专题 | 工业硅期货为能源转型赋能

全球气候变化及双碳愿景下 一 能源转型成必经之路 近半个世纪，由温室气体排放引起的气候变化问题日益突出。在二氧化碳排放量不断增加的情况下，陆地和海洋在减缓大气中二氧化碳积累方面的效果会降低。 中国气象局发布《全球气候状况报告（2022）》指出，全球年平均陆地气温较1850—1900年平均值偏高1.67℃，为1850年以来第四高。2022年全球月平均气温距平除12月偏低0.24℃外，其余月份均较常年同期偏高，其中10月气温距平为0.86℃。 点击图片可查看大图 温室气体影响下，全球表面温度至少到本世纪中叶都将持续升高，除非在未来几十年内大幅减少温室气体排放，否则到21世纪末，全球气温整体将上升超过1.5°C和2°C。 世界气象组织在2021年4月发布《2020年全球气候状况》显示2020年全球平均温度较工业化前水平(1850-1900年平均值)高出1.2C。世界气象组织预测，除非在未来几十年内大幅减少二氧化碳和其他温室气体的排放，否则21世纪的全球变暖将超过1.5°C甚至2°C。 当全球升温1.5C时，高温热浪将增加，暖季将延长，而冷季将缩短。全球升温2°C时，极端高温将更频繁地达到农业生产和人体健康的临界耐受阈值。 从中国气象局可知，2022年，欧洲、中国、美国、日本、巴基斯坦和印度等地遭遇创纪录的高温热浪，欧洲经历了有气象记录以来最热的夏季，世界多地经历超长高温天气，以及大范围高强度的干旱。另一方面，南美、澳洲、非洲和东南亚部分地区发生异常暴雨洪涝。同年，北美和欧洲遭受严寒和暴风雪侵袭。 全球气候如此剧烈的变化主要是因为自1750年以来，由人类活动造成的全球温室气体浓度增加导致大气圈、海洋圈、冰冻圈和生物圈均发生了广泛而迅速的变化，其规模及现状是过去几个世纪甚至几千年来所未有的。 温室效应源自温室气体，由于像二氧化碳这类吸收热能气体的功用和温室玻璃有着异曲同工之妙，都是只允许太阳光进入，而阻止其反射，进而实现保温、升温作用，因此被称为温室气体。常见的温室气体除了二氧化碳外，还包括甲烷(CH4)、一氧化氮(N2O)、氟氯碳化物HFC3氟里昂是其中一 种)、全氟化碳(PFCs)、六氟化(SF6)以及水气等。 而其中二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03%。由于人类大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，导致全球的二氧化碳正以每年约六十亿吨的量逐渐增加。对气候变化影响最大的温室气体是二氧化碳，二氧化碳的生命期周长，一旦排放到大气中，其寿命可达200年，因而最受人类关注。 点击图片可查看大图 国际能源署估计，2022年，全球与能源相关的温室气体总排放量，增长了1.0%，达到413亿吨二氧化碳当量，为历史最高的水平。其中，能源燃烧和工业过程产生的二氧化碳排放量，占能源相关温室气体排放总量的89%；能源燃烧、泄漏和排放产生的甲烷占10%，主要来自陆上油气田作业以及动力煤的生产。巨量的二氧化碳排放对生态平衡造成影响，直接干扰到碳循环的稳定性。 碳循环是地球生态系统中的一个关键系统，它对全球碳平衡、气候变化和生物多样性都有着至关重要的贡献。如果人类破坏了地球碳循环，将会对整个生态系统产生灾难性的影响。其后果将加速气候变化和环境恶化，加剧自然灾害，威胁人类的生命和财产，并且会减少粮食产能，造成全球性饥荒，还会造成大规模物种灭绝。 点击图片可查看大图 长期人类活动排放的二氧化碳排放量与全球变暖之间存在近乎线性的关系。要将人为引起的全球变暖限制在特定的水平必须进行碳收支管理，控制累积二氧化碳排放量，实现净零排放，并减少其他温室气体的排放。若实现并维持全球二氧化碳净负排放，全球表面升温、海洋表层酸化的趋势将会逐步逆转，但其他气候系统变化仍将沿着目前的方向持续数十年至数千年。 温室气体减排将有助于空气环境改善，然而在2040年以前，即使在低排放情景下，许多区域的空气改善也无法达到世界健康组织规定的标准。低温室气体排放情景下，本世纪末极端海平面事件、强降水、洪水和高温等极端事件的发生频率和范围将显著降低。 因此，全球减碳迫在眉睫，且世界各国正合力应对这一全球挑战。联合国气候变化框架公约于1992年在联合国大会通过，1992年世界首脑共同签署，1994年式生效。现在共有197个国家成为公约的缔约国。公约的目的，将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。这一水平应当在足以使生态系统能够自然地适应气候变化、确保粮食生产免受威胁并使经济发展能够可持续地进行的时间范围内实现。 在联合国气候变化框架公约的框架下，《京都议定书》、《哥本哈根协议》及《巴黎协定》等重要协议陆续被提出或签署。 在第26次缔约国会议上，197个国家达成了《格拉斯哥公约》，公约将全球气候变暖控制在1.5℃以内、实现世界免遭灾难性气候变化。这是巴黎协定的落地协议，很多国家签署《格拉斯哥公约》前，都做出了减碳承诺，全球至少超过130个国家宣布了本国的碳中和目标。中国在签署《格拉斯哥公 约》前，承诺了3060的减碳目标。 点击图片可查看大图 根据我国3060减碳目标，到2025年，绿色低碳循环发展的经济体系初步形成，重点行业能源利用效率大幅提升。单位国内生产总值能耗比2020年下降13.5%；单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%；非化石能源消费比重达到20%左右；森林覆盖率达到24.1%，森林蓄积量达到 180亿立方米，为实现碳达峰、碳中和奠定坚实基础。 到2030年，经济社会发展全面绿色转型取得显著成效，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。单位国内生产总值能耗大幅下降；单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上；非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上；森林覆盖率达到25%左右，森林蓄积量达到190亿立方米，二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降。 到2060年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上，碳中和目标顺利实现，生态文明建设取得丰硕成果，开创人与自然和谐共生新境界。 光伏产业在能源转型中 二 扮演重要角色 我国的“双碳”策略贯彻“减排、增汇、保碳、封存”协同并举的技术途径。其中“减排”是推动能源供给和工业消费技术进步，走发展脱碳和减排经济之路，通过持续地能源转型直接减少人为碳排放。 点击图片可查看大图 我国的“减排”策略围绕能源供应与消费端的替代脱碳、清洁化转型。需要尽可能利用太阳能、风能、水能等非碳基能源替代化石能源发电和制氢，构建以清洁能源为主的“新型电力/能源供应系统”；力 争在居民生活、交通运输、工业生产、农业、建筑等主要碳排放领域中，实现清洁电力、氢能、地热能、太阳能等非碳基能源替代传统化石能源消费。 而在国务院双碳工作意见中提到，到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右；非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上;到2060年，非化石能源消费比重达到80%以上；因此，“十四五”成为双碳目标第一阶段的攻坚期、窗口期。在此驱动下，我国非化石可再生能源已取得了长足的进步。 近十年来，非化石能源消费占能源消费总量的比重从2013年的15.5%上升到2023年的25.9%，提升超10个百分点，能源消费结构持续向清洁低碳转型。至2022年，天然气、水电、核电、风电、太阳能发电等非化石能源消费量占能源消费总量的25.9%。 点击图片可查看大图 其中，光伏在中国发电总量占比中明显提高，且光伏在电力装机结构中的占比在不断提升，为主要发电类型中增速最快的。 点击图片可查看大图 另一方面，国际光伏装机量同样在各个进取的新能源产业规划下快速增长。另一方面地缘政治影响下，欧洲为主的地区能源渠道发生重塑，在能源成本及供给压力下，其加速了自身能源转型的步伐，其中光伏是最主要的投资方向之一。 点击图片可查看大图 中国光伏产业已形成全球最完整的产业配套环境和供应链体系，各生产环节产量在全球市场份额均超过80%，光伏产品出口总量持续走高，主导着全球产业供应格局。回顾2022年，中国光伏产业规模持续增长，多晶硅、硅片、电池片、组件产量分别同比增长均在55%以上。出口方面，全年光伏产品 （硅片、电池片、组件）出口总额超过512亿美元，同比增长80.3%，光伏组件出口超过153吉 瓦，同比增长55.8%，为全球能源转型提速提供了有力的支撑。 工业硅行业是光伏领域的基石 三 光伏产业的快速发展，离不开工业硅行业的支撑。工业硅是光伏产业的核心原材料，其产业处于整个光伏产业链的源头，是光伏产业名副其实的基石。 —方面，光伏硅料是光伏发电系统的核心原材料，太阳能电池片的光电转换主要依靠晶体硅来完成，而其原料是由工业硅提纯而来；另一方面，太阳能电池组件中还用到大量的密封胶，其来源是基于有机硅生产的硅橡胶，而有机硅同样也是需要使用工业硅进行加工来生产。 点击图片可查看大图 光伏产业的扩张，壮大了中国光伏产业链各环节相关行业。从工业硅、多晶硅到硅片、组件电池等领域的产能在不断地增长。这些细分行业规模的攀升也得益于最上游工业硅产能的投放，才使得下游产业拥有足够的原材料来进行生产。 点击图片可查看大图 四 工业硅行业仍存在一些不足 工业硅行业在近些年快速的发展中，也伴随产生诸多不足。 随着产业多年的发展，行业依存在着众多落后产能，其工艺相对老旧，设备能耗大，且伴随生产带来的污染严重，违背了行业降碳减排的初衷。 工业硅的生产还具备较强的地域性，其产地多集中在集群于电价较低的西北与西南地区，而且其传统下游消费地多遍布在华东及华南沿海地区。行业物流、运输等方面均给价格带来一定不确定性，且部分影响资源的流通。 点击图片可查看大图 除了生产的地域性，工业硅产能的释放还有季节性特点。由于西南地区水电资源丰富，提供了更有竞争力的能源成本，使得工业硅企业将较多产能投放于此。但是水电的输出也受水资源丰枯水期的影响，会有季节性变化，因此在不同时期，电力的供给会有变化，这同样给电价带来了震荡。而工业硅生产中，电力成本比重相对偏高，电价的波动也造成了工业硅开工率的季节性差异。这种差异会因周期性的供需不平衡体现在市场价格中，再叠加能效管控及其他成本的变化，造成了工业硅价格的不稳定，在过去几年出现了大起大落。而这样的价格宽幅震荡会传导到下游其他环节，并得到放大，这将会长期限制整个光伏产业的健康发展。 点击图片可查看大图 另一方面，工业硅行业主要采用长协定价模式，缺乏统一、公开、透明、权威的市场价格，当上游成本扰动或工业硅市场价格震荡的时候，工业硅企业通常会面对成本和利润的双重挤压，增加了企业的风险，也影响了行业生产的稳定性，并造成恶性循环。 从国际市场的角度看，我国是全球最大的工业硅生产、消费和出口国，但是当前工业硅贸易定价主要采用英国金属导报、英国商品研究所等国际机构公布的价格指数定价模式，目前硅产业基准定价权被国外掌握，这和我国行业龙头国地位不匹配。 以上诸多问题依然是目前工业硅行业亟待解决的症结。 五 工业硅期货的出现驱动行业 持续完善 我国期货市场处于迅速发展的阶段，监管制度以及业务模式正得到不断的改进与创新。2022年底工业硅期货的上市就基于目前逐步成熟的体系，并且目前工业硅期货及其衍生品正在逐步地改善该行业 的诸多问题，带动行业健康发展。 首先，工业硅期货及其衍生品的上市，能有效发挥其价格发现功能，有助于打破传统的、不透明的长协模式，并促进定价标准化。并让现货市场的落后定价方式转向更为成熟的、以期货价格为基准的定价机制。这给现货市场提供了公开、透明、即时的价格基准，在经过市场的调节后，能够真实反映行业的供需基本面。工业硅企业以及下游产业可以根据期货价格及时调整生产计划，促进行业资源的有效配置。 工业硅期货及其衍生品的上市，吸