寻路碳中和：制度与技术的上下求索-北极星大气网

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放眼未来，2060年碳中和路径下必由的制度改革与技术革命，预计将持续催生蓬勃增长的新赛道。制度方面，碳交易、碳边境税与可再生能源电力入市交易或深入推进。新能源技术方面，光伏和风电成本可持续下降，氢能和储能发展潜力广阔，电网与用电侧新技术将推广。传统行业方面，生物基技术有望部分取代石油/煤基化工技术，轻量化可支撑铝需求，天然气可在部分非电领域替代煤炭。碳捕捉技术方面，预计捕捉与封存经济性将提升，碳利用前景广阔。

2060年实现碳中和的宏伟目标，预计将深刻影响中国未来的经济发展、产业变革与制度优化。本篇报告将以前瞻的视野，展望2060年碳中和路径下必由的制度改革与技术革命，探索未来的新赛道。

▍展望一：制度建设的新格局。预计将深化全国碳交易市场建设，开展碳边境税谈判，推动可再生能源电力入市交易，综合权衡社会成本。

1）全国碳交易市场正式启动，未来或扩大至八大重点行业。并从2030年后逐步提价并由免费发放配额转向拍卖，倒逼节能减排。参考欧盟电力行业经验，其煤电的碳成本已涨至上网电价的60%左右。

2）欧盟碳边境税2023年或率先在水泥和电力行业开征，预计将影响全球贸易格局。预计未来将与碳排放交易体系挂钩，并将积极开展双边和多边谈判。

3）可再生能源电力入市交易是大势所趋，可缓解补贴缺口与“弃风弃光”问题。预计将着力优化可再生能源消纳责任权重指标，特别是完善跨省区消纳机制，深化绿证机制，完善辅助服务市场。

4）碳中和路径下的电力成本、碳交易成本、原材料涨价成本、环保改造成本上升或温和可控，在环保成本与气候变化损失权衡下寻找最优增长路径。

▍展望二：新能源技术的新前景。预计光伏和风电成本都有明显下降空间，推动投资成本和发电成本降低；氢能和储能发展潜力广阔；电网将强化枢纽与稳定器定位，用电侧电气化与数字化将加速。

1）光伏行业未来5年每年都或有5-10%的成本下降空间，在硅料、硅片、电池效率与组件等环节均有新技术应用。预计风电行业成本的下降主要集中在机组大型化的发展，如叶轮直径变大、传动链结构的完善、发电机成本和效率的提升等。

2）氢能是受益“双碳”目标的长坡赛道，可在交通动力、发电供暖、冶炼等领域逐步替代化石燃/原料。而氢能广泛利用建立在可再生能源发电成本降低的基础上。

3）储能产业大势所趋，电化学储能尤其是锂电池储能，具有很好的空间及环境适应性、响应快速、功率和能量密度高等特点，受益近年技术和规模驱动成本快速下降，有望成为主流路线。2025年电化学储能市场规模有望超千亿。

4）电力系统加速迈向“源网荷储”协同发展阶段，电网的枢纽与稳定器作用凸显，电网的改变需要从软硬件等技术升级与用能模式、商业模式等业态升级同时推进。配电网建设领域，主动配电网建设料将在配电网扩容与升级的过程中持续落地。而能源数字化预计将进一步改变综合能源服务（节能服务）的服务模式。

▍展望三：传统行业的新革命。生物基技术有望部分取代石油/煤基化工技术；汽车轻量化可支撑铝需求，水电铝和再生铝将渐次推广；天然气可在部分非电领域替代煤炭。

1）化工行业方面，目前多数化工品以原油或煤炭作为基础原料，未来生物基技术有望部分取代石油/煤基化工技术。生物燃料、生物合成纤维、生物合成可降解塑料等拥有巨大发展前景。从碳中和角度来看，生物合成的PLA、PHAs和以二氧化碳为原料的PPC更具潜力。

2）铝行业方面，汽车轻量化支撑铝需求，预计中国燃油车/纯电动车/混合动力车未来五年单车用铝量增速为5.8%/7.5%/3.7%。碳达峰下能源成本抬升和碳交易的执行将凸显水电铝的成本优势。而未来国内再生铝产量占比有望从2019年的16.2%向发达国家50%以上的水平趋近。

3）天然气行业方面，天然气是单位热值碳排放最少化石能源品种，或是过渡性能源，可在部分非电领域替代煤炭。

▍展望四：碳捕捉技术的新赛道。碳捕捉是碳中和路径下不可回避的领域，预计碳捕捉投资的经济性劣势有望逐步消失；碳封存的经济性将随规模扩大而增强；化学领域依然有望保持对二氧化碳利用的领头羊地位。

1）在碳的捕捉环节，目前技术路径明确，但成本过高。随着技术进步和大规模应用，以及碳排放价格的上升，碳捕捉投资的经济性劣势有望逐步消失。

2）在捕捉后的封存环节，手段主要包括地质封存、海洋封存和化学封存。目前封存资源有保障，但经济性依赖规模化。

3）在碳的利用环节，未来除了传统的能源、采掘等领域，化学领域依然有望保持对二氧化碳利用的领头羊地位。

4）预计到2030年中国每年碳捕集规模可以达到4亿吨二氧化碳，2050/2070年分别达到16亿/20亿吨二氧化碳。结合生物能的碳捕捉技术（BECCS）以及直接从大气捕集的技术(DACCS)，在碳中和之后，负排放的情景也指日可待。

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