能源 | 碳中和系列报告一之中外碳排放结构20201221
从能源角度看，中国90%碳排放来自煤炭，2017年国内碳排放总量近100亿吨，用煤产生的碳排放量约为89.48亿吨，汽油、柴油及天然气等其他能源碳排放共计9.61亿吨。
来源：新兴产业观察者
火力发电是国内42%的碳排放来源。火力发电占比虽逐年减小，但实际发电量仍高居不下。
石油化工及焦化产业次之，短期减排依赖森林碳汇及CCS。近两年，焦化产业“去产能”有助于降低碳排放，但由于煤炭在工业制造过程中多充当原料及还原剂，因此短期内减排空间取决于森林碳汇和CCS。
交通、炼钢、化工、有色金属冶炼、非金属矿物制品、煤炭采选及生活碳排放占比均在5%上下。其中交通领域碳排放多来自柴油消耗，据我们测算，国内来自柴油消耗的碳排放量是汽油的2倍。
图：国内碳排放结构
全球：电力行业是全球碳排放主要来源
能源结构上看，煤电是全球碳排放的主要推升因素。2018年，全球碳排放量为335.13亿吨，电力行业碳排放量为139.78亿吨，占比41%。2018年，全球发电量为2.67万twh，火力发电量为1.01万twh，占比最大，达37.86%。
2018年可再生能源发电渗透率达7%，实现2.15亿吨碳减排。2018年，全球风、光电渗透率分别为4.77%及2.19%，发电量总和为1852.8twh。2019年，风、光电发电量增速分别为12.6%及24.3%，虽然低于10年平均增速水平，但相较其他替换能源，仍处于高速增长阶段。
图：全球电力结构
中、美、印、欧、日、韩是全球碳排放及碳减排主要参与经济体，碳排放总量占比全球碳排放量65%。
图：全球碳排放结构（按地区）
美国2018年碳排放负增长情况遭到逆转。2017年，美国碳排放增速为-1.6%，2018年增速转正同比上涨3.4%，总体碳排放量达49亿吨，但仍维持在30年以前的碳排放水平。
印度2018年碳排放量同比增加了4.8％，但人均排放量较低。印度2018年碳排放量为21亿吨，在电力、交通、工业等领域的碳排放增幅较为平均。尽管增长迅速，印度的人均排放量仅为全球平均水平的40％。
欧洲地区2018年总体碳排放量为39亿吨，同比下降1.3％。德国由于石油和煤炭消耗急剧下降，碳排放量同比下降4.5％。煤炭用量削减主要集中于电力部门，可再生能源已实现37%的电力结构替换37％。英国2018年可再生能源发电量创历史新高，占比全国总体发电量35％，而煤炭用量占比下降到5％，创历史新低。法国受益于水电站和核站利用率提高，煤炭和天然气利用率降低，总体碳排放同比下降3%。
日本碳排放量连续五年保持下降趋势。日本化石燃料排放量下降是由于能源效率的持续提升，以及核能的重新投用。
中国2018年碳排放量达96亿吨，同比增长3%，电力及交通行业碳排放增长是推升中国总体排放量的主要因素。2018年中国工业领域碳排放维持负增长，电力及交通领域增速分别为7%及4%。电力行业中，虽然火电发电量占比逐年下降，但受电力需求总量攀升的影响，火电实际发电量仍然处于高位。交通领域碳排放增长主要由两个原因造成，其一，国内电气化主要在乘用轿车领域推进，但据我们测算，国内柴油消耗所产生的CO2量是汽油的2倍。其二，乘用领域电气化进程仍无法抵消新增载具所产生的碳排放，因此减排效果不显著。
中国：电力、工业、采掘及交通行业碳排放占比超90%
从能源角度看，中国90%碳排放来自煤炭，2017年国内碳排放总量近100亿吨，用煤产生的碳排放量约为89.48亿吨，汽油、柴油及天然气等其他能源碳排放共计9.61亿吨。
图：国内碳排放结构（按能源）
从行业排放结构看，国内碳排放Top 4 为电力行业、制造业、采掘业及交通行业，碳排放总量占比全国碳排放量91%。
电力行业
2017年碳排放总量为46亿吨，行业碳排放量主要来自火电。2012年起，火电发电量占比虽逐年减小，但实际发电量持续增加。2017年，全国发电量为6.5万亿kwh，其中火电发电量为4.6万亿kwh，发电量同比增长5.1%，占比全国总体发电量71.8%，相较2012年下降6.3个百分点。
由于电力行业碳排放99%来自燃煤，因此在2060碳中和背景下，清洁能源替代空间较大。单位天然气燃烧碳排放系数约为2 t-CO2/t，仅低于煤炭0.32t-CO2/t，若实现100%LNG替换，可实现CO2减排约5.72吨。相较于光伏等可再生能源，减排空间较小，因此可再生能源替代在电力行业减排上作用将尤为显著。
制造业
2017年制造业总体碳排放量为38亿吨，细分市场碳排结构较为平均。国内制造业领域碳排放主要集中于石油加工及炼焦、黑色金属冶炼、化工、有色金属及非金属建材制造等5大行业，除石油及交换产业占比达到30%，其余碳排放占比均为20%上下。
焦化行业“去产能”将有效提升碳减排空间。近2-3年，国内焦化产业处于淘汰落后产能落实阶段，部分地区由于以节省用煤空间作为政策主要目标，因此不会出现产能置换，预计2两年半时间内能将减少1.5亿吨焦化产能，有助于扩大碳减排空间。
行业煤炭完全替代难度较大，剩余碳排放量将依赖森林碳汇及CCS。煤炭多在工业生产过程中多充当原料及还原剂。目前国内外暂无已实现商业化应用的替代还原剂，因此制造业碳排放短期内将主要依靠森林碳汇及碳捕捉技术实现。
图：制造领域细分行业碳排放及行业主要产物
采掘业
采掘业以煤炭采集和洗选行业为主要碳排放来源。2018年国内煤炭洗选行业碳排放量为5.4亿吨，几乎全部来自煤炭燃烧。原煤采集工程中，为防止井筒结冰而影响人员调度和材料运输，普遍在进口设置热风炉，通过燃烧煤炭对井下环境进行加热。
交通行业
2017年交通领域CO2排放量为5.41亿吨，其中65%的碳排放来自柴油，32%来自汽油。相较汽油，柴油拥有更高能量密度，因此柴油在交通领域的应用场景相较汽油更广，除客车及重卡等大型商用车外，还囊括普快火车及船舶等。
目前电气化主要集中于乘用轿车，即使实现100%汽油车替代，仍将面临3.5亿吨来自柴油消耗的碳排放。因此在远续航重载领域推进电气化，是实现2060碳中和的有效途径。
编辑：Eason