[专题]水泥行业双碳之路发展报告（新能源篇）

一、中国水泥行业发展现状

（一）全球水泥产量情况

根据中国水泥网水泥大数据研究院统计，2022年全球共生产水泥41.6亿吨，同比下滑4.23%，创本世纪以来最大降幅，主要受中国国内水泥产量大幅下滑影响。2022年，国外水泥产量达20.3亿吨，同比增长2.47%，增速较2021年明显放缓。

图1: 2022年全球水泥产量降幅超4%

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

2022年，中国水泥产量21.18亿吨，同比下降10.8%。尽管中国水泥产量降幅较大，但绝对体量依然较大，水泥产量占比全球比重50.9%，超过一半。

图2: 2022年中国水泥产量占比全球超一半

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

（二）中国水泥产量仍处高位平台期

2001年中国加入世贸组织后，对外开放进入新阶段，经济呈现高增态势，水泥消费量稳步增长。2008年国际金融危机爆发后，固定资产投资在政府强有力的经济政策刺激下高速增长，这有力支撑了国内水泥需求，水泥产量继续增加，并在2014年达到24.9亿吨峰值，2015年之后进入平台期，水泥产量基本维持在21亿吨以上。2022年，受房地产投资大幅回落影响，水泥产量同步下降，降至21.18亿吨，中国水泥产量仍处高位平台期。

图3:中国水泥产量仍处于高位平台期

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

二、中国水泥行业碳排放现状

（一）水泥生产碳排放环节分析

水泥生产过程中排放含碳量的温室气体主要是CO2，CO2产生主要在三道生产工序中，即生料均化环节（1%）、熟料煅烧环节（96%）、水泥粉磨环节（3%）。生料均化环节主要是把石灰石材料、黏土以及校正原料等进行粉碎均化，主要涉及电力消耗间接排放，这部分排放在整个过程排放占比较低，大约1%。熟料煅烧环节排放占比最大，在96%左右，主要包括工艺过程排放（碳酸盐分解）、燃料燃烧排放以及电力消耗排放，在整个工序中排放占比依次为59%、36%和1%，由此可以看出碳酸盐分解和燃料燃烧是CO2排放的主要来源，二者合计占比95%。最后是水泥粉磨环节，该部分主要是电力消耗导致的间接排放，占比大约3%。

图4:水泥生产环节碳排放示意图

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

（二）水泥行业碳排放量分析

2022年，我国共排放二氧化碳110亿吨，其中水泥行业排放12.6亿吨，占比全国排放量11.5%，是仅次于电力（46.4%）和钢铁行业（20.0%）的第三大碳排放大户。水泥行业排放的主要环节在于熟料生产阶段，因此熟料的产量直接决定着碳排放量。2012-2014年熟料产量逐年增加，这一时期碳排放总量同步增加，2014年排放量增加至12.94亿吨。2015年水泥需求下滑，熟料产量出现下降，碳排放量下降至12.19亿吨。2016-2020年水泥需求整体平稳，熟料产量重返增势，并在2020年创下15.8亿吨的峰值，二氧化碳排放量同步达到14.29亿吨峰值。2021-2022年水泥需求持续下降，特别是2022年水泥产量降幅较大，熟料产量下滑至14.0亿吨，碳排放量12.65亿吨，较2020年峰值减少1.64亿吨。

图5:2020年碳排放量达到14.3亿吨峰值

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

（三）吨水泥碳排放强度分析

2012-2016年，我国水泥行业吨水泥碳排放强度相对稳定，多在510-540kg CO2/t，2017年后整体上升，2020年达到601.2kg CO2/t，随后2021年小幅回落至588kg CO2/t，2022年水泥产量骤降，但吨水泥碳排放强度出现反弹，达到597.1kg CO2/t。整体来看，目前中国水泥行业吨水泥碳排放强度处于相对高位。

图6:近年来我国吨水泥碳排放强度相对处于高位

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

尽管我国是全球水泥产量和碳排放最大的国家，但却不是吨水泥碳排放水平最高的国家。在全球主要水泥大国中，越南吨水泥碳排放强度最高，达到902kg CO2/t，印尼和日本排放强度也比较高，均在800 kg CO2/t以上。韩国、美国、埃及以及印度吨水泥碳排放强度处于中位水平，在700-800 kg CO2/t之间，中国吨水泥排放强度相对较低，但未来仍有较大的下降空间。

图7:全球主要国家水泥行业吨水泥碳排放强度情况

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

（四）水泥行业减碳路径分析

2022年我国水泥行业碳排放量12.65亿吨，比2020年高峰值14.29亿吨减少1.64亿吨，从各个环节贡献度来看，过程排放和燃料燃烧环节贡献度较高，分别为58.7%、35.67%，二者合计贡献度超94%，因此如何减少熟料煅烧环节中过程排放和燃料燃烧环节二氧化碳排放量成为水泥行业降碳的关键。主要减碳路径有以下几个方面。

表1： 2022年相较于2020年各环节排放量减少情况

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

第一，减少熟料生产量。熟料生产阶段产生的排放量占比全过程达95%，熟料生产量减少，碳排放量自然跟随减少，减少熟料生产量是水泥行业降碳的最重要路径；第二，大力发展和推广低碳水泥。水泥生产过程中碳酸盐分解产生二氧化碳天然不可避免，因此改变水泥品种继而调整其中化学成分、使用钢渣等工业固废作为替代原料来生产水泥，减少石灰石材料消耗；第三，燃料替代。水泥企业主要以动力煤作为燃料，不可避免产生碳排放，发展燃料替代技术，使用清洁能源和含碳量低的燃料替代燃煤，减少碳排放；第四，提高能效水平。改进现有工艺设备，大力发展节能技术和使用节能设备，提高能源使用效率；第五，研发针对末端处置的CCUS技术。对末端产生的温室气体进行捕集、利用以及封存，达到回收利用的目的；第六，使用清洁电力。通过光伏、生物质能等新能源发电，减少外购电力，实现间接减排。

图8:水泥行业碳减排路径

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

从以上减排路径可以看出，新能源在减排方面主要有两个方面可以发力。第一：清洁电力。通过新能源发电，来满足水泥生产过程中用电，间接减排；第二：替代燃料。通过使用新能源燃料替代燃煤，直接减排。

三、水泥行业发展新能源现状

2022年以来，水泥行业经营发展遇到较大困难，并将面临需求长期下滑的局面，水泥企业积极谋求转型升级；另一方面，尽管目前水泥行业已实现“碳达峰”，但距离“碳中和”尚有较长路要走，能源活动是影响碳排放的重要因素之一，如何加快节能降碳是水泥行业面临的历史大考。因此直接布局新能源产业并发展成一大主业、把新能源技术应用到水泥行业实现降碳是目前水泥企业主流的两种做法。从目前技术和商业成熟度看，光伏产业是水泥行业在新能源领域中布局的最重要板块；其次，氢能、生物质能行业方兴未艾，水泥企业亦有涉及，但占比整体较低。

（一）光伏产业发电行业现状

光伏发电作为光伏产业的下游，具有较大应用和发展空间。2022年，全国发电机装机容量2564GW，同比增长7.87%，其中光伏发电392.4GW，同比增长28.07%，占比全部装机容量15.31%，仅次于火电和水电，位列第三。根据最新数据，截至2023年9月，光伏发电装机量已达521.4GW，超过水电装机量421.4GW，成为第二大装机电源，发展速度十分迅猛。

图9:2022年各种类能源发电装机容量情况

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

2012年之前，我国光伏产业发展缓慢，年装机量不足10GW，2013年之后在欧美发起“双反”调查和政策大力发展国内市场利好下，光伏行业进入发展快车道，2017年装机量首次突破100GW，达到130.8GW。2021年中国进入双碳元年后，光伏市场发展速度进一步加快，当年新增装机量达55GW。截至2023年9月，光伏发电装机量累计新增128.9GW，装机容量达到521.4GW。

图10:光伏发电装机量发展迅猛

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

光伏装机量的迅猛增长，必然带来发电量的同步提升。2013年之前，我国光伏产业发展缓慢，发电量较低，不足百亿千瓦时，相较于全国年近5万亿千瓦时的发电量几乎可以忽略不计。2014年光伏发电首次突破百亿千瓦时，其后光伏发电占比全社会发电量开始稳步提升，特别是2022年之后，这一速度明显加快。截至2023年9月，全社会发电量66219.2亿千瓦时，同比增长4.2%，光伏发电量4369亿千瓦时，同比增长33%，光伏发电量增速远超社会整体，占比量提升至6.6%。

图11:光伏发电量占比不断提高

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

（二）水泥企业进军光伏行业现状

1.直接布局 作为主业发展

直接投资布局光伏产业链并将其发展成公司主业的水泥企业主要有东方希望和红狮集团，主要布局光伏产业链上游的硅料产业。其中东方希望入局较早，红狮集团后起发力。根据测算，东方希望投资大概735亿元，投资规模高居第一；红狮集团通过收购和自建，投资规模417亿元，稳居水泥行业第二。

表2：东方希望和红狮集团直接布局光伏产业情况

资料来源：水泥大数据研究院整理

2013年东方希望作出进军光伏产业决策，经过六年考察和准备，2019年新疆东方希望年产12万吨多晶硅项目实现全流程贯通，项目投料试车一次成功，进入全面投产运营阶段。2020年以来，光伏行业迎来碳中和的黄金机遇，东方希望也逐步向光伏全产业链布局，均是大手笔投资。截至2023年，东方希望金属硅产能超过60万吨/年，多晶硅规划产能近50万吨/年，随着新建项目的开工和投产，预计东方希望在“十四五”期间有望成为硅料领域的龙头老大。

表3：2020年以来东方希望加快光伏产业布局一览

资料来源：水泥大数据研究院整理

红狮集团进入光伏上游硅料行业时间相对较晚，2022年8月开始，红狮集团新疆光伏项目逐步落地，将建设规模为年产2×5万吨多晶硅装置、配套的年产12万吨原料工业硅生产线和3GW拉晶切片装置，总投资102亿元。同年12月，红狮集团与亚洲硅业股东Asia Silicon Co., Ltd.签署股份转让协议，受让其持有的65.7196%股权，交易完成后，红狮集团将持有亚洲硅业总股本的68%以上，成为亚洲硅业的控股股东，截至2023年10月10日，红狮集团已累计支付股份转让款约67.62 亿元，持有亚洲硅业68.02%股权。除此之外，在收购亚洲硅业后，红狮集团在青海投资建设的又一个多晶硅项目开工建设，该项目分两期建设年产20万吨多晶硅、25万吨工业硅及配套余热发电设施。十四五期间，红狮集团积极构建“水泥＋多晶硅”双主业格局，预计多晶硅光伏产业有望成为公司业绩增长的第二曲线。

2.应用水泥生产 助力降碳

光伏电站以其行业成熟度高、进入门槛低等特点深得水泥企业青睐，水泥企业通过光伏发电，减少外购电，达到“零购电”目的，继而减少碳排放，实现绿色发展。布局光伏电站是水泥企业减碳的重要发展方向。从光伏电站装机量来看，目前水泥行业总装机量在1GW左右，占比全国比重约0.2%，整体规模比较低。海螺水泥光伏装机量513MW，远远领先行业其余企业。

表4：主要水泥企业光伏装机量

资料来源：水泥大数据研究院整理

2021年8月，海螺水泥收购了海螺投资公司持有的海螺新能源100%股权，交易作价4.43亿元，海螺水泥布局新能源迈出实质性步伐。2021年10月至12月，海螺新能源独立出资设立了15家新能源公司，新增19个光伏电站、3个储能电站，光伏发电装机容量200MW。2022年，海螺新能源业务发展进度加快，海螺新能源注册资本由5亿元增至50亿元，年内海螺新能源独立出资设立了53 家新能源公司，年底光储发电装机容量 475MW。2023年海螺进一步加快新能源产业风光水储一体化发展，积极向上游产业延伸，稳步布局光伏玻璃、组件等光伏中游领域，截至2023年6月，光伏发电装机量达到513MW。海螺水泥布局新能源，一方面通过光伏发电实现旗下工厂“零购电”，助力降碳；另一方面积极转型升级，培育新的利润增长点，比如通过销售组件和电力的方式推动公司营收增长。

图12:海螺光伏装机量不断增加

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

2022年，海螺水泥全年通过清洁能源发电节约标准煤3.1万吨，减少二氧化碳排放20.4万吨，其中光伏发电2.46亿千瓦时，减排14.09万吨，占比清洁能源发电减排比重达69.1%。中国建材持续推进光伏项目，建设光伏+新能源工厂22家，发电量1.03亿千瓦时，减排5.9万吨。红狮集团光伏发电0.15亿千瓦时，减少0.86万吨二氧化碳排放。

表5： 2022年主要水泥企业光伏发电量及碳减排情况

资料来源：水泥大数据研究院整理

（三）氢能源行业现状

随着全球气温变暖加速，氢气作为清洁的二次能源，将发挥越来越重要的作用。近年来，我国氢气产量逐年增加，2021年产量达到3300万吨，同比增长32%，尽管2022年氢气产量增速有所减慢，但整体仍维持较高水平，当年产量3781万吨，同比增长14.6%，目前我国已成为全球最大的氢气生产国。随着可再生能源装机量在全部发电装机量比重不断提高，预计2023年我国氢气产量仍将保持增长态势。

图13:我国氢气产量逐年增加

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

尽管氢能源作为理想的清洁能源，但在水泥行业中的应用尚处于研发阶段，大规模应用需要较长时间，主要有以下几点原因。第一，技术原因。新技术在水泥行业应用存在较大不确定性，影响推广。第二，成本及运输原因。氢气一般通过煤制、天然气、电解水获得，但需要消耗大量的水力和电能。另外，氢气密度低，储存和运输需要大量的容器和设备，进一步增加了成本。第三，水泥窑结构影响使用。一方面，氢气火焰的热力学性质及产生水蒸气使其不利于直接加热，而水泥窑工作温度要求较高（1300-1450℃），可能会影响熟料的质量。另一方面，水泥窑烧氢需要大量改造现有窑型结构，成本较高。

（四）水泥企业发展生物质能现状

生物质替代燃料相较于煤炭具有低污染、低成本特点，且具有良好的经济和社会效益，使用生物质燃料不需要对现有窑型进行大规模改造，但目前生物质燃料在水泥行业应用并不高。从大企业实践看，仅有海螺水泥、中国建材等少数行业龙头涉及生物质能发电和燃料替代业务。

2018年海螺在柬埔寨马德望结合当地水稻规模种植优势建成了第一条生物质燃料系统，2020年在枞阳海螺建成中国水泥行业首套生物质替代燃料系统。2022年四季度，海螺水泥利用生物质燃料发电291.42万千瓦时，间接减排1662吨。

中国建材方面，公司逐步推广替代燃料使用，2022年使用替代燃料136万吨，主要包括轮胎粉、甘蔗渣、桔梗、大宗固废等，其中旗下50条生产线使用生物质替代燃料，消耗生物质燃料36.67万吨。

四、新能源减排未来展望

（一）光伏发电前景展望

从政策上看，稳定的宏观经济环境和行业政策利好推动着我国光伏行业长期向好发展。2013年，为抵御欧美双反调查和刺激内需消费，国家陆续出台一系列补贴政策，并取得明显成效。2018年为促进光伏行业健康可持续发展，提高发展质量，加快补贴退坡，光伏行业发展势头继续加快。2020年双碳政策提出后，光伏发电在降碳方面作用日益凸显，各产业加快进入新能源领域。长期看，政策扶持下光伏发电行业获得长足发展。

表6：光伏行业政策梳理

资料来源：水泥大数据研究院整理

2022年，水泥行业用电约1285亿千瓦时，间接碳排放7328万吨，若能实现光伏发电全覆盖，用电环节碳排放将大大降低。2022年，水泥行业光伏装机量969MW，随着光伏产业的继续发展以及水泥企业的加快布局，预计2030年水泥行业光伏发电装机量将突破7000MW。

图14:预计2030年水泥行业光伏装机量超7000MW

数据来源：水泥大数据（https://data.ccement.com/）

（二）氢能替代前景展望

短期看（2023-2030），氢能尚不具备替代燃煤的条件，中期看（2030-2040），替代份额开始缓慢提升，长期看（2040-2060）具有较大提升空间。首先，根据中国水泥网水泥大数据研究院统计，有93%左右的熟料生产条线为近20年内新建，22%左右的生产线为近10年内新建，根据国际上熟料生产线40年运行寿命时间来看，2040年之后现有熟料生产线会大规模结束使用寿命而退出，氢能具备大规模替代燃煤的窑型条件；其次，中国目前水泥行业燃料热值替代率较低，不足3%，和欧美发达国家差距较大，这其中涉及到政策、废物分类、经济性等各种因素，短期内难以追赶。即使欧美发达国家替代燃料种类中，多以固废为主，鲜少有可再生能源等清洁能源替代；最后，目前氢能替代燃料煅烧熟料仍在试验阶段，尚未有效应用水泥企业之中去，但随着技术的发展以及氢能经济性的显现，2040年之后氢能替代燃煤可能获取更多的份额。

表7：水泥行业发展氢能相关政策梳理

资料来源：水泥大数据研究院整理

（三）生物质替代燃料前景展望

目前使用生物质能发电供热、替代燃煤的热量不足1%，尚在试点阶段。长期来看，生物质燃料替代燃煤具有较大发展空间，特别是作为碳中性能源可与CCUS结合实现净负排放，但短中期也面临着较大挑战。第一，目前生物质燃料资源有限，且在各行业中具有普遍应用性，竞争力较大；第二，大量收集和应用需要解决成本和运输问题；第三，生物质燃料也面临季节性、含水量高等问题。