中国能源企业低碳转型白皮书：创新技术解锁可持续新价值

中低国碳能转源型企白业皮书 “碳”路未来 创新技术解锁可持续新价值 目录 3摘要 47智数慧字赋化能技术生保态驾融护合航： 49镜像世界 5携脱手碳并趋进势大砥局砺已前定行： 50掌控全局 51平台赋能 51构建生态 8风能口源已行至业低破碳冰转突型围路：径 9电力行业 54参考资料 20油气行业 31采矿业 40化工行业 2 摘要 随着碳达峰、碳中和目标的正式提出，中国首次在国家层面为各行业低碳化发展指明了方向，企业也纷纷将“双碳”目标纳入发展规划和顶层设计。作为重要的碳排行业之一，能源行业的转型将对中国实现低碳发展的道路产生深远影响。当下，中国不断推进着能源行业改革，能源生产和利用方式正在发生重大、深刻、积极的变化：我们的能源生产和消费结构不断优化，能源利用效率显著提高，生产、生活用能条件明显改善，能源安全保障能力也在持续增强。 然而，随着经济发展和人民生活水平的提高，我国能源消耗和碳排放量也在不断攀升。目前，中国碳排总额已占到全球的三分之一，而中国提出的碳达峰目标，实现年限比欧美足足少了10年。中国实现“双碳”目标，任重而道远。其中，能源行业是核心关键，亟需向低碳化乃至无碳化转型，朝净零排放的目标迈进。 能源行业低碳转型路径 在实现碳中和的道路上，能源行业机遇与挑战并存，这要求电力、油气、采矿与化工等能源行业选择更有针对性的低碳转型路径，促进全产业的绿色可持续发展。 电力行业是我国碳排占比最大的单一行业。对此，国家相关政策正在加速清洁能源有序开发进程。随着可再生能源发电经济性日益凸显，传统煤电举步维艰。在传统电力企业遭受巨大冲击的同时，能源交易和消费形式的逐步演进也创造了新的增长点，为电力行业带来了新的机遇。埃森哲认为，当下中国电力转型正处于从“简单的可再生能源替代”迈向“更复杂的综合能源系统”的关键拐点。从电力产业链各环节来看，无论是上游发电，还是中游输配电、交易与调度，亦或是下游售电与服务均具备较大的减排应用机会，电力企业可通过结构优化、效能提升、技术减排、电网升级、市场交易、调度运行和模式创新七大举措进行低碳转型。 对以化石能源开采加工为主的油气行业来说，低碳转型非常关键且富有挑战。未来十年，油气仍将是经济增长的重要支柱；长期来看，由于化石能源发展空间显著受限，油气企业将进入向综合能源服务商转型的换挡期。然而，油气企业转型面临融资困境、化石能源项目投资受限等挑战。与此同时，气候目标和政策支持也极大地促进了低碳技术的发展。油气企业可通过稳油增气、效能提升、技术减排、燃料替代、多元布局和市场减排六大举措，促进产业低碳转型。 采矿业作为典型的高污染行业，随着金属需求的大量上升，产业减排压力持续加大。然而，得益于不断创新的低碳技术，矿业企业将可能实现更长远的可持续增长。在转型过程中，多元优化的业务投资组合及商业模式将成为矿业企业的发展新增长极。矿业企业可通过清洁电气化、燃料替代、采选技术创新、甲烷减排、循环经济及市场化交易六大转型举措实现全面脱碳。 3 我国化工行业作为典型的高耗能、高排放行业，面临着一系列严峻挑战：中小化工企业与大型化工企业两极分化；政策对高耗能、高污染行业进行的严格控制导致高耗能化工产能发展受限；区域分化，尤其是西部地区将迎来更大冲击与挑战；上下游分化，低碳减排催生了新增长领域；类型分化，国企、外企减排道路将各有不同。化工行业碳排放的特点为总量有限但强度突出，其低碳转型可主要通过调整产业结构、发展循环经济和精益运营生产三大举措推进。 多样数字化技术为能源转型注入新动能 埃森哲在全球范围的研究中发现，每个国家的能源低碳转型，都是从能源生产供需两侧的核心要素开始，然后逐步地向外延伸，转向市场和技术等辅助要素赋能，最后迈向数字化赋能的综合系统。在这条路径上有一个关键点，即从效果最快、最明显的核心要素切换到间接转型赋能的过渡。一般而言，如果可再生能源占比达到20%-30%，将迎来一个临界点。此时，依靠核心要素、辅助要素的投资推动行业增长的模式已经处于难以为继的拐点，需要向数字化场景寻求持续转型的突破。中国目前的可再生能源占比已经逐步接近这个比例，临界点即将到来。 作为低碳转型的重要推动力，数字化、智能化技术带来的效率和成本优势日愈凸显，充分发挥技术创新的支撑作用，促进数字化和绿色化的产业融合，推动能源绿色生态建设，是实现转型升级和长期可持续发展的基础。目前，人工智能、大数据分析、云计算等数字化技术已广泛应用于能源行业。 平台赋能，瞄准端到端解决方案 能源企业在低碳转型进程中，需要建立包括碳资产盘查、碳目标设定、碳交易、碳管理平台解决方案、碳数据整合、绿色生态构建、长期运营等在内的一系列低碳转型资产与能力。未来，政府、企业一定都会看两张资产负债表，一张是传统财务的资产负债表，一张是碳资产的资产负债表。企业需要能够实时了解自己碳额余额的变化情况，也需要知道市场上实时可获得的碳供给的价格。 构建生态，加速实现可持续转型 能源企业低碳转型离不开可持续发展的生态构建。未来的传统油气公司转型新能源，燃气企业进入综合供能市场，发电企业走向客户端，矿产和化工企业进行园区节能改造，都需要借助生态的力量形成合力，并通过生态完成能力的快速部署和积累。 可持续将成为新的“数字化” 埃森哲认为，当前飞速进步的数字技术带来了构建可持续未来的契机。低碳转型的核心是数字化转型，助力企业创造并实现新的价值。中国能源企业应将低碳化的数字智能解决方案嵌入企业的核心业务及全产业链，更有效地进行产品组合及运营过程的管理及优化，充分释放减碳价值，实现可持续发展。 4 携脱手碳并趋进势大砥局砺已前定行： 5 气候变化威胁人类福祉，《巴黎协定》吹响全球碳中和响应号角 全球各行业碳减排路径 亿吨二氧化碳当量 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2020 常规场景：520亿吨 15% 34% 17% 26% 8% 2030 2040 油气开采与精炼 电力 交通 工业 建筑 100亿吨 2050 脱碳场景 脱碳场景： *注：圈内比例代表该行业碳减排量占整体碳减排量占比 数据来源：埃森哲研究 自18世纪中叶工业革命以来，人类频繁的生产经营活动导致大气中二氧化碳浓度不断上升，全球平均气温升高1.2℃，气候变化带来的生态风险及生存危机日益凸显。为遏制全球变暖的严峻趋势，防止自然灾害风险的不断扩大，2015年全球近200个缔约方共同签署通过 《巴黎协定》，提出“力争把全球平均气温升幅控制在工业化前水平2℃之内，并努力限制在1.5℃之内”的长期目标，为全球许多国家提供了应对气候变化的发展路径与规划蓝图。截至目前，全球已有1271个国家承诺在21世纪中叶前实现碳中和。英国、瑞典、法国等6国将碳中和目标纳入法律，欧盟、西班牙等6个国家和地区也相继提出了相关法律和草案2，能源低碳转型与实现碳中和已成为全球共振目标。 然而实现这一目标并非易事，根据2020年全球整体碳排情况来看，过去一年的碳排放总量约为400亿吨，若依据现有排放路径，埃森哲研究，预计到2050年，全球碳排放总量将达到520亿吨，其中电力、交通、工业与建筑四大部门分别占据碳排放总量的29%、27%、24%与7%。若各国积极采取低碳转型与排放管理措施，预计2050年碳排放总量将减少80%，降低至100亿吨左右。其中，电力与工业行业作为主要的碳排来源部门，具有较大的节降空间，可占整体碳排放减少量的60%左右。然而，2050年100亿吨的碳排量与净零排放的目标仍有一定差距，各国仍需在现有基础上加大减排力度，携手并进、共同走向碳中和。 6 7 “3060”彰显大国担当，减排之路任重道远 能源企业低碳转型迫在眉睫 21世纪中国经济快速崛起，但以工业主导的经济结构导致我国过度依赖化石能源，成为全球最大的温室气体排放国。近年来，我国排放量占全球近30%3，资源环境对于经济发展的制约作用日益剧增。为实现经济长期可持续的高质量发展，同时履行大国的责任担当，2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会上郑重承诺中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取于2060年前实现碳中和，这一重要宣示为我国应对气候变化、绿色低碳发展提供了方向指引、擘画了宏伟蓝图。 而“3060目标”背后隐含着中国仅有30年的过渡时长，相较于欧美国家50-70年的过渡期而言，面临着更加陡峭的节能减排路径，任重而道远。2020年我国温室气体碳排放总量为142亿吨左右，与能源相关的碳排占比接近90%。因此，为实现碳中和目标，能源行业是核心关键，亟需向低碳化乃至无碳化转型，朝净零排放的目标迈进。 风能口源已行至业低破碳冰转突型围路：径 5 8 电力行业 低碳能源革命电力行业首当其冲 电力作为我国碳排占比最大的单一行业，减排效果对实现“双碳”目标至关重要。2020年我国能源消费产生的二氧化碳排放占总排放量的90%左右，而电力行业占能源行业二氧化碳排放总量的30%以上。作为践行碳达峰、碳中和战略的主力军和引领全社会系统性变革的主战场，电力企业在低碳转型中挑战与机遇并存。 9 乘低时碳借转势型下迎电来力变行革业新的拐机点遇与挑战 跑马圈地模式受限，政策加速清洁能源有序开发进程 随碳中和目标的提出，构建以新能源为主体的新型电力系统奠定了电力行业低碳转型的基础和方向。然而，近年来清洁能源特别是风电、光伏发电高速发展所带来的供需不匹配造成了个别地区较大的消纳压力，同时也给电力系统的调度运行带来了更多挑战。在此背景下，国家能源局在2021年3月印发《清洁能源消纳情况综合监管工作方案》以进一步约束清洁能源的无序建设，促进可再生能源的高效利用，“大干快干”的抢装时代已不复返。 与此同时，政策充分发挥“指南针”作用，通过平价制度、绿色电力证书与明确的量化指标等多种手段推动可再生能源投资的有序健康增长。加强科学规划、统筹协调，降低相关投资风险，确保项目投资回报，为可再生电力开发主体提供了长期确定性。 可再生能源发电经济性日益凸显，传统煤电举步维艰 去 在全球各地，可再生能源发电成本持续下降并逐渐开始低于化石燃料，过10年光伏和陆上风电的平准化发电成本（LCOE）分别下降了85%和60%4。同样的趋势在中国也在发生，中国光伏发电成本已降至每千瓦时0.2-0.41元的区间，在多数地区已经具备了与新建燃煤电厂竞争的能力，而陆上风电也将很快 达到这一水平，海上风电成本将在未来十年具备竞争力。 可再生能源发电成本的进一步下降对现有煤电产生威胁。到2020年代末，新建风电发电成本也将低于现有燃煤电厂的运行成本，使其不再具备经济效益，而燃煤发电产能过剩更加剧了这一风险。目前中国燃煤电厂的平均利用率仅为56%，这一现状在可再生能源资源较为丰富的西北和西南地区尤为凸显（当地的燃煤电厂平均利用率仅为35%），造成巨大的经济损失和资产搁浅。 电改引发行业洗牌，能源交易和消费形式的演进创造新增长点 后电改时代，电力行业更加开放，行业玩家面临重新洗牌。经过过去多轮电力市场化改革，从发电企业和电网企业分家，到如今的市场化电力交易全面扩大，行业新玩家不断涌入。售电公司、综合能源服务公司，甚至来自于能源行业外的互联网和科技巨头凭借其强大的业务灵活性、更高效的决策流程、大胆的想法纷纷入局，传统电力企业遭受巨大冲击。 随着风、光的不断渗透及电力市场化改革的加深，传统的买卖双方关系被打破，创新的商业模式带来新增长机遇。过去能源生产模式以集中式为主，但未来考虑到东南沿海作为负荷中心，土地资源愈发紧张，分布式能源以其方便灵活，靠近负荷中心等特点将成为未来的新增装机主流。与此同时，传统的电力消费者逐渐转为生产者，通过自有分布式设备满足用电需求，并将富余电量卖回至电网或其他用户产生额外收益，带动商业模式的创新。 埃森哲认为，当下中国电力转型正处于从“简单的可再生能源替代”迈向“更复杂的综合能源系统”的关键拐点。 10 “电绿力”行之业所低向碳