碳中和背景下的化工行业十大发展趋势简析
发布时间：2021-07-28 00:00:00
来源：化工平头哥
碳中和是中国化工行业中未来确定性的发展趋势，在碳达峰及碳中和的“双碳”发展趋势下，中国化工行业将会迎来巨大的转变。转变的大方向，将会是化工产业转型升级、减碳及双碳能源革命的转变。
在这样的大趋势下，中国化工行业发展将会出现怎样的细微变化？本文平头哥进行了未来化工行业可能会发生的10个转变猜想。
01
在碳中和大趋势下，中国能源结构、产业结构、消费结构将会发生重大区域性结构转变
首先，为了实现碳中和，中国在未来30年内将会始终坚持清洁能源、绿色能源的发展思路，其中太阳能将会是能源行业的主要能源结构，其次是风能、潮汐能等清洁能源。另外，氢能及其他能源结构将会成为辅助，而化石能源消费占比将会逐渐降低，直至与清洁能源的平衡予以实现碳中和大趋势。
其次，在双碳趋势下，能源制造业属性占比逐渐提升，清洁设备、环保及回收产业将会长期受到市场青睐，产业影响比重将会快速提升。而新能源汽车制造有望继续替代传统燃油机车，从能源消费市场驱动碳中和的实现。
最后，中国的能源供给中心，有望从目前的西部及中部地区，如山西、陕西、内蒙古等地区，逐渐转向西南及华东地区，这主要来自能源消费结构从煤炭转向清洁能源的转变。平头哥认为，中国能源结构转型驱动力来自对新能源的消费驱动，而对传统能源消费的降低与新能源的消费增长，两者存在非线性关系和本质的矛盾，所以在未来短期内将迎来能源结构转变带来的阵痛。
02
“双碳”趋势下的化工行业碳交易和谈贸易，将会带来新的贸易体系。
2016年国务院发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》中明确建设和运行全国碳排放权交易市场，主要措施有三点：1.建立全国碳排放权交易制度；2.启动运行全国碳排放权交易市场；3.强化全国碳排放权交易基础支撑能力。
目前，中国碳交易市场主要是配额制，化工企业根据自身装置情况，出售和购入碳排放配额。但是目前关于碳交易仅为部分省份试点，各试点总量宽松，控排单位多出现配额过剩的情况，导致碳交易价格较低。所以，目前中国碳交易市场与欧美发达国家相比，仍有较大的差距。
另外，目前中国化工企业试点省份不愿意公开碳排放总量，也不愿意公开碳配额总量，导致碳交易信息不透明，导致双方交易不能确定公平合理的市场定价，从而大幅度增加了交易成本，降低了交易频率。所以，对中国化工行业中的碳交易进行政策整治，或者建立一个全新的碳交易平台，如“碳币”的交易模式，做到公平、公开、透明，有望形成全新的碳交易体系，从而助力我国碳中和总趋势下的碳交易模式。
03
大规模、长期性储能，有望驱动化工新材料产业升级
根据碳中和总体趋势，中国新能源行业的发展本质的清洁可再生能源的发展，其中光伏能源、风能具有最大的发展契合度，光伏能源、风能的本质，在于电能传输、储能和新能源汽车的产业链一体化模式，所以，储能有望是未来重要的发展方向。未来储能行业前景乐观，储能规模的增长在于化工新材料的发展。
储能主要是指电能的储存，主要是电池储能、电感器储能、电容器储能等方式，其中电池储能是目前重要的应用方向。电池储能如铅酸电池储能、镍氢电池储能，锂离子电池储能等，这些电池的背后，是对中国化工新材的重要应用体现。
另外，随着中国化工新材料的发展，新型的储能电池也在快速发展，如sp2 杂化碳质储能电池、石墨烯电池等，都将是未来的重要方向。
目前关于储能电池行业中重要新材料应用方向，如：硅碳复合负极材料、钛酸锂、石墨烯、碳纳米管、富锂锰基正极材料、动力型镍钴锰酸锂材料、涂覆隔膜、陶瓷氧化铝、高电压电解液、水性粘结剂等。这些材料，有望成为未来储能电池的重要升级方向，也驱动化工产业在新材料领域的发展方向。
04
化工装置节能改造将会是长期趋势
在碳中和大趋势下，中国化工装置生产的节能改造，有望助力中国化工企业降低碳排放，实现化工行业的碳中和。化工装置的节能改造，主要体现在对传统工业系统的节能改造、高耗能通用设备的改造、余热余压高效利用回收改造、碳封存与捕捉的应用改造，这些化工装置的节能改造，将会为实现碳中和贡献巨大的力量。
对我国化工装置的节能改造，主要体现的以下方向：
一方面是对化工重点行业的系统性改造，如石化行业实行炼化能量系统优化、烯烃原料的轻质化、先进煤气化、硝酸生产技术的升级提升等。
二方面是对化工行业高耗能设备的改造，如电机系统实施的永磁同步伺服电机、高压变频调速等技术改造和装置替换。在配电变压器系统中实施非晶合金变压器、有载调容调压等技术改造，并且推广应用新型电子器件等信息技术。
三方面是对化工装置中的余热高压回收技术升级，自备电厂实施烟气系统余热回收利用、超临界混合工质高参数一体化循环发电等技术改造等。
四方面是在化工装置中实施碳捕捉、碳利用和碳封存技术，加强化工行业中二氧化碳在石油开采、塑料制品加工等领域的应用。
05
超高压输电将会驱动化工新材料升级
中国新能源的总体发展趋势，将会是产业链一体化的发展模式，其中超高压输电，是中国新能源发展的关键环节，承载着中国电力的长距离运输，以及新能源的应用。在超高压输电环节中，对电力传输损失的降低和效率的提升，是超高压输电的重要研究方向，这主要来自在超高压输电环境中对新材料的利用。
到2035年，中国特高压线路将会实现“全国覆盖”，中国的特高压线路如同毛细血管一样遍布中国，那时的中国，将会是一个以新能源为主要清洁能源消耗的中国。特高压的发展，必然会驱动高压输电线路的需求，其中对化工新材料的需求也将同步增加。特高压输电线路对新材料的需求，如xlpe等产品，也将迎来需求的爆发。
06
高耗能行业的新一轮供给侧结构性改革
在碳中和背景下，相关高耗能的化工行业将会面临一次深度的供给侧结构性改革，产能在短期触及最高峰后，经过碳中和趋势影响，有望带来产能的整合。
根据相关经验，可能出现碳中和趋势下的供给侧结构性改革的化工行业，可能会有煤制乙二醇、煤制甲醇、合成氨、工业硅、电石、烧碱、黄磷、mto、纯碱。这些行业，大都是属于高能耗、高耗电的行业。
伴随着各省市分地区的碳中和政策落地，有望为相对具有发展优势的化工行业带来长达数十年的发展驱动。
07
低碳新材料、可降解材料将会长期受益
对于未来化工新材料的行业发展驱动，平头哥认为归于两个驱动逻辑，一个是双碳政策驱动的消费需求增长，另一个是低碳和可降解材料的政策驱动增长。其中低碳和可降解材料将会受到政策驱动呈现爆发式增长，从未来拟在建的pla和pbat产业规模高速增长可以看到此趋势的发生。
这里所说的低碳及可降解材料，如pla、pbat、生物基长链二元酸、生物基聚酰胺等材料，未来有望出现几十年的蓬勃发展期。另外，关于新能源消费驱动带来的新材料需求，如光伏级eva、玻纤增强改性、光伏风电涂料等，将会受到大趋势带来的消费驱动增长。
08
煤化工行业将会开启高效化、低碳化进程
众所周知，煤化工行业是碳中和大趋势下的重点关注行业，因煤化工是化工行业重要的碳排放领域，也是未来重点的改造、升级产业。平头哥认为未来的煤化工行业，将会是高效化煤炭转化、低碳化生产运行行业，其中煤改气有望是重要的发展方向。
关于煤化工行业的碳中和发展趋势，可以有以下几个发展建议，其一是太阳能发电后电解制氢，可以煤化工行业中对氢的需求，如煤制气、煤制烯烃、煤制甲醇等，可以降低氢气采集成本及降低制氢过程中的碳排放。其二是提升煤气化工艺，增强碳转化率，降低煤炭单耗是煤化工行业技术研究的重要方向。如采用先进的气流床煤气化工艺，对煤炭品质要求更低，碳转化率更高。
在碳中和大趋势下，对于煤化工行业的转变，将会是化工行业中重点转变方向，也将是改革较为深入的产业。
09
电力行业脱碳为煤化工提供更为丰富的原料
我国电力行业是各行业碳排放的首位，所以对电力行业的脱碳是降低碳排放的重要改革方向。关于电力行业脱碳，其中重要的方向是光伏发电、风力发电及其他低碳发电模式。
在电力行业不断降低对煤炭的依赖同时，煤炭在其他行业的供给应用预期将会大幅增长，从而在长线形成对煤炭价值的下降。平头哥认为，这将有利于以煤炭为原料的煤化工行业生产，降低煤化工生产成本，驱动煤化工生产的竞争力提升。
10
海运贸易脱碳迫在眉睫，利好lng
2020年全球海运贸易量达到114.7亿吨，其中煤炭贸易量超过8亿吨，原油贸易量超过20亿吨，成品油贸易量超过10亿吨，lng贸易量超过3亿吨，能源类合计贸易量超过40亿吨。
根据海运贸易量变化趋势下，刨除2020年因疫情带来的总体贸易量的下降因素，煤炭、原油、成品油贸易量在全球海运市场呈现逐渐下降的趋势，这与全球化碳中和带来的对能源结构转变存在直接的影响。而lng贸易量却在逐渐提升，因lng的低碳能源属性，全球对lng的消费将会逐渐增多，从而驱动了全球贸易量的增长。这一趋势将会在未来数十年全球海运能源贸易结构中持续存在。