声明：本文为火石创造原创文章，欢迎个人转发分享，网站、公众号等转载需经授权。碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。
目前中国是世界上第一大碳排放大国，电力、矿物冶炼是国内主要排碳领域。随着经济的发展，对于化石燃料的需求仍旧较大，总体的碳排放量与日俱增，2019 年全球碳排放总量达 341.69 亿吨。我国自 2005 年超过美国成为主要碳排放国后，每年的碳排放经历了较快的增长，但近几年增速有所放缓，2019 年， 我国碳排放量达 98.25 亿吨，占世界总体碳排放量的 28.75%。2005-2019 年， 我国二氧化碳排放量由 60.98 亿吨增长至 98.25 亿吨。电力、矿物冶炼、交运 等贡献了大部分的碳排放份额。
国家及各部委领导人多次在重要会议上提及“碳达峰”和“碳中和”目标，中央出台多项纲领性文件。2020年9月，在联合国大会上我国提出:中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。两会期间《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出国土空间开发保护格局得到优化，生产生活方式绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%，主要污染物排放总量持续减少，森林覆盖率提高到24.1%。 化学原料及化学品制造业是我国六大高耗能行业之一，2018年化工行业的能源消费总量占我国工业整体的16%。在数千种化工产品中，仅氨、甲醇、烯烃/芳烃的终端能耗总量就占到全行业的四分之三左右。要实现化工行业的碳中和，可以从原料端、过程端、产品端三方面入手：1)原料端：中国含有丰富的煤炭资源，导致煤化工具有很强的成本和资源优势，提高能源利用率是减少碳排放的重要举措。2）过程端：化工生产过程中涉及到电、煤、天然气等燃料，一个方向是降低能耗，另一个方向是减少过程中CO2的排放，如碳捕集、利用与封存技术。3）产品端：生物基材料的普及可以减少化石能源的使用，生产过程也更加清洁环保。
图2：我国各行业2018年能源消费总量（万吨标准煤）
目前，煤炭是我国化工行业的主要原料之一，提高煤炭资源的高效利用率也是实现碳减排的重要途径。在煤化工行业中，煤炭可以分为原料煤和燃料煤两类，原料煤参与化学反应，碳元素的转化有3条路径，一部分进入产品、一部分转化为CO2，剩余少量的碳成为废渣；而燃烧燃料煤产生热能为化工生产提供动能和能量，理论上几乎都转化为CO2。在传统的煤化工的碳利用率上，75%左右的碳元素进入环境，而只有25%的碳元素进入产品，也就是说在煤化工生产中，产品的产量越高，煤炭的消耗就越高，碳排放也就越高。
在煤化工行业，煤耗最多的产品——合成氨和甲醇，这两个产品占到2019年煤化工行业煤耗的一般以上。合成氨和甲醇的碳排放来自于煤气制氢过程中的副产二氧化碳和燃煤燃烧，根据计算，1吨合成氨在全生命周期排放约4.9吨二氧化碳，1吨甲醇约产生4.4吨二氧化碳。针对合成氨碳减排，终端需求下降是最大的抓手，预计最高可贡献40%的CO2减排；在供给侧减排抓手中，生产能效提高（包括通过工艺和运营优化减少碳排放）贡献约15%，燃煤电气化贡献约30%，剩下5%-10%的碳减排缺口则需要通过碳捕集利用与封存（CCUS）以及绿氢等新兴技术来解决。甲醇的碳减排抓手与合成氨相似，能效提高和燃煤电气化可分别将碳排放量降低15%和20%。但因为在建筑、化工上的广泛使用，甲醇终端需求在未来30年预计会持续增长，所以更大的碳减排缺口仍需要新兴技术解决。预计在2050年，80%以上的甲醇生产需要使用CCUS或绿氢，才能实现1.5摄氏度温控路径下甲醇行业全面碳减排的要求。煤化工为低成本碳捕集与封存技术提供了难得的机会。碳捕集、利用与封存是唯一能够大幅（可达90%）减排电力与工业CO2排放的技术，我国对CCUS有近20年的研究经验，全球对于CCUS技术的研究也是从2000年左右开始。由于煤化工的二氧化碳排放量大且纯度高，只需稍微提纯和压缩液化，就可以被运走封存，因此煤化工具备较低的碳捕集成本，是CCUS应用潜力最大的行业之一。据IEA估计，要实现符合《巴黎协定》的气候成果，CCS必须在2017年- 2060年之间帮助水泥、钢铁和化工行业削减290亿吨二氧化碳排放量。其中化工行业可在2060年前实现140 亿吨减排量。
图4：全球运行中、在建和处于高级开发阶段的商业化CCS设施
生物基材料是以淀粉、秸秆等生物质资源为主要原料，在原料使用上实现“负碳”排放；生物制造采用微生物发酵，可降低能耗及碳排放。生物基材料主要包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纤维、生物基橡胶等，生物转化过程在常温常压下通过发酵或酶转化方式进行，在生物转化罐中以适当的菌种作为“生产工人”，通过发酵转化过程，在合适的条件下可将原料中的碳源和氮源进行转化。一方面它们为菌体生长提供了能量，另一方面它们在一系列生物酶的作用下可生物合成目标产物。生物基材料使用的原料多为谷物、豆科、秸秆、竹木粉等生物质原料，它们是植物通过光合作用固定大气中的二氧化碳所得，整个过程可以看作“负碳”。生物制造作为一种革命性的生产方式，以改造后生物体作为高效细胞微工厂，进行定向化、高效化、大规模化物质加工与转化，为社会发展提供工业商品，生产过程绿色、条件温和、原材料取得便利，是绿色、低碳、可持续的经济发展模式，从多个角度减少碳排放，是实现碳中和的有效途径。
图6：Global production capacities of bioplastics 2020
来源：European Bioplastics,nova-Institute
国内优秀的企业能效指标已达国际第一梯队，小型企业的退出利于头部企业的做大做强。石化联合会在2012年开始逐步建立能效“领跑者”制度，伴随越来越多的企业自觉参与，企业能耗呈连年下降趋势。以合成氨为例，2011年以烟煤为原料的企业最低吨氨能耗为1554千克标准煤， 2020年已降低至1206千克标准煤，降幅达22%。
由于企业工艺和规模不同，行业平均能效水平低于“领跑者”10%-20%，龙头企业在能效水平上有显著的优势。国内煤化工龙头华鲁恒升通过不断引进、消化、吸收、再创新，掌握了洁净煤气化技术，形成独具特色的“一头多线”循环经济柔性多联产运营模式，2020年合成氨吨氨能耗1275千克标准煤，位于行业第三；甲醇单位能耗1360千克标准煤，位于行业第二。在煤炭指标收紧的背景下，高能耗的中小企业退出将成为必然，龙头煤化工企业竞争力将进一步增强。
公司致力于非离子型纤维素醚业务，具有自主研发、生产全系列建材级、医药级和食品级非离子型纤维素醚产品的能力，掌握了生产纤维素醚的核心技术，具有较强的竞争实力，现已成长为国内第一、全球第四的纤维素醚供应商。公司纤维素醚用于装饰行业的自流平，可以减少水泥砂浆的使用，符合全球碳中和的发展理念；子公司米特加专注于植物肉的生产，动物饲养中二氧化碳排放量大，植物肉的推广也有助于碳中和的实现。公司是一家以合成生物学等学科为基础，利用生物制造技术，从事新型生物基材料的研发、生产及销售的高新技术企业，是全球领先的利用生物制造规模化生产新材料的企业之一。以生物制造实现“碳中和”，公司发展战略有三个重点：（1）开发具有大型应用场景的生物基新材料；（2）生物废弃物的产业化利用；（3）建立合成生物学全产业链的研发和生产设施，保持行业竞争力。为达成碳中和转型目标，各个企业、地方政府等都需要因地制宜的采取最适合本地的碳中和转型路径，即从相关产业政策、煤控规定、监督方法方式、以及本地环境承载力等方面，逐步制定、推进“煤电一体化”发展。同时，可以借鉴现代煤化工以 “油气化电”为核心的多联产新模式，探索化工与煤炭、冶金、电力、纺织等产业融合发展，进而提高产业竞争力与整体效益，逐步淘汰低附加值的落后煤化工制品，大力发展精细化工产业，在提高地方产业竞争力的同时降低整体碳排放。另外，还可以探寻绩效考核，政策措施、地方试点等方面对于绿色低碳转型的促进作用，引导企业和社会对碳减排技术和零碳行业加大资金投入。尤其在碳减排这一经济效益低的关节处，对相关投资主动给予有针对性的补贴支持，例如新技术的研制和试点落地、绿色债券和补贴等。引导资本对核心碳减排技术进行布局，成立绿色产业联盟，扩大规模效应，降低企业使用碳减排技术的边际成本。鼓励企业对于核心碳减排技术主动投入研发，在合适时机可以走出国门、走向世界，打造绿色“中国创造”名片。如需转载，请留言申请或邮件至contact@hsmap.com处理火石粉丝交流群添加火石创造小助手，进入火石粉丝交流群群内不定期发放产业报告
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