工业部门电气化
钢铁、电解铝、水泥等行业是能耗大户,也是碳排放大户。
钢铁行业的电气化路径主要是从高炉转向电炉,电炉及其设备、耗材仍具有较好的投资机会。根据钢协数据,2019年我国钢铁行业90%以上的产能采用高炉(BOF)技术,而电炉技术(EAF)仅占生产总量的9%。特别是以废钢为原料的短流程炼钢技术,碳排放量仅0.4吨二氧化碳/吨钢,若使用绿色电力为电炉供能,则碳排放量可降为0。
水泥的生产过程中需要将水泥窑加热到1600摄氏度以上,目前电炉的使用尚未商业化,投资成本较高。目前较为可行的方法是用沼气、生物质替代化石燃料。
建筑部门电气化
从建筑属性来看,可以分为公共建筑、城镇居民建筑和农村居民建筑。从用途来看,供热、制冷、烹饪是中国建筑部门的主要能源消费来源。建筑部门的电气化率仍较低,2017年仅为28%。
目前,制冷、照明、家电已经实现了100%电气化,供暖和烹饪的电气化推进较为缓慢。我国北方城镇普遍实行集中供暖,主要热源为燃煤热电联产和燃煤锅炉。自2017年以来,我国北方地区推行“煤改气”、“煤改电”,对建筑部门的电气化有一定的推动作用。
炊事方面,根据清华大学建筑电气化接受程度调研,一方面,住宅炊事用能逐渐向公建转移,应关注公建餐厅电气化;另一方面,住宅炊事电气化最大难点在于改变用户习惯。
总之,建筑部门电气化需综合考虑公共部门与居民住宅,也要考虑南北方气候差异。随着人民生活水平提高,家用电器的数量和使用强度呈上升趋势。未来采暖电气化应逐步替代燃煤锅炉,炊事电气化应重点关注餐厅电气化和住宅炊事习惯引导。
交通部门电气化
交通部门的电气化具有三个方面的含义:
1)道路交通(小型、轻型):绿色电力为基础的电动车(电池),配套充电桩、换电站;
2)道路交通(重型)、铁路或海运:氢能(或氨气),配套加氢站;
3)航空:生物航空柴油为主要方向。
我们预计,乘用车销量在2040年见顶,电动车的渗透率在2045年达到100%,则电动车的销量将在2045年达到3600万辆/年。假设单车售价保持下行趋势,在2060年达到12万元/辆左右。则电动车领域累计将带来130万亿人民币的累计新增投资。
随着电动车保有量的提升,假设车桩比在2030年达到1:1,则2060年充电桩总数将超过5亿个。综合考虑充电桩的新建需求和更换需求,累计新增投资达到18.15万亿元人民币。
氢能燃料电池将主要用于重型道路交通(客车、货车)。假设轻型、中型、大型货车的年销量保持在150、20、70万辆,燃料电池渗透率在2045年达到40%、60%、80%,而后保持该渗透率;轻型、中型、大型客车的年销量保持30、7、7万辆,燃料电池渗透率在2045年达到30%、50%、70%,而后保持该渗透率,则累计新增投资达到29万亿元人民币。
2.3、回收利用:绿色低碳的循环经济
再生资源的回收利用可以有效减少初次生产过程中的碳排放。目前来看,市场潜力主要集中在三大领域:
1)高耗能行业(钢铁、水泥、铝和塑料)的产品再生;
2)废弃物(秸秆、林业废弃物、生活垃圾)的能源化利用;
3)动力电池回收利用。
废钢利用:
据世界钢铁协会预测,从中长期来看,过去二十年中国钢材消费量的迅速增长,将带动中国国内的废钢资源快速增长。在未来数年里,中国国内的废钢供应量可满足中国的炼钢需求。
钢铁行业的电气化趋势(电炉代替高炉)与废钢的利用属于同一路径。对比发达国家,我国的电炉钢产量占比处于较低水平。
再生铝:
电解铝的碳排放来源主要包括:电力消耗、碳阳极消耗、阳极效应导致全氟化碳排放。再生铝可以有效减少初次生产的能耗与碳排放,目前我国的再生铝产量占比同样处于较低水平。
塑料循环利用:
在化工行业的数千种产品中,仅氨、甲醇和HVC(高价值化学品,包括轻烯烃和芳烃)三大类基础化工产品的终端能耗总量就占到该行业的四分之三左右。
据上海市再生资源回收利用行业协会披露,2019年我国产生废塑料6300万吨,回收量1890万吨,回收率仅30%。
根据能源转型委员会研究,2050年,中国的塑料需求中52%可由回收再利用的二次塑料提供,初级塑料产量与国际能源署的照常发展情景中的回收率水平下的产量相比减少45%,HVC和甲醇的需求分别较照常发展情景大幅减少40%和18%。
动力电池回收:
磷酸铁锂电池回收后两大利用途径:梯次利用与拆解回收,这两个途径并不是排斥关系,而是互补关系。
三元正极材料回收与再生的技术路线主要分以下两种形式:
物理修复再生,对只是失去活性锂元素的三元正极材料,直接添加锂元素并通过高温烧结进行修复再生;对于严重容量衰减、表面晶体结构发生改变的正极材料,进行水热处理和短暂的高温烧结再生;
冶金法回收,主要有火法、湿法、生物浸出法三种方式。其中火法耗能高,会产生有价成分损失,且产生有毒有害气体;生物浸出法处理效果差,周期较长,且菌群培养困难;相比之下,湿法具有效率高、运行可靠、能耗低、不产生有毒有害气体等有毒,因此应用更普遍。
对于三元电池,我们预测:2019年预计可回收三元正极0.13万吨,随后逐年递增至2030年的29.25万吨。
网络技术支持
北京万众久合电力科技有限公司
邮编:101500
邮箱:121616107@qq.com
联系我们
电话:13811152553
微信:CEPETA666 或 dianli936
邮箱:zgdlxh@vip.qq.com