2021年碳中和系列报告：寻路碳中和，制度与技术的上下求索

证券 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 寻路碳中和制度与技术的上下求索 碳中和系列报告之三｜2021-4-7 ▍ 中信证券研究部 ▍ 核心观点 杨帆 首席政策分析师 S1010515100001 敖翀 首席周期产业 分析师 S1010515020001 华鹏伟 首席电新分析师 S1010521010007 李超 首席有色钢铁 分析师 S1010520010001 李想 首席公用分析师 S1010515080002 宋韶灵 首席新能源汽车 分析师 S1010518090002 王喆 首席能源化工 分析师 S1010513110001 祖国鹏 能源化工分析师 S1010512080004 林劼 电新分析师 S1010519040001 华夏 电力设备分析师 S1010520070003 武云泽 公用分析师 S1010519100003 放眼未来，2060 年碳中和路径下必由的制度改革与技术革命，预计将持续催 生蓬勃增长的新赛道。制度方面，碳交易、碳边境税与可再生能源电力入市交 易或深入推进。新能源技术方面，光伏和风电成本可持续下降，氢能和储能发 展潜力广阔，电网与用电侧新技术将推广。传统行业方面，生物基技术有望部 分取代石油/煤基化工技术，轻量化可支撑铝需求，天然气可在部分非电领域 替代煤炭。碳捕捉技术方面，捕捉与封存经济性将提升，碳利用前景广阔。 ▍2060年实现碳中和的宏伟目标，将深刻影响中国未来的经济发展、产业变革与 制度优化。本篇报告将以前瞻的视野，展望 2060 年碳中和路径下必由的制度 改革与技术革命，探索未来的新赛道。 ▍展望一制度建设的新格局。预计将深化全国碳交易市场建设，开展碳边境税 谈判，推动可再生能源电力入市交易，综合权衡社会成本。  （1）全国碳交易市场正式启动，未来或扩大至八大重点行业。并从2030年 后逐步提价并由免费发放配额转向拍卖，倒逼节能减排。参考欧盟电力行业 经验，其煤电的碳成本已涨至上网电价的 60左右。  （2）欧盟碳边境税2023年或率先在水泥和电力行业开征，预计会影响全球 贸易格局。预计未来将与碳排放交易体系挂钩，并将积极开展双边和多边谈 判。  （3）可再生能源电力入市交易是大势所趋，可缓解补贴缺口与“弃风弃光” 问题。预计将着力优化可再生能源消纳责任权重指标，特别是完善跨省区消 纳机制，深化绿证机制，完善辅助服务市场。  （4）碳中和路径下的电力成本、碳交易成本、原材料涨价成本、环保改造成 本上升或温和可控，在环保成本与气候变化损失权衡下寻找最优增长路径。 ▍展望二新能源技术的新前景。预计光伏和风电成本都有明显下降空间，推动 投资成本和发电成本降低；氢能和储能发展潜力广阔；电网将强化枢纽与稳定 器定位，用电侧电气化与数字化将加速。  （1）光伏行业未来5年每年都或有5-10的成本下降空间，在硅料、硅片、 电池效率与组件等环节均有新技术应用。预计风电行业成本的下降主要集中 在机组大型化的发展，如叶轮直径变大、传动链结构的完善、发电机成本和 效率的提升等。  （2）氢能是受益“双碳”目标的长坡赛道，可在交通动力、发电供暖、冶炼 等领域逐步替代化石燃/原料。而氢能广泛利用建立在可再生能源发电成本降 低的基础上。  （3）储能产业大势所趋，电化学储能尤其是锂电池储能，具有很好的空间及 环境适应性、响应快速、功率和能量密度高等特点，受益近年技术和规模驱 动成本快速下降，有望成为主流路线。2025年电化学储能市场规模有望超千 亿。 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 于翔 政策分析师 S1010519110003 刘春彤 政策分析师 S1010520080003 联系人王希明 联系人遥远 联系人滕冠兴 联系人张柯  （4）电力系统加速迈向“源网荷储”协同发展阶段，电网的枢纽与稳定器作 用凸显，电网的改变需要从软硬件等技术升级与用能模式、商业模式等业态 升级同时推进。配电网建设领域，主动配电网建设料将在配电网扩容与升级 的过程中持续落地。而能源数字化预计将进一步改变综合能源服务（节能服 务）的服务模式。 ▍展望三传统行业的新革命。生物基技术有望部分取代石油/煤基化工技术；汽 车轻量化可支撑铝需求，水电铝和再生铝将渐次推广；天然气可在部分非电领 域替代煤炭。  （1）化工行业方面，目前多数化工品以原油或煤炭作为基础原料，未来生物 基技术有望部分取代石油/煤基化工技术。生物燃料、生物合成纤维、生物合 成可降解塑料等拥有巨大发展前景。从碳中和角度来看，生物合成的 PLA、 PHAs和以二氧化碳为原料的 PPC更具潜力。  （2）铝行业方面，汽车轻量化支撑铝需求，预计中国燃油车/纯电动车/混合 动力车未来五年单车用铝量增速为 5.8/7.5/3.7。碳达峰下能源成本抬升 和碳交易的执行将凸显水电铝的成本优势。而未来国内再生铝产量占比有望 从2019年的16.2向发达国家 50以上的水平趋近。  （3）天然气行业方面，天然气是单位热值碳排放最少的化石能源品种，或是 过渡性能源，可在部分非电领域替代煤炭。 ▍展望四碳捕捉技术的新赛道。碳捕捉是碳中和路径下不可回避的领域，预计 碳捕捉投资的经济性劣势有望逐步消失；碳封存的经济性将随规模扩大而增强； 化学领域依然有望保持对二氧化碳利用的领头羊地位。  （1）在碳的捕捉环节，目前技术路径明确，但成本过高。随着技术进步和大 规模应用以及碳排放价格的上升，碳捕捉投资的经济性劣势有望逐步消失。  （2）在捕捉后的封存环节，手段主要包括地质封存、海洋封存和化学封存。 目前封存资源有保障，但经济性依赖规模化。  （3）在碳的利用环节，未来除了传统的能源、采掘等领域，化学领域依然有 望保持对二氧化碳利用的领头羊地位。  （4）预计到 2030 年中国每年碳捕集规模可以达到 4 亿吨二氧化碳， 2050/2070年分别达到 16亿吨/20亿吨二氧化碳。结合生物能的碳捕捉技术 （BECCS）以及直接从大气捕集的技术DACCS，在碳中和之后，负排放的 情景也指日可待。 ▍风险因素经济增速下行风险；政策不及预期风险；电网消纳光伏风电能力不 足；国际油价大幅波动；终端需求不及预期；行业竞争加剧。 cZpOrOoOqNrPoNnPpNsOtPpPaQ8Q7NpNpPtRrQfQoOtPiNmMrOaQnMoQxNtQqRuOqQqP 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 目录 制度建设的新格局以市场化机制增强内生动力 1 全国碳交易市场正式启动，碳定价凸显清洁技术路线优势 . 1 欧盟碳边境税蓄势待发，外部压力倒逼国内改革 4 推进可再生能源电力市场化交易，提升消纳能力 7 碳达峰的社会成本基本可控，限产涨价或不会制约货币政策 11 新能源的新前景以技术进步推动降本提效 . 14 技术进步可推动光伏风电进一步降低成本 . 14 绿氢降本后全面应用，汽车先行 . 16 储能产业序幕开启，全球竞争力可期 19 电网强化枢纽与稳定器定位，用电侧电气化与数字化加速 . 23 传统行业的新革命以碳中和为契机促进转型升级 25 生物基技术有望部分取代石油/煤基化工技术 25 汽车轻量化支撑铝需求，水电铝和再生铝渐次推广 28 天然气或是过渡性能源，可在部分非电领域替代煤炭 . 31 碳捕捉的新赛道以成本下降补齐碳中和必修课 34 碳捕捉（CCUS）现状技术路径明确，但成本过高 . 34 碳封存封存资源有保障，但经济性依赖规模化 36 碳利用应用领域丰富，前景无限可能 38 CCUS长周期展望 . 39 风险因素 . 40 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 插图目录 图1欧盟碳交易价格上涨导致煤电占比明显下降 . 3 图2煤电与天然气发电的碳成本在电价中占比越来越高 4 图32020年中国对欧盟出口商品结构 . 7 图42020年中国对欧盟出口钢铁有色产品结构 . 7 图5我国可再生能源弃电量与利用率 . 8 图6可再生能源跨省区市场化交易电量 . 8 图7可再生能源省内市场化交易电量 . 8 图8绿证累计风电核发量地区分布 . 11 图9绿证累计光伏核发量地区分布 . 11 图10绿证累计核发及交易情况 11 图11绿证平均成交价格 . 11 图12各国电价水平对比 . 12 图13PPI环比及移动平均 12 图14不同减排路径下的温度变化趋势 . 13 图15不同减排路径下的全球最优碳价格（2018年美元现价） . 13 图16CPI与PPI的同步变化 . 14 图17光伏电池板结构 15 图18风电叶片结构关键材料 16 图19氢能下游应用及推进时间表 16 图20中国各技术路线制氢成本 17 图21中国氢气供给结构及预测 17 图22燃料电池结构示意 . 18 图232040年短程2000km、165座氢能客机飞行成本 . 18 图242017-20203Q全球/中国电化学储能占新增储能比例、锂电储能占新增电化学储能 比例 . 20 图25火储调频系统接线示意图 21 图26广东某实际电站安装储能前后的调频效果对比 . 21 图27近六年动力锂电池系统成本变化趋势 22 图28近三年国内储能锂电池系统招标价格变化趋势 . 22 图29大型清洁能源基地及配套主要输电渠道示意图 . 23 图30主动能源管理 24 图31油气开采及化工过程约占国内总碳排放量的4.56.5 . 25 图32石油化工行业碳排放量增速与国内总量基本一致 25 图33生物合成技术示意图 . 26 图34普通柴油中生物柴油比例对排放量的影响 . 27 图35石油化工路线制化纤 . 27 图36可降解塑料分类 28 图37燃油车到电动车的质量变化 29 图38不同型号的燃油车和电动车的重量 . 29 图39中国不同车型的单车用铝量 29 图402021年1月全国电解铝成本曲线 . 30 图412023年全国电解铝成本曲线 . 30 图42中国电解铝低成本地区的成本变化 . 30 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 图432016-2019各国再生铝产量 31 图44中美再生铝使用率对比 31 图45化石燃料单位热值含碳量 32 图46我国天然气表观消费量及同比增速 . 33 图47我国历年天然气占一次能源比例及2030年规划 . 33 图48我国燃气表观消费量、国产量、进口量同比增速对比 33 图49我国 LNG接收站接收能力预测 . 33 图50城燃公司历年零售气量集中度 . 34 图51龙头城燃公司的历年配气业务购销价差 34 图52全球已运营碳捕集项目规模统计 . 35 图53全球在建碳捕集项目规模统计 . 35 图54全球碳捕集成本统计 . 36 图55主要国家碳封存规模能力推算 . 37 图56CCUS全流程链条 38 图57主要国家碳封存规模能力推算 . 40 表格目录 表1中国碳交易市场介绍 . 1 表2各类别发电机组碳排放基准值 . 2 表3碳交易中免费配额比例与碳交易价格对火电企业成本的影响测算 2 表4水电铝的成本优势测算（以福建碳交易试点为例） 4 表5欧盟碳边境税与WTO非歧视性原则的冲突，以钢铁行业为例 . 5 表6碳边境税征收的行业特征分析 . 6 表7欧盟碳边境税的设计方案可能性分析 7 表8近期各地方推动可再生能源电力市场化交易的政策 9 表92021-2030年各省可再生能源电力非水电消纳责任权重预期目标建议 . 10 表10 储能技术分类 19 表11电化学储能技术路线对比 20 表12化工行业主要原料 . 25 表13各类可降解材料性能对比 28 表142018及2025汽车各部件铝渗透预测 . 29 表15电解铝与水电铝对比 . 30 表16电解铝与再生铝对比 . 31 表17各类碳封存方式比较 . 37 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 1 ▍ 制度建设的新格局以市场化机制增强内生动力 全国碳交易市场正式启动，碳定价凸显清洁技术路线优势 全国碳市场以试点为基础，自 2017 年底启动筹备，经过基础建设期、模拟运行期， 2021年进入真正的配额现货交易阶段。2013年起，我国陆续在深圳、上海、北京等 8省 市开展碳排放交易试点。2021年2月1日全国碳排放权交易管理办法（试行）正式施 行，碳交易进入全国实施阶段，中国人民银行上海总部党委副书记金鹏辉表示，全国碳排 放权交易市场各项工作正在紧张有序开展过程中，计划于 2021 年 6 月底前启动全国碳交 易。 表1中国碳交易市场介绍 规则 方法 介绍 中国全国市场 中国地方试点 欧盟 配 额 分 配 计算方法 历史法 以各企业上一年度实际总 排放或单位产量为基准，官 方设定同比降幅 预计全部采用基准线法 以历史总量法为主，基准线法较少 2012 年前为总量法，之后为基准线法 基准线法 官方设定全行业统一的单 位产量碳排放额，乘以各企 业当年实际产量 获取途径 免费发放 通过历史总量法或基准线 法等方式免费向企业发放 配额 初期全部免费发放，预计 3-5年后开始部分拍卖 多数为免费发放 拍卖比例逐渐上升，2020 年有超过 60的配额是拍 卖分配的 拍卖 政府设定底价公开拍卖配额，价高者得 行业范围 只有有碳排放的企业才会 获得免费配额，风电、光伏、 水电等企业只能通过 CCER的方式参与 2021 年发电企业已经确认 纳入，水泥和电解铝有可能 2021 年纳入，其余高耗能 行业业预计2-3年后纳入 各地行业不同，多数为高耗 能企业 行业范围逐步扩大，目前包 括电力、钢铁、炼焦、水泥、 玻璃、造纸、航空、铝、石 油化工等行业 配 额 交 易 交易所 预计在上海市设立 各地方设立独立的交易所，限于省内交易 ICE、EEX、Nasdaq、CME等 交易者 重点排放单位、符合条件的个人和机构投资者 交易方式 挂牌交易 通过交易系统公开的竞价交易，类似于股票竞价交易 预计挂牌交易比例逐渐增 加 协议转让相对较多 初期协议转让为主，目前挂 牌交易为主 协议转让 买卖双方自行协商量价，类似于股票协议转让 交易品种 现货 初期只有现货交易，未来可 能引入期货 现货交易为主 期货交易占90以上 期货 配 额 清 算 测算方法 通过能源和原料消耗推算碳排放量 监督核查 企业自行申报，生态环境主 管部门可委托第三方机构 核查 企业或政府部门委托第三 方机构核查 企业委托第三方机构出具 核查报告 违规处罚 责令限期改正，或处 3 万元以下罚款 责令限期改正，或处一定数额罚款 罚款100欧元/吨 资料来源全国碳排放权交易管理办法（试行），各地方交易所官网，欧盟委员会官网，中信证券研究部 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 2 覆盖行业上，电力行业被率先纳入，未来将逐步扩大至八大重点行业。2021年全国发 电行业率先启动第一个履约周期，2225家发电企业分到碳排放配额。我国发电行业全年碳 排放总量约为40亿吨，尽管只有电力一个行业参与交易，全国市场启动后也将成为全球最 大碳市场。3月10日，财联社报道称，拥有良好碳排放数据基础的水泥、电解铝行业将可 能优先纳入全国碳交易市场。若报道消息属实，大中型水泥、电解铝企业也有望于2021年 进入全国碳交易市场。随着全国碳排放交易体系运行常态化，“十四五”末期全国碳交易将 最终覆盖发电、石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸和国内民用航空等八个行业。 配额分配将以免费分配为主，具体发电机组配额分配量将以基准法核算。排放配额分 配初期以免费分配为主，后续适时引入有偿分配，并逐步提高有偿分配的比例。机组配额 总量将采用基准法进行配额分配，即对单位产品的二氧化碳排放量进行限制，具体而言 机组配额总量供电基准值实际供电量修正系数供热基准值实际供热量，如 300MW 以下燃煤机组基准值为每度电 0.979kg 二氧化碳排放配额，而燃气发电机组基准 值为每度电 0.392kg二氧化碳排放配额。 表2各类别发电机组碳排放基准值 机组类别 供电基准值（kgCO2/kWh） 供热基准值（tCO2/GJ） 300MW 等级以上常规燃煤机组 0.877 0.126 300MW 等级及以下常规燃煤机组 0.979 0.126 燃煤矸石、水煤浆等非常规燃煤机组（含燃煤循环流化床机组） 1.146 0.126 燃气机组 0.392 0.059 资料来源2019-2020年全国碳排放权交易配额总量设定与分配实施方案（发电行业）（征求意见稿），中信证 券研究部 根据我们测算，目前碳交易成本占火电上网电价比例不足 1，未来的关键变量是从 免费发放配额转向拍卖。2020 年全国平均发电煤耗约为 305kg/kWh，对应碳排放约为 0.9kgCO2/kWh，即使免费配额降到 0.8kgCO2/kWh，按照 40 元/吨二氧化碳的价格计算， 发电企业购买碳配额的成本也仅有 0.004 元/kWh，与 0.4 元/kWh左右的煤电上网电价相 比差距甚远。未来，影响火电企业碳排放成本的两个关键变量为碳交易价格和免费配额量。 碳交易价格方面，我们认为 2030 年前中国碳交易价格都不会过快上涨，中性预期 2030 年 93 元/吨左右，因此碳交易价格对于碳排放成本的影响并不显著。免费配额量方面，目 前欧盟火电企业已经完全没有免费配额，而是全部要通过拍卖的方式获得。中国虽然目前 以免费分配为主，但是未来也很有可能引入拍卖制度，若免费配额下降到 0.4kgCO2/kWh， 即使碳交易价格仍维持在 40 元/吨，火电企业的碳成本也将上涨至 0.02 元/kWh，可以显 著影响火电企业的盈利。 表3碳交易中免费配额比例与碳交易价格对火电企业成本的影响测算（元/ kWh） 碳交易价格 10元/吨 20元/吨 30元/吨 40元/吨 50元/吨 60元/吨 70元/吨 80元/吨 免费配额 0.8kg/kWh 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.7kg/kWh 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.6kg/kWh 0.003 0.006 0.009 0.012 0.015 0.018 0.021 0.024 0.5kg/kWh 0.004 0.008 0.012 0.016 0.020 0.024 0.028 0.032 0.4kg/kWh 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.3kg/kWh 0.006 0.012 0.018 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 3 碳交易价格 0.2kg/kWh 0.007 0.014 0.021 0.028 0.035 0.042 0.049 0.056 0.1kg/kWh 0.008 0.016 0.024 0.032 0.040 0.048 0.056 0.064 0.0kg/kWh 0.009 0.018 0.027 0.036 0.045 0.054 0.063 0.072 资料来源中信证券研究部测算。注假设煤电企业碳排放为0.9kgCO2/kWh 欧盟发电行业已经基本取消免费配额，全部采用拍卖的形式发放，碳交易价格对于电 价的影响十分显著。2020 年欧盟总体有约 60的配额是通过拍卖发放的，免费配额占比 仅有40。特别的，发电行业自从2013年起就几乎完全没有免费配额，碳交易价格对于 成本影响更加直接。2016 年初时，煤电和燃气发电的碳成本分别只占上网电价的 10和 5左右，但是自 2018年起欧盟碳交易价格中枢显著抬升，到 2020年底欧盟碳交易价格 已经达到 30 欧元，煤电和燃气发电的碳成本占的上网电价比例骤升至 60和 27左右。 随之而来的，煤电发电占比出现了明显的下降，从 2016-2017 年 20左右的占比，下降 至 2020 年中最低仅有 10左右。不过 2020 年煤价和天然气价格因为疫情而大幅受挫， 部分抵消了碳价格上升的冲击。 图1欧盟碳交易价格上涨导致煤电占比明显下降 资料来源Bloomberg，IEA，中信证券研究部 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 4 图2煤电与天然气发电的碳成本在电价中占比越来越高 资料来源Bloomberg，中信证券研究部。注假设煤电企业碳排放为 0.9kgCO2/kWh，燃气发电企业为 0.4kgCO2/kWh 传统行业以电解铝为例，碳交易或给水电铝带来 300元以上的成本优势。电解铝行业 的碳排放主要来自于电解过程消耗的电力。电力主要有两种来源，一是来自于国家电网或 者自备火电，属于有碳排放的电力来源，二是来自于电力市场化交易购得的水电，没有碳 排放。参考福建地方碳交易所试点经验，电解铝的电解工序采用基准线法分配配额，每生 产一吨铝液可获得 8.19 吨 CO2免费配额。实际碳排放方面，电网和自备电厂的度电碳排 放均为 0.6101 千克，而水电为 0 排放。因此水电铝企业可以将多余配额出售，而火电铝 企业则不得不额外购买配额。如果按照 40元/吨CO2的交易价格计算，水电铝相对于火电 铝的成本优势可达 335元/吨，而且还会随着碳交易价格的上涨而扩大。 表4水电铝的成本优势测算（以福建碳交易试点为例） 免费配额 耗电 碳排放因子 实际碳排放 差额 碳交易价格 配额买卖收益 吨CO2/吨铝 千度电/吨铝 吨CO2/千度电 吨CO2/吨铝 吨CO2/吨铝 元/吨CO2 元/吨铝 国家电网 / 自备火电 8.19 13.7 0.61 8.36 -0.17 40 -7 可再生能源（主要为水电） 8.19 13.7 0 0 8.19 40 328 资料来源福建省2018、2019年度碳排放配额分配实施方案，国家碳交易市场企业补充数据核算报告模板，中信证券研究部 欧盟碳边境税蓄势待发，外部压力倒逼国内改革 目前，欧盟对于碳边境税最为积极，或最早在 2021年提出详细方案，2023年正式征 收。在2019年12月的欧洲绿色协议（European Green Deal） 中，除了将2050年实 现碳中和写入法律之外，还提出建立欧盟“碳边境调节机制”（Carbon Border Adjustment Mechanism，实为碳边境税）。2020年1月，欧盟委员会主席冯德莱恩在达沃斯世界经济 论坛上宣布，欧盟将从 2021 年开始建立“碳边境调节机制”。2020 年 7 月，欧盟为应对 疫情通过了 7500亿欧元的“恢复基金”，法案中为了弥补赤字提出在 2021年制定出碳边 境税的详细方案，并在 2023年前开始征收。2021年3月，欧洲议会高比例投票通过了支 持设立“碳边界调整机制”的决议，虽然决议不具有法律效力，但是表明欧洲议会在设立 碳边境税这个方向上高度一致。 欧盟提议碳边境税主要出于防止碳泄露，保护国内工业以及增加税收等三点原因。1） 碳泄露欧盟应对气候变化的政策是全球最激进的之一，部分企业可能会为了逃避管制， 0 10 20 30 40 50 60 70 Ja n-1 7 Mar -17 May -17 Ju l-1 7 Se p-1 7 No v-1 7 Ja n-1 8 Mar -18 May -18 Ju l-1 8 Se p-1 8 No v-1 8 Ja n-1 9 Ma r-1 9 May -19 Ju l-1 9 Se p-1 9 No v-1 9 Ja n-2 0 Mar -20 May -20 Ju l-2 0 Se p-2 0 No v-2 0 平均电价（欧元/mwh 煤电碳成本（欧元/mwh 燃气发电碳成本（欧元/mwh 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 5 将工厂转移到其他地区，把产品进口回到欧盟，这样一来全球大气中的二氧化碳并不会减 少。2）保护国内工业碳排放交易机制等政策会导致欧盟的企业成本增加，削弱企业的 国际竞争力。3）增加税收欧盟为应对疫情发行了大量的债券，需要增加税收来源以实 现财政平衡。 WTO 规则是欧盟设立碳边境税的最大阻碍，碳边境税本身的合法性有一定支撑，但 具体的征收方式上存在巨大争议。关税减让是 WTO 成员国的基本义务，各国均会提供最 惠国的关税减让表，不允许随意提高。不过 WTO 规则中也规定，成员国可以因为环保和 健康原因实施非关税壁垒，如中国从 2003 年起因为疯牛病而禁止进口大部分美国牛肉， 直到 2016 年才恢复。因此，出于环保的因素征收碳边境税理论上可以找到支撑，但是在 规则设定细节上可能会违反非歧视性原则和最惠国待遇。 非歧视性原则要求，对国内商品和进口商品一视同仁，因此对进口产品的碳边境税额 度不能超过国内企业为碳排放支付的成本。欧盟境内企业支付的碳排放成本主要体现为碳 配额，目前欧盟有 60左右的碳配额是通过政府拍卖的方式发放的（其余 40为免费发 放，但计划到2030年完全取消免费发放），相当于从企业手中征收了一笔碳税。理论上说 对进口产品征收的碳边境税不能超过国内企业的碳税。但是在计量方式上较为复杂，如欧 盟碳交易的计价单位是欧元/吨二氧化碳，但是由于技术水平差异，中国的平均吨钢碳排放 高于欧盟。因此中国出口到欧盟的钢铁若以中国的实际碳排放为标准计税，则中国钢铁产 品吨钢的碳成本就将高于欧盟境内企业，违反非歧视性原则。而若按欧盟钢铁企业的吨钢 碳排放计算，则欧盟境内企业可能会产生抱怨。 表5欧盟碳边境税与WTO非歧视性原则的冲突，以钢铁行业为例 欧盟碳交易价格 实际碳排放 按照实际排放征税 按欧盟平均碳放征税 单位 欧元/吨二氧化碳 吨二氧化碳/吨钢 欧元/吨钢 欧元/吨钢 中国钢铁产品出口 35 2.1 73.5 63 欧盟本地钢铁企业 35 1.8 63 63 问题 违反WTO非歧视性原则 欧盟本地企业抱怨 资料来源世界金属导报，Wind，中信证券研究部 最惠国待遇要求，对所有 WTO成员国一致对待，因此欧盟对中国和美国征收的碳边 境税理论上应该是一致的。但是欧盟在制定碳边境税规则时提出，如果其他国家国内有类 似于欧盟碳交易体系的制度，则可以免于或部分免于碳边境税。这样一来便可能违反最惠 国待遇。一个可能的解决方案是，在自贸协定中豁免相关国家的碳边境税，因为 WTO 规 定国家间的自贸协定属于最惠国待遇的例外条款。不过即使欧盟通过自贸协定的方式对个 别国家豁免，也需要逐个重新进行谈判，程序较为繁琐。 但是需要注意的是，WTO 采用“不告不理”原则，只要当事双方国家能够自行协商 一致，即使规定违反了 WTO规则，也不会主动介入。WTO规则中存在大量模糊地带，复 杂的诉讼需要耗费大量的人力物力，所以实际上很多争议问题是通过双边或多边谈判私下 解决的，并非都要 WTO 专家组裁定。因此，我们考虑到欧盟碳边境税在规则方面的巨大 争议，碳边境税很难做到完全不与 WTO 规则发生冲突。因此，欧盟大概率会与相关国家 协商一致后再实施，而且越是争议大的行业，可能会越晚适用于碳边境税。 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 6 目前欧盟碳边境税的具体方案尚未出炉，我们以欧盟官方评估报告为参考，从形式、 国家、行业、计量等四个主要方面分析可能的结果。 形式或将欧盟进口商也纳入碳排放交易体系，与欧盟境内企业类似，同样需要购买 碳排放配额。欧盟碳边境税的形式存在三种可能1）将碳交易系统扩大到进口商；2）直 接修改关税税率；3）在进口环节设定新税种（类似于进口消费税或进口增值税）。我们认 为将碳交易系统扩大到进口商是最有可能的，因为欧盟的碳交易价格是每日变动的，这意 味着欧盟境内企业承担的碳排放成本也是实时变动的。但关税或者新税种的税率不可能实 时变动。因此，将碳交易系统扩大到进口商能够确保碳边境税对于进口商和欧盟境内企业 都是相对公平的。不过碳交易系统是这三种方案中执行成本最高的一种，因为碳排放的核 算和监督检查非常复杂。 国家欧盟或将赦免最不发达国家和已有减排措施的绿色国家。一方面，联合国气 候变化框架公约确认了“共同但有区别的责任”原则，即发达国家的减排责任更大，因 此欧盟或赦免最不发达国家。另一方面，欧盟出台碳边境税的初衷之一是防止碳泄露，并 激励其他国家共同控制全球变暖，因此大概率会赦免或者部分减免其他绿色国家的碳边境 税。举例来看，如果中国的碳交易市场运行效果良好，欧盟很有可能会赦免中国，或者仅 要求中国企业支付中欧碳成本的差额。截至2020年底，全球各区域及国家的 28个碳排放 交易体系（ETS），包括中国、日本、韩国、加拿大和美国部分州等。 行业预计 2023 年首先在水泥和电力行业开征碳边境税，钢铁和有色金属等基础原 材料或在数年后被纳入，汽车、电子等复杂工业品 2030 年前被纳入的可能性较低。行业 方面主要有贸易伙伴和产业链复杂度两方面考虑。贸易伙伴方面，因为水泥和电力两种产 量运输较为困难，因此欧盟主要从周边国家进口，即使开征边境税，影响的国家数量也相 对较少，谈判的难度较低。而钢铁等品种则涉及到中国、美国、日本等国家，谈判的难度 更大，可能无法在短期推出。产业链复杂度方面，水泥、电力、钢铁、有色金属等基本原 材料多数为出口国自行生产，而汽车、电子等复杂工业品多数为全球产业链供货，较难详 细拆分零件原产地和具体的碳排放量，因此可能较晚纳入碳边境税体系。 表6碳边境税征收的行业特征分析 行业 贸易伙伴 产业链复杂程度 预计纳入开征时间 水泥和电力 欧盟周边国家 简单 早（2023年） 钢铁和有色金属 中国、美国、日本等 简单 中（2025-2030年间） 汽车和电子 中国、美国、日本等 复杂 晚（2030年后） 资料来源Wind，中信证券研究部 计量无论是采用碳交易系统还是关税税率的形式，欧盟大概率会对不同国家设定差 异化待遇，计算的基准可能是各国电力系统碳排放和欧盟同行业碳排放强度。最为准确和 公平的碳边境税计量方法，应该是每个企业单独计算和报告自己的实际碳排放量，但是这 种方法的执行成本和监督成本都过高，尤其是考虑到进口商分布在欧盟之外的其他地区， 欧盟政府无法实现有效的监督。因此，参考欧盟同行业的碳排放强度是一种更为可行的方 案。同时，如果想更精准地计量，还可以把各国电力系统的实际碳排放纳入考虑，因为发 电数据通常容易获得。因此，我们认为最终的方案可能是将企业的碳排放来源分为两类， 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 7 一是电力消耗，二是其他的碳排放来源。其中电力消耗以其本国实际电力系统碳排放计算， 而其他碳排放来源则参考欧盟同行业的碳排放。 表7欧盟碳边境税的设计方案可能性分析 高可能性方案 中可能性方案 低可能性方案 形式 欧盟碳交易系统扩大到进口商 直接修改关税税率 设定新税种 国家 排除掉不发达国家和绿色国家 只排除不发达国家 所有国家 行业 水泥和电力 钢铁、有色金属等基本原材料 汽车、电子等复杂工业品 计量 各国电力碳排放欧盟同行业碳排放强度 欧盟同行业碳排放强度 每个企业单独报告实际碳排放 资料来源中信证券研究部 欧盟若开征碳边境税，则对中国影响最大的为钢铁有色产品，2020年出口额为213.8 亿美元，占中国对欧盟出口的 5，若开征碳边境税吨钢成本将增加 84欧元左右。根据我 们判断，水泥和电力大概率在 2023 年首批被征收碳边境税，钢铁和有色金属在数年后纳 入。中国几乎完全不对欧盟出口水泥和电力产品，因此在碳边境税设立的初期，可能并不 会对中国产生实质性影响。钢铁有色产品属于中国对欧盟的主要出口品之一，2020 年出 口额213.8亿美元，占中国对欧盟出口的 5，其中钢铁和钢铁制品出口额 101.5亿美元， 是最主要的部分。中国对欧盟钢铁出口重量约为 600 万吨，若按照中国平均吨钢碳排放 2.1吨和约40欧元/吨的中欧碳价差计算，中国出口到欧盟的钢铁，或需缴纳 84欧元/吨税 收。 图32020年中国对欧盟出口商品结构 图42020年中国对欧盟出口钢铁有色产品结构 资料来源Wind，中信证券研究部 资料来源Wind，中信证券研究部 推进可再生能源电力市场化交易，提升消纳能力 推动市场化交易是解决可再生能源发电补贴资金缺口的良好途径。在可再生能源发展 初期，通过财政补贴的方式助力其发展是各国的普遍措施。然而随着可再生能源装机规模 的迅速扩大，也出现了补贴资金缺口扩大、低效产能过剩等问题。财政部在答复十三届全 国人大二次会议第 9258 号建议中表示，2012 年以来财政部累计安排补贴资金超过 4500 亿元，其中2019年安排866亿元。2019年1月，国家发改委和国家能源局发布了关于 积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知，提出促进风电、光伏发电通 过电力市场化交易无补贴发展。 45 13 6 5 4 26 机电、电子设备 纺织品 化工品 钢铁有色产品 运输设备 其他 48 16 16 13 3 4 钢铁及钢铁制品 金属餐具 铝及其制品 金属杂项制品 铜及其制品 其他 碳中和系列报告之三｜2021.4.7 请务必阅读正文之后的免责条款 8 图5我国可再生能源弃电量与利用率（亿千瓦时，） 资料来源中国新能源发电分析报告2020（国家电网），中信证券研究部 推动市场化交易是解决“弃风弃光”问题的有效手段。近年来由消纳问题带来的“弃 风弃光”明显减少。2019 年，我国可再生能源弃电量 215 亿千瓦时，同比下降 35.2， 利用率达 96.7，同比提升2.5个百分点。随着未来可再生能源装机容量的提升，消纳矛 盾仍然突出，特别是大规模跨省区消纳仍存在技术和制度的多重障碍。受制于消纳问题， 近年来可再生能源装机布局已经出现向消纳较好的地区转移的现象。如 2019 年“三北” 地区风电累计装机占比较 2018年下降6个百分点，中东部地区提高 5个百分点。2019年 中东部光伏发电装机占比较 2018 年提高 3.5 个百分点，占比首次超过了“三北”地区。 因此，适应可再生能源发展的市场交易机制未来亟待改善。 近年来可再生能源市场化交易电量已经在稳步提升，地方政府政策频出，未来参与市 场化交易的比例仍可持续提升。2019年可再生能源市场化交易规模 1451亿千瓦时，同比 增长26.2。其中省内市场化交易电量 571亿千瓦时，同比增长34；省间交易电量880 亿千瓦时，同比增长 21.8。此外，近期地方政府推动可再生能源电力市场化交易的政策 频出。目前能够参与现货市场交易的可再生能源电力为超出合理利用小时数之外的超额电 量，平价上网部分合理利用小时数以内的电量仍然“保价保量”收购。而随着平价时代的 到来，未来可再生能源电力参与市场化交易的比例仍可持续提升。 图6可再生能源跨省区市场化交易电量（亿千瓦时） 图7可再生能源省内市场化交易电量（亿千瓦时） 资料来源中国新能源发电分析报告2020（国家电网），中信证 券研究部 资料来源中国新能源发电分析报告2020（国家电网），中信证 券研究部 386 566 492 322 215 85.3 84.4 89.6 94.2 96.7 78.0 80.0 82.0 84.0 86.0 88.0 90.0 92.0 94.0 96.0 98.0 0