碳中和對化工品行業(yè)影響不一

將持續(xù)改變化工品的供需格局，也將產(chǎn)生新的交易邏輯

　　碳中和對有色、黑色行業(yè)的影響可類比供給側改革。而對于化工行業(yè)來說，碳中和更像是一場“綠色工業(yè)革命”，優(yōu)化供給并創(chuàng)造需求。具體而言，碳中和對于油頭的PTA、乙二醇和聚烯烴影響有限，而對于傳統(tǒng)煤化工的PVC和合成氨(尿素)提供限產(chǎn)利好，對于純堿帶來光伏玻璃需求增量，對于苯乙烯帶來新能源汽車的ABS需求增量，對于甲醇的影響則覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈。

　　A碳中和的概念以及意義

在深入了解碳中和對化工期貨品種的具體影響之前，有必要簡單介紹一下近期熱點話題碳中和碳達峰的概念以及實施二氧化碳減排的意義。

　　碳中和是什么

　　碳中和的概念最早在2020年9月22日第75屆聯(lián)合國大會上提出，我國正式承諾“二氧化碳排放量在2030年前達到峰值，在2060年前實現(xiàn)碳中和”。從我國參與的歷次溫室氣體減排承諾可以看到，提出碳中和的終極目標并非心血來潮，而是對未來的精心規(guī)劃。

碳中和是指二氧化碳排放通過二氧化碳去除技術達到平衡，也叫凈零二氧化碳(零碳)排放。區(qū)別于“凈零排放”和“氣候中和”，碳中和只對二氧化碳排放提出了要求，并未上升至所有溫室氣體或者氣候系統(tǒng)的層面，相對而言更易達到。碳達峰是實現(xiàn)碳中和的必由之路，二氧化碳排放量只有先達到峰值才會逐漸減少。目前主要的發(fā)達國家均已經(jīng)在2007年前后實現(xiàn)碳達峰，而中國的碳排放仍在持續(xù)增加。最新數(shù)據(jù)顯示，2019年中國碳排放量為98.26億噸，占世界28.76%，是全球碳排放最大的國家，2030年碳排放的峰值預計為108億噸，10年的復合增速約為1%，相比過去10年的復合增速2.10%，下降幅度巨大，這也是為什么在2021年我國就開始立刻著手減排工作的重要原因。

　　為什么要實現(xiàn)碳中和

　　傳統(tǒng)觀念中二氧化碳無色無毒，生物的呼吸作用更離不開二氧化碳，那為什么全球都要致力于控制二氧化碳排放呢？這就要回到全球變暖問題上，二氧化碳作為溫室氣體中占比最高的成分，如果達到和維持全球碳中和可以在長時間停止全球升溫。而全球變暖的危害不言而喻，近年來極端氣候的頻繁出現(xiàn)都與地表平均溫度升高有關系。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的報告《GlobalWarmingof1.5℃》，全球升溫較工業(yè)化前水平(1850—1900年)已經(jīng)達到1℃，如果繼續(xù)保持目前的速度，2030年至2052年將達到1.5℃，2100年之前超過2℃，對地球產(chǎn)生不可逆的損傷，也會對人類生存造成嚴重的威脅。目前我國的碳中和四大目標都是按照1.5℃和2℃兩個升溫閾值設定的，而根據(jù)清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院的二氧化碳減排路徑模擬，中國最快將于2025年實現(xiàn)碳達峰，2050年迎來碳中和。

　　二氧化碳的來源

　　根據(jù)全球實時碳數(shù)據(jù)(CarbonMonitor)的每日碳排放檢測方法，全球的二氧化碳排放量主要來自電力(39%)、工業(yè)生產(chǎn)(28%)、陸運(18%)、航空(3%)、船運(2%)以及居民消耗(10%)。為了進一步探討中國實現(xiàn)碳中和的路徑，我們對碳排放的來源分能源、部門和地域三個維度進行梳理。

　　第一，從能源的角度來看碳排放。我國一次能源的結構是“富煤貧油少氣”，煤炭的碳排放比例超過70%，而原油的碳排放量相對穩(wěn)定，天然氣的碳排放量逐年增加，所以控制碳排放的最有效方法就是從煤炭著手。原油中87%的碳排放來自成品油的燃燒，原油加工或化工的減排壓力并沒有想象中那么大，所以碳中和對PTA、乙二醇和聚烯烴等品種無顯著影響。與化工品期貨相關的燃料油和液化石油氣，碳排放占比僅為0.76%和1.49%，預計也不會成為重點減排品種。

　　第二，從不同行業(yè)角度分析，電力生產(chǎn)和供應(44%)、黑色金屬冶煉(18%)和水泥生產(chǎn)(14%)位列碳排放量前三，這三類行業(yè)已經(jīng)或即將面臨碳減排的壓力。6月底之前開始的全國碳排放交易將電力企業(yè)納入首批名單，3月中旬起河北、山西等地的鋼材生產(chǎn)企業(yè)遭遇環(huán)保限產(chǎn)。

　　第三，從區(qū)域角度分析，人口密集和工業(yè)發(fā)達地區(qū)的碳排放要遠遠高于其他地區(qū)。從CEADs的碳排放分布圖中可以看到，山東(8.2%)、江蘇(7.5%)和河北(7.4%)的碳排放遙遙領先其他地區(qū)，是總量控制的重點區(qū)域，而遼寧、新疆和寧夏雖然碳排放總量不高，但碳排放強度較高，是強度控制的重點區(qū)域，內蒙古的碳排放總量和強度均偏高，3月成為全國首個發(fā)布“雙控”(能源消耗總量和強度)政策的地區(qū)，而4月寧夏也開始實施雙控政策。以上提到的山東、江蘇、河北、遼寧和新疆在今年開展雙控措施的概率極大，這也符合國家提出的“不同省份將按照梯隊依次達峰”的要求。

　　碳中和的實現(xiàn)路徑

為盡早實現(xiàn)碳中和，國家針對電力、工業(yè)、建筑和運輸?shù)刃袠I(yè)提出了五大可行性路徑，意在解決減少碳排放和增加碳吸收兩個根本問題。隨著清潔能源和新能源車的快速發(fā)展，電力和運輸有望率先達到碳中和，而工業(yè)則最后一個達到碳中和，所以我們大膽猜測碳中和對化工品的影響呈現(xiàn)前緊后松的特征，具體影響下面分品種展開討論。

　　B碳中和如何影響化工品

　　化工行業(yè)的碳排放占比僅為4%(石油加工煉焦、化學原料和化學制品)，但是部分化工品產(chǎn)能大省份碳排放強度卻遠超國家1.5噸/萬元的平均水平，所以化工行業(yè)的碳排放特點可以概括為總量有限但強度突出。不過，化工品中不同產(chǎn)品、不同生產(chǎn)工藝的碳排放量和碳排放強度差異巨大，我們將細分品種進行討論。

　　主要品種碳排放量預估

根據(jù)《中國石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法》，化工品二氧化碳排放量計算主要包括五個部分，分別為燃料燃燒排放、火炬燃燒排放、工業(yè)生產(chǎn)過程排放、二氧化碳回收利用量、凈購入電力和熱力隱含的二氧化碳排放，詳細的計算方法和公式限于篇幅不進行具體解釋，我們直接給出化工期貨品種不同工藝在燃料燃燒和生產(chǎn)過程中的碳排放量數(shù)值。其中，公用工程部分對應燃料燃燒排放以及凈購入電力和熱力隱含的二氧化碳排放；工業(yè)過程就是化工品生產(chǎn)中的碳排放，不考慮二氧化回收利用以及火炬氣的燃燒排放。

　　由下表可以總結出以下規(guī)律：(1)同一品種不同工藝的碳排放量一般滿足氣頭<油頭<煤頭的關系，原油因產(chǎn)業(yè)鏈完整和副產(chǎn)品豐富，實際分攤到單個品種的碳排放量和強度并不高，而天然氣本身就是清潔能源，所以煤化工的碳排放量在各工藝中最高。(2)煤制工藝中單噸化工品產(chǎn)生的碳排放量從高到低依次為：烯烴>PVC>乙二醇>甲醇>尿素。由于烯烴、乙二醇和甲醇是諸多化工品的原料，且其他工藝的產(chǎn)能占比不低，所以PVC成為二氧化碳減排中重點關注的品種。(3)生產(chǎn)過程中的碳排放量降低只能通過優(yōu)化工藝和增加吸收兩種方法，相比公共工程更難實現(xiàn)。舉個直觀的例子，電解鋁的總碳排放量極高，但碳排放量主要來自耗電這一環(huán)節(jié)，將電力來源由火電轉為水電可以有效地降低碳排放。PVC電石法的碳排放主要來源也是耗電，除了將火電轉為風電或光伏外，限制電石法產(chǎn)能和增加乙烯法產(chǎn)能是PVC減排的必由之路。(4)目前國內8個試點市場的碳排放配額均價約30元/噸，再結合當前化工品的現(xiàn)貨價格，可以看到甲醇和尿素的碳排放成本最高，未來如果企業(yè)的碳排放配額緊張，那么甲醇和尿素的現(xiàn)貨價格存在以上漲彌補成本提升的可能性。

　　碳中和如何影響化工品供需端

　　直觀的數(shù)據(jù)顯示減排壓力主要集中在煤化工中的PVC和甲醇上。實際上，在《全國碳排放權交易管理辦法(試行)》、《關于統(tǒng)籌和加強應對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護相關工作的指導意見》以及《關于確保完成“十四五”能耗雙控目標任務若干保障措施》等文件中也不約而同地提到了電石、合成氨和甲醇。從細分工藝來看，傳統(tǒng)煤化工中的電石、合成氨都是高耗能和高碳排放品種，而新型煤化工副產(chǎn)品多、收益率高，綜合碳排放強度低、經(jīng)濟效益高，所以在十四五期間碳達峰目標下，傳統(tǒng)煤化工是重點限產(chǎn)領域，下面我們就從供應端和需求端兩方面來分析各品種所面臨的影響。

　　對于多數(shù)化工品來說，雙碳目標的影響主要是優(yōu)化供給和創(chuàng)造需求。優(yōu)化供應體現(xiàn)在壓縮落后產(chǎn)能和鼓勵新型工藝兩方面。多數(shù)化工品新增產(chǎn)能嚴格受限，尤其是傳統(tǒng)煤化工中的PVC、甲醇和合成氨等高耗能高排放品種，受限力度更大。新型工藝通過使用更加清潔的能源、提高原料使用率和增加尾氣廢氣處理三種方式大幅降低了碳排放，將逐步替代現(xiàn)有落后產(chǎn)能。例如，最新的大連化物所的DMTO-Ⅲ技術，不僅甲醇單耗降低至2.66噸，新的催化劑還提高了烯烴單體的收率，避免了C4/C5的裂解步驟，直接降低了二氧化碳排放。另外，巴斯夫的新技術將乙烯蒸汽裂解的熱源由天然氣替換為電加熱器的全新爐，能夠減少高達90%的二氧化碳排放。

　　C新建化工裝置限制條件

　　創(chuàng)造需求也有兩層含義：一是現(xiàn)有化工品的應用更廣泛，二是環(huán)保和低碳排放的新材料取代舊材料。前者的例子數(shù)不勝數(shù)，就以近期最熱門的光伏和新能源為例。太陽能發(fā)電板中必不可少的材料是EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)，光伏需求爆發(fā)后，EVA價格3月至今上漲幅度超過30%。同樣，新能源汽車中大量使用了ABS、PP和熱塑性彈性體等材料，直接增加了苯乙烯和聚烯烴的需求。后者中新材料取代舊材料不會顯著提升終端需求的總量，更多是影響原料的使用。例如，可降解塑料被推廣后，原本的塑料薄膜使用量反而減少，對聚烯烴通用料價格形成利空。

綜合而言，雙碳目標對于聚烯烴和乙二醇的影響有限，而對于PVC和合成氨(尿素)提供限產(chǎn)利好，對于純堿帶來光伏玻璃需求增量，對于苯乙烯帶來新能源汽車的ABS需求增量，對于甲醇則涵蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈。下面將對影響最大的PVC、甲醇和純堿進行詳細解讀。

　　PVC新增產(chǎn)能受限：上文中一直提到雙碳目標會限制PVC的產(chǎn)量和產(chǎn)能，這是因為國內PVC產(chǎn)能約80%來自電石法工藝。電石生產(chǎn)是強吸熱反應，需要消耗大量電，電力成本約占總生產(chǎn)成本的40%，同時原料生石灰在煅燒過程中也會排放大量二氧化碳，整個工藝屬于高能耗高碳排放。未來不配套電石的電石法PVC產(chǎn)能幾乎沒有投產(chǎn)的可能性，而乙烯法的投產(chǎn)速度又非常緩慢，PVC產(chǎn)能即將達到峰值，而需求端保持穩(wěn)定增長，潛在的供需矛盾勢必會加大。

　　電石支撐PVC價格：由于內蒙古和寧夏實施雙控政策，近期電石價格最大漲幅超過50%，直接帶動PVC價格創(chuàng)歷史新高，甚至出現(xiàn)了PVC價格高于PP價格的反?，F(xiàn)象。未來電石開工將持續(xù)受限，電石低產(chǎn)量和高價格將對PVC形成有效支撐。

純堿需求呈現(xiàn)爆炸式增長：純堿本身的碳排放和能耗并不高，但原料和電石一樣同為石灰石，煅燒過程中會排放大量二氧化碳，所以近年來新產(chǎn)能嚴格受限。純堿的下游需求中玻璃占比40%，受益于光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，僅2021年光伏玻璃預計為純堿帶來120萬噸的新增需求，純堿供應不足的矛盾將會長期存在。

甲醇行業(yè)積極淘汰落后產(chǎn)能：由于傳統(tǒng)40萬噸以下的煤制甲醇裝置成本高且污染大，近年來逐漸被淘汰，僅2020年淘汰產(chǎn)能達到400萬噸，占總產(chǎn)能的4%。目前40萬噸產(chǎn)能以下的裝置有2200萬噸，且集中在西北地區(qū)，未來面臨限產(chǎn)和淘汰的雙重壓力，雙碳目標下甚至可能會加速產(chǎn)能退出，但預計退出速度不會快于100萬噸以上大型裝置的投產(chǎn)速度，所以甲醇產(chǎn)能仍將保持穩(wěn)步增長。

甲醇氣頭仍存在擾動：2020年天然氣制甲醇產(chǎn)能占比11.58%，因天然氣供應不足，價格相對煤炭高，氣頭裝置未來占比將會持續(xù)減少。同時，由于天然氣屬于清潔能源，是碳中和目標下重點提高消費比例的對象，氣頭裝置將更加頻繁地面臨原料天然氣供應緊缺，類比2018年的煤改氣。

甲醇新型需求潛力巨大：我國甲醇燃料需求僅占比3%，相比歐美發(fā)達國家的15%距離甚遠。大連物化所已經(jīng)論證了利用甲醇燃料實現(xiàn)二氧化碳減排的可行性，即利用太陽能等可再生能源、二氧化碳和水，生產(chǎn)出清潔的甲醇液體燃料。另外，甲醇制氫能夠替代被稱為“電老虎”的“電解水制氫”的工藝，從而降低二氧化碳排放，目前甲醇制氫的消費占比已經(jīng)達到4.8%，超過了傳統(tǒng)需求中的甲醛和二甲醚，成為甲醇第四大下游。

綜上所述，雙碳目標將在未來數(shù)十年持續(xù)影響和改變化工品的供需格局，也將產(chǎn)生新的交易邏輯。

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