重工业转型资金需求量及特征有哪些？

重工业企业低碳转型是在内部及外部的多种压力驱动下开始的。

1.重工业转型资金需求量

钢铁行业：

钢铁行业转型所需投资的关键技术领域主要为节能增效、工艺路线和碳捕集三大类，其中，工艺路线投资技术 领域主要是废钢电炉和氢直接还原铁及其配套工艺。据本研究估算，从目前到2050年，钢铁行业转型所需固定 资产投资总量至少为1.6万亿元iii 。 如以投资领域进行划分，受中短期内长流程钢落后产能置换和已有设备增效的大量需求影响，当前，能效提升 已成为钢铁行业所需投资量最大的技术门类，其总投资额约为5300亿元，占比33%。此外，由于电炉需要在较 大程度上完成产能提升，这也使废钢电炉成为钢铁行业低碳投资的第二大重点技术，总投资额约为3600亿元， 占比23%。与此同时，氢直接还原和碳捕集技术也需要较多的投资，投资额分别约为2800亿元和2300亿元，占 比18%和14%。原因一方面是这两种新技术路径的产能将稳步增加，另一方面是对应的竖炉设备和碳捕集设备 单位投资成本较高。除此以外，富氢高炉和球团制造的投资额则相对较小，分别约为1000亿元和700亿元，占 比7%和5%。

从时间维度看，钢铁产能变化和各项技术的成熟度决定了钢铁低碳转型的投资窗口期。从目前到2050年，总投 资需求呈现先降后增的趋势：

近期（2020-2030）：在这一时期内，主要投资需求领域为能效提升和废钢电炉。其中，余热利用等能效 提升技术将在未来十年内增加约3800亿元的投资需求。同时，随着废钢回收体系逐渐完善、废钢可用量 稳步提升，废钢电炉技术也将成为这一时期内的主要降碳技术，需要约2000亿元投资。 球团制造、富氢 高炉的投资需求主要来自对现有长流程炼钢的改进，以实现效率提升和部分碳减排。而此阶段对氢直接 还原和碳捕集的投资则主要用于早期研发与示范。

中期（2030-2040）：在这一时期内，主要投资需求领域包括能效提升、废钢电炉、氢直接还原和碳捕集 等。能效提升和废钢电炉在中期的投资需求有所下降，但仍分别增加950亿元和850亿元。氢直接还原铁 的技术成熟度在此阶段大幅提升，同时在降碳需求的刺激下，氢源需从灰氢和副产氢转为绿氢，预计需 要至少680亿元的投资。伴随着碳捕集技术的不断发展，在钢铁生产中低浓度碳排放应用场景有更好的适 用性，预计需近600亿元投资。按中国的现有高炉平均使用时间12年16 、高炉自然寿命约25年计算，本阶 段也将出现高炉产能的大规模退役潮。因此，新型冶金路径部署期的投资需求也将在2030年前后有较大 增长。

远期（2040-2050）：在这一时期内，投资需求主要来自氢直接还原铁、碳捕集技术和废钢电炉这三个领 域。氢直接还原铁技术在这一时期将达到技术成熟，并在钢铁行业实现商业化应用，投资额预计将达到 1500亿元。碳捕集技术可以应用在现有的部分能效水平较高的年轻高炉资产上，预计需要1200亿元投资。 在未来三十年，基于废钢的短流程将逐步提升渗透率，并在远期成为主要技术路线，因此在2040-2050年 仍需要约700亿元的较大规模投资。

水泥行业： 水泥行业实现碳中和需要大规模投资的关键技术主要分为能效提升，燃料替代，碳捕集、封存与利用（CCUS） 三类。在仅考虑上述主要技术的前提下，我们估算2020-2060年水泥行业碳中和转型的固定资产投资总量至少 8000亿元。 分投资领域看，CCUS为水泥行业所需投资量最大的技术，总投资额约为5200亿元，占比64%。原因一方面是 因为碳捕集技术较为昂贵，另一方面由于水泥行业的过程排放较难清零，需要广泛地建设碳捕集设施。除CCUS 外，位居第二的是燃料替代技术，其中氢能与电力水泥窑技术总投资额约为1400亿元，占比17%；固废燃料替 代技术所需投资额达到1300亿元，占比16%。最后，节能类技术总投资额较小，约为220亿元，占比3%左右。

从时间维度上看，水泥主要技术的投资窗口期随着技术成熟与水泥产能而变化，投资额总体呈逐渐升高趋势：

近期（2020-2030）：在这一时期，主要投资需求领域为节能技术、固废燃料替代和早期的CCUS技术。 随着国家推动水泥行业能效达标的行动逐步走深走实，未来十年内的节能技术将是重点投资方向之一， 需要约200亿投资规模。与此同时，2030年以前，在传统能源价格上涨和水泥企业绿色化转型压力下， 预计水泥企业将比较有动力采用垃圾衍生物和生物质材料替代煤炭；此外，固废燃料替代可以在现有技 术上迭代发展，预计总投资规模将达约200亿。目前，CCUS技术正处于试点和示范阶段，在近期将出现 约370亿元的投资需求。同时，在2020-2030年间，中国水泥行业将开展比较全面的淘汰落后产能活动， 基于产能、能效等原则加快落后水泥产能的退出。当下，我国仍有26%左右的水泥产线处于2500t/d以下 的低产能，是未来十年优先淘汰的小生产线。

中期（2030-2040）：这一时期主要投资需求集中在固废燃料替代、CCUS推广和早期的氢能与电力窑技 术。伴随着新建水泥产能的投产，出现了新建固废燃料、氢能、电力窑等使用可再生能源水泥产线的需 求，燃料替代类技术的总投资在500亿元以上。与此同时，CCUS技术将开始进行市场化推广，所需投资 额进一步增加到约950亿元。此外，正在使用中的大部分新型干法水泥窑是在2005年至2016年间投产 的。按照水泥窑大约35年的使用寿命，现有水泥窑将在2040年起陆续进入淘汰期。在2030-2040年间， 随着产能集中化趋势进一步加强，4000t/d以下的中小产能也将面临退出。因此，在水泥设备的自然老化 和加速淘汰两重因素作用下，在2030-2050年期间将出现一批新建水泥产能的窗口期。

远期（2040-2060）：在这一时期，CCUS、氢能与电力窑技术投资需求将大幅增加，固废燃料技术投资 稳步发展，2050年前也仍将出现新建水泥产能替代。随着CCUS的大范围普及，碳捕集投资将迅速提升， 远期投资总额有望达到3800亿元以上。氢能与电力窑技术出现突破后，也将在水泥行业实现市场化应 用，远期投资总额约1200亿元。与此同时，固废燃料替代技术投资也将持续实现稳定发展，得益于新建 固废燃料的水泥窑及部分现有水泥窑改造，其远期投资额将达700亿元以上。

石化和化工行业：

在石化和化工行业，以合成氨、甲醇、乙烯三个典型化工品为例，实现碳中和需要大规模投资的技术主要分为 三类：节能增效、绿氢、碳捕集。如仅考虑上述三类主要技术，则2020-2050年化工行业碳中和转型的固定资 产投资总额至少为2.1万亿元。 分领域看，绿氢生产技术是所需投资量最大的技术，投资总额约为1.7万亿元，约占化工行业整体碳中和转型投 资的83%。其次是节能增效技术投资，预计到2050年至少将投入0.2万亿元，占比10%。碳捕集技术的总投资 额较小，主要有两方面的原因：一是得益于二氧化碳的高浓度，石化和化工行业的碳捕集成本较低；二是绿氢 的逐渐普及能大幅降低生产过程的碳排放。我们预计碳捕集技术的总投资额约为0.14万亿元，占比7%。

从时间维度上看，石化和化工碳中和转型在近中远期的投资都主要集中在绿氢技术上，投资额呈现上升趋势：

近期（2020-2030）：这一阶段的主要投资需求集中在绿氢技术的研发与升级，以及一部分能效提升与碳 捕集技术。由于绿氢在合成氨和甲醇生产中逐渐提高技术成熟度、降低成本，将面临超过2900亿元的投 资需求。而节能增效技术改造和碳捕集技术的投资需求将分别超过700亿元和400亿元，前者主要得益于 其遵循《指南》等国家政策对提高能效水平的要求，后者则是由于将从试点项目逐步开始商业化普及。 中期（2030-2040）：这一阶段的投资需求主要集中在绿氢技术的规模化应用上。在这一时期，经过上一 阶段的培育完成技术与经济性的提升，绿氢技术已具备进行行业大规模部署的条件。我们估算此阶段绿 氢技术在合成氨和甲醇行业的投资额将近6300亿元，是近期投资额的两倍以上。此外，节能增效技术将 继续在现有化工产能中的持续布局，而碳捕集技术将开始在行业内商业普及，其投资额将进一步增至逾 500亿元。 远期（2040-2050）：在这一时期，绿氢的投资需求将进一步扩大30%，进入全面部署阶段。绿氢技术 已具备成熟的上下游配套，在合成氨和甲醇行业的投资额可达8200亿元。随着节能装置与技术的进步， 技术改造仍可释放部分减碳潜力，预计远期投资总额可超过600亿元。而得益于绿氢技术的渗透、过程排 放的降低，所需碳捕集投资也将呈下降趋势，总投资额将近400亿元。

2.重工业转型资金需求特征

重工业企业低碳转型是在内部及外部的多种压力驱动下开始的。不同的转型驱动力影响了企业转型技术路径的 规划，而技术路径又决定了企业的转型资金需求。尽管不同行业内重工业企业在转型路径上存在一定差异，但 其转型驱动力通常较为相似，可分为四大类，分别为：技术驱动、供应链驱动、政策驱动及声誉驱动。

技术驱动是指由于碳减排技术的发展，低碳生产的成本逐渐下降，导致传统高碳排放技术丧失其经济 性，促使企业自发选择低碳技术。目前，能效提升技术比较成熟、经济性较好，因此，企业自发采取这 类技术的意愿较强。新型技术则大多处于原型和演示阶段，尚未具备经济性。 供应链驱动是指由于上下游企业的低碳转型，或者消费者偏好发生变化，导致企业外部的供需关系发生 变化，传统高碳排放产品需求下降，低碳生产的产品需求上升，促使企业进行低碳转型。例如，汽车企 业为降低其范围三排放实行供应链管理，大量采购低排放的绿色钢铁，则传统工艺生产的钢铁市场将会 缩小，促使企业采用新型高能效工艺。

政策驱动是指政府颁布促进企业低碳转型的政策后，传统高能耗生产方式的合规成本上升，低碳排放的 新技术获得更多政策利好，引导企业低碳转型。国家对企业的政策包括强制性政策和激励性政策。强制 性政策包括颁布法律、制定标准、强制淘汰等，例如对于环保或能耗不达标的钢铁企业采取强制关停淘 汰措施，此类政策主要负责引导企业采用能效提升等成熟减排技术。激励性政策是指通过经济激励引导 企业选择低碳生产方式，如碳排放权交易、对转型技术提供贷款优惠、对做出新技术示范试点的企业给 予奖励补贴等，此类政策可以引导企业采用更加多元化的减排技术。 声誉驱动是指企业因考虑其社会声誉而进行低碳转型。重工业企业普遍具有高污染高排放的公众形象， 企业采取减排技术可以提升其社会形象，为企业带来潜在收益。

尽管所有企业均会受到四种驱动力的影响，但各类驱动力的作用有所区别。整体而言，当前重工业企业主要受 到技术及政策驱动，供应链及声誉驱动力有望在未来进一步增强。在技术驱动及强制性政策的驱动作用下，企 业面对不同类型的重工业碳减排技术在资金需求方面存在较大差异。 当前，重工业的碳减排抓手可以归纳为能效提升、循环利用、电气化、绿氢、生物质，碳捕集、封存与利用， 及碳汇和新型工艺多个方面。通过此分析可以看出，对于任何一项抓手，都 需要识别其应用潜力最大的行业，引导资本与政策支持流向优先级更高的应用场景；而对于同一行业，则需要 识别减碳潜力最大的抓手，优先布局、积极引入投资。

目前重工业领域减碳技术投资严重偏向技术成熟、经济性好的技术。从技术成熟度看，主要重工业行业的减排 技术大多处于原型和演示阶段，较少处于市场应用和成熟水平。以零碳电气化、绿氢、生物质、CCUS、新型工 艺等为代表的新技术成熟度普遍较低，而能效提升和循环利用的技术成熟度较高。而从已有投资规模看，如图 表14所示，成熟技术获得的投资规模较大，较早期的技术则难以获得充分投资，体现了金融机构对技术风险与 回报风险的考量。目前，重工业领域的低碳投资有超过90%的资金投入到“成熟”技术。已有投资规模在500亿 元以上的技术领域均处于“成熟”阶段，而在早期技术所获投资额最大值仅200亿元左右。 值得指出的是，目前处于早期阶段的技术在未来具有变革式的碳减排潜力，应获得更多的投资关注。我们对钢 铁、水泥、石化和化工三大重工业行业中近20项技术路径的技术成熟度、碳减排潜力和已有投资规模进行分析 发现（图表12），处于演示及更早期的技术可带来接近60%的碳减排潜力，但只获得了约6%的投资量。而成熟 技术碳减排潜力仅占不足40%，却获得了90%以上的投资。

技术成熟度较高技术，如能效提升、循环利用等，其成本相对较低、收益较好，企业投资部署意愿强，资金需 求量大。从偿债风险角度看，由于成熟技术的成本收益较明确，投资回收期较短，企业的偿债风险较低，因此 可以接受利率较高、年限较短的资金。在资金获取速度上，由于项目规模通常较小，项目准备期较短，企业偏 好门槛较低、资金获取速度较快的融资方式。因此，适合成熟技术的资金来源包括企业自投、银行信贷、合同 能源管理等。 电气化、绿氢、生物质、CCUS等技术在当前尚未发展成熟。由于此类技术成本仍较高，投资回收期长，是中远 期降碳的重点技术，当前尚无强制性的国家政策要求，从成本收益角度考虑难以大规模部署。但考虑到此类技 术的减排潜力较大，具有长期战略意义，企业有意愿在当前部署少量示范性试点，初步验证其应用的可行性。 新兴技术的项目规模大、前期投入高，企业对此类技术的资金需求也有一定规模。从偿债风险角度看，由于新 兴技术具有更多不确定性，投资回收期较长，偿债风险相对较高，企业倾向于采取约束弱、灵活性高、利率更 低、年限更长的融资方式。在资金获取速度上，由于项目准备期较长，企业可以接受投资门槛更高、资金获取 速度更慢的融资方式。因此，适合新型技术的企业融资途经有企业债券、股权融资等。

目前，中国绿色金融体系已经基本建成，重工业企业转型获取资金的渠道有所丰富，逐步拓展至绿色信贷、能 效信贷、绿色债券等。然而，现有融资渠道涵盖的范围仍然较窄，部分企业碳减排技术没有被纳入融资目录 中，而部分技术虽然被纳入目录，但目前市场上还未见到相关的具体实践。