2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

1 “双碳”目标下建筑行业迎来转型升级新机遇

碳达峰与碳中和:中国未来发展方式的全面转型

实现“双碳”目标是未来中国发展的重大战略任务。碳排放导致的气候问题日益 严峻,中国作为世界碳排放第一大国减碳压力巨大。2020 年,中国碳排放总量 99 亿吨,连续第 4 年保持增长,是全球少数几个增加的地区之一,2020 年中国碳排 放在全球碳排放总量中的占比已达 31%。在第 75 届联合国大会期间,中国提出将 提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和。到 2030 年,中国单位国内生产 总值碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25% 左右。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

低碳发展关系国家能源安全问题。我国石油、天然气等传统化石能源储量匮乏, 对外依存度高,并呈现逐年抬升的趋势。2021 年,中国石油对外依存度达到 72.0%, 天然气对外依存度达到 43.2%。

在进口来源方面,油气进口对东欧、中东地区的高政治风险国家依赖程度高。根 据海关总署统计,2020 年中国从阿拉伯地区进口原油 2.55 亿吨,占原油进口总 量的 47.05%,从俄罗斯进口原油 0.84 亿吨,占进口总量的 15.41%。

在进口通道方面,中国 80%的石油进口都依赖于途径马六甲海峡的海上运输通道, 美国凭借在“第一岛链”上布置的军事基地可对马六甲海峡施加重要军事影响, 一旦中美冲突升级,中国海上能源通道便面临阻断风险。因此,需要开发光伏、 风电为核心的新能源生产体系,以提升国内能源生产能力,降低能源对外依存度, 保障国家能源安全。

低碳发展创造新的竞争赛道,塑造全球新竞争格局。新的能源结构需要开发出与 之相匹配的产业技术,由此产生全球范围内新的竞争赛道,为新兴经济体带来突 破旧经济格局,实现弯道超车的新机遇,例如在全球光伏组件和动力电池 Top10 企业榜单中,中国企业均已占据 7 席。

实现“双碳”目标在能源角度下的两条逻辑主线

在“双碳”目标要求下,电力作为效率高、品质好的终端能源品种将发挥核心作 用。这意味着能源碳排放问题需要重点从电力供应清洁化和能源消费电气化两个 角度解决。

电力供应清洁化,集中体现在能源生产端,加快推动非化石能源发电深度替代 化石能源发电,扭转煤电为主的能源供给结构,如限制增加煤电产能,建设更 多的风力电站、光伏电站。根据全球能源互联网发展合作组织预测,中国一次 能源消费将在 2035 年左右实现达峰,峰值约 61 亿吨标准煤,在结构上,可再 生能源占比在 2030 年达到 29%左右,在 2060 年达到 90%左右。

能源消费电气化,集中体现在能源消费端,用电力消费替代其他化石能源消费, 减少终端碳排放,把能源消费集中在一次能源生产环节,在能源消费前端集中 解决碳排放问题,如用电动汽车代替燃油车,用电磁炉代替燃气灶。根据国网 能源研究院预测,2025 年、2035 年、2050 年全国用电量将从 2018 年的 6.9 万亿千瓦时,分别增长至约 9.4 万亿-9.8 万亿、11.5 万亿-12.5 万亿、12.4 万亿。

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建筑行业围绕“低碳”转型升级成为发力重点

在建筑业需求端,新能源设施建设带来发展新机遇。2021 年 12 月,中央经济工 作会议提出继续实施积极的货币政策,适度超前开展基础设施投资,同时再次强 调要坚定推进碳达峰碳中和,狠抓绿色低碳技术攻关,深入推动能源革命,加快 建设能源强国。基于 2008 年以来历次稳增长政策的分析,在经济下行时期,基建 投资往往作为重要的稳增长手段。同时,在“房住不炒”政策长期持续化,大规 模传统基建需求不再的背景下,电力及其他能源领域的投资成为未来具备长期增 长潜力的板块,将作为拉动建筑行业增长的重要动能。

在建筑业供给端,低碳发展成为建筑业供给结构升级的关键抓手。长期以来建筑 行业增长模式高度依赖投资拉动,自身缺乏创新性,在宏观经济增速放缓的大背 景下,供需错位局面开始显现,一方面低端低效产能严重过剩,另一方面高品质 供给严重不足。建筑业工程结算收入在 20 年间增长了 22 倍,而工程结算利润率 从 2000 年的 8.6%大幅减少到 2020 年的 3.4%。站在当前的时点上,仅依靠大规模 投资拉动建筑业增长已经不符合实际情况,需要把眼光投入到供给端,着力优化 建筑产业结构,提升服务质量,通过重塑品牌价值提升报价,进而提高行业利润 率与进入门槛。在这样的背景下,低碳发展成为建筑业供给侧改革的关键抓手。 建筑全过程碳排放量巨大,需要依靠技术创新推动建筑产品绿色化低碳化发展, 通过建筑全过程减碳,提升建筑产品供给质量和效率,以实现高质量发展。

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2 建筑业需求端——从能源基建角度看行业机会

新能源基建激活相关建筑安装市场

非化石能源投资持续加码,新能源装机高歌猛进

新能源热度不减,政策导向确定性高。根据国务院发布的《2030 年碳达峰行动方 案》,中国将争取时间实现新能源的逐渐替代,推动能源低碳转型平稳过渡,到 2025 年,非化石能源消费比重达到 20%左右,到 2030 年非化石能源消费比重达到 25%左右,到 2060 年非化石能源消费比重超 80%。(报告来源:未来智库)

投资规模方面,根据国家能源局数据,2021 年全国电源工程建设完成投资 5530 亿元,同比增长 4.5%。其中,水电、火电、核电合计投资额占比 39.7%,连续两 年低于 40%,风光发电完成投资额合计占比达到 60.3%,同比提升 2.3pct,风电、 光伏成为电源工程投资的主体,投资额占比有望持续提升。

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装机规模方面,“十四五”期间预计新能源发电装机规模将快速增长,利用率持 续提升。根据全球能源互联网发展合作组织预测,“十四五”期间风电、光伏新 增装机规模将分别达到 254.5GW 和 256.9GW,装机量复合增速分别为 13.75%和 16.74%。“十四五”期间,存量电源出力时间结构将持续调整,新能源利用率显 著提升。预计煤电、核电年利用小时数分别下降 184 小时和 251 小时,风力、光 伏年利用小时数分别提升 244 小时和 515 小时。

资金支持方面,2021 年 10-12 月,专项债累计发行规模分别同比增长 1.02%、 15.19%、18.90%。2021 年 12 月 16 日,财政部下达了 2022 年新增专项债务限额 1.46 万亿元,明确提出专项债发行将重点支持以交通基础设施和能源为代表的九 大方向。2022 年 1 月,新增专项债 4843.8 亿元,同比大幅增长 223.8%,可以看 出,新增专项债发行加快,发行规模重新进入增长通道,预计未来对基建投资的 支持力度不断提升。

光伏、风电是最具成长潜力的细分赛道

在发电成本方面,随着技术日趋成熟,风光发电成本已进入传统发电成本区间。 根据 IRENA 发布报告,2020 年太阳能光伏、陆上风电的加权平均度电成本分别下 降 至 0.359 元 /kWh 和 0.221 元 /kWh, 相对 于传 统化 石能 源发 电成 本区间 0.315-0.945 元/kWh,成本竞争力显著提升;同时,太阳能光热和海上风电度电 成本快速下降,2020 年加权平均度电成本分别为 0.680 元/kWh 和 0.529 元/kWh, 均已进入化石能源发电成本区间。

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在装机成本方面,传统发电装机成本仍然更低,风光装机成本仍具备下降潜力。 当前传统的燃气发电和煤电单位装机成本仍然具有优势,分别为 2723 元/kW 和 3384 元/kW。2010 年至 2020 年,太阳能光伏装机成本从 29812 元/kW 下降到 5248 元/kW,下降 85%;陆上风电装机成本从 12417 元/kW 下降到 8537 元/kW,下降 31%; 海上风电装机成本从 29648 元/kW 下降到 20066 元/kW,下降 32%,未来仍然具备 持续下降的潜力。

在使用寿命方面,新能源发电设施使用寿命有很大提升空间。目前光伏、风电、 生物质的使用寿命相对偏短,设计使用年限普遍在 20 年左右,燃气发电、煤电、 核电的设计年限约为 40 年,水力发电设计年限多为 50 年以上。

为了估算目前各发电类型的投资吸引力,我们采用情景分析,设定博弈情景、基 准情景、积极情景,对应不同的发电量变化率增速和度电成本增速。在博弈情景 下,全社会未统一减碳思想,新旧能源行业、企业均以自身利益最大化为出发点, 传统能源企业抗拒转型,阻碍低碳技术发展。在基准情景下,相关政策将按照当 前的节奏与力度有序推进,能源行业低碳转型稳中求进。在积极情景下,全社会 对减碳目标高度认可,新旧能源行业、企业充分合作,低碳技术快速发展,能源 转型加速实现。

基于以上假设,我们在三种情景下对不同发电技术类型单位装机规模的内部收益 率进行估算,根据估算结果显示,在博弈情景下,燃气发电、煤电等传统发电类 型具备较强投资吸引力,风电、光伏收益率较低,但在基准情景和积极情景下其 收益率发生反转,传统能源发电成本环保成本提高、产能受限,风电光伏成本持 续下降,其投资吸引力凸显。煤电在博弈情景、基准情景、积极情景的内部收益 率分别为 4.74%、-1.59%、-6.16%;集中式光伏和海上风电在三种情景下的内部 收益率分别为 3.16%、6.10%、8.73%和 3.72%、6.96%、9.92%。

总体而言,在中国“碳中和”平稳推进的情况下,风电、光伏等清洁能源的投资 回报率较之于传统化石能源已不存在劣势。未来随着储能和特高压电网技术的发 展,新能源发电的消纳成本有望持续下降,其相对于传统煤电的成本优势将更加 明显。

预计“十四五”能源发电设施装机达到 745GW,电源工程市场规模超 5.6 万亿

根据 IEA 和全球互联网预测各发电技术装机成本和成本降低速度,测算出“十四 五”期初各发电技术平均装机成本。燃煤发电、燃气发电装机成本仍然较低,分 别为 3350 元/kW 和 2669 元/kW。海上风电、核电装机成本相对较高,分别为 15288 元/kW 和 16455 元/kW。预计光伏发电和陆上风电的装机成本区间为 5000 元/kW 至 8000 元/kW。

根据全球互联网能源发展组织预测,“十四五”期间能源发电设施新装机规模达 到 745GW,其中风电、光伏装机规模达到 551GW,占总装机规模的 74%,燃煤发电、 燃气发电新装机规模仅 75GW,占总装机规模的 10%。测算得到“十四五”期间电 源工程总投资额为 5.64 万亿元,其中风电、光伏投资额 3.99 万亿元,占比 70.8%。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

对风电、光伏装机建设带来的建筑工程机会进行分析,根据 KE 科日光伏网和北极 星网装机成本结构数据,假设集中式光伏、分布式光伏、陆上风电、海上风电建 安成本占比分别为 19%、30%、15%、40%。测算得到“十四五”期间风光发电投资 达到近 4 万亿元,其中相关建安工程市场规模累计将达到 8687 亿元,年均建安 工程市场规模达到 1738 亿元。“十四五”期间,集中式光伏/分布式光伏/陆上 风电/海上风电对应的建安工程市场规模分别为 2223 亿元/2130 亿元/2467 亿元 /1868 亿元。

调峰与储能工程大有可为

能源结构加快转型激发消纳需求

相比传统依靠热能的发电方式(煤电、气电、核电),大多数可再生能源发电(风 电、光电等)没有内含的能源存储能力,导致输入电网的电量波动性提高,给电 网造成安全性隐患,因此需要持续增强新能源发电消纳能力,匹配快速增长的新 能源装机规模。目前来看,增强新能源消纳能力主要有两条路径:

其一,推进传统煤电灵活性改造。2021 年 11 月 16 日印发的《深入开展公共机构 绿色低碳引领行动促进碳达峰实施方案》提出了推动煤电向基础保障性和系统调 节性电源并重转型。通过对传统煤电进行灵活性改造,降低其最小出力比例,为 风电光伏让位出一部分发展空间,同时在高负荷、风光发电不足时起到调峰作用。

其二,推进储能设施建设。发展储能系统,可以稳定传输与配电网络,拉平能源 需求波动,提高新能源发电效率,进一步助力新能源取代传统化石能源。根据 CNESA 统计,截至 2020 年底,中国已投运储能项目累计装机规模为 35.6GW,占全 球市场总规模的 18.6%,同比增长 9.8%,涨幅比 2019 年同期增长 6.2 个百分点。

煤电定位转变稳中求进,改造需求加速释放

中国属于富煤、贫油、少气的国家,煤电仍然在电源结构中占据核心地位。而煤 电作为高碳、高污染的发电方式,其生产单位能量产生的碳排放量约为石油的 1.5 倍,天然气的 2.2 倍。2021 年 11 月 16 日,国管局、国家发展改革委、财政部、 生态环境部印发的《深入开展公共机构绿色低碳引领行动促进碳达峰实施方案》 提出了 2025 年实现煤炭消费占能源消费总量比例下降至 13%以下,严格控制新增 煤电项目,推动煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型。2021 年 12 月中 央经济工作会议提出要坚持“先立后破”,要立足以煤为主的基本国情,抓好煤 炭清洁高效利用。我们认为,煤炭至少在中短期内仍会作为主要的一次能源,煤 电工程新建市场萎缩,但同时改造需求将加速释放。

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煤电灵活性改造的主要目标是通过改造使机组能够适应出力的大幅波动,提升机 组的快速启停能力、增强机组爬坡能力,最终实现深度调峰。在我国,未进行灵 活性改造的纯凝煤电机组的最低技术出力为机组容量的 50%,进行灵活性改造 后,纯凝煤电机组的最低出力可为机组容量的 20%。

煤电灵活性改造补偿机制不完善,整体推进进度滞后。2016 年,国家能源局正式 启动煤电灵活性改造试点工作,全国多数试点保证了持续盈利,且有效为新能源 发电让出发展空间。然而,根据国网经济技术研究院数据,截止 2019 年我国共完 成煤电灵活性改造容量 5775kW,仅为“十四五”2.2 亿千瓦改造目标的 25%左右。 究其原因,主要是由于辅助服务市场机制不完善,在原有的辅助服务市场机制里, 在改造规模扩大的同时,辅助服务补偿费用规模增长滞后,市场报价降低,最终 导致电厂投资意愿下行。

新能源发电装机规模快速扩张,消纳压力持续增加。根据国家电网预测,2035 年 前风电、光伏装机规模将分别达到 7 亿千瓦和 6.5 亿千瓦,相应的最大功率波动 将达到 1.56 亿千瓦和 4.16 亿千瓦,大大超过电源调节能力,煤电灵活性改造必 须加速推进,否则将面临较为严重的弃风弃光压力。

政策激励性有望增强,煤电灵活性改造再启航。2021 年 10 月底,能源局、发改委印发《全国煤电机组改造升级实施方案》,再次提出煤电灵活性改造目标,“十 四五”期间完成 2 亿千瓦,增加系统调节能力 3000-4000 千瓦,同时强调完善相 关支持政策,提高企业改造积极性。根据全国能源信息平台,煤电灵活性改造的 调峰容量成本约为 500—1500 元/千瓦,按照 1000 元/千瓦的改造成本测算,“十 四五”期间煤电灵活性改造投资规模将达到 2000 亿元。

指标挂钩护航新能源发展,灵活性改造商业化有望加速推进。根据内蒙古自治区 能源局下发的《关于实施火电灵活性改造促进新能源消纳工作的通知》,按照不 低于改造后增加的调峰空间 50%的比例配置给开展灵活性改造的企业,通过新能 源发电补偿改造成本、给予合理收益。这种将新能源发电建设指标和灵活性改造 指标挂钩的方案有望达到较好的实施效果,并推广到全国更多地区。

两大阻碍有望理顺,抽水蓄能建设进入快车道

抽水蓄能是目前储能的主流模式,技术成熟度高,应用广泛。抽水蓄能是全球储 能的主要力量,装机规模占比近 90%,IHA 预测,到 2030 年,全球抽水储能装机 容量将增长 78GW。相对于煤电的单向调峰,抽水蓄能还可以在低负荷、风光发电 过剩的情况下把过剩的电能储存起来,实现双向调控。

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煤电调峰和电价机制双重挤压下,抽水蓄能电站建设严重滞后。“十二五”总开 工规模预计 2395 万千瓦,仅完成“十二五”规划目标的 60%,“十三五”期间, 新开工规模约 3300 万千瓦,仅实现规划目标的 55%,建设进度远远滞后。其原因 在于:一方面,在新能源发电建设初期,煤电调峰可以在很大程度上替代抽水蓄 能的调峰作用;另一方面,抽水蓄能成本传导困难,盈利空间小,在投资端遇冷。 未来随着可再生能源发电装机规模不断增加,煤电从主导作用到调峰作用再到逐 步退出是必然的趋势,在中长期新能源发电的消纳必须依靠储能设施。

抽水蓄能电价制度长期不完善,建设成本难传导。在发改委 2014 年发布《关于完 善抽水蓄能电站价格形成机制有关问题的通知》(以下简称《通知》)之前,抽 蓄电站基本由电网投资建设,其建设成本全部纳入电网运行费用。在《通知》发 布后,“两部制电价”确立,抽蓄电站的电价拆分为容量电价和电量电价两部分, 其中容量电价是体现抽蓄调频、调压等辅助功能,电量电价体现抽蓄电站发电功 能,容量电价纳入当地电网运行费用统一核算,电量电价按照当地煤电上网电价执行。在这样的背景下,抽蓄电站的建设成本计入电网运行费用通过上调销售电 价进行疏导,由电网和用户承担,一方面缺少对抽蓄创造价值的明确考核细则, 另一方面受益的电源方也并未充分承担调峰成本。

新规下成本传导机制理顺,价格机制完善重新激发投资动力。2021 年 5 月发改委 发布《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,要求坚持以两部制电价 为主体,进一步完善抽水蓄能价格的形成机制,以竞争性方式形成电量电价,将 容量电价纳入输配电价回收。在容量电价方面,按照 40 年经营期,6.5%的资本金 收益率核定容量电价,大大增强了抽蓄电站投资建设回报的可预期性。在电量电 价方面,以竞争性方式形成电量电价,即在风光发电过剩的时段,风光发电厂出 售电力时将向下竞价,抽蓄电站吸收的电力成本将会更低,其抽放电价之差的利 润空间将得到释放。随着后续配套措施的出台,抽水电站成本传导机制将有望持 续改善,抽水蓄能电站投资价值将逐步回归。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

“十四五”规划出炉,抽水蓄能有望持续释放增长潜能。此次国家能源局发布《抽 水蓄能中长期发展规划(2021-2035 年》新增抽水蓄能装机量超出市场预期,且 详细列举了规划项目,可执行度和可追踪性高,“十四五”抽水蓄能建设目标有 望加速推进落实。根据《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035 年》,“十四五” 期间抽水蓄能电站投资规模约为 9000 亿元,开工 180GW,2025 年投产总规模 62GW。 根据典型的抽水蓄能电站机电安装项目成本构成测算,抽水蓄能电站安装施工阶 段成本占比约为 15%,“十四五”期间,抽水蓄能电站建安工程投资额为 1350 亿 元,平均每年投资额 270 亿元。

新型储能设施成长空间广阔

未来的储能是多种储能方式的结合,新型储能模式进入成长快车道。新型储能项 目是除抽水蓄能外的以输出电力为主要形式的储能项目,截止 2020 年底,中国新 型储能装机累计达到 381 万千瓦,占储能设施总装机量的 10.7%。国务院印发的 《2030 年前碳达峰行动方案》提出,到 2025 年,新型储能装机容量达到 3000 万 千瓦以上,根据全球能源互联网发展合作组织《中国 2030 年能源电力发展规划研 究及 2060 年展望》,2060 年,预计我国储能规模将达到 7.5 亿千瓦,非抽水蓄 能将达到 5.7 亿千瓦。

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电化学储能有望成为储能的中坚力量。在各类储能技术中,电化学储能尤其是锂 电池的发展潜能最好。在原料方面,中国锂矿资源储量位居世界第一;在技术方 面,宁德时代、比亚迪等储能技术公司已经走在世界前沿,为锂电池储能成本进 一步降低提供保障。 氢储能或成为未来最理想的储能方式。

氢储能是最环保、潜力最大的储能方式, 目前氢储能由于成本高、易泄漏、易爆炸等因素应用范围较窄,但随着未来技术 不断成熟,甲醇储氢成本下降,氢储能可能成为减碳价值最高的储能方式。 压缩空气和飞轮储能受限因素较多。

压缩空气储能技术仍未突破选址限制,主要 是地下盐穴/洞穴压缩空气储能;飞轮储能仍然处于研发和示范阶段,材料、轴承 等技术问题尚待解决。

行业增长的重要动力,我们在建筑业需求端角度的主要观点如下:

新能源投资持续加码,风电和光伏是最有潜力的细分赛道。随着“双碳”目标 的提出,中国将争取时间实现新能源的逐渐替代,推动能源低碳转型平稳过渡, 风电和光伏装机与发电成本持续降低,应用潜力最为广阔。“十四五”期间能 源发电设施新装机规模达到 745GW,其中风电、光伏装机规模达到 551GW,占 总装机规模的 74%测算得到“十四五”期间电源工程总投资额为 5.64 万亿元, 其中风电、光伏投资额 3.99 万亿元,占比 70.8%,其中相关建安工程市场规 模累计将达到 8687 亿元,年均建安工程市场规模达到 1738 亿元。

调峰与储能设施大有可为,煤电灵活性改造与抽水蓄能建设需求加速释放。“十 四五”期间计划完成煤电灵活性改造 2 亿千瓦,按照 1000 元/千瓦的改造成本 测算,“十四五”期间煤电灵活性改造投资规模将达到 2000 亿元。计划“十 四五”期间计划完成抽水蓄能电站投资规模约 9000 亿元,相应建安工程投资 额为 1350 亿元,平均每年投资额 270 亿元。

3 建筑业供给端——从建筑全过程减碳角度看 行业机会

建筑全过程碳排放量占比高,面临较大减碳压力

建筑全过程包括建筑材料生产运输、建筑施工(含拆除)、建筑运行三个阶段, 对应到建筑工程环节主要涉及建材生产线的绿色化改造、绿色施工、低碳建筑设 计施工等领域。

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建筑全过程碳排放占据社会总体碳排放的比重大,建筑减碳成为实现碳中和目标 的必由之路。根据中国建筑节能协会统计,2018 年全国建筑全过程碳排放总量为 49.3 亿吨 CO2,占全国碳排放的比重为 51.3%。从碳排放结构来看,建筑全过程 碳排放呈现出“两头大,中间小”的结构,建材生产阶段碳排放 27.2 亿吨 CO2, 占全国碳排放的比重为 28.3%;建筑施工阶段碳排放 1 亿吨 CO2,占全国碳排放的 比重为 1%;建筑运行阶段碳排放 21.1 亿吨 CO2,占全国碳排放的比重为 21.9%。

上游建筑材料角度:建材低碳改造加速,城市迎来规划设计新周 期

从建材生产环节来看,碳中和激活建材生产低碳改造进程。水泥、钢材、铝材是 建材碳排放的主要部分,从结构上来看,钢材生产运输碳排放占比 48%;水泥生 产运输产生碳排放 11.1 亿吨 CO2,占比 41%,铝材生产运输产生碳排放占比 10%。 因此,在“双碳”背景下,钢材和水泥是建筑材料环节减碳的重点。

钢材方面,减碳目标叠加废钢周期,电炉钢优势有望释放。目前全球的钢材生产 工艺路线主要有两类,一类是基于铁矿石氧化还原冶炼粗钢的高炉-转炉法,另一 类是将废钢重新冶炼成为粗钢的电弧炉冶炼法。中国钢铁行业长期以来均由成本 更具优势的高炉-转炉工艺主导,相应的电炉工艺发展缓慢。从碳排放的角度看, 高炉钢每吨碳排放 2.2 吨 CO2,远高于电炉钢的每吨碳排放 0.3 吨 CO2。随着我国 钢铁产量触顶,废钢供需关系有望扭转,随着废钢价格下挫,电炉钢成本优势显 现,钢材生产结构改变将产生新的建设机会。2021 年 10 月,发改委牵头印发《“十 四五”全国清洁生产推行方案重点行业清洁低碳改造方案》,提出大力推进非高 炉炼钢技术示范,推进全废钢电炉工艺,完成 5.3 亿吨钢铁产能超低排放改造、 4.6 亿吨焦化产能清洁生产改造。(报告来源:未来智库)

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

水泥方面,技改和替代燃料是基础,碳捕集技术是未来。水泥生产过程包括采取 矿石原料,磨碎,水泥窑高温烧制等主要步骤,纵观这一生产过程,石灰石高温 分解和燃料高温燃烧是水泥生产排放二氧化碳的主要来源,分别占总碳排放量的 约 60%和 30%。根据华新水泥分析,替代燃料(使用生物质燃料)、提高熟料利用 率、开发碳捕集技术是最具潜力的减排技术路径。目前替代燃料应用和利用混合材料提升熟料利用率是发展时间较长、基础较好的技术路径,随着碳捕集相关技 术进步,其成本有望持续下降,经济性与有效性有望显现。

从建材使用角度来看,围绕“少用”“用好”,城市迎来规划设计新周期。参考 海外成熟市场发展经验,城镇化率接近 70%时各个国家都需要从增量型转向存量 型,即从原来大规模增量型外延式发展为主,转向存量提质和增量结构调整并重 的发展方式。

借鉴邻国发展经验,日本依据“土地区划整理法”对存量土地进行重新规划,将 公共设施面积占比从整理前的 9.0%提升至整理后的 29.3%。在新的城乡建设格局 下,不仅需要对既有建成环境进行整体低碳化提升,还要权衡降低居住区密度, 改善居住环境的目标与缩短出行距离,推进绿色出行方式的目标的矛盾。我们认 为,在城市存量发展阶段下,需要以“双碳”视角重新审视城市形态,城市规划 设计的重要性与不可替代性将持续提升,城市规划设计行业将迎来新的发展机 遇。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

中游建筑施工角度:建筑施工碳排放集中,装配式建筑受益

建筑施工阶段碳排放集中,具有减碳价值。根据中国建筑节能协会《中国建筑能 耗研究报告(2020)》,2018 年中国建筑施工阶段碳排放总量为 0.95 亿吨 CO2,占 当年全国碳排放比重为 1.0%。但施工阶段在全生命周期中所占的时间要远远小于 使用阶段,我国建筑设计使用年限一般为 50 年,而施工阶段时间仅 1-2 年甚至几 个月,建筑施工阶段的单位时间内的碳排放量更高,这类集中式的碳排放也更具 容易控制。

建筑施工阶段碳排放管理粗放,具有减碳潜力。目前建筑施工环减碳方式仅限于 安全文明施工、绿色施工等措施,缺乏施工碳排放标准、定额和相关约束机制, 施工碳排放管理相对粗放,具备减排潜力。根据某典型住宅楼工程碳排放统计数 据,混凝土及钢筋混凝土工程和土石方工程是建筑施工阶段碳排放的主要环节。 混凝土及钢筋混凝土工程单位建筑面积碳排放 4.58kg/m2,碳排放占比 46.45%, 土石方工程单位建筑面积碳排放 3.74kg/m2,碳排放占比 37.98%。

装配式建筑是目前实现建筑施工阶段减碳的最有效方式。装配式建筑是指将构件 预先在工厂进行生产,之后运输至施工现场,通过吊装、连接、现浇等方式进行 装配形成的建筑。相较于传统建造方式,装配式建筑在工期、人工、能源消耗方 面具有明显优势。与现浇式钢筋混凝土建筑相比,装配式 PC 建筑在生产、运输、 施工三个阶段碳排放量总计可减少 3.737kg/m2,合计减碳 15.7%。从我国当前装 配式建筑结构类型分类,预制混凝土(PC)装配式建筑占比约 65%,钢结构装配 式建筑占比约 30%,木结构装配式建筑占比约 5%。

政策催化下装配式建筑渗透速度加快,行业维持高景气度。2020 年,全国新开工 装配式建筑 6.3 亿平方米,同比增长 50%;装配式结构渗透率提升至 20.5%,比 2019 年增加 7.1%,超额完成“十三五”既定 15%渗透率目标。2022 年 1 月,住建 部印发的《“十四五”建筑业发展规划》中提出“十四五”时期装配式建筑占新 建建筑比例达到 30%以上,促进装配式装修与装配式建筑深度融合,培育一批装 配式建筑生产基地,到 2035 年全面实现建筑工业化。多地“十四五”规划建议中 均提出推动装配式建筑发展,且明确规定新建装配式建筑占比目标,要求政府投 资建设项目优先采用装配式建筑。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

保障房建设新阶段下,装配式建筑前景广阔。参考海外成熟市场经验,装配式建 筑的推广应用普遍需要政府政策支持引导,从国家投资项目(如保障房等住宅建 筑和学校、医院等公共建筑)入手探索。例如上世纪 50 至 70 年代,日本的装配 式建筑依托大规模的低租金公共住宅(近似于我国公租房)和公团住宅(近似于 我国两限房)建设快速发展。保障性住房设计简单,结构标准化程度高,工期要 求高,是发展装配式建筑的天然土壤。2021 年 10 月,住建部提出下一步工作将 指导地方在保障性住房和商品住宅中积极应用装配式混凝土结构,积极开展钢结构住宅试点,鼓励医院、学校等公共建筑优先采用钢结构。2022 年 1 月,发改委 再提加快推进保障性租赁住房建设,规划“十四五”期间保障性租赁住房新增 650 万套,在这样的背景下,装配式建筑有望持续受益。

下游建筑运行角度:绿色建筑崛起,BIPV/BAPV 蓄势待发

建筑运行阶段碳排放周期长、总量大,是建筑全过程碳排放的主要部分。2018 年 中国建筑运行阶段碳排放总量为 21.1 亿吨 tCO2,占全国碳排放的比重为 21.9%。 一般而言,建筑运行相关碳排放分为直接碳排放和间接碳排放,其中直接碳排放 指建筑在运行过程中直接燃烧化石能源所产生的碳排放,主要包括通过消耗天然 气或燃煤满足供暖、炊事、热水需求产生的碳排放。间接碳排放主要包括建筑用 电间接提高发电需求产生的碳排放。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

我们认为,建筑运行减碳是大规模的长期系统性工程,低碳转型主要有两条路径, 即建筑节能和能源转型。

在建筑节能方面,绿色建筑设计技术有望更广泛落地应用

在建筑行业整体提质增效的大背景下,绿色建筑发展正当时。中国的绿色建筑经历了试点探索、全面发展、快速推进、提质升级四个阶段后,绿色建筑内涵不断 丰富,相关标准不断完善,初步具备了大范围、高质量落地的基本盘。在围绕“碳 中和”的一系列政策的催化下,绿色建筑作为节能减排的重要方式,其重要性进 一步提升。

根据最新的绿色建筑评价标准,绿色建筑评价得分由 7 项指标加权构成,绿色建 筑分位一星级、二星级、三星级三个等级,分别对应总得分的 80 分、60 分和 50 分,三个等级的绿色建筑均需要满足标准中所有控制项的要求,且每类指标的评 分项不应小于 40 分。

政策催化下绿色建筑将持续受益。经过三十余年的探索和发展,绿色建筑的涵义 已经从最早的建筑节能节水扩展到为人们创造“健康、适用、高效”的空间。从 碳中和的角度来看,当前绿色建筑约有 30 项指标与减碳目标相关,包括优化围护结构热工性能,提升电气设备能效水平,充分利用太阳能等可再生清洁能源。

绿色建筑推广,建筑设计是关键。绿色设计技术未来将继续秉承室内与室外和谐 的理念,持续通过技术手段改进和倡导绿色生活方式降低建筑运行能耗。我们认 为,“双碳”目标下,过去“重生产轻研发,重施工轻设计”的局面有望发生扭 转,建筑设计(尤其是高端设计)的认可度将持续提升。以挪威的 Brattorkaia 能源大楼为例,该建筑采用倾斜屋顶设计,为屋顶光伏面板提供最优倾角,并且 建筑中央设计了一个大的圆形开口,使阳光可以直射进办公室内部。该类建筑电 力产出大于电力消耗,实现了建筑运行的负能耗。随着政策不断加码推动高质量 绿色建筑规模化发展,建筑设计行业将围绕超低能耗、近零能耗建筑,零碳建筑 等领域加大投入,设计环节的创新也有望得到更多的关注。

2018 年新版《建筑设计服务计费指导》明确了绿色节能建筑设计服务的计费标准, 绿色建筑一星/二星/三星的设计服务费用分别计设计基本服务费的 5%/15%/30%, 被动式节能建筑设计服务费用计设计基本服务费的 30%-50%。绿色建筑咨询和设 计服务费用的提升有望增厚建筑设计企业利润,建筑设计环节的价值将获得更加 充分的体现。

在能源转型方面,光电建筑成为实现零能耗建筑的必由之路

光电建筑是零能耗建筑的必由之路。分布式光伏解决了光伏长距离输电难题和储 能难题,有望实现光伏发电的分散式柔性消纳。据中国光伏行业协会光电建筑专 业委员会的统计,截至 2019 年底,全国光电建筑累计装机容量约为 30GW;光电 建筑应用面积占既有建筑应用面积的约 1%。

光电建筑按照光伏与建筑的结合形式分为 BAPV 和 BIPV 两种模式。BAPV(Building Attached Photovoltaics)即附着在建筑物表面的光伏系统,也被称为“安装型” 光伏建筑,与建筑物功能不发生冲突,也不破坏或削弱原有建筑物的功能,BAPV 也是对把既有建筑改造成为光电建筑的主要模式。BIPV(Building Integrated Photovoltaics)即光伏与太阳能结合建筑,也被称为“建材型”光伏建筑,他作 为建筑物外部结构的一部分,以建材的形式与建筑物形成整体,既具有发电功能, 又具有建筑构件功能。

BAPV 与 BIPV 互补性强,存量增量市场有望双管齐下。BAPV 可以看作是在传统建 筑的表面(通常是屋顶)加装太阳能光伏板,具有组装方便,改造影响低等特点, 适合用于存量建筑的改造。BIPV 相对而言在新建成本、整体性、美观性、适用范 围、使用寿命等方面更有优势,适合用于新建光电建筑。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

从发电规模上来看,根据国家统计局数据测算,2020 年我国存量建筑面积达到 500 亿平方米,按照建筑面积与光伏可利用面积(包括屋顶、可利用外立面、天窗等) 10:1 的比例估算,即存在 50 亿平方米的装机空间资源。在存量建筑改造方面, 按照每平方米装机容量 100W、所有存量屋顶 25%的渗透率估算,则存量改造可带 来 125GW 装机潜力,对应投资额 7150 亿元。在新建建筑方面,2020 年房屋新开 工面积为 19.9 亿平方米,增量建筑市场每年产生 1.99 亿平方米的装机空间资源, 按照所有可利用面积(包括屋顶、可利用外立面等)50%的渗透率估算,每年可带 来近 10GW 的装机潜力,对应年均投资额 406 亿元。

整县推进光伏建筑催化行业需求释放。2021 年 9 月,国家能源局发布《关于公布 整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》,正式公布 676 个整县推 进试点名单。如果在 2023 年底前,试点地区党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电 比例不低于 40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 30%;农村居 民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于 20%,将会被列为整县(市、区)屋顶 分布式光伏开发示范县。

676 个试点占中国全部 2846 个县级行政区的 23.8%,山东、河南、江苏等农畜业 发达地区成为重点。此次整县推进政策覆盖面广,支持力度大,有望加速光电建 筑快速发展。

2022建筑行业发展前景分析(碳中和专题报告)

总结而言,建筑全过程碳排放占据社会总体碳排放的比重大,建筑减碳成为实现 碳中和目标的必由之路。我们在供给端角度的主要观点如下:

从建材生产使用角度来看,在建材生产环节,碳中和激活建材生产低碳改造进 程。钢材方面,减碳目标叠加废钢周期,电炉钢优势有望释放,“十四五”计 划完成 5.3 亿吨钢铁产能超低排放改造、4.6 亿吨焦化产能清洁生产改造。水 泥方面,替代燃料(使用生物质燃料)、提高熟料利用率、开发碳捕集技术是 最具潜力的减排技术路径。在建材使用环节,围绕“少用”“用好”,城市迎 来规划设计新周期。城市规划设计的重要性与不可替代性将持续提升,城市规 划设计行业将迎来新的发展机遇。

从建筑施工角度来看,装配式建筑是目前实现建筑施工阶段减碳的最有效方 式。政策催化下装配式建筑渗透速度加快,在保障房建设新阶段下,装配式建 筑前景广阔,目标“十四五”时期装配式建筑占新建建筑比例达到 30%以上, 到 2035 年全面实现建筑工业化。

从建筑运行角度来看,在建筑节能环节,绿色建筑设计技术有望更广泛落地应用。过去“重生产轻研发,重施工轻设计”的局面有望发生扭转,建筑设计行 业将围绕超低能耗、近零能耗建筑,零碳建筑等领域加大投入,设计环节的创 新也有望得到更多的关注。在建筑能源转型环节,光电建筑成为实现零能耗建 筑的必由之路。BAPV 与 BIPV 互补性强,预计光电建筑存量改造市场规模达到 7150 亿元,新建光电建筑每年市场规模达到 406 亿元。(报告来源:未来智库)

4 投资分析

在“双碳”目标下,建筑行业作为关系到国计民生的支柱行业,同时肩负着需求 和供给两方面低碳转型的挑战与机遇,新能源基础设施建设需求和建筑全过程减 碳成为新的增长点。在“稳增长”背景下基建投资将发挥托底作用,同时新能源 基建仍然依赖传统建筑企业的建设能力,将持续创造新的建设需求。“双碳目标” 的提出亦正加速建筑业向新发展方向的转变,建筑行业具备动力和能力主动优化 服务质量,从供给侧推动自身转型升级。

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