指导意见 到 2021 年底，新能源和可再生能源发电装机达到 5200 万千瓦以上，占电力总装机比重达 到 32%以上；煤电装机控制在 1 亿千瓦左右，占电力总装机比重 66%左右 。 关停淘汰 30 万千瓦以下所在地区非唯一、不可替代民生热源燃煤机组， 2021 年关停规模 200 万千瓦， 升级改造规模 100 万千瓦， 30 万千瓦及以上煤电装机占煤电总装机的比重提高到 75%以上。 上海 国民经济和社会发展第十四 个五年规划和 2035 年远景目标 纲要 推进能源清洁高效利用继续实施重点企业煤炭消费总量控制制度，到 2025 年煤炭消费 总量控制在 4300 万吨左右，煤炭消费总量占一次能源消费比重下降到 30%左右。到 2025 年， 天然气占一次能源消费比重提高到 17%左右。推广应用节能新技术、新设备，完成电能替代 60 亿千瓦时建设天然气主干管道 160 公里，天然气消费量扩大到 65 亿立方米。扩大光 伏、风能、生物质能等可再生能源应用，新增可再生能源发电装机 100 万千瓦以上。 资料来源： 各 省政府网站 ， 各 省能源局网站 ， 华创证券 整理 （五）推进绿化工作，提高生态系统汇碳能力 为加快推进林业治理体系和治理能力现代化，安徽省在 2021 年 1 月 31 日的全省林 业工作会议上表示“将完成人工造林 40 万亩，封山育林 100 万亩，退化林修复 70 万亩， 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 9 森林抚育 500 万亩，创建省级森林城市 4 个、省级森林城镇 40 个、省级森林村庄 400 个。” 河北省于 2021 年 2 月 28 日下达 2021 年营造林任务的通知，将“造林 300 万亩，营林 300 万亩”，共计营造林 600 万亩。另外也有多省政府部门在 2021 年政府工作报告 中提出进行国土绿化行动，比如北京市将“新增造林绿化 15 万亩”、辽宁省将“营造林 202 万亩”等。 三、 煤化工相对油化工工厂环节碳排放更严重，全生命周期则排放相当 就化工行业而言，无机化工碳排放主要是化石能源燃烧所致，对此可通过加强电气 化 进程 ，随着大比例可再生能源电力系统的发展，终端系统以电力代替煤炭、石油等化 石能源的直接利用，可有效减少终端部门乃至整个经济体系的 CO2 排放；有机化工是 C-H 反应，扣除化石能源的问题，工业过程的排放本质是碳转化率的问题，对此按照能 源转型委员会的测算，预计到 2050 年化工原料中氢原料占比将大幅抬升。 图表 7 零碳情景下中国 2050 年化工行业能源需求组 资料来源： 能源转型委员会 、 落基山研究所 中国 2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景 （ 一 ）煤化工 ：吨煤转化二氧化碳排放量约 2t 化工三大原料中，煤炭是我国最为丰富的资源，为了降低对原油的依赖程度，以煤 为原料的煤化工近十年发展较为迅速，特别是以煤制烯烃为代表的新型煤化工已成为油 制工艺的有效补充。煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃 料以及化学品的过程，主要包括煤的气化、液化、干馏等。传统煤化工主要包括“煤 -焦 炭”、“煤 -电石 -PVC”、“煤 -合成氨 -尿素”三条产业路线。现代煤化工包括煤制油（含 直接液化和间接液化）、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等。 煤化工 中的碳排放分为燃料煤排放和原料煤排放，其中原料煤因为能部分固定进终 端产品中，会相对燃料煤多出一部分碳减排的效应。 根据韩红梅等人在煤化工生产和 消费过程的碳利用分析中的对煤化工碳利用率的测算结果，按照公式碳利用率 =（主 产品含碳 + 副产品含碳） /（原料煤含碳 + 燃料煤含碳） 100%，如图表 4 所示，煤 化工生产过程较好利用了碳元素，以原料煤和燃料煤为基数， 1/51/3 的碳进入了产品 ， 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 10 生产单位产品的 CO2 排放值由于煤炭消耗量不同、产品含碳水平不同而存在较大差异 。 根据转化 公式， 煤化工方式的 CO2 排放 值范围为 吨煤 2.1 t/tce 到 2.5 t/tce。燃煤发 电方式除灰渣残碳外的碳全部转化为 CO2，按吨标煤含碳值 0.855t、灰渣残碳率 2%计， 理论上折转化单位煤炭的碳排放值为 3.1 t/tce， 即煤化工与燃煤发电相比，转化单位煤炭 的碳排放强度降低 19%32%。 图表 8 以煤气化为龙头的煤化工生产过程的碳流向示意图 资料来源： 韩红梅 煤化工生产和消费过程的碳利用分析，华创证券 图表 9 煤化工典型路径生产过程碳利用情况 图表 10 煤化工生产过程碳排放计算结果 资料来源： 韩红梅 煤化工生产和消费过程的碳利用分析 资料来源： 韩红梅 煤化工生产和消费过程的碳利用分析 （ 二 ）油化工 ：吨油转化全生命周期二氧化碳排放量约 2t 石油化工主要包括炼油和化工两部分，石油通过炼制生产 成品油、芳烃化工品和烯 烃化工品 。按照吴明等人在基于物质流和生命周期分析的石油行业碳排放中的测算， 1t 原油生命周期的碳排放量为 670kg（约折合 2.46t CO2），其中隐含碳排放量占总碳排 放量的 23%，炼化企业加工的燃料油消费所引起的碳排放占 77%。隐含碳排放主要来自 焦炭燃烧、天然气燃烧和所使用的电力的发电过程，分别占总量的 25%、 22%和 21%。 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 11 图表 11 石油生命周期内物质流动 资料来源： 吴明 基于物质流和生命周期分析的石油行业碳排放，华创证券 四、 过剩 +高能耗可能会是“碳约束”的关键领域 国家发改委政研室主任袁达 日前在答记者问中提到，为了实现碳达峰、碳中和的目 标，我们需要加快推动产业结构转型， 大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产 能，严格控制高耗能行业新增产能 。因此，高耗能、产能过剩、需求见顶的产业将最易 受到冲击，从而实现以行业碳达峰、碳中和目标倒逼其转变传统发展道路，通过改进生 产装备、技术形成绿色可持续发展的优化结构产业。 按照上海产业能效产能指南的统计，乙烯生产、轮胎生产和烧碱生产 能耗问题都比 较突出。 同时，国家发改委在 2019 年发布的 产业结构调整指导目录 (2019 年本 ) 中提 出，对石化化工行业的限制类设有 13 大类，其中涉及了乙烯、烧碱、轮胎、甲醇等高耗 能产业。 图表 12 上海市单位产品能耗行业平均水平 资料来源： 上海市政府 2018 年上海产业能效指南 ， 华创证券 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 12 图表 13 主要产业受限条例展示 产业名称 限制条例 产品单位综合能耗（千克标准煤） 黄磷 新建黄磷生产装置 2186 甲醇 新建 100 万吨 /年以下煤制甲醇生产装置 1271 电石 新建电石（以大型先进工艺设备进行等量替换吨除外）生产装置 783 钛白粉 新建硫酸法钛白粉生产装置 699 染料 新建染料、染料中间体生产装置 340 烧碱 新建烧碱（废盐综合利用吨离子膜烧碱装置除外）生产装置 292 纯碱 新建纯碱（井下循环制碱、天然碱除外）生产装置 234 聚氯乙烯 新建乙炔法聚氯乙烯、起始规模小于 30 万吨 /年的乙烯氧氯化法聚氯乙烯生产装置 178 资料来源： 国家发改委 产业结构调整指导目录 (2019 年本 ) ，各公司环评报告，各公司公告， 华 创证券 （一） 黄磷 ： 新增装置已经被限制 黄磷又称白磷，是一种用在化肥、农药等领域的工业原料。 2020 年黄磷产能为 134 万吨，虽然 2013-2020 年产能 CAGR 为（ -4.26%），但其产能利用率始终不高于 60%， 产能过剩问题显著。 2013 年起黄磷消费量缓慢爬升，直至 2018 年后其需求开始疲软， 2020 年黄磷消费量为 77.74 万吨， 2013-2020 年消费量 CAGR 为 4.04%。 黄磷主要用于制作热法磷酸和草甘膦，其中磷酸是制磷肥的主要原料，草甘膦则是 一种除草剂，两者都与农业中的化肥、农药领域密切相关。考虑化肥及除草剂对农产品 的伤害，我国开始限制其在农业生产中的使用， 2015 年农业部 制定了到 2020 年化肥 使用量零增长行动方案和到 2020 年农药使用量零增长行动方案 ， 2019 年贵州省 农业农村厅办公室 发布了关于草甘膦等除草剂的专项整治通知。随着各项严格政策的出 台，草甘膦和磷酸的消费量逐渐下降，近年来草甘膦的消费量 甚至 几近于零。因此，黄 磷受下游需求情况影响，可见其需求量已经见顶，预计 未来不会发生 明显 增加。 图表 14 黄磷产能、产量情况（单位：万吨） 图表 15 黄磷表观消费量（单位：万吨） 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 0% 20% 40% 60% 80% 0 50 100 150 200 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 产能 产量 产能利用率 -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 0 20 40 60 80 100 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 表观消费量 消费量增速 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 13 图表 16 黄磷需求结构 图表 17 黄磷主要下游消费量（单位：万吨） 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 （二） 电石 ：下游技术路线存在转换空间，供应端可能受冲击 电石又称碳化钙，工业上主要运用于电石法 （也成乙炔法） 制作聚氯乙烯。我国电 石行业在丰富的煤炭资源的支持下高速发展，产能持续攀升，直至 2015 年电石产能实现 4805 万吨，而产能利用率仅为 54.69%，产能过剩问题严重。 2014 年起，我国开始逐渐 加强对电石行业的管控，分别发布了多项针对优化电石产业结构的报告及指导意见， 2016 年电石产能实现零增长。经过多年的产业结构优化，电石产能过剩情况有所缓解， 2020 年 产能实现 4105 万吨， 2015-2020 年产能 CAGR 为（ -3.1%），同年 产能利用率上升至 67.18%，未来有望进一步提高。 电石的重要下游为 PVC， 近年来受 PVC 需求扩张 带动 ，电石消费量略有反弹， 2020 年消费量为 2746 万吨，同比增长 6.11%， 2015-2020 年 CAGR 为 0.98%。然而，随着国 家对电石法聚氯乙烯的政策控制，电石及电石法生产装置将受到许多限制，聚氯乙烯更 多的生产方式将逐渐向乙烯法转换。 图表 18 电石产能、产量情况（单位：万吨） 图表 19 电石表观消费量（单位：万吨） 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 （三） 聚氯乙烯：电石法工艺受到限制 聚氯乙烯（简称 PVC），是合成树脂中的重要品类，消费量位列五大通用树脂中的 第三位，产量居首位，被广泛运用于建筑材料、工业制品、日用品、包装材料等领域。 PVC 生产工艺主要为电石法和乙烯法，其原材料分别为煤炭和原油。我国在“富煤贫油” 47.98% 23.74% 14.50% 6.15% 7.63% 热法磷酸 草甘膦 三氯化磷 五氧化二磷 其他 -50 0 50 100 150 200 250 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 草甘膦 磷酸 0% 20% 40% 60% 80% 0 1500 3000 4500 6000 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 产能 产量 产能利用率 -10% -5% 0% 5% 10% 15% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 表观消费量 消费量增速 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 14 的能源现状下，采用电石法的生产企业占总量的 80%以上 。 2019 年 PVC 需求量 达 2027 万吨， 2016-2019 年 CAGR 实现 7.5%。 PVC 的下游主要 由管材、型材、薄膜等建筑材料构成，少量用于制作革类用品，因此其需求情况与房地 产行业息息相关。 从长期来看，我国房地产行业处于下行低迷状态，预计未来难以对 PVC 的需求产生太大影响。 我国作为世界首位的 PVC 生产国和消费国， 2010 年 PVC 产能利用率 仅为 55.3%， 产能 明显过剩。 在 2015 年底实行 PVC 行业供给侧改革，逐步淘汰了没有资源优势的地 区企业后，我国 PVC 产能基本稳定维持在 2400-2500 万吨左右， 2019 年 PVC 产能为 2518 万吨 ， 2016-2019 年产能 CAGR 为 2.68%，同年产能利用率为 79.9%，产业结构优化目前 取得了阶段性成果 。 由于电石法的生产过程中会排出大量粉尘、硫酸性废水等污染物， 未来我国将继续限制电石法制 PVC，在优化产业机构的同时鼓励企业转向污染更低的乙 烯法制 PVC。 图表 20 PVC 产能及产量情况（单位：万吨） 图表 21 PVC 表观消费量情况（单位：万吨） 资料来源： 中国产业信息网， 华 创证券 资料来源： 中国产业信息网， 华创证券 （四） 甲醇 ：单位产值能耗最高的产品 ，过剩特征显著 甲醇是一种重要的有机原料，可用于制作烯烃、甲醛、醋酸等多种化工产品，其下 游应用涉及化工、农业、医药等领域，同时甲醇还是性能优良的能源和车用燃料。 由于 甲醇拥有相当广泛的下游，加之石油资源的供需紧张，甲醇掺烧汽油等成为一种趋势， 2013-2020 年甲醇需求持续稳步上升，消费量 CAGR 实现 9.4%。甲醇的下游消费刺激推 动了近几年来我国甲醇产能快速扩张， 2020 年甲醇产能为 9202 万吨， 2013-2020 年 CAGR 达 9.2%，而其产能利用率最高仅为 2018 年的 65.17%，之后开始下滑， 2020 年减少至 59.16%，产能明显过剩。 我国 80%以上的甲醇产能来自于煤制甲醇，而煤制甲醇是高耗能、高污染产业，在 其生产过程中，原料煤的消耗量 1.25.2t 煤 /t 甲醇，电耗 2007500kWh/t 甲醇，新鲜水 1.050.0t 水 /t 甲醇，同时产出气体污染物粉尘、 SO2、 CO 等，水污染物 COD、氨氮、 氰化物、硫化物等，固体废物废催化剂、煤渣、飞灰等。为了缓解产能过剩及污染问题， 我国对煤制甲醇进行严格管控，迫使更多产能转向天然气制甲醇和焦炉气制甲醇。 天然气制甲醇与焦炉气制甲醇是更加 绿色清洁的制甲醇工艺，有助于甲醇产业的未 来长期发展。张玉磊在 浅析天然气发展对环境的影响 一文中提到， 天然气 在燃烧过 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 2010 2012 2014 2016 2018 产能（万吨） 产量（万吨） 产能利用率 0% 3% 6% 9% 12% 15% 18% 0 500 1000 1500 2000 2500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 表观消费量（万吨） 增速 化工 行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（ 2009） 1210 号 15 程中 所排放的污染物只有煤碳和石油的十分之几甚至千分之几 ；吴立涛于 焦炉气制甲 醇对周围环境的影响研究 中指出， 焦炉气制备甲醇项目已经被公认为是一项环境保护 工程 ，既 可以解决焦炉气的乱排乱放问题，又实现了变废为宝。若将全国每年排空浪费 的约 350108 3/a 焦炉煤气全用于制造甲醇，可产甲醇 1600104t/a。 图表 22 甲醇产能、产量情况（单位 ：万吨） 图表 23 甲醇表观消费量（单位：万吨） 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 资料来源： 百川盈孚， 华创证券 （五） 烧碱 ：循环利用项目之外限制新建产能 氢氧化钠也称烧碱 ，外观呈无色透明晶体，可用于日常生活、工业制品、污水处理 等领域，用途非常广泛。工业上常以原盐为原料，使用电解法生产烧碱，同时其也是 PVC 生产流程中所产生的共生品。电解法可分为隔膜电解法和离子膜交换法，国内采用工艺 主要以后者为主，离子膜交换法的成品为离子膜固体烧碱。 2010-2019 年，我国烧碱表观消费量总体稳定增长， 2019 年消费量实现 3357 万吨， 年复合增长率达到 6.31%，但自 2015 年起需求增长趋势开始放缓，近五年同比增速平均 仅为 2.5%。 2010-2019 年烧碱产能持续扩张， 2019 年分别达到 4380 万吨，年复合增长率 为 4.21%。烧碱的产能利用率上升至 2016 年达到峰值 83.24%，随后开始缓慢下降， 2019 年产