2023年水泥行业研究报告：若纳入全国碳市场将对水泥行业影响几何？

一、碳交易市场：我国碳交易市场扩容在即

碳排放权交易市场引入市场机制促进自发式减排。碳排放权交易市场（以下简称“碳市场”） 是一种基于市场的减缓气候变化的政策工具。在碳市场中，由政府设定一定时期（履约 期）内的温室气体排放总量上限，并通过配额的形式分配给被纳入碳市场的企业，配额 可以作为资产进入二级市场进行交易。碳交易市场的产生最早可以追溯到《京都议定书》， 其首次以国际性法规的形式对各国温室气体减排量予以明确，并引入市场机制作为减少 温室气体排放的新路径。根据 ICAP 资料，自 2005 年欧洲碳市场（EU ETS）设立以来， 各国和地区相继建立起碳排放权交易体系以控制温室气体排放，至 2022 年，全球运行碳 市场总数已达 28 个，覆盖全球 17%的碳排放量。

（一）我国碳交易市场步入快速发展期

1、发展情况：从试点省市向全国辐射，从发电行业开始逐步扩容

我国碳交易市场扩容在即。自 2011 年起，我国开始探索建立国内的碳排放权交易市场， 并于 2013 年 6 月起相继启动深圳、上海、北京、广东、天津、湖北、重庆、福建八个地 方试点。2021 年 3 月，《“十四五”节能减排综合工作方案》 提出将包括电力、石化、化 工、建材、钢铁、有色、造纸、航空 8 大行业全部纳入碳市场。2021 年 7 月，全国碳排 放权交易市场上线交易，首批纳入 2162 家发电行业重点排放单位。现阶段我国碳市场有 望逐步扩容，继电力行业后，将逐步纳入石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、航空行 业，按照“成熟一个行业，纳入一个行业”的原则逐步推进。2023 年 6 月，钢铁、石化、 建材、化工、有色等行业纳入全国碳市场专项研究工作会议相继召开，我国碳交易市场 扩容在即。

2、运行机制：政府监管，企业履约；碳配额为主，碳信用为辅

我国碳排放权交易流程主要包含配额总量设定与分配、市场交易、配额清缴等步骤。1） 配额的设定与分配由政府部门设定，主要遵循自上而下的原则。生态环境部根据国家减 排要求和目标，设定履约期内的碳排放配额总量与分配方案，各省市生态环境主管部门 根据上级部门所制定的分配方案向本行政区域内的重点排放单位分配该履约期的碳排放配额。2）市场交易层面，我国以强制碳交易市场（ETS）为主，自愿减排交易市场（CCER） 为辅。在 ETS 市场交易过程中，实际碳排放量大于自身所获取碳配额的控排企业通过交 易市场向政府或者其他碳配额富余的企业购买碳配额；此外还可通过购买或自主开发 CCER 项目（碳信用）进行部分抵扣，抵扣比例不得超过应清缴碳排放配额的 5%。3）履 约期末，控排企业需进行配额清缴。控排企业需在每年 3 月 31 日前向省级生态环境主管 部门上报上一年度的温室气体排放报告，在经过核查后，控排企业须以核查结果作为配 额清缴依据，在规定时限内清缴上年度配额，清缴量应当大于等于核查结果确认的排放 量。

（二）海外碳市场发展：制度逐步完善

海外各地区碳市场发展方向趋同，发展进程及具体细则存异。目前各地区碳市场尽管在 覆盖范围、机制设立（如配额分配方法、衍生市场、干预措施等）以及市场成熟度等各方 面仍存在着较大的差异，但从发展趋势来看呈现相同的特点，如碳市场覆盖的行业范围 均由减排成本较低的电力行业逐步向其他行业拓展；配额分配上免费配额的比重逐步降 低，拍卖配额比重逐步提升；在分配方法上由历史法逐步向行业基准法过渡等。总体上看，呈现覆盖范围逐步扩大、配额总量及分配条件趋紧、市场化程度逐步提升等特点。

目前欧洲碳市场已步入成熟阶段，覆盖 32 个国家和 8 个行业，是目前参与成员国最多、 覆盖行业最广的碳市场；但其早期也经历了市场失效等多方面问题。例如，EU ETS 第一 阶段基于历史法进行分配，由各成员国自下而上地估算排放总量来确定分配额度，且基本以免费的形式发放配额，因此排放总量设立过松，配额过量明显；此外，由于 EU ETS 第一阶段配额不可跨期储存，导致企业的过量配额并无实际价值，碳价迅速跌至零。在 此基础上，EU ETS 第三、四阶段在分配依据上将历史法调整为基准法，并大幅降低免费 分配比例，制定了可灵活根据生产水平变化调整配额分配的规则来控制配额缺口，并建 立了市场稳定储备机制（MSR）以应对极端情况。

（三）水泥行业纳入全国碳市场有望取得进展

水泥行业或将成为建材行业中纳入全国碳市场的首个子行业。建材行业作为碳排放强度 较高的行业，纳入碳市场有较高的优先级，而水泥行业是建材行业碳排放强度最高的子 行业之一；据统计，中国水泥的碳排放量占总排放的 13%。北理工大学发布的《中国碳 市场回顾与最优行业纳入顺序展望(2023)》分析指出，由于排放量大，减排边际成本较低， 水泥行业是八大高碳排行业中除电力行业外下一个纳入碳市场的最优选择。2023 年 6 月 27 日，由中国建材联合会牵头举办的建材行业纳入全国碳市场专项研究第一次工作会议 召开，该会议的开展或预示着水泥或将是建材行业纳入全国碳市场的首个行业。目前由 中国建筑材料联合会主持修订的《碳排放核算与报告要求 第 8 部分：水泥生产企业》已 进入修订批准阶段，我们认为水泥行业纳入全国碳市场或有望取得进展。

预计最初阶段水泥行业碳配额将采取基准线法分配，配额以免费发放为主。参考现行的 各地试点情况，北京市和广东省碳排放配额实行以免费发放为主、有偿为辅的方式发放， 其余试点采用免费分配；从配额分配方法来看，对于熟料生产工段，除天津市采用历史 强度法，湖北省采用标杆法外，其余试点均采用基准线法核定。考虑到水泥行业工艺已 相对成熟，其历史排放强度信息易于收集且排放强度难以发生重大变化，我们判断水泥 行业纳入全国碳市场或将采取基准法；参考试点情况及全国碳市场电力行业分配方法， 配额或以免费发放为主。但从目前试点情况来看，各地尽管配额分配方法差异不大，但 基准值的设定差别较大，如2022年广东4000t/d以上普通熟料生产线基准值为0.884tCO2/t 熟料，而 2021 年湖北选用了 40%分位企业的排放强度 0.7784tCO2/t 作为标杆（注：2022 年湖北选用 50%分位企业，排放强度未披露）；因此，预计全国市场如何参考试点情况设立统一的基准值仍存在一定的不确定性。

二、水泥行业降碳前景广阔，国内企业碳排差异已初步凸显

水泥行业碳排放总量较高，减排任务艰巨。水泥行业为能源密集型高耗能工业行业，据 中国水泥协会《2021 年水泥行业结构调整发展报告》，2020 年我国水泥行业碳排放量达 13.75 亿吨，占全国总碳排放的比例约 13%，仅次于电力和钢铁行业。据《中国能源体系 碳中和路线图》，若要实现 2060 年碳中和目标，我国水泥行业碳排放到 2060 年需下降 到约 3000 万吨，水泥生产的排放强度将从现在的每吨水泥 0.55 吨二氧化碳下降到 2060 年的仅 0.03 吨二氧化碳，减排任务十分艰巨。

（一）减碳路径：水泥降碳前景广阔

水泥碳排主要为工业过程排放，生产过程中排放较为刚性。水泥生产流程大致分为生料 制备、熟料生产和水泥粉磨三个阶段，其中熟料生产阶段产生二氧化碳排放量占总生产 过程的 95%。在熟料煅烧过程中，石灰石（主要为碳酸钙）与黏土（主要为硅酸盐）经 混合后被送入 1450℃的回转窑，碳酸钙在高温下分解产生大量二氧化碳，这一过程的碳 排放量占水泥生产碳排放的 60%；同时这一过程中，能源燃烧产生的排放量约占总排放 的 35%，其余 5%排放量为全生产过程中外购电力所产生的间接排放。因此与其他工业行 业不同，水泥行业的非能源排放占比较高，也导致其减排难度较大。

水泥行业减碳潜在措施较多，减排潜力/成本各有区别。水泥行业减碳的措施主要包括： 1）行业产量削减压降；2）对现有工艺设备继续技改提效；3）针对熟料煅烧环节的高排 放燃料进行替代；4）基于原料替代的低碳水泥技术；5）针对末端处置的碳捕集、利用与 封存（CCUS）。目前，我国水泥行业主要采用技改手段通过降低单位能耗、提升生产效 率的方式进行减碳，但由于该减碳路径主要对水泥生产中的间接排放和能源排放予以减 量，减排潜力相对有限；而 CCUS 技术作为碳中和兜底技术尽管具有较高的减排潜力， 但短期来看其减排成本较高，因此主流水泥企业的减碳方案中，原料/燃料替代仍为中短 期内重点突破的目标。

1、技改仍有较大改造空间，但减碳潜力相对有限

我国水泥节能减排政策以降低能耗为导向，倒逼行业减排以技改提效为主要手段。近年 来我国水泥能耗政策持续收紧：标准认定方面，2021 年，我国发布新版《水泥单位产品 能源消耗限额》，各级标准在 2012 年版本的基础上进一步上调，其中熟料单位产品综合 能耗基准值、准入值和标杆值分别由 120/115/110kgce/t 提升至 117/107/100 kgce/t；总量 控制方面，多部门发文要求提升行业高能效产能比例，如《高耗能行业重点领域节能降 碳改造升级实施指南（2022 年版）》，其中要求“到 2025 年，水泥行业能效标杆水平以 上的熟料产能比例达到 30%，能效基准水平以下熟料产能基本清零”；2023 年 6 月《关于 推进实施水泥行业超低排放的意见》要求“2025 年底前，50%左右的水泥熟料产能完成超 低排放改造”。我们预计短期内技改提效仍为行业最主要的减排措施。

我国水泥行业能效已在国际前列，预计进一步提效空间有限。我国水泥熟料单位产品综 合能耗在 90~136kgce/t 之间，与欧美 126~130kgce/t 的水平持平甚至更优。根据《2022 水 泥行业绿色发展水平评估报告》，我国 2021 年行业平均能耗约为 116kgce/t，如果所有熟 料生产线达到我国限额规定的标杆能耗值（100kgce/t），则理论上短期仅依靠能效提升的 极限减排量约 13.8%，进一步提效空间有限。

2、原燃料替代提升潜力大，CCUS 为兜底技术

我国水泥燃料替代率偏低，或存在较大提升空间。燃料替代能够减少水泥碳排放总量中 占比 35%的能源活动排放量。从当前在研或采用的技术来看，替代燃料主要包括固体废 物、生物质燃料、以及其他新型燃料等；其中固废燃料是目前成本较低、相对主流的燃料替代方案。目前国际主要水泥大集团都实现了以固体废物燃料为主的较高燃料替代率， 欧盟地区水泥的燃料替代率平均已接近 40%；而现阶段我国替代燃料普遍为粗加工，呈 现高水分、低热值、成分不稳定的特点，无法实现规模化、大掺量、高值化利用，全行业 燃料平均替代率不足 2%，存在较大提升空间。

现有减碳技术中，仅有低碳水泥技术能减少碳酸盐分解的过程排放。目前低碳水泥技术 主要包含三种技术路径：降低熟料系数，即降低熟料在水泥产品中的使用比例，如利用 矿渣和粉煤灰等混合材进行超细粉磨进而降低熟料用量；原料替代，即使用主要成分包 含非碳酸盐钙、镁的工业废渣替代传统石灰石原料，降低过程排放；新品种低碳水泥， 即生产不基于硅酸钙的新型熟料体系。 目前降低熟料系数为低碳水泥技术中主流的减碳方案。其他技术路径中，原料替代方案 主要受限于电石渣等富钙固废资源地域资源分布不均；新品种水泥技术的应用需综合考 虑经济性、水泥性能及产能情况，应用潜力尚有不确定性，因而尚未大规模普及。与海 外企业相比，我国水泥行业熟料系数历史上看一直偏低，近年来随着大标号水泥的推广 及中小水泥厂粉磨站的出清，整体呈上升趋势；但根据华新水泥《低碳发展白皮书》测 算，目前降低熟料系数仍具有较大的减碳潜力。

CCUS 或是水泥工业碳中和目标的兜底技术。如果水泥生产工艺没有发生低碳革命性变 革，那么水泥生产过程中的非能源碳排放只有依靠 CCUS 技术降低。主流的水泥工业碳 中和规划均将 CCUS 技术赋予了较高的减碳权重，如全球水泥混凝土协会（GCCA）发 布的 2050 碳中和路线图中，36%的碳减排依赖 CCUS 技术实现；而在欧盟水泥工业碳中 和路线图中，这一比例达 42%。目前，CCUS 的减排成本仍然较高，据麦肯锡，目前我国 CCUS 单位成本约 450 元/吨，对于水泥企业而言，由于生产线地理分布较分散，且水泥 窑烟气中的 CO2 浓度低于 30%，预计运输成本和捕集成本更高；但随着技术成熟与规模 化效应展现，CCUS 的减排成本可以逐渐降低。据中国建筑材料科学研究总院预测，水 泥行业 CCUS 成本有望从 2025 年约 300-640 元/吨降至 2060 年 150-430 元/吨，若考虑到 碳价中枢长期上升/税收抵免等政策，CCUS 技术仍有望在水泥行业实现经济性。

水泥企业正逐步推进 CCUS 试点项目。据《中国水泥行业碳中和路径研究》转引 IEA 数 据，IEA，截至 2023 年 3 月，全球范围内产能超过 10 万吨/年的 CCUS 项目共 573 个， 其中水泥行业有 27 个。CCUS 在水泥行业的最早也最为典型的示范项目于 2015 年在美 国德克萨斯州的圣安东尼奥水泥厂运行，其产量超过 75000tCO2/a，其工艺主要采用化学 吸收法。目前，水泥企业正逐步推进 CCUS 技术开发，如海德堡水泥在挪威的 Norcem Brevik 项目已动工，预计 24 年建成后将成为全球水泥行业首个工业规模量级的 CCS 项 目，每年将可以捕集 40 万吨 CO2 并实现永久封存。国内，2018 年海螺集团在芜湖白马 山水泥厂率先建设了行业首条 CCUS 示范线，年产 5 万吨食品级二氧化碳，填补了国内 水泥行业 CCUS 技术的空白。

（二）行业现状：国内外头部企业视角

我国水泥企业碳排差异已初步凸显，头部企业明显优于行业平均。据公司 ESG 报告披露， 头部企业排放情况良好，海螺水泥、天山水泥、华润水泥、华新水泥、上峰水泥 2022 年 单位熟料碳排放量均低于 2021 年行业均值，且能耗水平同样更低。2022 年如华新、华润 平均能耗甚至已优于行业标杆值（100 kgce/t），远低于 2021 年行业能耗均值。

国内头部企业能耗相比海外龙头明显占优，但单位碳排放差异不大。我们选取海螺、天 山、华新作为国内龙头企业与海德堡水泥、豪瑞、意大利水泥进行对比，可发现国内龙 头企业能耗水平远优于海外龙头。我们测算 2022 年国内三家企业单位熟料综合能耗平均 为 103.94kgce/t，而海外三家企业平均能耗为 130.83 kgce/t（假定意大利水泥 22 年能耗与 21 年一致），国内龙头企业能耗约低 20%左右。但若以碳排放指标作为衡量标准，我国 龙头企业尽管仍然表现更为优异，但整体差距并不明显；我们测算 2022 年国内三家企业 单位熟料碳排放平均值为 0.827t/t，而海外三家企业平均碳排放 0.865 t/t，差异为 4.6%左 右。 指标差异或与政策导向及资源禀赋不同存在一定关联。如前文分析，我国水泥节能减排 政策总体侧重以降低能耗为导向，国内企业或更为追求能效管理；此外，国内水泥企业 在产能置换过程中通常用落后的小生产线置换工艺领先的大型生产线，因此能效水平较 为领先。而海外碳市场建成时间较早，国际主要水泥集团均已有所布局，减碳动力相对 更强、开始更早；且以欧盟国家为主的替代燃料产业链相对成熟，以固废为主的替代燃 料兼具减碳能力及一定的经济性，因此单位能耗的碳排情况相对优异。污染物排放指标 的对比情况同样可验证上述观点。近年来，国内出台多项政策以缓解大气污染物排放的 问题，促使企业进行技术改造，通过源头控制与末端治理以降低污染物排放指标。以海 螺水泥为例，从 2017 年到 2022 年，企业氮氧化物排放指标、二氧化硫排放指标、颗粒 物排放指标分别降低了 55.70%、70.70%、80.66%，呈逐年下降趋势；而根据欧洲水泥协 会，近年欧洲水泥企业三项污染物指标变化不大，且氮氧化物、二氧化硫排放量明显高 于我国水泥企业，或显示海外企业面临的污染排放约束低于国内企业。我们认为随着国 内政策导向由侧重能耗双控转向侧重碳排放双控，国内企业减碳意愿将增强，有望推动 企业碳强度进一步下降。

三、成本角度：纳入全国碳市场将对水泥企业影响几何？

（一）目前试点碳交易地区水泥企业碳交易成本较低

目前试点地区水泥企业碳配额相对宽松，购碳成本较低。以塔牌集团为例，公司产线均 位于广东、福建，均为碳交易试点地区。22 年公司净购买碳配额金额为 542 万元，占水 泥熟料业务总成本 0.11%，对应单吨水泥成本仅 0.3 元。从公司碳排放配额数量情况来 看，近三年公司所获取配额中免费分配取得的配额比例均维持 99%以上，通过净购买取 得的配额占总配额的比重不到 1%，公司碳配额仍较宽裕；我们认为主要系试点地区碳市 场仍处于探索阶段，近年碳排放配额分配方案整体变化不大。以广东省为例，2018 年2022 年该地《分配方案》对熟料生产基准值均未作调整，仅 2021 年对免费发放配额、年 度下降系数及产量取值上限予以调降。若仅考虑熟料生产过程配额变动情况，4 年内单位 水泥产线所得的免费配额累计仅减少 9.6%（免费碳配额=设计产能×产量上限×基准值×年 度下降系数×免费比例），而同期广东水泥产量累计降幅为 5.4%。

（二）行业视角：对标欧盟，成本增量将逐步凸显

从欧洲市场的经验来看，碳交易市场对水泥企业的成本冲击将逐步凸显。2008 年之后， 欧洲水泥行业经历了碳配额由充裕到短缺的过程。近两年欧洲水泥出现较大的碳缺口， 主要受 EU ETS 第四阶段灰水泥熟料基准值大幅下调影响（由 0.766 调整至 0.693tCO2/t 熟料），2021 年行业免费配额总量下降 13.4%，缺口比例达 13%。2022 年，欧洲水泥行 业仍存在 6.5%的碳缺口，若按照 2022 年 EU ETS 平均碳价 81 欧元/吨测算，单吨熟料的 成本增量约 4 欧元。我们测算该项成本对欧洲头部水泥企业海德堡水泥净利润的潜在冲 击幅度可达 20%；显示在碳配额总量收紧和碳价提升的双重影响下，欧洲水泥行业的碳 成本逐步凸显。

若水泥行业 2024 年纳入碳交易市场，中性情景下行业整体利润或将削减超 15%。假设 最终配额计算采取基准法，在宽松/中性/严格的基准假设下（分别对应广东试点/湖北试点 /EUETS 第四阶段的基准值），2024 年水泥行业免费配额分别为 11.50/10.55/9.39 亿吨（假 设 2023 年熟料产量较 2022 年下降 3%，2024 年免费配额核算以 2023 年熟料产量为基 数）。若 2024 年实际熟料产量同比 2023 年降幅分别为 5%/3%/0%，则实际配额需求分 别为 10.89/11.12/11.46 亿吨；则在宽松假设下，2024 年无配额缺口，而在中性、严格假 设下，碳配额缺口范围分别为 0.34~0.92 亿、1.50~2.07 亿吨。我们假设中性情景下 24 年 实际熟料产量下滑 3%，碳价维持 80 元/吨，测算行业成本将增加 46 亿元，对应单吨熟 料成本为 3.38 元。在当前行业整体盈利承压背景下，该项成本冲击较大：按照数字水泥 网统计，2022 年水泥行业利润仅为 690 亿元左右，从 2023 年前三季度来看，预计行业利 润同比降幅仍达 60%左右；我们假设全年行业利润降幅 60%，则 23 年行业盈利仅为 276 亿，则碳市场对行业的盈利冲击超过 15%。

（三）企业视角：成本曲线或将重塑

我们预计水泥行业纳入碳交易市场后，成本冲击对于各企业而言是具非对称性的，头部 企业的减碳优势将转化为成本优势，而小企业在盈利状况本就薄弱的情况下或将更难以 负担碳交易成本或减碳改造成本，行业供给格局有望实现优化。

1） 碳减排差异将通过碳价的形式转化为企业间的成本差异。头部企业减碳投入较多，碳 排放指标上与小企业存在排放差异；即使在头部企业之间，差异依然存在。例如，2022 年山水水泥碳排放指标高于华新水泥 0.04t/t 熟料，在 80 元/t CO2价格（2022 年国内 碳市场均价）下，碳成本差距为 3.2 元/t 熟料，而在 600 元/t CO2（EU ETS2022 年碳 均价）下，成本差异进一步扩大到 24.0 元/t 熟料。据此我们认为，在碳交易引入后， 碳排放水平控制较好的头部企业，其碳排放优势有望转化为生产成本优势。

2）龙头企业具有资金优势以及减碳费用摊薄能力。以华新水泥武穴工厂的碳减排计划为 例，该工厂 2021-2025 年的计划投资额为 9000 万，2025-2030 年的计划投资额为 2.5 亿； 根据《2022 年湖北省水泥熟料生产线清单》，华新武穴工厂合计 2 条生产线，实际日产能为 11000 吨。以此测算，华新水泥武穴工厂单线碳减排投资额约 1.7 亿， 2021-2025 年 年均吨熟料投资额为 5.45 元，2026-2030 年年均吨熟料投资额为 15.15 元。我们认为在当 前行业盈利整体下滑，亏损面持续扩大的当下，小企业面临较大的资金压力，或更难以 承受同等规模的投资额度；且小企业产线相对老旧，与龙头企业的生产技术具有一定差 距，为实现同一水平低碳生产，需承担更大的边际成本。另一方面，龙头企业不仅具有 较大的资金优势，其较大的产能规模能够有效摊薄减碳中的固定成本（如低碳水泥、CCUS 技术的前期研发），相较于小企业，其减碳排平均成本会更低，具有较大的成本优势。因 此，我们判断碳市场的纳入有望推动水泥行业集中度持续提升，供给格局在小企业逐步 出清及行业并购成本逐步降低的情况下将得以持续优化。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）