要点
2019年我国碳排放量占全球的28.76%，并承诺CO2排放将在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。
火电生产是电解铝碳排放高的主因，碳中和承诺下，火电“弱化”或成趋势。2020年我国电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量5%。而每吨电解铝平均碳排放的构成中电力排放为10.7吨，占64.8%，是最大的影响因素。
其中使用火电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量约为11.2吨，使用水电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量几乎为零，因此，火电生产是电解铝碳排放高的主因。
未来碳中和对于电解铝行业的影响总结起来主要有以下几个方面：
（1）提升行业准入标准，新增产能投放难度加大
（2）能源转型下，水电占比料将提升
（3）再生铝产量占比有望提升
（4）高能耗低效益产能将被加速淘汰
1、专题概述
火电生产是电解铝碳排放高的主因，碳中和承诺下，火电“弱化”或成趋势。2020年我国电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量5%。而每吨电解铝平均碳排放的构成中电力排放为10.7吨，占64.8%，是最大的影响因素。其中使用火电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量约为11.2吨，使用水电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量几乎为零，因此，火电生产是电解铝碳排放高的主因。
本文站在碳中和的视角下看此政策对于未来电解铝行业的影响方向。
2、电解铝行业碳排放现状
2.1 我国电解铝行业碳排量较大
我国电解铝行业碳排量较大，占社会平均总量的5%。2020年，我国电解铝产量为3712.4万吨。按照生产一吨电解铝约需消耗13500kWh电能进行测算，行业总耗电约为5011.74亿kWh，占2020年我国全社会用电量75110亿kWh的6.67%，而电解环节中生产一吨电解铝所排放的二氧化碳约为1.8吨，依据碳交易所披露数来看，2020年电解铝行业二氧化碳总排放量约为4.26亿吨，约占全社会二氧化碳净排放总量5%。
图1
各行业碳排放量占比
资料来源：公开资料，东海期货研究所整理
2.2
电力排放是电解铝生产中碳排放的主因
2019年，每吨电解铝平均碳排放的构成为电力排放10.7吨，占64.8%，是最大的影响因素；非CO2排放1.1吨，占比6.7%；直接排放（CO2）1.5吨，占比9.1%；辅助材料排放0.6吨，占比3.6%，热能排放2.1吨，占比12.7%；运输排放0.5吨，占比3.0%。
图2
电解铝平均碳排放的构成
资料来源：公开资料，东海期货研究所整理
2.3
自备火电厂是电解铝碳排放高的主因
电解铝生产的电力环节中分为火电生产与水电生产，使用火电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量约为11.2吨，而使用水电生产一吨电解铝所排放的二氧化碳量几乎为零。我国电解铝行业用电模式分为自备电和网电。2019年底自备电所占比例约为65%，均为火力发电；网电所占比例约为35%，其中火力发电约占21%，清洁能源发电约占14%。
图3
电解铝生产用电来源
资料来源：公开资料，东海期货研究所整理
3、电解铝节能减排方向
电解铝行业节能减排路径可从“量”和“结构”两个方面进行分析。
（1）耗能量：降低电解铝行业能耗总量，从而实现减少碳排放的目标。
一是通过技术工艺的改进使得电解铝单吨电耗下降；
二是限制高能耗的新产能投放及淘汰落后产能；
（2）能源消费结构：从根本上进行能源消费结构的转型，即使能耗量不变，碳排放也将有所下降。有两条可能的减排路径：
一是发展水电等清洁能源代替火电的使用；
二是循环利用再生铝资源。
工艺技术革新空间有限，减排或从能源转型及严控新产能投放出发。我国电解铝工艺技术已处于较为领先的水平，冶炼过程中单吨能耗或难有下探空间。据IAI数据，2019年我国电解铝单吨能耗为13531kWh，属于全球能耗第二低的地区，与世界平均能耗水平13321kWh/吨相差无几。因此，我们认为进行根本上的能源转型、严控新产能投放及淘汰落后产能或为节能减排的主要发展方向。
3.1
提升行业准入标准，新增产能投放难度加大
供给侧改革明确电解铝产能红线。由于未批先建的违规行为严重，我国电解铝产能自2010年以来快速扩张，导致供给端过剩严重。为引导行业健康发展，2017年4月发改委等四部委出台《清理整顿电解铝行业违法违规项目专项行动工作方案》，整顿在产在建的违法违规项目。2017年6月、2018年1月国家又先后下发《关于开展燃煤自备电厂规范建设及运行转型督查的通知》、《关于电解铝企业通过兼并重组等方式实施产能置换有关事项的通知》，进一步清理自备电厂的违规产能，同时明确电解铝产能置换的方式、可用于置换指标的范围以及截至时间。在以上几个政策的指导下，我国电解铝远期产能预计被锁定在4500万吨左右。
新增产能投放难度加大。国家宏观调控下的产能红线导致对电解铝新产能的审批要求严苛。而在碳中和背景下，能耗双控压力加大，针对高耗能行业的产能禁入政策或更为严格。例如内蒙古发改委于2021年3月9日印发《关于确保完成“十四五”能耗双控目标若干保障措施》的通知，确定2021年全区能耗双控目标为单位GDP能耗下降3%，能耗增量控制在500万吨标准煤左右，能耗总量增速控制在1.9%左右，单位工业增加值能耗（等价值）下降4%以上，并明确表示自2021年不再审批氧化铝（高铝粉煤灰提取氧化铝除外）、电解铝等高耗能行业的新增产能。
3.2
能源转型下，水电占比料将提升
水电铝碳排放量较火电铝减少86%。据安泰科数据，用火电生产一吨电解铝的碳排放总量约为13吨，其中发电环节碳排放11.2吨，电解环节碳排放1.8吨。而用水电生产电解铝时，单吨排放量仅为1.8吨，其中发电环节无碳排放，仅有电解环节产生1.8吨的CO2。
表1
电解铝生产碳排放量
目前我国电解铝产业布局正在经历“北铝南移”的过程。受电力成本的推动，我国电解铝产能自2012年以来共经历了两次区域上的迁移。第一次是2012开始，河南等传统电解铝大省的产能主动清退，向新疆、内蒙等低电价地区转移。第二次则是2017以来，电解铝产能逐渐从新疆、山东为主的火电区域向云南为主的水电区域转移。据SMM统计，云南、四川、广西三省2020、2021年合计新增电解铝产能分别为245.6、248.3万吨，占全国新增总产能的比例达86%、79%。碳中和背景下，水电成本将更具优势，“北铝南移”进程有望加速。
除受益于能源优势外，新疆内蒙等地电力成本低廉的一个重要原因为政策补贴。而在碳中和承诺下，煤电电价优惠政策或将逐步取消，拉升火电铝成本，倒逼企业进行能源转型。例如，为落实国家加强能耗总量的任务，内蒙古明确表示：1）自2021年2月10日起取消蒙西地区电解铝行业基本电费折算每千瓦时3.39分的电价政策，取消蒙西电网倒阶梯输配电价政策；2）自备电厂按自发自用电量缴纳政策性交叉补贴，蒙西、蒙东电网征收标准分别为每千瓦时0.01元、0.02元（含税）。以单吨电耗13500kWh计算，内蒙古此项政策将提升电解铝成本135-270元/吨。
图3
2020-2021年电解铝新增产能区
3.3
再生铝产量占比有望提升
铝的生产从原料来源不同，可以分为原铝和再生铝两大类。传统的原铝生产是以自然界的铝土矿为原料，首先将其通过化学方法提取为氧化铝，然后通过电解得到液态电解铝（铝水），铝水可以铸造成原铝，或加入少量的其他金属成分，如镁、铜、锰、硅等制成铝合金。再生铝是废铝料经熔化、合金化、精炼等工艺生成的铝合金。由于铝金属的抗腐蚀性强，在使用期间损失极少，可以多次重复循环利用，因此，铝具有很强的可回收性。
我国再生铝产量占比远低于全球平均水平，未来提升空间巨大。2019年我国铝供应总量约为4203万吨，其中原铝产量3513万吨，占比84%；再生铝产量约为690万吨，占比仅16%。而根据IAI，2019年全球铝供应量约9552万吨，其中再生铝3183万吨，占比达33.3%。此外，欧洲、北美等发达国家或地区再生铝产量已普遍超过原铝产量，日本国内全部采用再生铝生产。
再生铝生产工艺流程较原铝更为简单，单吨碳排放量较原铝减少11吨。废铝原料经过分选预处理、熔炼和铸锭即可得到铝合金，无需经历原铝生产过程中电解的工艺程序，能耗因此大幅降低。据IAI，生产一吨原铝的碳排放量约为11.2吨，而生产一吨再生铝的碳排放量仅为0.2吨。2018年，全球再生铝产量约3074万吨，占铝供应总量的31.6%，但碳排放量仅为铝行业碳排放总量的1.7%。目前我国对再生铝资源的利用尚不充分，未来随着碳中和加强人们对更为环保的资源类型的重视，再生铝产量占铝行业总供应的比例有望实现大幅的提升。
图5
中国再生铝生产占原铝比例
3.4
高能耗低效益产能将被加速淘汰
高耗能行业优惠电价逐步取消，火电铝成本优势大幅减弱。2017年下半年至2019年中，由于下游需求偏弱导致铝价长期低位运行，叠加上游原料价格居高不下及电价，电解铝行业长期处于亏损状态，在此背景下，各地方政府为保护本地企业发展相继出台电价优惠政策。而随着2020年以来，行业盈利不断走高，以及国家对环保越发重视，各地区竞相调整电价政策，尤其是甘肃、内蒙古、青海等以煤电为主的省份纷纷明确自2021年起表示不再执行电解铝行业优待电价政策，调整幅度普遍在0.05元/kWh左右，导致吨铝电力成本较预期提升700元左右。
未来随着电价优惠逐步取消，行业内成本曲线或将进一步异化，位于成本曲线右侧的高耗能、低效益产能可能被迫退出市场。而龙头企业有望凭借产能布局带来的成本优势及规模效应优势强者恒强，提升行业竞争力和集中度。
4、总结
结合上文，在碳中和的背景下，电解铝产业的消耗能源结构转型、严控新产能投放及淘汰落后产能或为节能减排的主要发展方向。主要有四方面。
（1）提升行业准入标准，新增产能投放难度加大
（2）能源转型下，水电占比料将提升
（3）再生铝产量占比有望提升
（4）高能耗低效益产能将被加速淘汰
