煤炭及煤化工行业研究.docx
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煤炭及煤化工行业研究
煤炭及煤化工行业研究:
掘金碳中和,固碳煤化工
报告综述:
掘金“碳中和”,“固碳”煤化工
“碳中和”大潮将至:
能源消费面临燃“煤”之急我国具有“富煤、贫油、少气”的资源特征,2019年中国煤炭、原油和天然气消费量分别为28.1、9.2和3.9亿吨标准煤,煤炭消耗量占据主导地位。
碳中和视角下,煤炭行业将承担主要的减排任务,未来煤炭指标面临压缩。
按用途划分,煤炭可分为动力煤(火电),焦煤/焦炭(冶金还原)和烟煤/无烟煤(基础化工原料)。
根据需求分类,“碳中和”对不同行业的影响不同:
其中动力煤和焦煤/焦炭由于分别用于发电和冶金,二氧化碳排放量较大,预计受到“碳中和”影响较为明显;而部分煤炭用于尿素、管材、衣服和家具等,反应过程属于“固碳”过程,受到“碳中和”影响较小。
动力煤&炼焦煤:
存量竞争,龙头恒强
燃煤发电和炼钢过程中碳排放不可避免,主要用煤品种为动力煤和炼焦煤,受碳中和影响较强。
1)动力煤:
我国近年来主要通过降低供电煤耗、减少火电装机占比控制“碳排放”总量。
但受供电煤耗下降有极限影响,大力发展风光等清洁能源、减少火电机组装机占比或成为未来实现“碳中和”的主要方式。
2)炼焦煤:
近年来我国主要通过降低吨钢煤耗、淘汰落后产能、加大环保设备投入进行钢铁行业“碳减排”。
但由于当前我国吨钢煤耗已达先进水平、去产能基本完成,因此未来主要通过加大环保设备投入的方式进行“碳减排”。
在供给压缩、动力煤和炼焦煤需求或有下行情况下,资源禀赋优异、吨煤成本较低、管理能力较强的龙头煤炭企业有望脱颖而出,行业集中度或不断提升。
烟煤/无烟煤:
天然固碳,未来可期
烟煤/无烟煤主要用于煤化工生产,反应过程天然“固碳”,与衣食住用行息息相关,受到碳中和影响相对较弱。
传统煤化工主要生产尿素、电石等产品,由于尿素、电石产能供过于求,行业受到供给侧改革和安全环保生产影响,小产能逐步退出市场,低成本多元一体化龙头有望突围。
新型化工主要生产烯烃、乙二醇等产品,煤制技术能缓解国内石油高依存度现状。
随着聚乙烯和涤纶长丝需求稳步增长,煤制烯烃和乙二醇需求增加,新型煤化工前景广阔,未来煤炭指标收缩条件下,低成本高效率龙头有望胜出。
碳中和大潮将至,煤炭消费面临何种挑战?
实际上,“碳中和”相关概念并非2020年才提出。
早在2009年,我国就已在国际上做出了“碳减排”承诺,并分别于2016年和2020年又首次在国际社会上做出了“2030年碳达峰”和“2060年碳中和”承诺。
从中国二氧化碳排放量看,自2013年来,我国二氧化碳排放总量进入平台期,能源和工业二氧化碳排放量占据大头。
能源:
受益于火电厂扩张受限和新能源产业快速发展影响,中国能源行业2013年到2019年二氧化碳排放量保持稳定。
未来看,由于新能源(光伏、风电、水电)等行业快速发展,传统化石能源(煤炭、石油、天然气)发电政策逐步收紧,中国能源行业将承担最主要二氧化碳减排任务。
工业:
由于“三去一降一补”政策逐步落实,高耗能的钢铁、建材行业逐步整合,行业内低效率企业正逐步退出市场,行业能耗逐步降低。
未来,中国高耗能产业面临长期的供给侧改革和优化的过程,低效率的企业将进一步退出市场,工业企业也将承担一部分减排任务。
交运:
由于中国汽车保有量稳步提升,汽车汽油消耗量逐步增加,拉动二氧化碳排放量提升。
受近几年新能源电动车的发展影响,中国交运行业直接产生二氧化碳量有望逐步回落,对减排任务贡献一份力。
建筑:
基建和房地产行业均处于稳步发展的过程,二氧化碳排放量处于稳步增长阶段。
未来看,随着基建投资增速逐步回落,房地产开发“三道红线”和装配式建筑逐步推广,我国建筑行业二氧化碳排放量有望逐步降低。
多管齐下,能源结构转型是重头戏。
从具体实施措施看,能源结构转型将构筑最主要的减排任务,能源结构转型将贡献52亿吨二氧化碳减排任务,因此传统的火电行业将受到更为明显影响。
据此,我们对2030年能源消费量进行了预测。
结果发现,当2030年非化石能源占一次能源消费比重为25%时,我国原煤消费量为27.3亿吨标准煤,对应年均复合增速为-0.26%(以2019年为基准)。
这也说明,在“碳中和”下,我国原煤的能源消费量整体会呈现下降趋势。
煤、石油和天然气是主要的二氧化碳来源,中国具备“富煤、贫油、少气”的资源特征,对煤炭资源依赖程度较高。
煤炭按照用途大致可以分为动力煤(火电),焦煤/焦炭(冶金还原)和无烟煤(基础原料)。
动力煤和焦煤分别用于发电和冶金,二氧化碳排放较为明显,受到“碳中和”影响较大。
部分无烟煤/烟煤由于终端产品主要是尿素、管材、衣服和家具等,反应过程天然“固碳”,碳排放较少,受“碳中和”影响较小。
本文主要分析在碳中和视角下,动力煤、焦煤/焦炭和无烟煤行业受到政策的影响,以及对下游钢铁有色、建材和化工行业的影响,并分析其中投资机会。
动力煤:
需求刚性,供给减量
动力煤即指用作动力原料的煤炭。
一般来说,动力煤煤种可选范围较广,长焰煤、气煤、无烟煤、贫煤、褐煤均可用作动力煤。
截至2020年,我国动力煤消费量为34.37亿吨,其中用于火电行业的占比最大,为61%;其次是高耗能制造业,依次是建材、供热、化工、冶金,动力煤消费量占比分别为9%、8%、6%和5%。
需求:
预计电力需求增长长期为正
未来电力需求增长或将长期为正,这主要是因为:
1)近年来,我国经济增速总体仍保持正增长,且电力弹性系数呈现提升态势,因此即使未来我国经济增速有所放缓,但在GDP增速总体为正的情况下,用电量预计仍保持增长。
2)反观制造业外包程度较高的美国,虽然其GDP增速仍为正,但其净发电量增速却常常为负值,这主要和美国工业部门的净发电量占比较小有关。
由于我国第二产业在GDP中占比较大,用电量也较大,因此我国预计不会出现像美国一样净发电量常常为负值的情况。
供给:
存量优化,效率为先
由于燃煤发电过程必然产生碳排放,因此为实现“碳减排”,我国火电供给在未来可能会逐渐下行。
近年来,我国主要通过以下方式实现“碳减排”:
1)降低供电煤耗,提升发电用煤效率从而降低碳排放总量;2)减少火电装机占比,增加风光新能源等装机比重,从总量上减少碳排放总量。
但由于供电煤耗的下降是有极限的,因此未来主要通过大力发展风光等清洁能源、减少火电机组装机占比来实现“碳达峰”、“碳中和”目标。
降低供电煤耗:
存量改造,控制新增
截至2020年末,我国火电厂供电煤耗为305.5克标准煤/千瓦时,与全国供电煤耗最低机组(276克标准煤/千瓦时)相比仍有提升空间。
由于单机容量越高、压力值越大机组供电煤耗越低,因此我国近年来不断通过提升新增火电机组准入门槛、对现役机组升级改造、淘汰煤电小机组等方式降低供电煤耗率。
提升新增火电机组准入门槛:
2014年《关于印发能源发展战略行动计划(2014-2020年)的通知》规定新建燃煤机组的供电煤耗需低于每千瓦时300克标准煤,2016年《电力发展“十三五”规划》又进一步对其做出了安排,此后我国新增煤电机组准入门槛有所提升。
对现役机组进行升级改造:
2014年,《煤电节能减排升级与改造行动计划》提出“重点对30万千瓦和60万千瓦等级亚临界、超临界机组实施综合性、系统性节能改造,改造后供电煤耗力争达到同类型机组先进水平”。
2016年《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》又明确提出“现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗低于310克标煤每千瓦时,燃煤机组二氧化碳排放强度下降到865克/千瓦时左右”。
可见我国改造升级力度不断加大。
淘汰煤电小机组:
2014年,我国《煤电节能减排升级与改造行动计划》提出“淘汰单机容量5万千瓦及以下的常规小火电机组、单机容量10万千瓦级及以下的常规燃煤火电机组、单机容量20万千瓦级及以下设计寿命期满和不实施供热改造的常规燃煤火电机组”。
2019年12月,我国又进一步出台了《产业结构调整指导目录(征求意见稿)》,明确规定“淘汰单机容量在10万千瓦以下常规火电、限制30万千瓦以下常规燃煤机组、限制发电煤耗在300克标准煤/千瓦时的湿冷发电机组和发电煤耗在305克标准煤/千瓦时的空冷发电机组”。
可见我国落后产能淘汰标准逐渐提高。
受益于一系列旨在降低供电煤耗的政策,我国近年来火电机组供电煤耗率不断下降,与之对应的二氧化碳排放量也不断降低。
优化发电结构:
提升清洁能源装机占比
由于火力发电水可以通过水、核、风、光等清洁能源发电替代,因此为从根上减少碳排放总量,实现“碳中和”目标,我国明确提出了“到2030年,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右”的要求。
截至2020年,我国火电装机容量为12.45亿千瓦,占所有电源装机总容量的57%。
未来来看,我国火电装机容量占比仍会不断下降,“碳减排”空间巨大。
炼焦煤:
需求承压,供给受限
炼焦煤即指用于炼制焦炭的煤炭。
与动力煤相比,其粘结性更强,对煤质要求更高,煤种上则以烟煤为主。
截至2020年,我国炼焦煤消费量为5.58亿吨。
由于焦炭主要用途为炼钢,而钢材主要提供给地产、基建、机械、汽车、家电、军工等行业,因此炼焦煤的消费量主要和钢厂下游行业的发展增速有关。
需求:
长期承压,短期改善
受制于土地面积有限,从长期来看,我国地产、基建、汽车等投资增速将不断下行,钢铁用量也将有所承压。
但从短期来看,受益于出口需求旺盛及我国机械制造投资增速较高,我国粗钢产量累计同比不断上行。
供给:
短期偏紧,产能受限
焦煤供给主要和我国“去产能”和“进口煤”政策有关。
由于炼钢过程中二氧化碳排放同样不可避免,因此为实现“碳减排”,近年来我国主要通过以下方式减少碳排放:
1)降低吨钢煤耗;2)淘汰落后产能;3)加大环保设备投入,从而对二氧化碳进行吸收。
当前,我国吨钢耗煤量约为0.32吨,已达世界先进水平。
因此未来来看,我国吨钢煤耗下行空间不大。
此外,由于我国已于2018年提前完成“去产能”目标,因此当前钢企设备整体生产能力较高,未来继续压减产能的空间不大。
2018年,我国钢铁行业完成化解过剩产能1亿至1.5亿吨的上限目标,提前完成“十三五”去产能目标。
在这种情况下,降低钢厂二氧化碳排放率主要通过加大环保设备投入或者发展突破性炼钢技术来降低二氧化碳排放量。
加大环保设备投入:
钢厂减排主要方式
随着近年来钢厂不断增加资本支出、环保设备投入不断提升,近年来我国吨钢二氧化碳排放量不断下降。
氢气还原炼铁技术:
成本较高,尚不成熟
从技术上看,目前钢铁行业中突破性“碳减排”技术主要是氢气还原炼铁技术。
该技术通过在炼铁工序中将氢气替代传统的碳还原剂,除去铁矿石中的杂质和氧。
由于氢气在还原反应过程中只会产生水,从而显著降低二氧化碳排放。
当前该技术在国内尚未商用化,但已在国外进入试验或建设阶段,其中日本的COURSE50项目基本达到CO₂减排10%目标。
不过目前该项目成本仍然较高,技术比较复杂,较难替代当前的主要冶炼工艺。
因此总结来看,钢铁厂未来发展亦将受到一定程度限制。
烟煤/无烟煤:
天然固碳,未来可期
煤化工产业可以分为传统煤化工和新型煤化工,传统煤化工涉及煤制电石、煤合成氨等领域,新型煤化工主要包含煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等。
无论是传统煤化工还是新型煤化工,煤制技术均是固碳反应,不涉及二氧化碳排放。
未来看,如果能源制备技术脱离煤炭,煤化工行业受到碳中和影响较小。
传统煤化工:
空间压缩,龙头争霸
无烟煤化学过程二氧化碳排放量较少,受碳中和影响较为有限。
排除能源用碳外,煤焦化、气化能制备电石、尿素和甲醇等多种传统基础化工原料,终端消费主要应用于管材、塑料、农作物、纺服原料等衣食住行多个领域,关系国计民生,具备较强刚性。
尿素和电石产能止步不前,煤炭指标存量优化。
传统煤化工下游电石和尿素产能过剩,近些年受到供给侧改革和安全环保生产影响,传统煤化工发展受到指标限制,尿素和电石产能止步不前,行业内存量优化,对烟煤/无烟煤需求降低。
未来看,行业对装置规模小、产品结构单一的企业进行淘汰,多元一体化的高效率生产龙头有望稳步向前。
新型煤化工:
替代石油,前景广阔
中国石油进口依存度高,煤制技术实现战略保障。
石化产品是国民经济发展的重要基础原料,市场需求巨大,但受油气资源约束,对外依存度较高。
从2001年1月到2019年12月,中国原油进口依赖度从18.4%提升至72.6%。
我国煤炭资源较为丰富,成本较为低廉,新型煤制乙烯、煤制乙二醇技术能缓解对原油依存度。
需求侧:
煤制产品替代进口,下游需求稳步增长
煤制烯烃:
石油依赖度较高,发展潜力十足。
乙烯是重要的基础化工原料,下游主要用于制备聚乙烯(PE),广泛用于汽车、电子、家电、建材和食品包装等多个细分领域。
未来看,随着下游终端消费市场稳步增长,中国PE市场将稳步增长,拉动乙烯需求增加。
但目前乙烯主要制备方式为蒸汽裂解(石油制),占比达到77.2%,其次为煤制乙烯(CTO,13.2%)和甲醇制烯烃(MTO,9.6%)。
未来看,在国家政策扶植下,煤制乙烯技术有望进一步扩展,缓解对石油的高进口依赖,并且缓解油价上涨对国内化工企业生产成本的打击。
聚乙烯稳步扩产,煤制烯烃需求增长动力十足。
未来看,国内聚乙烯产能稳步增加有望拉动乙烯需求增长。
宁夏宝丰能源、中煤陕西榆林、山焦飞虹、山西同煤集团和山西潞宝合计将投放180万吨煤制和甲醇制烯烃-聚合装置,乙烯市场需求增长动力十足,煤化工CMO和CTO制备乙烯仍具备发展前景。
煤制乙二醇:
进口依存度高,需求稳步增长。
乙二醇下游主要用于生产聚酯瓶片和聚酯纤维,和人们生活息息相关。
中国乙二醇进口依存度常年高于50%,依赖于海外进口产品满足聚酯瓶片和涤纶长丝生产。
未来看,随着中国服装和包装饮料需求稳步增长,中国聚酯瓶片和涤纶长丝需求稳步增长,拉动乙二醇需求稳步增加。
供给侧:
多点开花,煤制化工迎来绽放
煤制乙烯:
多点同开花,产能稳步释放。
截至2020年,中国乙烯产能为3430.5万吨/年,以蒸汽裂解技术为主。
未来看,国内新增烯烃制备技术中,蒸汽裂解技术仍作为主要技术,但MTO和CTO技术仍为不可替代的发展技术,具备较高战略意义,未来仍有较大发展潜力。
煤制乙二醇:
多点同开花,产能稳步释放。
截至2020年,中国乙二醇总产能为1570.2万吨/年,以乙烯氧化法为主。
未来看,国内新增乙二醇制备技术中,乙烯氧化法和煤基合成气法技术仍作为主要技术,煤炭对中国乙二醇国产化制备具备举足轻重的作用。
重点企业分析(详见报告原文)
陕西煤业&中国神华:
成本优势显著的一体化龙头。
盘江股份:
供需格局相对独立的区域龙头。
华鲁恒升:
一头多线,构筑低成本王者。
宝丰能源:
产业链一体化,未来烯烃三巨头之一。
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