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“碳中和”将使铜消费年均增长85万吨
2021-02-20 14:09:09   来源:   评论:0 点击:

今年正值中国十四五开局之年,也是中国开启碳达峰、碳中和征程...
今年正值中国“十四五”开局之年,也是中国开启“碳达峰、碳中和”征程的元年,相关政策部署将密集出台,经济发展更绿色更低碳将是未来发展的主旋律,而实现“碳达峰、碳中和”目标意味着更多的电能将替代化石能源消耗,全社会电力需求将大大提升。铜作为导电性能仅次于银的有色金属,它是发展能源清洁化、终端电气化的必不可少的材料,因此在实现“碳达峰、碳中和”的目标过程中,势必将从发电端和用电端两方面加大对铜金属的需求。
 
实现“碳达峰、碳中和”政策路径
 
根据IEA数据显示,在过去的近30年时间里,我国碳排放总量不断攀升,到2018年我国碳排放总量达94.97亿吨,其中电力与热力部门碳排放占比最高,达52%,其次为工业部分(28%)、交运部门(10%),而其他部门排放总占比10%,可以看出电力部门是我国碳排放的主要来源,电力深度脱碳是推动全社会低碳转型的核心部门。在此基础之上,还需要叠加对终端用能行业的电气化,提高工业与交通领域的电气化率。
 
电力深度脱碳就是要调整我国能源消耗结构,根据IEA提供数据显示,2018年我国能源消耗中煤炭发电占比高达61.8%,天然气发电(7.3%)、原油(3.2%),而清洁能源中水电(3%)、风光电(2.5%)、生物质(3.6%)、核电(2.4%),相较于美欧日等发达经济体的能源结构,我国化石能源消耗占比过高,而且化石能源中碳排放系数最大的煤炭发电占比远远高于其他主要经济体。为了达到碳中和目标,需要将以化石能源为主的能源结构调整为非化石能源为主的结构,总书记提到非化石能源在2030年其消耗占比需要达到总能源消耗的25%,从规划来看非化石能源在2050年消耗占比需达到80%,电力部门深度脱碳是未来确定性方向。对于非化石能源的发展来说,生物质、地热量比较小,水电里面只剩雅砻江怒江有些没开发,水电空间也比较有限。受安全因素考虑,核电建设规模远低于预期。所以倒推过来,未来非化石能源发展最主要靠风电和光电。
 
电能占终端能源消费比重是衡量电气化发展水平的重要指标之一,根据上文IEA数据可以看出终端需要加大脱碳力度的是工业和交通领域。近年来,交通和工业领域电能替代发展迅速,2019年,我国终端用电占比达到26%,工业、交运部门分别为25%、3%,国家能源局的《2020年能源工作指导意见》提出电能占终端能源消费比重达到27%左右。2019年12月国家电网公司提出了到2050年实现“两个50%”的重要判断,即“2050年我国能源清洁化率达到50%和终端电气化率达到50%”,预计终端电气化率在2025年提升至32%,2035年、2050年分别增至40%、52%。在工业领域中,把工业锅炉、工业煤窑炉的用煤改为用电,电能占比将逐步提高到2035年43%,2050年继续攀升至52%。交通部门是电气化增长速度最快的部门,在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》政策推动下我国新能源车将快速发展,推动交通电气化率从2017年近3%提升到2035年13%,2050年将达到35%。
 
碳达峰、碳中和”对铜消耗的驱动
 
碳中和的政策路径是一是电力深度脱碳,大力发展非化石能源,主要是风电和光电,研究表明可再生能源设施需要的用铜量是传统能源设施用铜量的数倍;二是提高终端领域电气化率,工业领域煤改电,交通领域发展新能源车,可以看出这两大政策路径均将提升铜消费。
 
国家能源局日前发布的2020年新能源装机数据显示,2020年全国新增风电装机7167万千瓦、光伏发电装机4820万千瓦,风光新增装机之和约为1.2亿千瓦,风电总装机2.81亿千瓦,光伏发电总装机2.53亿千瓦,总书记定下2030年风电光伏累计装机12亿千瓦,而根据2030年非化石能源消耗占比达25%要求,行业内据此测算风光水电核能等非化石能源合计要达到16亿千瓦,上文推测增量主要来自于风光发电,预计届时风能、太阳能合计要达到15亿千万,中国光伏行业协会预测,“十四五”期间,国内年均光伏新增装机规模一般预计是7000万千瓦,乐观预计是9000万千瓦。“2020北京风能大会”上,400多家风电企业史上首度发起联合宣言,宣言保证,将年均新增风电装机5000万千瓦以上。2025年后,中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦,到2030年至少达到8亿千瓦。
 
根据国家铜业协会发布的研究数据显示,可再生能源系统中的平均用铜量超过传统发电系统的8~12倍,其中风力发电机组每兆瓦用铜量约为6吨,太阳能光伏发电每兆瓦使用约4吨铜。按照上述对风电、光伏装机量测算,预计2021~2025年风电耗铜150万吨,光伏耗铜112万吨,每年风电+光伏总耗铜量为52.4万吨,2026~2030年,风电耗铜180万吨,光伏耗铜112万吨,每年风电+光伏总耗铜量为58.4万吨,
 
据统计,工业领域铜需求量约为130万吨,其中54%用于变压器和电机,即耗铜70.2万吨,其余的46%是在非机电设备上。未来工业领域电气化,煤改电将增加变压器和电机领域耗铜,当前工业领域电气化率25%,2035年将达到43%,以此推算工业领域电气化率将增加18%,机电设备耗铜到2035年将达到121万吨,每年大约增加3.4万吨铜消耗量。
 
新能车耗铜按照插电汽车用铜量大约60kg,纯电动汽车用铜量83kg,并假设插电:纯电车型比为2:8,在此基础上,我们测算出新能车耗铜到2025年为47万吨,同时充电桩耗铜方面,2020年车桩比3.2:1,远期目标是达到1:1,考虑到2020年车桩比增量,假设车桩比到2025年达到1.5:1,2020~2025年之间车桩比匀速增长,假设单个充电桩耗铜量保持不变,并且家用充电桩:公用直流充电桩:公用交流充电桩比例与2020年保持不变,测算出电桩到2025年耗铜8.7万吨,整体上新能源车+配套充电桩在2025年耗铜量55.75万吨。2021~2025年,年均新能车耗铜为29万吨。
 
在碳中和目标指引下,中国将重点从电力深度脱碳和提高终端电气化率两个方面着手降低碳排放,电力深度脱碳将催生风电、光伏清洁能源的大力发展,而提高终端电气化率将令工业领域能源消耗煤改电,交通领域新能源车大力发展。预计“十四五”期间,风电年均装机量5000万千瓦时,带动铜年均消耗30万吨,光伏年均装机量7000万千瓦时,带动铜年均消耗22.4万吨,工业领域煤改电每年新增铜消耗3.4万吨,新能源车大力发展每年新增铜消耗29万吨,总体测算,“十四五”期间,碳中和目标将令中国铜领域每年铜消耗增加85万吨。
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