202102 能源变革专题研究之一：纵观全局：全球碳中和现实与愿景-国信证券[王蔚祺,居嘉骁,李恒源]-20210218【28页】

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 行业 研究 Page 1 证券研究报告 — 深度报告 电气设备新能源 [Table_IndustryInfo] 能源变革专题研究之一 超配 （维持评级） 2021 年 02 月 17 日 一年该行业与 沪深 300 走势比较 行业专题 纵观全局 ：全球碳中和 现实与愿景  控制全球碳排放的核心是能源供给与消费模式的转型 目前全球 97%的碳排放与能源使用有关，化石能源占一次能源消费比例 高达 86%，发电、工业、交通和建筑领域是碳排放的主要来源。因此尽 早实现碳达峰与碳中和就是对能源生产和消费模式的转型升级。  当前各国的既定政策与碳中和愿景存在巨大鸿沟 2016 年正式签署的《巴黎协定》力争把全球平均气温升幅控制在工业化 前水平以上低于 2° C 之内，并努力限制在 1.5° C 之内，在本世纪下半 叶实现碳中和，以减少气候变化对地球生态和人类发展的风险。 但根据 国际可再生能源署的测算，目前各国在能源转型相关的既定政策（包括 巴黎协定提交的自主贡献计划）过于保守 ， 只 能 稳定 而非减少 中长期 碳 排放量， 2030 年规划的可再生能源替代电量 与实际需要相比缺 少 60%。  要实现真正的全球碳中和愿景，全球能源变革需要更高目标 要实现巴黎协定应对气候变化的目标 ， 2050 年全球一次能源消费总量应 较目前下降 10%以上， 电气化率将从 20%提升至 49%。最为代表性的交 通 电气化率将从 1%提升至 43%，届时电动车保有量将从 目前约 1 千 万 辆 增加至 11 亿辆。新能源发展也需要上一个新的台阶 ， 2018 年以来全 球风电、光伏等非水可再生能源的度电成本快速下降，并显著低于化石 能源成本区间，成为未来能源供给结构转型的主力军。预计 2050 年，全 球需要光伏装机 8500GW，风电装机 6000GW 以上， 相当于目前政策规 划的 2 倍和 2.5 倍 ， 化石能源消费占比将 从 2018 年 的 81%下降至 24%， 消费 量减少 64%以上。 同时为了增加电网的输配电能力以及灵活性， 电 网在相关方向的投资将达到平均 2.4 万亿元。  氢能将作为重要的新能源载体发挥重要角色 氢能是可再生能源的关键载体，除了可以提高电力系统的灵活性，氢能 还在钢铁、化工、航运、卡 车和航空业等难以脱碳的行业发挥重大潜力， 预计到 2050 年氢能将占全球能源消费的 8%。  投资建议与风险提示 建议继续关注光伏、风电、电动车、氢能以及电化学储能、电力电子、 生物燃料等行业，以及 碳捕捉技术和建筑节能领域，重点推荐宁德时代、 阳光电源、通威股份、恩捷股份、国电南瑞、金风科技。 风险提示 ：原 材料短缺、贸易摩擦、技术风险。 重点公司盈利预测及投资评级 公司 公司 投资 昨收盘 总市值 EPS PE 代码 名称 评级 （元） （ 亿 元） 2020E 2021E 2020E 2021E 300750 宁德时代 增持 412.66 9613 2.33 3.12 177.1 132.1 300274 阳光电源 买入 119.09 1735 1.36 2.08 87.8 57.2 600438 通威股份 增持 54.06 2434 0.83 1.08 65.1 50.2 002812 恩捷股份 增持 143.53 1272 1.17 1.94 123.2 74.1 600406 国电南瑞 增持 33.78 0.94 1.11 1.33 30.4 25.3 002202 金风科技 增持 15.17 641 0.83 1.02 18.2 14.9 资料来源： Wind、国信证券经济研究所预测 相关研究报告： 《国信证券 -光伏系列深度之三 -硅料行业专 题：多晶硅料 —— “碳中和”下的乌亮黄金》 — — 2021-02-03 《电力设备新能源 2 月投资策略：新能源勇往 直前，电动化如日方升》 —— 2021-01-29 《国信证券 -平价风电专题之四（深度报告） - 掘金风电：领先制造与开发双轮驱动之路》 — — 2021-01-25 《电力设备新能源行业快评：优质格局价格坚 挺，拥硅致胜十年碳达峰》 —— 2021-01-15 《国信证券 -电力设备新能源 1 月投资策略：能 源革命即将发令，静待花开且听风吟》 —— 2021-01-13 证券分析师：王蔚祺 E-MAIL： wangweiqi2@guosen.com.cn 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520080003 证券分析师：居嘉骁 E-MAIL： jujiaxiao@guosen.com 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980518110001 证券分析师：李恒源 E-MAIL： lihengyuan@guosen.com.cn 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520080009 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠 道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合 理判断并得出结论，力求客观、公正，其结 论不受其它任何第三方的授意、影响，特此 声明 0.6 1.1 1.6 2.1 F/20 A/20 J/20 A/20 O/20 D/20 沪深 300 电气设备新能源 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 关键结论与投资建议 当前全球超过 190 个国家加入巴黎协定 ， 愿意以实践行动为全球应对气候变化 做出贡献 ， 但出台的既定政策却与实际需求存在较大差距 。 国际可再生能源署 根据可行的技术路径测算 ， 要真正实现巴黎协定的减排目标 ， 在未来 30 年 全球 能源转型的重大变革中，全球发电侧将迎来光伏与风电的蓬勃发展，对化石能 源形成极大的替代，未来 30 年 新增装机是存量的 12 倍 ；在用电侧工业交通和 建筑将大幅提升电气化率，全球新能源车保有量将从目前不足 1000 万辆增加 110 倍至 11 亿 辆 以上，高耗能工业部门和电网系统将大规模应用氢能；电网系 统 每年将投资 2.4 万亿元 将进行灵活性改造以适应高比例接入可再生能源。 表 1： 巴黎协定能源变革 愿景 路线主要指 标 2018 2030 2040 2050 二氧化碳减排幅度 -27% -48% -71% 电气化率 20% 29% 38% 49% 光伏当年新增装机（ GW） 135（ 2020e） 300 355 360 风电当年新增装机（ GW） 79（ 2020e） 200 210 240 光伏度电成本（元） 0.67 0.38 0.31 0.25 风电平均度电成本（元） 0.39 0.33 0.29 0.26 电动乘用车保有量（万辆） 790（ 2019） 37,900 74,400 110,900 可再生能源制氢（ EJ） 0.16 3 8 19 住宅智能电表安装率 25% 50% 77% 82% 资料来源 :IRENA，国信证券经济研究所整理 注：各项指标因数据更新年份不同。 国际可再生能源署预测， 这场人类社会齐心协力将碳排放量下降 70%的伟大变 革将累计拉动 110 万亿美元 的新增投资，相当于每年 3.2 万亿美元的投资 。建 议继续关注光伏、风电、电动车、氢能以及电化 学储能、电力电子、生物燃料 等行业，以及碳捕捉技术和建筑节能领域， 重点推荐宁德时代、阳光电源、通 威股份、恩捷股份、国电南瑞、金风科技。 核心假设或逻辑 第一， 假设电气化和各项节能技术的实施，到 2050 年全球一次能源消费没有 明显的增长，相较 2019 年的水平略有下降。 第二，假设电动车、氢能、生物柴油、功率器件等技术的发展符合预期，满足 安全性经济性和规模化的要求。 第三，全球电网及时进行改造升级，满足高速发展的可再生能源接入与消纳的 需求，以及用电部门电气化率提升对于灵活性的挑战。 第四，假设国际社会持续遵循巴黎协定的缔约，国际贸易摩擦和地缘政治风险 不会对可再生能源的发展构成 重要威胁。 与市场预期不同之处 市场认为电力设备新能源板块存在一定估值泡沫，我们认为当前全球正处于能 源变革的起点阶段，新能源与电动车领域酝酿着巨大的投资发展机遇。 市场猜测各国执行应对气候变化的相关政策仅仅是民生方面的权宜之计，我们 认为在能源变革的过程中，可带来巨大的投资机会和就业岗位，将是未来各国 发展经济的重要抓手，也是各国在国际社会中提升话语权的重要依托。绿色发 展不只是表面文章，而是提升国家政治影响力与经济发展动力的长线路径。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 股价变化的催化因素 第一，美国出台更为 积极 的可再生能源发展以及电力低碳化 目标。 第二，中国十四五规划的落地 。 第三，全球电动车销售量超预期。 核心假设或逻辑的主要风险 第一， 原材料上涨导致可再生能源的经济性不及预期； 第二， 贸易摩擦和地缘政治导致国际间可再生能源商品贸易无法正常进行； 第三， 各项新技术的拓展不及预期。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 内容目录 巴黎协定促进全球向 “碳中和 ”共同努力 . 6 全球能源供给现状（一次能源） 8 全球终端能源使用现状 8 全球能源消费与碳排放的关系 9 全球碳中和实施路径 10 各国既定政策与巴黎协定理想愿景的差距 .11 盱衡大局：可再生能源发展前景 12 光伏行业 12 风电行业 14 生物质能 16 水电行业 16 化石能源消费逐步退坡 17 电气化率提升是节能减排的核心抓手 . 17 电网转型升级 . 17 交通电动化浪潮 . 17 工业用能清洁化 . 18 建筑节能 19 大力发展绿色氢气 . 20 主要经济体展望 . 21 投资总额 24 投资建议 25 风险提示 25 国信证券投资评级 27 分析师承诺 27 风险提示 27 证券投资咨询业务的说明 . 27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 图 表 目录 图 1：全球主要经济体（区域）二氧化碳年度排放量（百万吨） . 6 图 2：全球一次能源构成（ EJ） 8 图 3：全球发电量占一次能源消费比例 8 图 4： 2018 年全球终端能源消费的具体来源 . 9 图 5： 2018 年全球各主要部门耗能，以及电气化率（单位 EJ） . 9 图 6：全球碳中和实现路径 10 图 7：终端能源消费各领域总量（ EJ）及能源类型占比变化 . 12 图 8： 2012 年以来欧洲海上风电电价走势及未来展望 . 24 表 1：巴黎协定能源变革愿景路线主要指标 . 2 表 2：各国碳中和目标时间轴一览 . 7 表 3： 2018 年全球各主要产业排二氧化碳排放量（亿吨）及占比 . 10 表 4：全球主要能源发展目标各国既定政策与巴黎协定远景所需达到的量化目标对比 11 表 5：光伏行业中长期发展前景 . 13 表 6： 2021-2025 光伏行业需求（ GW） 13 表 7：光伏行业 2020-2050 发展前景 (每一时间节点 5 年累计安装量 ) 13 表 8：风电行业中长期发展前景 . 15 表 9： 2021-2025 风电行业需求（ GW） 16 表 10： 2021-2050 风电行业需求（ GW） 16 表 11：生物质能未来发展前景（巴黎协定理想愿景） . 16 表 12：化石能源消费在巴黎协定理想愿景下的预测值 . 17 表 13：交通终端能源消费关键指标（巴黎协定理想愿景） . 18 表 14：工业终端能源消费关键指标（巴黎协定理想愿景） . 19 表 15：建筑终端能源消费关键指标（巴黎协定理想愿景） . 20 表 16：氢能发展既定政策目标与巴黎协定远景目标对比 . 21 表 17：氢能 2050 应用展望（巴黎协定理想愿景） . 21 表 18：我国 2021 年可再生能源电力消纳责任权重和 2022—2030 年预期目标建议（征 求意见稿） 22 表 19：中国碳减排发展路线图（巴黎协定理想愿景） . 22 表 20：北美地区巴黎协定愿景目标 . 22 表 21：美国新能源发展预测 22 表 22：欧盟碳减排发展路线图 23 表 23：欧洲各国海上风电 2050 年装机规划（ GW） . 24 表 24：全球每年碳中和发展所需平均投资额（亿元） . 25 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 巴黎协定促进 全球 向“碳中和”共同努力 过去 100 多年人类 生产经营活动 形成了对化石能源的严重依赖，所排放的温室 气体使得 全球 温室效应增强，同时还有约 1/5的温室气体是由于 人类 破坏森林、 减少了吸收二氧化碳的能力而造成的。在 1906~2005 年间，全球平均接近地面 的大气层温度上升了 0.74 摄氏度。 2015 年 12 月，《联合国气候变化框架公约》近 200 个缔约方在巴黎气候变化 大会上达成《巴黎协定》。这是继 1992 年《联合国气候变化框架公约》、 1997 年《京都议定书》之后，人类历史上应对气候变化的第三个里程碑式的国际法 律文本，形成 2020 年后的全球气候治理格局，也是继《京都议定书》之后第 二份有法律效力的文件。 该协定为 2020 年后全球应对气候变化行动做出安排。从环境保护的角度看，《巴 黎协定》的最大贡献在于明确了全球共同追求的“硬指标”。其长期目标是将 全 球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在 2 摄氏度以内，并努力将温度上升 幅度限制在 1.5 摄氏度以内。只有全球尽快实现温室气体排放达到峰值，本世 纪下半叶实现温室气体净零排放，才能降低气候变化给地球带来的生态风险以 及给人类带来的生存危机。 《巴黎协定》首先推动各方积极向绿色可持续的增长方式转型，避免严重依赖 石化产品的增长模式继续对自然生态系统构成威胁和能源安全危机；其次，通 过市场和非市场双重手段，促进国际合作推动所有缔约方共同履行减排目标； 第三，促进资本市场投资偏好将进一步向绿色能源、低碳经济、环境治理等领 域倾斜 。 由于过度以来化石能源，我国不仅碳排放量高居全球第一，而且排放量仍在以 领先全球其他主要经济体的速度增长 。 2016 年 4 月 22 日，中国国务院副总理 张高丽作为习近平主席特使在《巴黎协定》上签字。同年 9 月 3 日，全国人大 常委会批准中国加入《巴黎气候变化协定》，成为完成了批准协定的缔约方之一。 图 1： 全球主要经济体（区域）二氧化碳年度排放量 （百万吨） 资料来源 : BP Statistical Review of World Energy 2019， 国信证券经济研究所整理 在巴黎协定达成后的 5 年来，已经有包括欧盟、加拿大、日本、中国在内的超 过 30 个国家出台了本国碳达峰或者碳中和的政策目标。 2016 年 9 月 3 日，美 国批准加入《巴黎气候变化协定》。 2019 年 11 月 4 日，美国开启退出《巴黎协 定》正式流程。 2020 年 11 月 4 日，美国退出《巴黎协定》。 11 月 30 日，美国 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 欧洲 北美洲 全球其他地区 中国大陆 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 当选总统拜登已与政府官员商讨重返《巴黎协定》。 2021 年 1 月 20 日，美国总 统拜登签署行政令，美国将重新加入《巴黎协定》。 2020 年 9 月 22 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重 宣布中国将提高国家自主贡 献力度，二氧化碳排放力争 2030 年前达到峰值， 努力争取 2060 年前实现碳中和。这一重要宣示为我国应对气候变化、绿色低 碳发展提供了方向指引、擘画了宏伟蓝图。应对气候变化是推动我国经济高质 量发展和生态文明建设的重要抓手。 表 2： 各国碳中和目标时间轴一览 国家或地区 承诺性质 碳中和目标达成时间 国家或地区 承诺性质 碳中和目标达成时间 乌拉圭 《巴黎协定》自 主减排方案 2030 年碳中和 葡萄牙 政策宣示 2050 年碳中和 芬兰 执政党联盟协议 2035 年碳中和 瑞士 政策宣示 2050 年碳中和 奥地利 政策宣示 2030 年实现 100%清洁电力， 2040 年 气候中立 西班牙 法律草案 2050 年碳中和，设立委员会监督草案 进展情况，并立即禁止新的煤炭、石油 和天然气勘探许可证 冰岛 政策宣示 2040 年碳中和 匈牙利 法律规定 2050 年碳中和 美国加州 行政命令 2045 年前实现 100%电力可再生 南非 政策宣示 2050 年成为净零经济体 瑞典 法律规定 2045 年碳中和 马绍尔群岛 提交联合国的自 主减排承诺 2050 年碳中和 加拿大 政策宣示 2050 年碳中和 韩国 政策宣示 2050 年碳中和，结束煤炭融资 欧盟 提交联合国的自 主减排承诺 2050 年碳中和 不丹 《巴黎协定》自主 减排方案 目前为碳负，承诺发展过程中碳中和 丹麦 法律规定 2030 年起禁止销售新的汽油和柴油汽 车， 2050 年碳中和 新西兰 法律规定 2050 年碳中和，届时生物甲烷将在 2017 年的基础上减少 24-47% 英国 法律规定 苏格兰地区 2045 年碳中和，其他地区 2050 年碳中和 哥斯达黎加 提交联合国的自 主减排承诺 2050 年碳中和 爱尔兰 执政党联盟协议 2050 年碳中和，在未来十年每年减排 7% 智利 政策宣示 2040 年前淘汰煤电， 2050 年碳中和 挪威 政策宣示（意向） 2030 年通过国际抵消实现碳中和， 2050 年在国内实现碳中和 斐济 提交联合国的自 主减排承诺 2050 年碳中和 法国 法律规定 将减排速度提高三倍， 2050 年碳中和 中国 政策宣示 2030 年前碳达峰， 2060 年前碳中和 斯洛伐克 提交联合国的自 主减排承诺 2050 年碳中和 日本 政策宣示 在本世纪后半叶尽早实现 德国 法律规定 2050 年前碳中和 新加坡 提交联合国的自 主减排承诺 在本世纪后半叶尽早实现 资料来源 : 中国碳交易网，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 全球能源 供给 现状 （一次能源） 按能源的基本形态分类，能源可分为一次能源和二次能源。 一次能源 是 天然能 源，指在自然界现成存在的能源，如如煤炭、石油、天然气、水能 、太阳能等 。 二次能源指由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种 石油制品等。 一次能源又可分为可再生能源（水能、 太阳能、 风能、 生物质能 、地热能等 ） 和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩 、核能 等）。 从一次能源消费的口 径统计， 当前全球能源供给 是以 化石能源占绝对多数的体系， 2019 年全球一次 能源消费总量为 589 艾焦（ EJ）， 其中原油占比 33%，天然气 24%，煤炭 27%， 化石能源合计占比超过 84%；核电占比 4%，水电 6%，非水可再生能源 5%。 在一次能源消费当中，用于发电的比例仅为 17%，长期处于较低水平。在发电 结构当中，化石能源占比也高达 63%。 2019 年全球因使用化石能源而形成的 碳排放高达 330 亿吨，占碳排放总量的 97%， 因此世界能源供给体系亟需 低碳 化乃至无碳化 转型。 图 2： 全球一次能源构成（ EJ） 图 3： 全球发电量占一次能源消费比例 资料来源 :BP，国信证券经济研究所整理 。 注：按照 1 千克标准煤等于 29.306 兆 焦耳热量值换算 ， 2019 年全球一次能 源消费总量为 583.9EJ=19.9 万 亿吨标准煤 。 资料来源 :BP，国信证券经济研究所整理 全球 终端 能源使用现状 一次能源形成后，经过能源加工、转化和储运等三个中间环节，会损失约 30-50%， 最后被终端的用能设备所实际消耗的量称之 终端能源消费 。中间环节的损失包 括：选煤和型煤加工损失、炼油损失、油气田损失、 发电、 电厂供热、炼焦、 制气损失，输电损失，煤炭储运损失，油气运输损失等。 根据国际能源署（ IEA）的数据， 2018 年全球终端能源消费总量为 291 EJ（ 99.4 亿吨标准煤 ） ，从能量来源看电气化率只有 19%，其他均为直接燃烧化石能源 或者生物质燃料，到 2019 年电气化率仅仅提升了一个百分点至 20%。 原油依然是终端能源消费占比最大的能源，在 2018 年该比例达到 41%，其次 是天然气占比 16%，煤炭占比 10%， 化石能源 合计 占终端消费的比例达到 67%， 此外传统的木材、秸秆等可产生大气排放的生物燃料 ，以及沼气等 生物质能 占 到能源消费的 10%。在终端能源消费中不产生排放的能源只占 7.8%。 0 100 200 300 400 500 600 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 原油 天然气能源 煤炭能源 核能源 水能源 非水可再生能源 15% 17% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 9 图 4： 2018 年全球终端能源消费的具体来源 资料来源 :国际能源署 ，国信证券经济研究所整理 注：生物质能分为两大类：传统生物质能和现代生物质能。传统生物质能为燃烧木材，动物排泄物和木炭等 物质产生的能源；现代生物质能为通过包括从甘蔗渣和其他植物生产的液态生物燃料、生物炼油厂、厌氧生 物消化残渣产生的沼气、木屑加热系统和其他技术产生的能源。 从终端能源消费的行业来看，工业交通和建筑是主要的用能部门，各自占比分 别接近 30%。从电气化程度来看，交通部门最低只有 1%，建筑部门为 24%， 工业部门 27%。建筑部门有 70%的能源消耗是由居民住宅产生的，这部分的电 气化率只有 11%，而商业和公共部门的建筑耗能占 30%，相对拥有较高的电气 化率，达到 51%。 图 5： 2018 年全球各主要部门耗能，以及电气化率（单位 EJ） 资料来源 :IRENA， BP 国信证券经济研究所整理 全球能源消费与碳排放的关系 全球二氧化碳排放量在 2018 年达到了 335 亿吨，其中 96%由化石能源的使用 产生。 2018 年全球碳排放的第一大来源是火力发电，从排放量达到 140 亿吨， 其次是 交通行业达到 83 亿吨， 占比 25%，考虑到交通部门的电气化只有 1%， 提升电气化水平可以大幅减少交通部门对于 石油等化石能源的依赖。 工业也达 到 78 亿吨 ，占比 23%，主要有冶炼、炼化等领域产生。 24% 1% 27% 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 建筑 交通 工业 原油 40.8% 天然气 16.2%煤炭 10.0% 生物燃料及垃 圾 10.2% 热力 3.0% 电力 19.3% 风电、光伏 0.5% 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 10 表 3： 2018 年全球各主要产业排二氧化碳排放量 （ 亿 吨） 及占比 排放产业 排放量 占比 交通 83 25% —— 陆运 61 18% 建筑 20 6% 工业 78 23% 发电 140 42% 总排放量 335 资料来源 :国际能源署，国信证券经济研究所整理 全球碳中和实施路径 综上所述，全球碳减排主要依靠在 发电部门 降低化石能源使用，进行能源的供 给侧改革，大力发展 光伏风电等可再生能源消纳占比。同时在几个重要 能源终 端消费部门 —— 交通、建筑、工业行业 提升电气化率，以达到降低化石能源消 费的目标。对于航空、高耗能工业等无法完全用电气化替代的领域，生物燃料 和氢能来替代化石燃料的使用。 要完成上述目标，需要对能源消费基础设施、新能源发电、电网、制氢设备、 重要工业设施、化石能源发电敢于进行大规模的投资发展和改造。同时对于氢 能制备和储运、电动车、储能设备、海上风电、 电力系统负荷侧响应机制 和 灵 活性 提升、电力市场化、生物能开发等领域进行技术攻关。 除了上述技术与硬件设施的变革，国际社会 还需要在共同合作机制与目标设定， 电力市场改革、碳交易市场建设等领域进行软性制度的迭代更新，确保通过法 律、行政、市场经济等调节机制来完成能源系统的低碳化，最终实现高比例使 用清洁电力与可再生能源。 图 6： 全球碳中和实现路径 资料来源 : 发改委能源研究所、国家可再生能源中心、 CIFF 《 China Renewable Energy Outlook 2019》 ， 国信证券经济研究所整理 能源 转型 新能源 控制化 石能源 消费 节能措 施 电力市 场化改 革 提升系 统灵活 性 碳排放 交易 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 11 各国既定政策与巴黎协定理想愿景的差距 根据国际可再生能源署的测算，目前各国在能源转型相关的既定政策（包括巴 黎协定提交的自主贡献计划）过于保守，只能稳定而非减少中长期碳排放量， 未来 30 年全球一次能源 消费仍将以年复合增速 0.5%的速度缓慢增长 ， 累计增 长 18.5%，化石燃料 消耗 也仅仅比当前水平累计减少 9.3%。 而要满足巴黎协定 的对气候变化的排放要求，世界各国需要制定更为彻底的能源变革目标和发展 规划。国际可再生能源署根据当前全球能源体系和资源禀赋的特征，给出了如 下量化建议，并与当前世界各国的既定政策预期达到的量化目标做了对比。 表 4：全球主要能源发展目标各国既定政策与巴黎协定远景所需达到的量化目标对比 历史现状 既定政策 巴黎协定愿景目标 2015 2018 2030 2050 2030 2050 二氧化碳排放量 (亿吨） 320 340 350 330 250 95 一次能源消费量（ EJ） 571 599 647 710 556 538 非化石能源 一次能源 占比 18% 19% 30% 38% 44% 76% 终端能源消费（ EJ） 383(2017) 351 可再生能源在终端能源消费占比 9.5% 10.5% 17% 25% 28% 66% 终端能源电气化率 19% 20% 24% 30% 29% 49% 电动车保有量（万辆） 120 510 26,900 62,700 37,900 110,900 间歇性可再生能源（风电、光伏等）占发电量的比例 4.50% 10% 19% 36% 35% 61% 全球在运光伏装机容量（ GW） 222 480 2037 4474 3227 8519 全球在运风电装机容量（ GW） 416 565 1455 2434 2526 6044 全球在运水电装机容量（ GW） 1099 1189 1356 1626 1444 1822 固定式储能装机容量（ GWh) 30(2019) 370 3400 745 9000 电动车动力电池装机容量（ GWh) 200(2019) 3294 7546 5056 14145 液态生物燃料（亿升） 1290 1360(2017) 2850 3930 3780 6520 蓝氢 /绿氢（百万吨） 0.6/1.2 10/9 40/25 30/25 80/160 资料来源 :IRENA， 国信证券经济研究所整理 在能源供给端 基于当前光伏风电等可再生能源已经达到优于化石能源的经济性， 同时相关资源的开发空间巨大，因此将成为未来 30 年全球能源结构转型的主要 替代能源。光伏、风电、生物质能以及水电等可再生能源到 2050 年将占全球 终端能源消费的 66%，占全球发电总量的 86%。 在能源消费端 ，全球电气化率大幅提升，电力占全球能源消费的比例从目前的 20%提升至 49%。电气化率有助于提升能源的使用效率，最终促进建筑和交通 部门的能源消费总量分别下降 15%和 25%左右。其中电气化率提升最显著的就 是交通部门，从 1%提升至 43%；同时生物燃料占比将从 3%提升至 1/3 以上， 预计 2050 年交通部门的原油的消费预计下降 70%以上。 建筑节能与智能化改造 是 能源转型的重要抓手，建筑与储能、与电动车充电设 施的有机融合，将成为电网负荷侧响应的重要载体。同时建筑行业将大比例配 套分布式可再生能源，来促进该领域的电气化率提升 与用能清洁化 。 工业部门也是 碳排放 的主要来源， 2018 年排放占比 23%， 电气化率只有 27%。 预计到 2050 年通过资源的循环利用、安装分布式可再生能源、提升用能装置 的使用效率、提高氢能与生物燃料的使用来减少碳排放量，将可再生能源的比 例挺高的 63%，电气化率提到 40%以上。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 12 图 7： 终端能源消费各领域总量（ EJ）及能源类型占比变化 资料来源 :IRENA，国信证券经济研究所整理 盱衡大局 ： 可再生能源发展前景 可再生能源主要分为传统的水电、新兴的光伏、风电，以及仍在技术创新中的 生物质能（主要包括垃圾发电、生物燃料等）、地热能、潮汐能等等。核电虽然 是不产生碳排放的，但是其能量来源于不可再生，因此不属于可再生能源。 水电是发展历史最长的可再生能源，目前全球范围内可利用资源的空间有限， 同时水电开发对周围生态环境可能形成一定的影响，因此无法大规模的满足能 源转型对新增可再生能源电力的需求。 而光伏、风电经过 20 年以上的发展，其度电成本已经贴近化石能源区间的下限， 具有更好的经济性和成本竞争力，同时其可利用资源空间没有技术天花 板，资 源处于可开发、可拓展、规模性、经济性、环境友好性的理想水平，是最为理 想的增量清洁能源。 同时有以乙醇、甲烷等生物质燃料为代表的可燃烧清洁燃料未来也将会作为原 油的替代品，在航空等重要交通领域发挥作用。 光伏行业 光伏行业将成为未来装机规模最大的可再生能源，到 2050 年累计装机量将从 2020 年底的 725GW 增长至 8519GW，为电力系统供应 25%的能源。其中有 40%为分布式光伏， 60%为集中式电站，光伏将帮助减少全球 21%的碳排放。 我们预计 2020-2030 年光伏年均新增装机介于 200-327GW， 2030 年全球光伏 累计装机预计达到 2,800-4,000GW 之间； 2030~2050 年全球光伏年新增装机 为 440-486GW， 2050 年全球光伏装机量达到 8519GW，相较 2020 年底的水 平增长 11 倍。 随着组件价格的快速下降以及转换效率的提升，到 2030 年全球光伏电站的单 位 kW 资本开支将从当前 3500~5000 元下降至最低 2200 元 ,到 2050 年下降至 最低 1065 元。 未来 30 年光伏的单位资本开支以及度电成本仍有巨大的下降空间，到 2030 年 5% 23% 8% 58% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2016 2050 REmap 7% 27% 5% 35% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2016 2050 REmap 3% 20% 0.3% 37% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2016 2050 REmap 建筑 工业 交通 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 13 光伏的度电成本将在目前的 0.29 元下降到最低 0.13 元， 2050 年 下降至最低 0.06 元。 由此可以测算在未来 10年，全球每年光伏产业投资额约合 1万亿元， 2030~2050 年均投资约为 1.5 万亿元。 表 5： 光伏行业中长期发展前景 光伏 2010 2018 2019-2030 2031-2050 光伏发电量占比（ %） 0.2% 2% 13% 25% 总装机量（ GW) 39 480 2,840 8,519 年装机量（ GW/年） 17 94 270 372 单位投资（元 /kW） 31,561 8,276 2,200-54,00 1,065-3,100 平准化度电成本（元 /kWh） 2.52 0.58 0.13-0.52 0.06-0.32 平均年投资额（亿元 /年） 5,259 7,798 10,657 15,435 资料来源 :累计装机数据及成本数据来自 IRENA，新增装机及年度投资额由国信证券经济研究所测算 表 6： 2021-2025 光伏行业需求（ GW） 光伏 2021-2025 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 新增安装（ GW） 115 130 160 220 270 330 409 到期拆除（ GW） 累计安装（ GW） 595 725 885 1,105 1,375 1,705 2,114 资料来源 : 累计装机数据及成本数据来自 IRENA，新增装机及年度投资额由国信证券经济研究所测算 表 7： 光伏行业 2020-2050 发展前景 (每一时间节点 5 年累计安装量 ) 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 新增安装（ GW） 526 1,389 1,800 2,200 2,600 2,000 2,000 到期拆除（ GW） 150 300 545 1,200 2,000 累计安装（ GW） 725 2,114 3,764 5,664 7,719 8,519 8,519 资料来源 : 累计装机数据及成本数据来自 IRENA，新增装机及年度投资额由国信证券经济研究所测算 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 14 风电行业 风电行业将是未来发电量最大的可再生能源 ,将供应全球 35%的电力。预计到 2050 年风电累计装机将从 2020 年底的 737GW 增长到 6044GW，累计装机增 长约 7.2 倍；其中陆上风电累计装机为 5044GW，海上风电装机为 1000GW， 将供应全球 35%的电力。 我们预计 2020-2030 年全球陆上风电年均新增装机约为 126GW， 2030 年全球 风电累计装机预计达到 1787GW； 2030~2050 年全球陆上风电年新增装机为 248GW， 2050 年全球陆上风电装机量达到 5044GW，相较 2020 年底的水平 增长 6 倍。 随着技术进步和规模化生产，海上风电的造价和度电成本有巨大的下降空间， 预计到 2020~2030 年，全球海上风电的平均装机为 17GW， 2030 年全球海上 风电累计装机 228GW； 2030~2050 年全球海上风电年均新增装机 45GW，到 2050 年海上风电累计装机 1000GW。 得益于机组大型化为建造成本和设备制造成本带来集约效应，未来 10 年全球陆 上风电的单位资本开支将从 2018 的平均 1 万元 /kW 显著下降到 5200-8700 元 /kW，海上风电的单位造价 3 万元 /kW 下降到 1-2 万元 /kW。同时随着容量系数 的不断提升，全球陆上风电的电度电