【平安有色】碳中和衍生有色行业“加减”投资机会

1.1中国碳减排关乎全球减排全局，力度和决心大 

碳排放一般是指以CO2为主的温室气体的排放，它会使全球气温上升，破坏地球的生态环境，是关乎全人类生存发展的重大议题。

早在1988年11月，世界气象组织（WMO）和联合国环境署（UNEP）共同成立了政府间气候变化专业委员会（IPCC），开展全球气候变化的科学评估活动；1990年12月，第45届联合国大会决定制定《联合国气候变化框架公约》（简称《公约》），并于1992年5月9日通过，规定了发达国家与发展中国家的温室气体排放水平，以及他们为应对气候变化所承担的义务；此后在《公约》基础上，缔约国先后通过了《京都议定书》、《哥本哈根协议》，并在2015年12月通过《巴黎协定》。《巴黎协定》重申了2℃的全球温升控制目标，提出要努力实现1.5℃的目标，在本世纪下半叶实现温室气体人为排放与清除之间的平衡，同时形成了以“国家自主贡献（NDC）+每五年一次全球集体盘点”为核心的全球气候治理新机制。

在世界各国共同努力下，全球碳排放控制取得了积极成效，碳排放增速有所放缓，其中发达国家已经陆续实现了达碳峰，如欧洲的英国、法国、德国在上世纪70年代已经实现碳达峰，美国和日本也分别于2007年和2013年实现碳达峰。

尽管中国单位GDP碳排放已经大幅下降，但由于经济仍处于增长期，中国碳排放总体仍在增长。根据BP（英国石油公司）数据，2019年中国碳排放达到98亿吨，约占全球碳排放总量的29%，是全球第一大碳排放国，也是全球碳排放增长的重要来源。可见，中国碳中和关乎全球碳排放控制的全局。

中国政府高度重视碳排放控制，2015年发布了《中美气候变化联合声明》，宣布中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。此后中国出台一系列政策，力促达成碳排放目标，2020年9月22日，国家主席习近平在联合国大会上首次表示中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和；在2021年“两会”政府报告提出，2021年要制定2030年前碳排放达峰行动方案。这显示了中国实现减排目标和承诺的大国担当，碳排放控制将对有色在内各行业产生深远的影响。

1.2 有色碳排放主要来自间接排放，电解铝是“牛鼻子” 

有色金属行业碳排放包括有色金属矿采选和有色金属冶炼及压延两个子领域，其中有色金属冶炼及压延占据主导地位，占有色碳排放总量的占比超90%。有色行业直接碳排放较少，2017年排放总量约6380万吨，在全国碳排放的占比约为0.7%，且从2008年开始有色直接的碳排放已经达峰，之后缓步下行。从间接碳排放角度看，有色位列四大高耗能行业，生产过程需要大量电力，而我国电力以煤炭为主，因此，有色间接碳排放远高于直接碳排放。

有色金属位列四大高耗能行业（有色、钢铁、化工和建材成为高耗能行业），用电量大，2020年用电量6797亿千瓦时，占全社会用电的9%。由于我国是有色金属冶炼大国，我国有色金属行业用电主要在冶炼子行业，占有色金属行业用电的比重超过90%。

分产品看，原铝生产电解环节电单耗大（冶炼1吨电解铝需耗电1.35万度电），是高耗能行业，产量又居于工业金属之首，因此，铝冶炼是中国有色冶炼中消耗电力的主体，2020年用电量达到5052亿千瓦时，在有色金属冶炼及压延子行业和有色行业2020年耗电量的比重分别高达74%和78%。按照火电碳排放强度841克/千瓦时，86%铝冶炼采用火电现状测算，2020年我国电解铝冶炼的碳排放约3.7亿吨。如把冶炼电解环节阳极消耗相关间接的碳排放（强度为1.8吨二氧化碳/吨铝）考虑在内，则2020年我国电解铝间接碳排放约4.4亿吨，在我国碳排放占比约为4%。

综上，我们可以看出，有色金属行业碳排放主要造成来自电力使量带来的间接碳排放，其中高能耗的电解铝产品又是有色金属间接碳排放的主体，是有色碳排放控制的“牛鼻子”。从某种意义上说，有色碳排放控制实际上是电解铝的碳排放控制。

1.3 碳中和背景下，有色“加减”投资机会 

除了上述有色行业减排（我们称之“减法”）外，我们认为有色的碳中和投资机会还存在于其他行业减排对有色金属需求带来的机遇（我们称之为“加法”）。目前其他行业碳减排对有色有正面影响的主要是碳排放问题比较突出的交通运输领域，特别是新能源汽车带来的有色需求增加的机遇，主要的品种是和新能源汽车电池相关的金属投资机会。

我国政府高度重视高耗能电解铝减排，明确电解铝产能实施减量和等量置换政策。2017年国家有关部委专门针对电解铝开展了清理整顿电解铝行业违法违规项目专项行动，并开展燃煤自备电厂规范建设及运行专项监督，促进电解铝行业格局中长期向好。

2.1 产能总量受控，盈利向电解环节倾斜

2017年电解铝供给侧改革后，我国电解铝产能尤其是未经核准的非法产能无序增长得以控制。根据咨询机构阿拉丁数据，我国电解铝总产能由2017年的4357万吨降低到2018年的3986万吨。随后的产能增长主要来自原有合规产能转移和置换，到2020年我国电解铝产能仅小幅增长至4256万吨。预计中长期看，产能置换完毕后，我国电解铝产能上限约为4500万吨。由于产能受控，2018年以来，我国电解铝行业开工率维持在85%以上较高水平。

反观电解铝的原材料氧化铝因其碳排放问题并不突出，受政策的制约较少，产能增长较快，2020年已达8812万吨，按照1吨电解铝消耗2吨氧化铝测算，可满足4400万吨电解铝生产需求，大于目前我国电解铝对氧化铝需求，氧化铝的价格也持续低迷。且未来氧化铝的产能将继续增长，根据百川资讯，2021年中国仍有840万吨氧化铝产能投放，同比增长约10%。在电解铝产能受限背景下，我国氧化铝产能过剩基本成为定局。

在碳中和背景下，我国电解铝供给侧改革的成果将有望巩固。现有电解铝在产产能面临各地政府在碳减排压力下，控制电力供给，从而影响开工率的风险。而氧化铝产能过剩格局难以改变，处于碳中和核心的电解生产环节在产业链的地位将大幅提升，电解铝行业利润或持续向电解环节倾斜。

2.2 提升绿色能源占比是重要途径，电解铝产能向水电丰富西南地区转移

目前我国电解铝生产所需的电力以火电为主，根据安泰科数据，火电在我国电解铝电力消耗量占比为86%，绿色能源中水电份额仅约10%，其他绿色能源风电、核电和太阳能合计占比仅约4%。由于火力发电以煤炭为燃料，产生大量碳排放，造成电解铝间接排放。为此，除了产能总量控制，提升绿色能源在电解铝电力消耗量比重是电解铝碳减排的重要途径。

政策发力，消耗火电电解铝产能受抑制。传统电解铝大省生产所需的电力以火电为主，且多配套自备电厂，具备一定成本优势，主要分布在西北、山东、河南等地。由于自备电厂正在推进过网费、可再生能源电价附加费征收，自备电厂成本优势削弱，供给侧改革后山东、河南自备电厂比率较高的电解铝生产已经出现向省外转移的趋势，2017年之后产量逐年减少。西北地区内蒙古拥有自备电厂比率较高且享受煤炭区位优势，成本仍具竞争力，成为供给侧改革后，电解铝产能转移的目的地之一。2021年内蒙古出台政策，不再审批电解铝新增产能项目，如有必要，须在自治区内实施产能和能耗减量置换，未来将使得电解铝产能向具煤炭资源优势的西北地区转移趋势受阻。

我国西南水电资源丰富，未来受益电解铝产能再分布。我国水力资源丰富，技术可开发装机容量约为6.87亿千瓦，位居世界第一，截至2020年底，水电装机容量约3.7亿千瓦。从区域分布看，我国水能资源主要分布在包括四川、云南、贵州、广西、重庆、西藏西南六省，其约占全国可开发水能总量的70%，也是我国水力发电的主要区域，约占2020年中国水电发电量的63%。

由于我国电力消费市场主要在东部，西南水电需跨区域消纳。其中云南水电消纳问题尤为突出，2020年底，云南省全口径发电装机容量1.03亿千瓦，超出省内消费量，可满足超600万吨电解铝的用电需求，也为承接耗电量较大电解铝产能转移创造了条件。

近年来，我国电解铝产能持续向水电资源丰富西南地区转移，西南地区电解铝产量份额不断上升，其中云南和广西提升较为明显，前者在全国电解铝产量的份额有2017年的4.2%提高到2020年的7.4%；而后者在全国电解铝产量的份额由2017年的2.5%提高到2020年6.1%。我们认为在碳中和背景下，未来我国电解铝向水电资源丰富的西南地区转移将持续，西南地区在我国电解铝产业的地位将有较大提升。

2.3 再生铝能耗低，未来发展前景广阔

根据原料不同，铝可分为原生铝和再生铝，其中原生铝是以铝土矿为原料，经过氧化铝、电解和铸锭等生产工艺生产的高纯度的铝。由于电解环节耗电量大，原铝又被称为电解铝；而再生铝是以可循环利用的废铝和铝合金为原料，经过集约化收集、熔炼、加工等工艺得到的铝金属和合金。

再生铝的原材料包括新废料和旧废料，其中新废料是铝合金在各种深加工过程中产生的可以直接回炉重熔，生产特定牌号铝合金产品的废料；旧废料是各类铝合金产品使用期结束和报废后产生废料。

再生铝有流程短、能耗低等优点，具有良好的生态及社会效益。和生产等量的电解铝相比，生产1吨再生铝的能耗仅为电解铝能耗的3%~5%，并可减少0.8吨二氧化碳排放，节省10吨以上的水，在铝行业碳减排发挥重要作用。

再生铝也是我国鼓励发展的领域，在我国实现了长足的发展，2019年产量达到725万吨，是2010年规模的1.8倍。但和世界先进国家相比，我国再生铝仍有较大发展空间。目前再生铝在我国铝生产比重约为18%，远低于日本、美国和德国为代表的发达国家，也低于世界平均水平的21%。根据测算，全球可回收的铝制品资源总量达4.13亿吨，其中中国为6500万t，再生铝发展潜力较大。

预计随着我国2000年以来消费铝产品陆续进入报废期以及对再生铝在碳减排的重要作用重视，我国再生铝规模将较快增长，2025和2030年的产量将分别超过1000万吨和1700万吨，成为铝供给增长的重要来源。

交通运输是我国第四大碳排放行业，在我国碳排放占比约8%，也是碳排放的重点行业之一。为减少碳排放，世界各国出台相关政策鼓励现有燃油车向新能源汽车转变，部分国家如英国、德国、法国、荷兰、印度提出了燃油汽车禁售时间表，丰田、大众、沃尔沃等汽车巨头纷纷宣布将进入全电动化时代。全球及中国新能源汽车进入黄金发展期，相关的金属产品将从中受益。

目前主流的新能源汽车为锂电池新能源汽车，未来更环保高效的氢燃料电池汽车业有望异军突起。

3.1 能源金属锂钴镍及工业金属铜受益锂离子电池新能源汽车发展 

新能源汽车快速发展，锂电池能源金属增长空间大

锂离子电池发展基础好，技术进步较快，性价比持续提升，是目前主流新能源汽车动力电池。锂离子电池正极所需的锂、钴、镍三种金属通常被称为“能源金属”。

按照正极材料分，动力锂电池的正极材料包括磷酸铁锂、三元材料和锂硫电池，其中锂硫电池技术尚不成熟；磷酸铁锂容量较低，但经过结构改变后的“刀片电池”，尽管仍存在低温启动性能差、体积较大的短板，但续航里程大幅提高，未来在动力电池将占有一席之地；和磷酸铁锂不同，三元正极锂电池添加了钴和镍，尽管安全性不如磷酸铁锂，但电池容量有较大提升，未来发展前景看好。近年来，三元动力电池在我国动力电池占比不断提升，2020年为63%，占据主导地位。

从不同技术路线的能源金属使用量看，无论采用哪种正极，锂金属不能被替代且用量不减少，正极路线变化对锂用量影响较小；而钴和镍随着三元正极导入成为能源金属，且未来随着三元正极向高镍正极演进，镍在三元正极的单位电量使用量将增加，单位电量钴的使用量则有所减少。

综上，能源金属锂受锂动力电池技术路线影响较小，受益锂电新能源汽车快速发展带来的需求增长；钴和镍受益三元正极动力电池发展，其中尽管钴单位电量用量减少，但锂电新能源汽车快速发展仍将带动需求增长。可见，三种锂电池能源金属中长期增长确定，空间大。根据我们测算，2020~2025年全球及中国锂需求复合增速分别为23%和26%；2020~2025年全球及中国钴需求复合增速为10%和13%；2020~2025年全球及中国镍需求复合增速为4.4%和4.1%。

单位用铜量较高，锂电新能源汽车带动铜需求增长

由于新能源汽车中电池、电机、电线等部件铜用量较大，锂电新能源汽车铜的单车用量远高于燃油车。根据咨询公司IDTechEX数据，纯电动汽车单车用铜量约83公斤，约为传统燃油车的4倍，而巴士等大型纯电动车单车铜的用量更高达220~370公斤。此外，新能源汽车配套充电桩也需使用一定的铜。为此，新能源汽车发展也将带动铜需求的增长。

基于新能源汽车的较快发展以及单车铜用量，在不考虑充电桩情形下，我们预计中国新能源汽车领域铜的用量将从2020年11万吨提高到2025年的49万吨和2030年的103万吨；而全球新能源汽车铜的用量将从2020年的25万吨提高到2025年101万吨和2030年的232万吨。

3.2 燃料电池汽车前景广阔，未来铂的需求有望增加 

铂是燃料电池心脏，燃料电池汽车时代的能源金属

燃料电池（Fuel Cell )是能量转换装置，通过燃料参与的化学反应产生电能，其中质子交换膜燃料电池（PEMFCs）因高效、低温快速启动、零污染、低噪音成为主流产品，燃料方面以氢气的使用最为常见。燃料电池主要组件为膜电极（MEA）、双极板和其他组件，其中膜电极是核心组件，包括气体扩散层、催化剂、离子交换膜。氢燃料电池工作过程中氢气在阳极通过扩散层，在催化剂作用下生成氢离子，氢离子通过质子交换膜到达阴极，在催化剂作用下，与氧气生成水，反应过程产能的电流输送到外电路，产生电能。

氢燃料电池具有功率及能量密度高、噪音低、低温性能好、续航里程长、加氢速度快、燃料来源广泛、清洁无污染等优点，是未来极有发展前景的能量利用形式。以燃料电池产生电能为驱动力的电动汽车（FCV）是未来各国清洁汽车发展重要方向，其中日本丰田、本田、韩国现代均在氢燃料电池汽车取得较大进展。

燃料电池催化剂能降低电极反应的活化能，提高反应的速率，使燃料电池商业化成为可能。它决定着燃料电池性能和寿命，是燃料电池的关键材料，被称为燃料电池“心脏”。催化剂在燃料电池的成本的占比亦较高，根据美国能源局（DOE），2017年催化剂在燃料电池成本占比高达41%，在所有材料中位居首位。

燃料电池催化剂包括铂基催化剂和无铂催化剂，其中无铂催化剂在电流密度、催化活性和稳定性与铂基催化剂存在较大差距，因此，目前最常用的商用催化剂以铂碳（Pt/C）为代表的铂基催化剂。铂碳催化剂通过将铂纳米颗粒负载在碳载体上，提高铂利用效率，延长催化剂使用寿命。为此，铂又被视为燃料电池汽车时代的“能源金属”。

受益未来氢燃料电池发展，铂的需求前景看好

目前全球铂消费的下游主要有汽车（主要作为汽车尾气催化剂）、首饰、工业和投资四大领域，其中汽车、首饰和工业占比较大，分别占2019年全球铂消费量的35%、25%和25%。铂的工业细分领域广泛，主要是化工、石化、电子、玻璃、医疗等。

我们认为未来随着技术进步，燃料电池单位电量铂的消耗下降，但燃料电池汽车的发展仍将推动铂需求增长。2025年前由于燃料电池渗透率低，对全球铂的需求影响较小。2025年及以后尽管传统汽车领域需求趋弱，但随着燃料电池汽车较快增长，汽车领域铂的需求将保持增长。

我们预计全球铂的需求将从2019年的260吨提高到2030年的306吨，年复合增速为1.5%；汽车在铂消费占比将从2019年的35%提高到2030年的43%。

长期看，如果燃油车全部为氢燃料电池汽车替代，扣除全球传统汽车领域铂被替代减量，全球汽车领域铂需求量将增加到1260吨，相应全球铂总需求将达到1434吨。届时全球铂需求总量约将为2019年的5.5倍。

我们认为碳中和将对有色行业产生深远的影响，衍生出来的投资机会可分减量和增量的机会。减量机会主要是针对能耗高的电解铝产品，碳中和下电解铝行业格局优化，以绿色水电为能源的龙头企业将从中受益。同时碳中和下加大再生铝生产成为必然趋势，再生铝龙头企业未来发展前景看好。

增量的投资机会主要来自新能源汽车带来相关金属需求增长，其中锂电池新能源汽车发展将带来能源金属锂、钴、镍以及工业金属铜的需求增加。未来燃料电池在汽车领域大为可为，将带动燃料电池对应能源金属铂需求增长，建议关注相关公司。

1、有色碳中和相关政策低于预期的风险

目前碳中和对有色行业电解铝影响较大，对优化电解铝格局具有重要作用。如果未来电解铝产能控制以及产能转移政策执行低于预期，将对有色碳中和产生较大的影响。

2、新能源汽车发展低于预期的风险

有色碳中和增量的投资机会主要来自新能源汽车，如果未来新能源汽车发展不达预期，将使得相关金属需求增长低于预期。

3.再生金属行业发展低于预期的风险

再生铝等再生金属行业生产过程有一定污染，且废金属收购较为分散，原料的供应不稳定，如果未来再生资源生产环保投入不断增加或者废金属收购量不足，将可能对再生金属行业发展造成影响。