今年正值中國“十四五”開(kāi)局之年，也是中國開(kāi)啟“碳達峰、碳中和”征程的元年，相關(guān)政策部署將密集出臺，經(jīng)濟發(fā)展更綠色更低碳將是未來(lái)發(fā)展的主旋律，而實(shí)現“碳達峰、碳中和”目標意味著(zhù)更多的電能將替代化石能源消耗,全社會(huì )電力需求將大大提升。銅作為導電性能僅次于銀的有色金屬，它是發(fā)展能源清潔化、終端電氣化的必不可少的材料，因此在實(shí)現“碳達峰、碳中和”的目標過(guò)程中，勢必將從發(fā)電端和用電端兩方面加大對銅金屬的需求。
實(shí)現“碳達峰、碳中和”政策路徑
根據IEA數據顯示，在過(guò)去的近30年時(shí)間里，我國碳排放總量不斷攀升，到2018年我國碳排放總量達94.97億噸，其中電力與熱力部門(mén)碳排放占比最高，達52%，其次為工業(yè)部分(28%)、交運部門(mén)(10%)，而其他部門(mén)排放總占比10%，可以看出電力部門(mén)是我國碳排放的主要來(lái)源，電力深度脫碳是推動(dòng)全社會(huì )低碳轉型的核心部門(mén)。在此基礎之上，還需要疊加對終端用能行業(yè)的電氣化，提高工業(yè)與交通領(lǐng)域的電氣化率。
電力深度脫碳就是要調整我國能源消耗結構，根據IEA提供數據顯示，2018年我國能源消耗中煤炭發(fā)電占比高達61.8%，天然氣發(fā)電(7.3%)、原油(3.2%)，而清潔能源中水電(3%)、風(fēng)光電(2.5%)、生物質(zhì)(3.6%)、核電(2.4%)，相較于美歐日等發(fā)達經(jīng)濟體的能源結構，我國化石能源消耗占比過(guò)高，而且化石能源中碳排放系數最大的煤炭發(fā)電占比遠遠高于其他主要經(jīng)濟體。為了達到碳中和目標，需要將以化石能源為主的能源結構調整為非化石能源為主的結構，總書(shū)記提到非化石能源在2030年其消耗占比需要達到總能源消耗的25%，從規劃來(lái)看非化石能源在2050年消耗占比需達到80%，電力部門(mén)深度脫碳是未來(lái)確定性方向。對于非化石能源的發(fā)展來(lái)說(shuō)，生物質(zhì)、地熱量比較小，水電里面只剩雅礱江怒江有些沒(méi)開(kāi)發(fā)，水電空間也比較有限。受安全因素考慮，核電建設規模遠低于預期。所以倒推過(guò)來(lái)，未來(lái)非化石能源發(fā)展最主要靠風(fēng)電和光電。
電能占終端能源消費比重是衡量電氣化發(fā)展水平的重要指標之一，根據上文IEA數據可以看出終端需要加大脫碳力度的是工業(yè)和交通領(lǐng)域。近年來(lái)，交通和工業(yè)領(lǐng)域電能替代發(fā)展迅速，2019年，我國終端用電占比達到26%，工業(yè)、交運部門(mén)分別為25%、3%，國家能源局的《2020年能源工作指導意見(jiàn)》提出電能占終端能源消費比重達到27%左右。2019年12月國家電網(wǎng)公司提出了到2050年實(shí)現“兩個(gè)50%”的重要判斷，即“2050年我國能源清潔化率達到50%和終端電氣化率達到50%”，預計終端電氣化率在2025年提升至32%，2035年、2050年分別增至40%、52%。在工業(yè)領(lǐng)域中，把工業(yè)鍋爐、工業(yè)煤窯爐的用煤改為用電，電能占比將逐步提高到2035年43%，2050年繼續攀升至52%。交通部門(mén)是電氣化增長(cháng)速度最快的部門(mén)，在《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035)》政策推動(dòng)下我國新能源車(chē)將快速發(fā)展，推動(dòng)交通電氣化率從2017年近3%提升到2035年13%，2050年將達到35%。
碳達峰、碳中和”對銅消耗的驅動(dòng)
碳中和的政策路徑是一是電力深度脫碳，大力發(fā)展非化石能源，主要是風(fēng)電和光電，研究表明可再生能源設施需要的用銅量是傳統能源設施用銅量的數倍;二是提高終端領(lǐng)域電氣化率，工業(yè)領(lǐng)域煤改電，交通領(lǐng)域發(fā)展新能源車(chē)，可以看出這兩大政策路徑均將提升銅消費。
國家能源局日前發(fā)布的2020年新能源裝機數據顯示，2020年全國新增風(fēng)電裝機7167萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電裝機4820萬(wàn)千瓦，風(fēng)光新增裝機之和約為1.2億千瓦，風(fēng)電總裝機2.81億千瓦，光伏發(fā)電總裝機2.53億千瓦，總書(shū)記定下2030年風(fēng)電光伏累計裝機12億千瓦，而根據2030年非化石能源消耗占比達25%要求，行業(yè)內據此測算風(fēng)光水電核能等非化石能源合計要達到16億千瓦，上文推測增量主要來(lái)自于風(fēng)光發(fā)電，預計屆時(shí)風(fēng)能、太陽(yáng)能合計要達到15億千萬(wàn)，中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )預測，“十四五”期間，國內年均光伏新增裝機規模一般預計是7000萬(wàn)千瓦，樂(lè )觀(guān)預計是9000萬(wàn)千瓦。“2020北京風(fēng)能大會(huì )”上，400多家風(fēng)電企業(yè)史上首度發(fā)起聯(lián)合宣言，宣言保證，將年均新增風(fēng)電裝機5000萬(wàn)千瓦以上。2025年后，中國風(fēng)電年均新增裝機容量應不低于6000萬(wàn)千瓦，到2030年至少達到8億千瓦。
根據國家銅業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布的研究數據顯示，可再生能源系統中的平均用銅量超過(guò)傳統發(fā)電系統的8~12倍，其中風(fēng)力發(fā)電機組每兆瓦用銅量約為6噸，太陽(yáng)能光伏發(fā)電每兆瓦使用約4噸銅。按照上述對風(fēng)電、光伏裝機量測算，預計2021~2025年風(fēng)電耗銅150萬(wàn)噸，光伏耗銅112萬(wàn)噸，每年風(fēng)電+光伏總耗銅量為52.4萬(wàn)噸，2026~2030年，風(fēng)電耗銅180萬(wàn)噸，光伏耗銅112萬(wàn)噸，每年風(fēng)電+光伏總耗銅量為58.4萬(wàn)噸，
據統計，工業(yè)領(lǐng)域銅需求量約為130萬(wàn)噸，其中54%用于變壓器和電機，即耗銅70.2萬(wàn)噸，其余的46%是在非機電設備上。未來(lái)工業(yè)領(lǐng)域電氣化，煤改電將增加變壓器和電機領(lǐng)域耗銅，當前工業(yè)領(lǐng)域電氣化率25%，2035年將達到43%，以此推算工業(yè)領(lǐng)域電氣化率將增加18%，機電設備耗銅到2035年將達到121萬(wàn)噸，每年大約增加3.4萬(wàn)噸銅消耗量。
新能車(chē)耗銅按照插電汽車(chē)用銅量大約60kg，純電動(dòng)汽車(chē)用銅量83kg，并假設插電：純電車(chē)型比為2:8，在此基礎上，我們測算出新能車(chē)耗銅到2025年為47萬(wàn)噸，同時(shí)充電樁耗銅方面，2020年車(chē)樁比3.2：1，遠期目標是達到1:1，考慮到2020年車(chē)樁比增量，假設車(chē)樁比到2025年達到1.5:1，2020~2025年之間車(chē)樁比勻速增長(cháng)，假設單個(gè)充電樁耗銅量保持不變，并且家用充電樁：公用直流充電樁：公用交流充電樁比例與2020年保持不變，測算出電樁到2025年耗銅8.7萬(wàn)噸，整體上新能源車(chē)+配套充電樁在2025年耗銅量55.75萬(wàn)噸。2021~2025年，年均新能車(chē)耗銅為29萬(wàn)噸。
在碳中和目標指引下，中國將重點(diǎn)從電力深度脫碳和提高終端電氣化率兩個(gè)方面著(zhù)手降低碳排放，電力深度脫碳將催生風(fēng)電、光伏清潔能源的大力發(fā)展，而提高終端電氣化率將令工業(yè)領(lǐng)域能源消耗煤改電，交通領(lǐng)域新能源車(chē)大力發(fā)展。預計“十四五”期間，風(fēng)電年均裝機量5000萬(wàn)千瓦時(shí)，帶動(dòng)銅年均消耗30萬(wàn)噸，光伏年均裝機量7000萬(wàn)千瓦時(shí)，帶動(dòng)銅年均消耗22.4萬(wàn)噸，工業(yè)領(lǐng)域煤改電每年新增銅消耗3.4萬(wàn)噸，新能源車(chē)大力發(fā)展每年新增銅消耗29萬(wàn)噸，總體測算，“十四五”期間，碳中和目標將令中國銅領(lǐng)域每年銅消耗增加85萬(wàn)噸。