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    碳中和對電解鋁行業的影響

    發布時間:2021-06-30 09:32:49來源:

    2019年我國碳排放量占全球的28.76%,并承諾CO2排放將在2030年實現碳達峰,2060年實現碳中和。
    火電生產是電解鋁碳排放高的主因,碳中和承諾下,火電“弱化”或成趨勢。2020年我國電解鋁行業二氧化碳總排放量約為4.26億噸,約占全社會二氧化碳凈排放總量5%。而每噸電解鋁平均碳排放的構成中電力排放為10.7噸,占64.8%,是大的影響因素。
    其中使用火電生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳量約為11.2噸,使用水電生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳量幾乎為零,因此,火電生產是電解鋁碳排放高的主因。
    未來碳中和對于電解鋁行業的影響總結起來主要有以下幾個方面:
    (1)提升行業準入標準,新增產能投放難度加大
    (2)能源轉型下,水電占比料將提升
    (3)再生鋁產量占比有望提升
    (4)高能耗低效益產能將被加速淘汰

    1
    專題概述
    火電生產是電解鋁碳排放高的主因,碳中和承諾下,火電“弱化”或成趨勢。2020年我國電解鋁行業二氧化碳總排放量約為4.26億噸,約占全社會二氧化碳凈排放總量5%。而每噸電解鋁平均碳排放的構成中電力排放為10.7噸,占64.8%,是其主要的影響因素。其中使用火電生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳量約為11.2噸,使用水電生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳量幾乎為零,因此,火電生產是電解鋁碳排放高的主因。
    本文站在碳中和的視角下看此政策對于未來電解鋁行業的影響方向。

    2
    電解鋁行業碳排放現狀

    2.1
    我國電解鋁行業碳排量較大
    我國電解鋁行業碳排量較大,占社會平均總量的5%。2020年,我國電解鋁產量為3712.4萬噸。按照生產一噸電解鋁約需消耗13500kWh電能進行測算,行業總耗電約為5011.74億kWh,占2020年我國全社會用電量75110億kWh的6.67%,而電解環節中生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳約為1.8噸,依據碳交易所披露數來看,2020年電解鋁行業二氧化碳總排放量約為4.26億噸,約占全社會二氧化碳凈排放總量5%。

    2.2
    電力排放是電解鋁生產中碳排放的主因
    2019年,每噸電解鋁平均碳排放的構成為電力排放10.7噸,占64.8%,是大的影響因素;非CO2排放1.1噸,占比6.7%;直接排放(CO2)1.5噸,占比9.1%;輔助材料排放0.6噸,占比3.6%,熱能排放2.1噸,占比12.7%;運輸排放0.5噸,占比3.0%。

    2.3
    自備火電廠是電解鋁碳排放高的主因
    電解鋁生產的電力環節中分為火電生產與水電生產,使用火電生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳量約為11.2噸,而使用水電生產一噸電解鋁所排放的二氧化碳量幾乎為零。我國電解鋁行業用電模式分為自備電和網電。2019年底自備電所占比例約為65%,均為火力發電;網電所占比例約為35%,其中火力發電約占21%,清潔能源發電約占14%。

    3
    電解鋁節能減排方向
    電解鋁行業節能減排路徑可從“量”和“結構”兩個方面進行分析。
    (1)耗能量:降低電解鋁行業能耗總量,從而實現減少碳排放的目標。
    一是通過技術工藝的改進使得電解鋁單噸電耗下降;
    二是限制高能耗的新產能投放及淘汰落后產能;
    (2)能源消費結構:從根本上進行能源消費結構的轉型,即使能耗量不變,碳排放也將有所下降。有兩條可能的減排路徑:
    一是發展水電等清潔能源代替火電的使用;
    二是循環利用再生鋁資源。
    工藝技術革新空間有限,減排或從能源轉型及嚴控新產能投放出發。我國電解鋁工藝技術已處于較為的水平,冶煉過程中單噸能耗或難有下探空間。據IAI數據,2019年我國電解鋁單噸能耗為13531kWh,屬于全球能耗第二低的地區,與平均能耗水平13321kWh/噸相差無幾。因此,我們認為進行根本上的能源轉型、嚴控新產能投放及淘汰落后產能或為節能減排的主要發展方向。

    3.1
    提升行業準入標準,新增產能投放難度加大
    供給側改革明確電解鋁產能紅線。由于未批先建的違規行為嚴重,我國電解鋁產能自2010年以來快速擴張,導致供給端過剩嚴重。為引導行業健康發展,2017年4月發改委等四部委出臺《清理整頓電解鋁行業違法違規項目行動工作方案》,整頓在產在建的違法違規項目。2017年6月、2018年1月國家又先后下發《關于開展燃煤自備電廠規范建設及運行轉型督查的通知》、《關于電解鋁企業通過兼并重組等方式實施產能置換有關事項的通知》,進一步清理自備電廠的違規產能,同時明確電解鋁產能置換的方式、可用于置換指標的范圍以及截至時間。在以上幾個政策的指導下,我國電解鋁遠期產能預計被鎖定在4500萬噸左右。
    新增產能投放難度加大。國家宏觀調控下的產能紅線導致對電解鋁新產能的審批要求嚴苛。而在碳中和背景下,能耗雙控壓力加大,針對高耗能行業的產能禁入政策或更為嚴格。例如內蒙古發改委于2021年3月9日印發《關于確保完成“十四五”能耗雙控目標若干保障措施》的通知,確定2021年全區能耗雙控目標為單位GDP能耗下降3%,能耗增量控制在500萬噸標準煤左右,能耗總量增速控制在1.9%左右,單位工業增加值能耗(等價值)下降4%以上,并明確表示自2021年不再審批氧化鋁(高鋁粉煤灰提取氧化鋁除外)、電解鋁等高耗能行業的新增產能。

    3.2
    能源轉型下,水電占比料將提升
    水電鋁碳排放量較火電鋁減少86%。據安泰科數據,用火電生產一噸電解鋁的碳排放總量約為13噸,其中發電環節碳排放11.2噸,電解環節碳排放1.8噸。而用水電生產電解鋁時,單噸排放量僅為1.8噸,其中發電環節無碳排放,僅有電解環節產生1.8噸的CO2。
    電解鋁生產碳排放量
    目前我國電解鋁產業布局正在經歷“北鋁南移”的過程。受電力成本的推動,我國電解鋁產能自2012年以來共經歷了兩次區域上的遷移。次是2012開始,河南等傳統電解鋁大省的產能主動清退,向新疆、內蒙等低電價地區轉移。第二次則是2017以來,電解鋁產能逐漸從新疆、山東為主的火電區域向云南為主的水電區域轉移。據SMM統計,云南、四川、廣西三省2020、2021年合計新增電解鋁產能分別為245.6、248.3萬噸,占全國新增總產能的比例達86%、79%。碳中和背景下,水電成本將更具優勢,“北鋁南移”進程有望加速。
    除受益于能源優勢外,新疆內蒙等地電力成本低廉的一個重要原因為政策補貼。而在碳中和承諾下,煤電電價優惠政策或將逐步取消,拉升火電鋁成本,倒逼企業進行能源轉型。例如,為落實國家加強能耗總量的任務,內蒙古明確表示:1)自2021年2月10日起取消蒙西地區電解鋁行業基本電費折算每千瓦時3.39分的電價政策,取消蒙西電網倒階梯輸配電價政策;2)自備電廠按自發自用電量繳納政策性交叉補貼,蒙西、蒙東電網征收標準分別為每千瓦時0.01元、0.02元(含稅)。以單噸電耗13500kWh計算,內蒙古此項政策將提升電解鋁成本135-270元/噸。

    3.3
    再生鋁產量占比有望提升
    鋁的生產從原料來源不同,可以分為原鋁和再生鋁兩大類。傳統的原鋁生產是以自然界的鋁土礦為原料,首先將其通過化學方法提取為氧化鋁,然后通過電解得到液態電解鋁(鋁水),鋁水可以鑄造成原鋁,或加入少量的其他金屬成分,如鎂、銅、錳、硅等制成鋁合金。再生鋁是廢鋁料經熔化、合金化、精煉等工藝生成的鋁合金。由于鋁金屬的抗腐蝕性強,在使用期間損失極少,可以多次重復循環利用,因此,鋁具有很強的可回收性。
    我國再生鋁產量占比遠低于全球平均水平,未來提升空間巨大。2019年我國鋁供應總量約為4203萬噸,其中原鋁產量3513萬噸,占比84%;再生鋁產量約為690萬噸,占比僅16%。而根據IAI,2019年全球鋁供應量約9552萬噸,其中再生鋁3183萬噸,占比達33.3%。此外,歐洲、北美等發達國家或地區再生鋁產量已普遍超過原鋁產量,日本國內全部采用再生鋁生產。
    再生鋁生產工藝流程較原鋁更為簡單,單噸碳排放量較原鋁減少11噸。廢鋁原料經過分選預處理、熔煉和鑄錠即可得到鋁合金,無需經歷原鋁生產過程中電解的工藝程序,能耗因此大幅降低。據IAI,生產一噸原鋁的碳排放量約為11.2噸,而生產一噸再生鋁的碳排放量僅為0.2噸。2018年,全球再生鋁產量約3074萬噸,占鋁供應總量的31.6%,但碳排放量僅為鋁行業碳排放總量的1.7%。目前我國對再生鋁資源的利用尚不充分,未來隨著碳中和加強人們對更為環保的資源類型的重視,再生鋁產量占鋁行業總供應的比例有望實現大幅的提升。

    3.4
    高能耗低效益產能將被加速淘汰
    高耗能行業優惠電價逐步取消,火電鋁成本優勢大幅減弱。2017年下半年至2019年中,由于下游需求偏弱導致鋁價長期低位運行,疊加上游原料價格居高不下及電價,電解鋁行業長期處于虧損狀態,在此背景下,各地方政府為保護本地企業發展相繼出臺電價優惠政策。而隨著2020年以來,行業盈利不斷走高,以及國家對環保越發重視,各地區競相調整電價政策,尤其是甘肅、內蒙古、青海等以煤電為主的省份紛紛明確自2021年起表示不再執行電解鋁行業優待電價政策,調整幅度普遍在0.05元/kWh左右,導致噸鋁電力成本較預期提升700元左右。
    未來隨著電價優惠逐步取消,行業內成本曲線或將進一步異化,位于成本曲線右側的高耗能、低效益產能可能被迫退出市場。而企業有望憑借產能布局帶來的成本優勢及規模效應優勢強者恒強,提升行業競爭力和集中度。

    4
    總結
    結合上文,在碳中和的背景下,電解鋁產業的消耗能源結構轉型、嚴控新產能投放及淘汰落后產能或為節能減排的主要發展方向。主要有四方面。
    (1)提升行業準入標準,新增產能投放難度加大
    (2)能源轉型下,水電占比料將提升
    (3)再生鋁產量占比有望提升
    (4)高能耗低效益產能將被加速淘汰
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