新挑战新机遇,化工低碳转型

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随着碳中和政策的持续推进,化工行业的集中度会进一步提升
本文来自格隆汇专栏:国泰君安证券研究,作者:国泰君安基础化工团队

本报告导读

我国对国际社会承诺争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,为实现这一目标,国内能源结构和化工产业将会发生重要变革。

摘要:

维持行业增持评级。随着碳中和政策的持续推进,化工行业的集中度会进一步提升,中长期竞争格局优化,龙头将持续受益。推荐华鲁恒升、万华化学、龙蟒佰利、合盛硅业等。此外,生物降解塑料和生物燃料可以有效降低碳排放。

我国提出力争2060年前实现碳中和目标,各省政策逐步落地。2020年9月22日,国家领导人提出中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。此后,中央工作会议及2021年两会《政府工作报告》中,都将碳达峰、碳中和作为政府工作重点。内蒙古率先制定政策严格落实目标责任、控制高耗能行业产能规模,各地方逐步落实减排降碳相关政策。

碳中和推动供给侧改革,高耗能行业成本提升,龙头企业成本优势增强。碳中和背景下,高耗能、产能过剩、需求见顶的化工子行业将受到重点限制,行业成本大幅抬升。在碳配额要求下,煤化工行业成本分化,龙头企业能源利用率更高,成本优势增强,且有望持续获取政策与配额倾斜,行业集中度提升。分产品来看,黄磷、电石、聚氯乙烯、甲醇、烧碱、纯碱、钛白粉、金属硅等化工品单位碳排放高,产能过剩较为明显,未来将成为化工行业进行供给侧改革的关键领域,龙头公司将持续受益。

中下游行业迎来需求变革,减排催生新增长领域。碳中和背景下,有节能降耗作用的化工材料将迎来发展机遇。限塑、禁塑政策出台为可降解塑料打开巨大替代性增长空间。交通运输行业减碳将大幅推动生物燃料发展。我们认为可以重点关注可降解塑料和生物燃料领域的投资机会。

风险提示:国际油价大幅下跌的风险,企业执行碳中和政策不及预期


1.   我国提出力争2060年前实现碳中和


1.1.  碳中和概念及提出背景

国家领导人在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这一承诺迅速成为最受全球关注的事项之一。“碳达峰”是指在碳中和实现的过程中,二氧化碳(CO2)的排放在某一个时点或时段达到峰值,之后不再增长并逐步回落。“碳中和”是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的CO2或温室气体排放总量,通过使用低碳能源取代化石燃料、植树造林等形式,以抵消自身产生的CO2或温室气体排放量,实现正负抵消。

“碳中和”是我国在全球变暖背景下积极承担大国责任所许下的重要承诺。自20世纪80年代以来,全球气温逐年上升,2020年全球平均气温较工业化前上升1.02℃。全球气候变暖的主要原因是工业革命后人类大量使用化石燃料,二氧化碳等温室气体排放量迅速上升。2019年,西班牙国家气象局的伊萨尼亚天文台探测到地球大气层二氧化碳浓度突破415ppm,达到416.7ppm,为300万年来的最高值,这意味着全球气候变化正在朝着更为危险的方向发展。气候变暖引发了冰川融化、海平面上升、极端天气事件增多增强、自然灾害频发等一系列连锁反应,并引发一系列社会经济问题,全球共同应对气候变化危机刻不容缓。

在工业革命前,全球二氧化碳排放量极低。1950年,全球二氧化碳排放量达到了60亿吨,此后二氧化碳碳排放量迅速增长。1990年,全球二氧化碳排放量已达到220亿吨,二氧化碳排放量呈倍数增长,21世纪中国加入世贸组织后这一趋势再度增强。2010年前后,伴随着全球环保意识的提升,二氧化碳排放量增速放缓。2019年全球二氧化碳排放量达到360亿吨,增速趋近于0,未来二氧化碳排放量有望逐步下降。

我国由于工业化起步较晚,仍处于高速发展期,近年来二氧化碳排放量增长迅速。我国二氧化碳排放量从2000年开始持续上升,2014年达到阶段性峰值,2015-2016年缓慢下降,2016年后再度呈现缓慢升高趋势,预计未来十年我国碳排放量将缓慢提升直至2030年碳达峰。

分区域来看,2019年我国二氧化碳排放量达到98.26亿吨,位居世界第一,美国、欧盟、印度、俄罗斯及日本紧随其后,分别排放49.65、33.30、24.80、15.33、11.23亿吨,合计占比68%。世界各地人均二氧化碳排放量存在严重不均等的问题。2017年,全球人均二氧化碳排放量为4.8吨。其中,中东地区人均排放量最高,卡塔尔人均排放量高达49吨。欧美发达国家中,澳大利亚、美国、加拿大人均排放量较高,分别为17吨、16.2吨、15.6吨。部分欧洲国家由于较早开始实施节能减排举措,人均碳排放量与全球平均水平相差不远,葡萄牙、法国及英国人均二氧化碳排放量分别为5.3吨、5.5吨、5.8吨。

为了应对全球气候变暖的重大挑战、降低二氧化碳排放量,各国开始共同推动“碳中和”进程。2015年12月,196个国家共同签署了《巴黎协定》,承诺在2050-2100年实现温室气体的排放与吸收之间的平衡,即实现全球“碳中和”目标,明确了21世纪末将全球温度升高控制在不超过工业化前2℃的目标,并将1.5℃温控目标确立为应对气候变化的长期努力方向。此前,英国已于2008年颁布《气候变化法案》,明确2050年实现碳中和,是全球第一个应对气候变化并对该目标进行法律约束的国家。2019年,欧盟委员会发布《欧洲绿色协议》,提出到2050年欧盟温室气体达到净零排放的目标。2020年,中国提出了于2060年实现“碳中和”的目标。此后,日本、英国、加拿大、韩国等发达国家相继提出2050年前实现“碳中和”目标的政治承诺。目前,已有超过90个国家提出碳中和、净零排放等不同形式的温室气体减排目标。碳中和已成为全球共同长期目标。

1.2.  中国碳排放政策与发展规划

自2020年9月提出碳中和战略后,我国陆续出台了一系列国家层面的政策文件。在最新的十四五规划中,我国提出2035年碳排放达峰后稳中有降;进一步加快清洁能源开发利用,推动非化石能源和天然气成为能源消费增量的主体,更大幅度提高清洁能源消费比重;将可再生能源消费纳入地方经济社会发展考核,地市成立“能源局”推进落实,以倒排工期的形式分解各期目标;完善能源产供储销体系,优化电力生产和输送通道布局,提升新能源消纳和存储能力等目标。此外在2020年12月的中央工作会议和2021年两会《政府工作报告》中,碳达峰、碳中和都被作为政府工作重点。

各地方政府也在十四五规划文件中制定了未来五年的碳减排相关目标。2021年2月,内蒙古自治区印发了《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保障措施(征求意见稿)》。意见稿提出,要求严格落实目标责任、控制高耗能行业产能规模。从2021年起,不再审批焦炭、电石、聚氯乙烯、合成氨(尿素)、甲醇、乙二醇、烧碱、纯碱、磷铵、平板玻璃、钢铁、铁合金、电解铝、无下游转化的多晶硅、单晶硅等新增产能项目;除国家规划布局和自治区延链补链的现代煤化工项目外,“十四五”期间原则上不再审批新的现代煤化工项目。该意见稿是第一个在规划中准确提出控制目标的的地方性文件,对后续其他省份的相关政策落地提供了重要的指导意义。

1.3.  我国能源消费和工业过程碳排放量占比较高

从能源消费总量来看,我国近年来能源消费总量增速逐步放缓。2019年能源消耗总量达到39,361TWh,同比增长4%。进入21世纪以来,我国能源消费总量随着经济发展逐渐上升。2012年后,我国经济增速放缓,一次能源消费增速随之放缓,同时能源利用效率提升,近七年来年均复合增速仅为2.75%。

从能源消费结构来看,煤炭依然是我国一次能源消费的主要来源。2019年我国能源消费为48.7亿吨标准煤,同比增长3.3%,煤炭消费占能源消费总量57.6%,远超于世界平均水平27%,石油消费占能源消费总量19.7%。煤炭在一次能源消费中占比仍居高不下,天然气碳排放占比有所提升。水电、可再生能源占比仅为8%、4.7%,清洁能源仍有较大发展空间。

从碳排放结构来看,能源消费和工业过程碳排放量占比较高。2019年我国碳排放来源结构中,能源消费过程占比76.8%,工业过程占15.2%,农业占比6.4%,其中能源领域碳排放又主要源自化石燃料。从各细分行业碳排放结构上看,我国碳排放主要集中于电力与工业,电力的二氧化碳排放占44.64%,工业占比38.92%,两者相加超过二氧化碳总排放量的80%,碳排放结构相对集中。

我国高耗能子行业碳排放量较高,化工行业碳排放量相对较低。2019年,我国电力、蒸汽、热水的生产和供应,黑色金属的冶炼和压制,非金属矿产碳排放占比较高,分别占比为46.87%、18.39%、11.36%,这些细分行业高度依赖煤炭、石油等能源,受到碳中和政策的冲击较大。化工原料及化工产品、石油加工和焦化、化学纤维、橡胶制品、塑料制品碳排放量分别为1.93亿吨、1.42亿吨、343万吨、176万吨和176万吨,合计占比约为3.55%,碳排放量占比相对较低。


2.   能耗双控背景下,产业结构调整势在必行


为实现碳中和目标,我国需大力调整产业结构,降低化石能源在能源消费中的比重,提升风电、光伏、核电等可再生能源的比重,逐步实现低碳能源。此外,我国还需加速产业结构转型,淘汰落后产能,优化存量产能,严格把控高耗能产业新增产能,推动产业调整升级,提升资源利用效率,完善低碳发展体制等。

对于化工行业,碳中和使产业结构调整势在必行。从供给端来看,高耗能化工子行业新增产能将受到严格限制,煤炭能源使用成本上升,从而推动产业进行技术革新,提升清洁能源使用比例。在碳中和背景下,龙头企业具有更强的技术优势、成本优势、资源倾斜等,与中小企业差距进一步拉大,行业集中度进一步提升。从需求端来看,清洁能源使用成本下降,技术投入增大,风电、光伏等可再生能源需求提升,将迎来高速发展期。中下游行业将迎来需求变革,可降解塑料、生物燃料等具有节能降耗作用的化工材料或将迎来发展机遇。

2.1.   供给端:高耗能产业受限,加速产业结构调整升级

碳中和政策对于化工产品的影响主要集中在供给端。伴随着各省市能耗双控政策的逐步落地,高耗能子行业的产能受到严格供给制约,产能增速将逐步下降。其中受到影响最大的产品为工业硅、黄磷、纯碱等子行业。根据广州市、上海市产业能耗指南,工业硅、黄磷、氨纶、合成氨、的产业能耗较高,行业准入值分别为2,800kg标煤/吨、2,800kg标煤/吨、1,450kg标煤/吨、1,350kg/吨(煤)或1,100kg/吨(天然气)。未来,这些行业受到碳排放量控制的影响,扩产计划将受到严格限制,行业产能在达到顶峰后将逐步回落。

分区域来看,我国高耗能子行业产能分布较为集中,西部地区产能受到冲击较大。我国西北部地区自然资源丰富,地广人稀,是我国高耗能产品的主要生产地。我国新疆地区工业硅产能占总产能33%,内蒙古电石产能占总产能36%,电石PVC产能占总产能22%。内蒙古、新疆、贵州、云南、山东等地均为化工能耗大省,受碳中和政策的影响较大。以内蒙古为例,《关于确保完成“十四五”能耗双控目标若干保障措施》确立了内蒙古2021年的能源消耗目标,并宣布对化工领域的具体产业项目实施严控。从2021年起,不再审批焦炭、电石、聚氯乙烯(PVC)、合成氨、甲醇、乙二醇、烧碱、纯碱(内蒙古鼓励类项目除外)、磷铵、黄磷等新增产能项目,“十四五”期间原则上不再审批新的现代煤化工项目。该政策对于内蒙古地区高耗能子行业产能具有重大影响。

分行业来看,煤化工业碳排放系数较高,将受到严格限制,工业过程精细化程度有望提升。2020年现代工业煤化工产业碳排放结构中,煤制甲醇占比最大,为52.8%,煤制烯烃、煤制油、煤制气、煤制乙二醇占比均在25%以下。2020年,现代煤化工业二氧化碳排放量为3.2亿吨,其中约63.5%来自于工艺过程排碳,33%来源于化石燃烧排碳。碳中和政策将推动煤化工业改进工艺流程,提升资源利用效率,提升产业精细化程度。

在碳中和政策背景下,高耗能高排放产业的新增产能扩张受限,行业壁垒提升。但另一方面,市场整体对于产品需求量保持稳定。我国甲醇表观消费量从2010年的2,092万吨增长至2019年的6,009万吨,年均复合增速达12.4%,PVC表观消费量从2010年的1,255万吨增长至2019年的2,027万吨,年均复合增速达5.5%。在产能受到严格控制的背景下,高耗能产品需求不减,带来了新的发展机遇。高耗能产品价值将被重估,高耗能产品的利润空间有望提升。其中,技术水平较为先进、已提前布局较多产能的龙头企业将充分受益。

落后产能加速淘汰,行业龙头优势再度增强,行业集中程度进一步提升。在化工行业中,龙头企业往往具有质量更高的生产装置与技术水平,更完善的产业链布局,更为精细的化工产品,以及更先进的低碳解决方案,在能量单耗控制上远超中小企业,能源资源利用效率更高。在碳排放交易体系下,龙头企业碳排放配额低于实际碳排放量,可以向其他企业售出碳排放配额,从而降低运营成本;而能耗超出配额的中小企业需要额外向领先企业购买碳排放额,运营成本再度提升。领先企业与中小企业的成本差距进一步拉大。

2.2.   需求端:清洁能源占比有望提升,带动相关子行业发展

在需求端,碳中和目标将催化动新能源领域以及具有节能降耗作用的化工材料的需求,带动相关子行业的迅速发展。伴随着能源结构调整,新能源领域将迎来快速发展期,太阳能、风能等可再生能源占比提升,带动上游原材料工业硅、EVA胶膜、基体树脂等原材料需求上升。

我国当前发电以火电为主,可再生能源占比较低,具有较大发展空间。2020年,我国共发电76,236亿千瓦时,其中火电51,743亿千瓦时,占总发电量的67.9%,水电、风电、太阳能发电占比仅为18%、5%、3%。在联合国气候雄心峰会上,我国提出到2030年,我国风电、光伏发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。目前我国风电、光伏发电总装机容量为4.4亿千瓦,未来10年平均每年风电、光伏装机量至少达到0.75亿千瓦,将带来年化17%的增长空间,年均新增装机规模分别为5,000万-6,000万千瓦和7,000万-9,000万千瓦。

此外,水力发电、风电、核电、光伏等可再生能源发电技术已经相对成熟,发电成本已经低于煤电。据 IRENA 统计,风电与光伏成本在过去的十年间下降了70%、89%,目前光伏的成本为0.068 美元/千瓦时,陆上风电成本为 0.053 美元/千瓦时,海上风电成本为0.115 美元/千瓦时,低于我国火电0.3-0.4 元/千瓦时的价格区间。在未来实现碳中和的过程中,可再生能源发电替代具有十分广阔的发展空间。

新能源领域的迅速发展将带动关键上游原材料的需求提升。光伏发电的迅速发展赋予了上游原材料工业硅、EVA胶膜巨大增长空间。中国光伏行业协会发布数据显示,2019年,全球多晶硅、硅片、电池片和组件的全球有效产能分别提升至67.5万吨、185.3GW、210.9GW和218.7GW。中国多晶硅、硅片、电池片和组件的产能在全球占比分别增长了7.4、2.9、4.0和0.9个百分点。未来随着光伏产业需求扩大,工业硅产能有望持续提升。


3. 碳中和推动供给侧改革,高耗能行业严控新增产能


高耗能、产能过剩的石化化工行业将最易受到冲击。根据计算结果,单位GDP碳排放居于前列的基础化工产品分别是煤制乙二醇、煤制甲醇、合成氨、工业硅、电石、烧碱、黄磷、MTO、纯碱。煤化工:传统煤化工产品以合成氨(尿素)、甲醇为主,产品价值量低。而煤气化工艺的电耗、蒸汽消耗都较高,单位GDP碳排放大。此外,粗煤气中含有大量CO2并经甲醇洗环节排放,对合成气中CO和H2配比调节也可能给产生大量碳排放。另外需要注意的是,根据工艺技术的不同和产品配比的不同,不同企业的煤化工装置碳排放量可能有很大差别。国家发展和改革委员会(以下简称“发改委”)政策研究室主任袁达在答记者问中提到,为了实现碳达峰、碳中和的目标,我们需要加快推动产业结构转型,大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能,严格控制高耗能行业新增产能。在2019年发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中,国家发改委提出:对石化化工行业的限制类设有13大类,其中涉及了黄磷、电石、乙烯、甲醇、烧碱等高耗能产业。

以内蒙古为代表,全国各省、直辖市先后制定政府工作目标,落实能耗双控计划。内蒙古发展改革委员会发布《关于确保完成“十四五”能耗双控目标任务若干保障措施(征求意见稿)》,其中提到内蒙古自治区为确保完成“十四五”能耗双控目标,2021年全区能耗双控目标为单位GDP能耗下降3%,能耗增量控制在500万吨标准煤左右,能耗总量增速控制在1.9%左右,单位工业增加值能耗(等价值)下降4%以上;从2021年起,不再审批焦炭、电石、聚氯乙烯(PVC)、合成氨、甲醇、乙二醇、烧碱、纯碱(内蒙古鼓励类项目除外)、磷铵、黄磷等新增产能项目;在未来三年内对高耗能行业重点用能企业实施节能技术改造,“十四五”期间原则上不再审批新的现代煤化工项目;新建高耗能项目工艺技术装备须达到国内先进水平、能源利用效率须达到国家先进标准。内蒙古是我国的能耗大省,此番新政出台表明了内蒙古确保完成能耗双控目标和紧跟政策提前布局碳中和的决心,也预示着内蒙古的化工行业即将迈向产能结构重新布局的道路。

3.1. 黄磷:新增产能受限,需求量见顶

黄磷又称白磷,为磷单质,是一种应用于化肥、农药等领域的工业原料。黄磷的生产耗电极大,易造成高碳排放和环境污染。黄磷由磷矿石在电炉中生产,电炉生产工艺也会排放大量二氧化碳。生产一吨黄磷需消耗约13,000kW·h电,加之生产黄磷的过程主要是以煤为燃料,能源利用效率较低且会排放大量废气污染环境。我国黄磷主要产能的地域较为集中。我国黄磷主要产能集中在云南、新疆、宁夏和陕西。以CR5计算,目前黄磷行业CR5为32.7%,行业内上市公司包括兴发集团、云南弥勒、宣威磷电等。

“三磷”整治趋势加剧,黄磷产能逐年下降,产能过剩显著。因为黄磷属战略性不可再生资源,我国已限制黄磷矿的开采。2016年至2020年,黄磷的产能呈现逐年下降的趋势,复合增长率(CAGR)为-3.21%。2020年黄磷产能为133.75万吨,产量为70.43万吨,均为近5年最低水平。2016年至2020年,黄磷产能利用率始终低于55%,2020年产能利用率仅为39%,产能过剩问题显著。

黄磷需求量基本见顶,预计未来不会增长。黄磷主要用于生产热法磷酸和草甘膦。政策层面,2015年农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》。随着各项严格政策的出台,草甘膦和磷酸的消费量逐渐下降,近年来草甘膦的消费量平稳。2016年至2020年,黄磷表观消费量呈下降趋势。

3.2. 电石:产能过剩改善,一体化公司受益

电石是单位生产能耗极高的化工品,也是能耗双控政策重点关注的对象。电石又称碳化钙,耗电极大,成本结构中有40%为电耗,为化工品之最,而且电石原料生石灰煅烧过程中也会排放大量二氧化碳,生产过程中环保污染也大,目前全国也已基本禁止新建产能。内蒙古已出台了一系列政策严控新增的高能耗项目,新疆目前尚未出台此类严令,但新疆与内蒙古同为能耗大省,未来或将效仿内蒙古出台政策管控高耗能项目。

我国电石主要产能集中在西北部和中部地区,行业集中度存在提升空间我国电石主要产能集中在内蒙古、新疆、宁夏、陕西和甘肃。以CR5计算,目前电石行业集中度为18.2%,较为分散,存在进一步提升空间。行业内上市公司包括中泰化学、新疆天业、君正集团等。

电石产能过剩情况持续改善。在丰富的煤炭资源的支持下,我国电石行业在2015年以前经历了高速发展阶段,产能持续攀升。2015年电石产能达到4,805万吨,但产能利用率仅为54.69%,产能过剩问题严重。2014年起,我国开始逐渐加强对电石行业的管控,分别发布了多项针对优化电石产业结构的报告及指导意见,2016年电石产能实现零增长。经过多年的产业结构优化,电石产能过剩情况有所缓解。2020年我国电石产能为4,097万吨,2016年至2020年产能CAGR为-.32%,同年产能利用率上升至68.14%,近五年CAGR为2.95%,未来有望进一步提高。

电石的重要下游为PVC,消费量虽有所反弹,未来增长或受政策限制。近年来,PVC需求扩张,作为我国PVC生产的主要工艺电石法的主要原材料,电石消费量略有反弹,2020年消费量接近2,780万吨,同比增长8.03%。2016年至2020年,电石消费量CAGR为1.94%。然而,随着国家对电石法聚氯乙烯的政策控制,电石及电石法生产装置将受到许多限制。这是因为:在电石法生产环节中,石油焦的制备、煅烧石灰石(碳酸钙)和用碳还原CaO这三个过程都会产生CO2,每生产1吨PVC的总排放量为7.4吨CO2,碳排放水平较高,并且会排出大量粉尘、硫酸性废水等污染物。相比之下,采用油气裂解乙烯法生产1吨PVC,总排放量仅为2.25吨CO2,污染更少。在国家政策影响下,聚氯乙烯的主要生产方式将逐渐向碳排放更低的乙烯法转换,从而限制电石消费量的进一步增加。

3.3. 聚氯乙烯:需求增长,有望维持行业景气

聚氯乙烯用途广泛,生产以电石法为主,产能集中在西北地区。聚氯乙烯(简称PVC),是合成树脂中的重要品类,消费量位列五大通用树脂中的第三位,产量居首位,被广泛运用于建筑材料、工业制品、日用品、包装材料等领域。PVC生产工艺主要为电石法和乙烯法,其原材料分别为煤炭和原油。我国在“富煤贫油”的能源现状下,采用电石法的生产企业占总量的80%以上。而电石法生产1吨PVC的总排放量高,达7.4吨CO2,并且会排出大量粉尘、硫酸性废水等污染物。相比之下,采用油气裂解乙烯法生产1吨PVC,总排放量仅为2.25吨CO2,污染更少。未来我国将继续限制电石法制PVC,鼓励企业转向污染更低的乙烯法制PVC。我国PVC主要产能分布于内蒙古、新疆、山东、陕西和山西。

国内PVC产能过剩情况显著改善。我国作为世界首位的PVC生产国和消费国,2010年PVC产能利用率仅为55.3%,产能明显过剩。2015年底,我国实行PVC行业供给侧改革,在逐步淘汰没有资源优势的地区企业后,我国PVC产能基本稳定维持在2,400-2,500万吨,直至2019年开始显著增长,2016年至2020年产能CAGR为4.05%,2020年PVC产能为2,713万吨,产能利用率为76.46%,产业结构优化目前取得了阶段性成果。

PVC需求保持增势,以塑代钢”、“以塑代木”推动进一步增长。2020年PVC消费量达1,887万吨,2015年2020年CAGR实现3.17%。PVC的下游主要由管材、型材、薄膜等建筑材料构成,少量用于制作革类用品,因此其需求情况与房地产行业息息相关。但从长期来看,我国房地产行业处于下行低迷状态,预计未来难以对PVC的需求产生太大影响。2016年来,国内PVC表观需求量增速维持在5-10%。除库存周期因素外,2020年下半年的PVC行情为:PVC需求快速增长,带来全国PVC的供需紧张。

3.4. 甲醇:煤制甲醇工艺技术受限制,产能过剩明显

甲醇是一种重要的有机原料,可用于制作烯烃、甲醛、醋酸等多种化工产品。甲醇的下游用途较为广泛,覆盖农药、醋酸、液化气、甲醇燃料、DMF 等领域。煤制甲醇的碳排放主要来自两个部分,一个是外部耗能所带来的间接排放(燃料燃烧、电力供应),另一个主要是生产工艺中变换净化环节所带来的碳排放。据《甲醇生产企业碳排放量核算报告》,生产每吨甲醇消耗约1.43吨标准煤,产生碳排放约3.65吨,其中工艺流程贡献2.14吨碳排放,外部耗能间接排放1.51吨。

甲醇需求持续上升,产能明显过剩。2013-2020年甲醇需求持续稳步上升,消费量CAGR实现9.4%。随着后期国家严格的碳排放标准背景下,环保监察力度的日趋严格,清洁燃料备受关注,甲醇燃料因其清洁、价格相对低廉的等特点,逐渐成为能源替代产品的首选。后期看随着全球碳中和的推广,甲醇汽油、船用燃料等方面将得以大力推广。因此,我们认为,未来甲醇的需求将继续保持增长趋势。甲醇的下游消费刺激推动了近几年来我国甲醇产能快速扩张,据百川盈孚数据,2020年我国甲醇的总产能约为9,202万吨,总产量为6,717万吨,2013-2020年CAGR达9.2%。2020年甲醇产能利用率为73%;2016-2020年我国甲醇的产能利用率呈波动上升趋势。而其产能利用率最高仅为2018年的65.17%,之后开始下滑,2020年减少至59.16%,产能明显过剩。

目前,煤制甲醇行业集中度较低,产能较为分散。据卓创资讯数据,2020年我国煤制甲醇的产能约为7,672万吨;行业集中度方面,目前煤制甲醇的产能较为分散造成行业集中度较低,以CR5计算,煤制甲醇行业集中度仅为19%左右,预计在碳中和催生的供给侧改革中将会出清大批落后产能,行业集中度提升空间较大。

3.5. 烧碱:行业集中度较低,落后产能有望逐步退出

氢氧化钠也称烧碱,是“三酸两碱”之一的基础化工原料,外观呈无色透明晶体,可用于日常生活、工业制品、污水处理等领域,下游应用领域十分广泛。工业上常以原盐为原料,使用电解法生产烧碱。电解法可分为隔膜电解法和离子膜交换法,国内采用工艺主要以后者为主,离子膜交换法的成品为离子膜固体烧碱。电解法制烧碱依赖于电解水,电耗极大,单吨离子膜烧碱耗电量2,150~2,350度,此外在烧碱生产过程中,特别是固碱生产还需要消耗大量蒸汽。且烧碱单吨产品价值量较低,因此烧碱单位GDP碳排放大,是碳中和政策的重点关注行业。

近几年我国烧碱消费量持续增长,产能利用率有所提升,未来新增产能或受环保政策限制。2010-2020年,我国烧碱表观消费量总体稳定增长,2020年表观消费量实现3,532万吨,2015年-2020年年复合增长率达到4.3%。2020 年我国烧碱产能4,249万吨/年,产能利用率85.8%。2015-2020年烧碱产能持续扩张,2020年达到4,249万吨,年复合增长率为1.87%。烧碱的产能利用率在2020年2015年以来新高,为85.8%。未来我国将继续收紧环保政策以控制烧碱产能的扩张,并限制新建除废盐综合利用的离子膜烧碱装置外的烧碱生产装置。

3.6. 纯碱:光伏玻璃带来新增长点,新增产能有限

纯碱也叫碳酸钠,是重要的基础化工品,“与国民经济息息相关,下游应用领域非常广泛,主要包括玻璃、轻工与印染、洗涤剂等。纯碱可由三种途径获取,分别是联碱法、氨碱法、天然碱法工艺,产能占比分别49%、46%、5%,根据此前纯碱行业准入标准,氨碱法轻质纯碱综合能耗小于等于370kgce/t,联碱法双吨综合能耗小于等于245 kgce/t。联碱法和氨碱法的生产过程中都会产生大量的三废,而井下循环制碱是一种更为清洁的新工艺,以纯碱生产排放的废液代替清水注井化盐生产氯化钠和氯化钙,从而实现循环生产。纯碱生产过程消耗二氧化碳,但行业规模大,能耗带来的间接碳排放总量较大。纯碱的单吨电耗不算很高,但由于其原料为石灰石,煅烧过程中会排放大量二氧化碳,且单吨产品价值量较低、单位GDP碳排放大。近年来全国范围内均已禁止纯碱产能限制,仅有个别企业以产能置换名义新增产能

光伏玻璃是纯碱增长最快的下游。纯碱是传统浮法玻璃和光伏玻璃的重要原料,约40%纯碱用于玻璃制造。纯碱最主要的下游为传统浮法玻璃,其需求情况与房地产业高度相关,纯碱的需求基本维持在2,300-2,600万吨/年,2020年纯碱消费量为2,453万吨,2016-2020年消费量CAGR仅为0.8%。碳中和背景下,光伏行业将确定性快速扩张,光伏玻璃产能也将随之大幅增加。从投产进度看,光伏玻璃在2021年有约18,650吨日熔量计划投产,以单耗0.2吨纯碱计算,新增光伏玻璃有望为纯碱带来超过120万吨/年新增需求。而未来随着光伏行业扩张预计光伏玻璃产能还将增加,纯碱行业有望在逐渐走出过剩局面,进入供不应求的阶段。

据卓创资讯数据,2020年纯碱产能为3,317万吨,同比增长2.16%,产量为2,759万吨,同比减少1.58%,2020年产能利用率为83%,纯碱近五年的产能利用率基本维持在85%左右。根据百川资讯和卓创资讯,2021年预期新增纯碱产能60万吨,根据投产时间进行折算,21年实际加权新增产能仅为28.33万吨,仅占2020年产能的0.85%;在假设新增产能80%开工率情况下,新增产能21年最多贡献产量22.67万吨,占20年总产量的0.83%。2022年计划新增投产75万吨,占2020年产能的2.25%。总体而言,未来两年新增产能仅为135万吨,年均增速仅为2%。

纯碱产能集中度有望进一步向行业龙头集中。行业集中度方面,以CR5计算,2020年纯碱行业集中度为37.9%,其中三友化工、河南金山、山东海化位居产能前三,三者合计占我国纯碱总产能的28.8%,目前来看纯碱产能较为集中,未来纯碱龙头有望在此轮供给侧改革中充分受益,进一步扩大行业领先地位。

3.7.  钛白粉:硫酸法工艺受限制,落后产能有望逐步退出

钛白粉又名二氧化钛(TiO2),是一种重要的无机化工颜料,在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途。当前我国钛白粉生产分为硫酸法、氯化法两种工艺,产能占比分别为 82.8%、17.2%,其中硫酸法金红石型、锐钛型钛白粉新建产能单位产品能耗准入值分别为1100、800kgce/t,氯化法工艺为900kgce/t。硫酸法钛白粉主要原材料为钛精矿,氯化法钛白粉主要原材料为高钛渣或金红石,高钛渣前期炼制能耗较高,我国整体钛资源品质较低,高品位钛矿需要大量进口。

近年来钛白粉需求基本维持稳定,2020年消费量为228万吨,2016-2020年年复合增长率约为4.0%。我国钛白粉最大的消费市场是涂料行业,涂料作为一种中间商品,其景气度与下游汽车工业,房地产,基础建设和家居业等终端消费市场密切相关。长期来看,我国房地产及汽车需求量都处于下行低迷状态,预计未来难以对钛白粉的需求量产生大力拉动。

我国钛白粉产能规模近十年仍保持较高增速。2015年以前我国钛白粉行业产能过剩明显。2015年后我国实施了更为严格的环保政策,对硫酸法钛白粉进行严格控制,部分小型钛白粉和不具备污染处理能力的生产企业被迫关停,部分大型生产厂家开始向对环境污染更少、产品质量更好的氯化法生产钛白粉工艺转型,结构性过剩的现象得到缓解。2016-2020年我国钛白粉年产能从318万吨上升到423万吨,年复合增长率达到4.2%。2020年钛白粉产能利用率实现78.64%,较2013年提升了10%。目前我国钛白粉行业仍分散,2020年CR3产能占比约38%。目前国内硫酸法产能占比仍为80%以上,限制硫酸法钛白粉的政策将继续驱动该产业结构向更合理的方向前进。能耗高的落后小产能较多,在碳达峰、碳中和政策影响下,产业链一体化企业具有明显的竞争优势,行业竞争格局将优化,集中度有望持续提高。

3.8.  金属硅:供需两端受益,龙头量价齐升

首选,同时从能源角度,国内产能分布也集中于云南(水电资源)和新疆(廉价火电),而合盛硅业是国内唯一龙头。工业硅是高耗能冶金行业,新疆的煤炭、电力、石墨电极等原材料的价格优势以及云南的资源和水电优势使其成为工业硅产能集中地,同时两地又拥有丰富的高品位硅石资源。2020年新疆和云南产能占国内比重分别为35.3%和23.9%,两者合计占比近60%;而产量占比分别为41.9%和21.4%,两者合计占比约63%,是国内最重要的两大工业硅生产基地。合盛硅业当前工业硅基地主要位于新疆,西部合盛和鄯善合盛分别拥有35万吨和40万吨工业硅产能,同时拟在云南昭通建设40万吨产能。从竞争格局来看,合盛硅业是国内唯一龙头,根据SAGSI,其2020年产量占国内比重约24%,而第二名占国内比重仅不到6%,此外,Top10合计产量占全国比重为45%,也表明行业内仍然充斥大量中小产能。

主产地出台政策促进行业健康发展:控规模+拓下游+重环保+降成本。产能方面,两大优质主产地新疆和云南均限制工业硅产能总量,分别控制在200万吨和130万吨内,2020年两地的产能已分别达到170万吨和115万吨,接近红线水平。同时环保方面,对于已有的不符合环保要求的落后产能,在规定时间内关停和淘汰。

受到主产地政策的限制,合盛硅业云南基地投产确定性与其他企业进一步拉开。由于新疆和云南的成本以及资源优势,工业硅新增产能大部分集中于两地。根据我们统计,计划或宣告建设的工业硅潜在产能供给约190万吨,但大部分未能成功推进,我们判断是配额政策限制的因素。我们认为当前较为确定的在建产能释放是合盛硅业云南基地的40万吨和新安(云南)的一期3.3万吨,而合盛硅业项目因当地政府高度重视其确定性更强。

根据硅业分会,云南政府关注工业硅企业脱硫环保装置的安装,或强制关闭不达标装置。根据云南工信部2017年数据,1万吨产量规模以下的硅厂产量合计占比约占云南58.8万吨产量的36%。而根据产业链调研,大部分云南小装置都未配备脱硫装置,且根据硅业分会数据,一台脱硫设备一年运行费用需2,700万元,因此需关注政策执行力度,或加速行业出清。

工业硅价格未来有望受益于需求端的扩张。细分领域分布方面,光伏行业扩张带动多晶硅维持高增,结合扩产进度,是工业硅需求增长的最重要来源。而供给端,确定性的新增供给主要是40万吨公司云南基地(计划2022年投产)以及合盛鄯善基地开工率提升。库存端:行业历经2019-2020年两年持续去库存,也有望支撑价格中枢上行。

从2007年至今历史价格回溯看,当前工业硅景气度较高,但我们认为本轮景气周期高度和持续性或超预期。过去对供给限制并非强制,往往需求拉动的景气上行都会面临新增供给的压制,而当前工业硅供给端面临着政策对新增产能限制的同时还叠加落后小产能出清可能(例如云南脱硫政策),且从需求端看下游多晶硅快速扩产以及有机硅稳定增长提振工业硅需求增速,边际看未来工业硅供需情况有望持续改善。


4.   中下游行业迎来需求变革,减排催生新增长领域


4.1. 可降解塑料:政策驱动下游多领域需求爆发

推广使用可降解塑料,尤其是生物降解塑料,可以有效降低碳排放。可降解塑料一般指降解塑料,在保质期内可满足使用要求并保持性能不变,使用后以在自然环境中获特定情境下降解成对环境无害的物质。从原料来看,目前常见的可降解塑料中PLA、PHA、PBS等来自农作物,PBAT、PCL来自石化原料。从降解机理看,常见的降解塑料包括光降解型塑料、生物降解型塑料、光/氧化/生物全面降解性塑料等。光降解过程可控性较差,因此难以推广应用,而生物降解塑料贮存运输方便,应用范围较广。生物降解塑料能被自然界中存在的微生物,如细菌、霉菌和藻类等,在一定条件下分解为低分子化合物的塑料,不通过焚烧或填埋即可实现良好处理,可有效降低碳排放。

限塑、禁塑政策持续出台,为可降解塑料打开巨大替代性增长空间。近年来,国家出台一系列政策有计划、分步骤解决我国塑料污染治理问题,推动可降解塑料的研发和应用。2020年初,发改委与生态环境部联合发布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,计划在 2022 年实现一次性塑料制品用量减少,废弃物资源化利用比例大幅提升和替代产品推广等目标;禁止生产和销售厚度小于 0.025mm 的超薄塑料购物袋、厚度小于 0.01mm 的聚乙烯农用地膜、一次性发泡塑料餐具和塑料棉签(2020 年底)、含塑料微珠的日化产品(2020 年停止生产、2022 年禁止销售),全面禁止废塑料进口,禁止或限制使用不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、宾馆和酒店一次性塑料用品和快递塑料包装;加强推广和应用可降解塑料等替代产品。30多个省市区政府也出台了相应的限塑和禁塑治理办法。

可降解塑料有巨大的市场渗透空间。前瞻产业研究院发布的报告显示,2019年中国塑料制品产量高达8,184万吨,约占全球塑料需求量1/4。与此同时,2019年我国生物降解塑料消费量仅为52万吨,在全球中占比仅为4.6%,显著低于全球平均水平。

生物降解塑料在包装薄膜、农用地膜、一次性塑料制品等重点替代领域有巨大需求空间。限塑禁塑政策重点关注以上领域的替代产品推广。国家统计局数据显示。2019年中国塑料薄膜产量为1,594.6万吨,其中农用薄膜产量为85.2万吨;2020年前三季度中国塑料薄膜产量为1,060.1万吨,其中农用塑料薄膜产量为56.3万吨。一次性塑料制品涉及到外卖包装、一次性塑料袋等。美团研究院和中国饭店协会联合发布的《中国外卖产业调查研究报告》显示,2019年我国外卖交易额规模达6,035亿元,若按每 15 元消耗一个一次性餐盒估算,2019年我国外卖消耗一次性餐盒超过402亿个,按照每个餐盒25g计算,塑料需求量在100万吨以上。

PLA,PHA是可降解材料主要发展方向。PLA是最常见的可降解塑料之一,以乳酸为主要原料聚合得到,其生产过程无污染,而且产品可以生物降解。PBAT属于热塑性可降解塑料,一般以脂肪族酸、丁二醇为原料,经石化或生物发酵途径生产,具有良好的成膜性能,易于吹膜,因而被广泛用于一次性包装膜及农膜领域。PBAT有更低的石油基材料成本,更成熟的技术工程,和更低的投资强度,未来有望成为最大的可降解塑料品类。我国的PHA产品技术处于全球先进行列,但生产成本还有较大下降空间。

国内已经掌握了一定的可降解塑料生产技术,产能或将迎来爆发。PLA的生产在我国目前仍属起步阶段,但金丹科技、安徽丰原、浙江海正等企业正在攻克核心生产技术。我国的PBAT生产技术与设备基本能够完全自主,产能也处于领先地位。截止目前,国内PBAT产能已达到23.5万吨,超越了海外产能总和,并且在不断新增。此外,PTA、己二酸、丁二醇等生产原料的主要份额也被我国占领。预计未来几年可降解塑料产能将迎来大幅增长,相关公司包括金丹科技、华峰化学、彤程新材、金发科技、瑞丰高材、万华化学等。

4.2. 生物柴油:碳中和下迎发展机遇 

交通运输行业减少碳排放量势在必行,推动生物燃料推广。世界资源研究所(WRI)指出,能源生产、工业、交通运输、建筑以及农业和用地五大行业必须深度脱碳。在中国,交通运输行业碳排放量是能源生产和工业之后的第三大排放源,虽然其碳排放量仅占总排放量的9%,但其脱碳难度却是最高的。2019年中国交通运输部门的排放中84.1%是道路交通排放,而实现道路交通行业碳中和的重要途径之一就是推广包括在内的生物燃料。

生物柴油是普通柴油的完美替代品。生物柴油是高质量柴油,与石油基柴油属于同性质产品,不影响柴油储运,不影响发动机和尾气处理。从产品性能上看,生物柴油在化学结构上与普通柴油完全相同,具有较低的密度和硫含量以及较高的十六烷值,氧化安定性与普通柴油相当。从碳排放量来看,生物柴油的二氧化碳排放量比普通柴油低,可以减少限制的和非限制的污染物排放(包括SOx、NOx)及颗粒物排放,并且能大大减少发动机结垢和噪声。生物柴油既能完善优化或国家能源结构,能充分节约资源,降低碳排放。

地沟油等废弃油脂是我国生物柴油主要生产来源,废油脂回收行业正在向规范化方向发展。目前,生物柴油生产原料有菜籽油、废弃油脂、大豆油、棕榈油四种。由于我国不允许用粮食来生产生物柴油,国内企业主要用地沟油等废油脂进行生产。根据国家粮油信息中心数据,2018 年我国食用植物油消费量为3,190 万吨,以废油脂产生量占食用油总消费量的30%估算,由食用油产生的废油脂量约为900 万吨/年;加上油脂精加工后以及各类肉及肉制品加工产生废油脂超过100 万吨/年,我国每年产生废油脂约为1,000 万吨,可以为生产生物柴油提供原料。国家近年来加强废油脂处置环节治理,严格实行准入制度,同时对该环节企业进行鼓励和扶持,以提升行业规范化和产业化水平。

欧洲是全球生物柴油核心市场,亦是我国生物柴油最大出口市场。欧盟把生物燃料作为主要替代能源,通过了《在交通领域促进使用生物燃料油或其他可再生燃料油的条例》、《欧盟生物燃料战略》,规划到 2030 年,生物燃料在交通运输业燃料中占的比重将达到 25%。目前国内生物柴油市场规模较小,国产生物柴油最大的消费市场是欧洲。2020年,我国对荷兰出口的生物柴油数量、金额最多,达61.21万吨;其次是西班牙和比利时,出口量分别为22.71万吨和5.16万吨。


5.   投资建议


维持行业增持评级。随着碳中和政策的持续推进,化工行业的集中度会进一步提升,中长期竞争格局优化,龙头将持续受益。推荐华鲁恒升、万华化学、龙蟒佰利、合盛硅业等。此外,生物降解塑料和生物燃料可以有效降低碳排放。


6.   风险提示


1.国际油价大幅下跌的风险:原油价格是影响化工产品的重要因素之一,若未来原油价格大幅波动,将对产品价格盈利造成不利影响。

2.企业执行碳中和政策不及预期:碳中和背景下,若生产企业不落实相关政策,进行技术创新和节能减排等,未来生产成本或大幅提升。

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