摘要

★鋁冶煉行業(yè)的基準(zhǔn)值測算

基于《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業(yè)》（征求意見稿）的設(shè)定，過程排放使用缺省值計算，陽極消耗碳排放強(qiáng)度為1.424tCO2e/tAl，陽極效應(yīng)碳排放強(qiáng)度為0.1454tCO2e/tAl；不同企業(yè)鋁電解環(huán)節(jié)碳排放強(qiáng)度的差異僅僅與用電量和用電結(jié)構(gòu)有關(guān)。我們收集整理了87家電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的用電結(jié)構(gòu)情況，其中17家已建成分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，總裝機(jī)容量約106.5萬千瓦；3家已建成風(fēng)電項目，總裝機(jī)容量約180萬千瓦。經(jīng)大致測算，樣本企業(yè)2023年綠色電力發(fā)電量約為33億千瓦時；2023年電解鋁行業(yè)綠電交易量約為27億千瓦時?；谛袠I(yè)碳配額總體平衡的原則，基準(zhǔn)值約為9.264tCO2e/tAl，考慮總體略短缺和略盈余的情況，基準(zhǔn)值可能落在9~9.5tCO2e/tAl的區(qū)間內(nèi)，忽略履約豁免政策的影響，總體配額盈余或短缺的絕對值大約在1,000萬噸以內(nèi)。

★部分電解鋁企業(yè)配額盈缺情況

從收集的信息推算，行業(yè)配額盈余將主要集中于云鋁股份、霍煤鴻駿鋁電和廣西來賓銀海鋁業(yè)等企業(yè)。建成產(chǎn)能超過100萬噸的電解鋁企業(yè)（非集團(tuán)）中，在不考慮未公開的綠電交易的情況下，除內(nèi)蒙古錦聯(lián)鋁材外，可能都將面臨不同程度的配額缺口。此外，約13家企業(yè)存在足夠的電耗優(yōu)勢，大概率不存在配額缺口?；谀壳暗呐漕~分配方式，按照100元/噸的碳價計算，每噸火電鋁的配額缺口成本不超過30元，當(dāng)綠電溢價為6分/千瓦時時，碳成本與綠電溢價成本相當(dāng)。對于電解鋁主要產(chǎn)區(qū)，在現(xiàn)階段的綠電溢價水平下，電解鋁企業(yè)對綠電的需求將略強(qiáng)于對碳配額的需求。

★電解鋁企業(yè)未來或向風(fēng)光資源豐富地區(qū)聚集

考慮到不同地區(qū)資源稟賦的差異和清潔能源發(fā)電的特性，在電解鋁生產(chǎn)大省中，內(nèi)蒙古和新疆在未來可以逐漸將其現(xiàn)有的電解鋁產(chǎn)能就地轉(zhuǎn)化為綠電鋁，且有充足的容納新產(chǎn)能的空間，云南或已無法容納更多的產(chǎn)能，而山東則面臨較大的產(chǎn)能外移壓力。

★風(fēng)險提示

碳市場擴(kuò)容進(jìn)程緩慢，配額供應(yīng)收緊程度不及預(yù)期等。

正文

鋁冶煉行業(yè)概況

由于資源豐富、應(yīng)用廣泛，鋁是全球生產(chǎn)和消費量最大的有色金屬品種，鋁冶煉也是全球最大的有色金屬工業(yè)活動。我國是全球最大的鋁生產(chǎn)和消費國，根據(jù)IAI數(shù)據(jù)，2023年全球氧化鋁和原鋁產(chǎn)量分別為1.42億噸和7,059萬噸，我國產(chǎn)量占比分別為58%和59%。

由于政策嚴(yán)格管控，我國氧化鋁和電解鋁建成產(chǎn)能已基本達(dá)到峰值，其中電解鋁建成產(chǎn)能已基本接近合規(guī)產(chǎn)能上限。從國內(nèi)產(chǎn)能分布來看，我國氧化鋁產(chǎn)能主要分布在山東、山西、廣西、河南等地，電解鋁產(chǎn)能則主要分布在山東、新疆、內(nèi)蒙古、云南等地。

鋁價值鏈包括鋁土礦開采、氧化鋁生產(chǎn)、原鋁或再生鋁生產(chǎn)、終端產(chǎn)品生產(chǎn)以及回收利用等全過程。由于能耗強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度均較低，再生鋁在碳中和的背景下更具有成本優(yōu)勢，但由于廢鋁回收等政策體系尚不完善、行業(yè)存在準(zhǔn)入門檻和技術(shù)壁壘等因素，再生鋁行業(yè)的發(fā)展受到一定限制。世界再生鋁產(chǎn)量占比超過30%，而我國目前約為18%，仍有較大的發(fā)展空間。

從全生命周期的視角來看，鋁冶煉流程包括了從礦石開采到廢料回收的全過程，主要的中間產(chǎn)品和產(chǎn)成品包括氧化鋁、原鋁（電解鋁）和再生鋁。氧化鋁和原鋁的生產(chǎn)也是整個產(chǎn)業(yè)鏈中碳排放量最大的環(huán)節(jié)。

從具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，電解環(huán)節(jié)的排放量占到全生命周期的約70%，其次是氧化鋁精煉。電解環(huán)節(jié)的排放量主要來自于電力的間接排放，火電是原鋁主產(chǎn)國電解消耗電量的主要來源，因此該環(huán)節(jié)碳排放強(qiáng)度較高。

原鋁生產(chǎn)過程中的能耗和溫室氣體排放

原鋁生產(chǎn)過程的能耗主要是電力、熱力以及直接能源消耗，溫室氣體排放則主要來自于電/熱消耗的間接排放、燃料燃燒的直接排放和主要冶煉過程中化學(xué)反應(yīng)的直接排放。

2.1、氧化鋁生產(chǎn)過程的能耗和溫室氣體排放

拜耳法是目前世界主流的氧化鋁生產(chǎn)工藝，其基本原理是使用氫氧化鈉溶出鋁土礦中的水合氧化鋁得到鋁酸鈉溶液，添加晶種后攪拌析出氫氧化鋁晶體，最后焙燒得到氧化鋁產(chǎn)品。我國生產(chǎn)氧化鋁的原料消耗大約為，每生產(chǎn)1噸氧化鋁，約消耗鋁土礦2.4-2.7噸，燒堿0.11-0.13噸，石灰0.2-0.25噸，使用不同品位的鋁土礦會影響實際的原料用量。

拜耳法生產(chǎn)工藝過程中的溫室氣體排放主要來自于石灰石分解過程的直接排放（如果使用純堿也會分解產(chǎn)生二氧化碳）、燃料燃燒過程的直接排放以及使用電力的間接排放。

我國鋁土礦資源以一水硬鋁石型鋁土礦為主，具有高鋁、高硅、低鐵等特點，但溶出條件較為嚴(yán)苛。添加石灰可以提高一水硬鋁石型鋁土礦中氧化鋁的溶出速度和溶出率，減少苛性堿的損失，并起到脫硫脫硅、改善赤泥沉降性能等作用。石灰石（CaCO3）分解為生石灰（CaO）的過程中會產(chǎn)生二氧化碳。

同時，鋁酸鈉溶液的溶出過程需要高溫高壓的環(huán)境，母液的蒸發(fā)環(huán)節(jié)則需要低壓蒸汽，這兩個環(huán)節(jié)所使用的蒸汽大約占到總蒸汽消耗量的67%。而蒸汽的產(chǎn)生來自燃料（主要是動力煤）燃燒，會產(chǎn)生二氧化碳。在氫氧化鋁焙燒過程中，焙燒爐所使用的燃料主要是重油、煤氣、天然氣等，也會產(chǎn)生大量的二氧化碳排放。蒸汽和焙燒燃料占到整個氧化鋁生產(chǎn)過程能耗的80%以上。

2.2、鋁電解工序的能耗和溫室氣體排放

電解鋁的生產(chǎn)普遍采用冰晶石—氧化鋁熔融電解法（又稱霍爾—埃魯特熔鹽電解法），在電解工序中，以氧化鋁為電解質(zhì)原料、冰晶石為溶劑、氟化鹽等為輔料、預(yù)焙炭塊作為陽極。當(dāng)向電解槽中通入直流電后，即在兩極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在陰極上析出鋁液。

在這一過程中，溫室氣體排放主要包括：1）陽極消耗產(chǎn)生的直接二氧化碳排放；2）鋁電解工序電力消耗產(chǎn)生的間接二氧化碳排放；3）電解過程中因陽極效應(yīng)產(chǎn)生的四氟化碳（CF4）和六氟化二碳（C2F6）溫室氣體排放。

1.陽極消耗排放

在實際生產(chǎn)過程中，電解槽中的陽極產(chǎn)物主要是CO2和CO，CO由電解過程中的副反應(yīng)產(chǎn)生：

2.電力消耗排放

電解鋁生產(chǎn)過程中最大的能源消耗就是電力。整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為電解槽提供穩(wěn)定的直流電源。生產(chǎn)一噸鋁大約需要消耗13,500度電，如果這些電力全部來自于煤電，那么大約會產(chǎn)生11-12噸二氧化碳間接排放，如果按照平均電力排放因子[ 2021年全國電力平均二氧化碳排放因子（不包括市場化交易的非化石能源電量）為0.5942kgCO2/kWh。]計算，則對應(yīng)約8噸二氧化碳間接排放。

從電解鋁的實際電力消耗結(jié)構(gòu)來看，根據(jù)IAI公布的數(shù)據(jù)，我國2022年煤電消耗占比約為75%，占據(jù)主導(dǎo)地位，水電消耗占比約為19%。中國以外的亞洲國家煤電占比更高，而北美、南美以及歐洲基本都是水電鋁，海合會依賴其充足的天然氣儲備滿足了其幾乎全部的電解鋁用電需求。

3.陽極效應(yīng)排放

當(dāng)電解質(zhì)中的的氧化鋁濃度低于正常值時，陽極表面含氧離子濃度會迅速降低，造成陽極過電位和槽電壓相應(yīng)增加，此現(xiàn)象為“陽極效應(yīng)”。在此過程中，冰晶石熔融鹽（Na3AlF6）會與炭陽極發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生四氟化碳（CF4）和六氟化二碳C2F6，其全球變暖潛勢（GWP）分別為6,630和11,100[ 數(shù)據(jù)來自聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告（IPCC AR5報告），即四氟化碳和六氟化二碳的溫室效應(yīng)分別是等量二氧化碳的11,100倍和6,630倍。]。

由于全氟化碳是GWP最大的溫室氣體種類，因此即使是微小的排放也不容忽視。

2.3、我國電解鋁企業(yè)能耗現(xiàn)狀

電解鋁行業(yè)的碳排放絕大部分來自于電力消耗的間接排放。電解鋁行業(yè)的用電一般分為自備電和網(wǎng)電，目前自備電占比約60%，均為火電，由于政策管控，自備電占比正逐年下降，綠電占比則不斷提升。根據(jù)中國有色金屬協(xié)會的數(shù)據(jù)，我國電解鋁行業(yè)綠電使用比例從2015年的13.4%提升至2023年的24.4%。

從目前可公開查詢到相關(guān)數(shù)據(jù)的部分企業(yè)為例，中國鋁業(yè)（含云鋁股份）目前鋁電解環(huán)節(jié)所使用的綠電占比約為45%，2023年電解鋁板塊碳排放強(qiáng)度[ 核算方式可能與《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業(yè)》（征求意見稿）存在較大差異。]為11.25tCO2e/tAl，較2018年下降14.2%；云鋁股份綠電占比則超過了80%，其中水電占據(jù)絕對優(yōu)勢。

用電結(jié)構(gòu)影響著碳排放強(qiáng)度，而電解槽的電耗水平則影響著用電量。自2024年1月1日起，《電解鋁和氧化鋁單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB 21346—2022）正式實施，其中，電解鋁能耗強(qiáng)度被分為3個等級[ 鋁液交流電耗的統(tǒng)計范圍為：電能進(jìn)入電解槽整流器起，至鋁液過磅離開電解車間止消耗的電量扣除電解槽啟動、停槽短路口壓降消耗的電量。鋁液綜合交流電耗的統(tǒng)計范圍為：原料進(jìn)入生產(chǎn)界區(qū)起，至鋁液過磅離開電解車間止消耗的電量（含電解鋁液生產(chǎn)、電解槽啟動、停槽短路口壓降、系列煙氣凈化、整流、空壓機(jī)、物料輸送、動力照明等輔助系統(tǒng)消耗的交流電量和線路損失）。]。該文件中規(guī)定，現(xiàn)有電解鋁企業(yè)單位產(chǎn)品能耗限定值應(yīng)不大于3級，新建、改擴(kuò)建電解鋁企業(yè)單位產(chǎn)品能耗準(zhǔn)入值應(yīng)不大于2級。同時，2014年9月開始實施的GB 21346-2013標(biāo)準(zhǔn)被廢止。對比兩版標(biāo)準(zhǔn)，新的標(biāo)準(zhǔn)降低了現(xiàn)有產(chǎn)能的能耗限定值，而提高了對新建產(chǎn)能的能耗限定值，即在提高對現(xiàn)有企業(yè)已有設(shè)備的能效要求的同時，降低了對新建、改擴(kuò)建項目的門檻。

2021年8月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于完善電解鋁行業(yè)階梯電價政策的通知》，其中明確，每年一季度，省級節(jié)能主管部門要會同有關(guān)部門結(jié)合本地實際，組織對當(dāng)?shù)厮须娊怃X企業(yè)開展專項節(jié)能監(jiān)察，于3月底前形成節(jié)能監(jiān)察結(jié)果，包括當(dāng)?shù)厮须娊怃X企業(yè)上年度及節(jié)能技術(shù)改造前后（如有）的鋁液綜合交流電耗、鋁液生產(chǎn)用電量等，節(jié)能監(jiān)察結(jié)果應(yīng)同時轉(zhuǎn)省級發(fā)展改革部門。

從已公示的部分省市（內(nèi)蒙古、河南、青海、新疆、山東、寧夏、廣西）的交流電耗數(shù)據(jù)情況來看，2021-2022年，大部分已公示的產(chǎn)能的鋁液交流電耗在13,200-13,500kWh/t左右，鋁液綜合交流電耗在13,400-13,800kWh/t左右，均低于GB 21346-2013所規(guī)定的限定值。目前只有內(nèi)蒙古自治區(qū)公布了2023年的能耗數(shù)據(jù)，省內(nèi)鋁液綜合交流電耗極差較大，中位數(shù)為13,407kWh/t。

資料來源：重慶市能源利用監(jiān)測中心，廣西壯族自治區(qū)發(fā)改委，河南省發(fā)改委，青海省工信廳，山東省發(fā)改委，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)工信廳，新疆維吾爾自治區(qū)工信廳，內(nèi)蒙古自治區(qū)工信廳，寧夏回族自治區(qū)工信廳，東征衍生品研究院

2024年4月，工信部對2023年重點行業(yè)能效“領(lǐng)跑者”進(jìn)行公示，其中電解鋁行業(yè)的“領(lǐng)跑者”企業(yè)為廣西華磊新材料有限公司，其鋁液交流電耗12,744.46kWh/t，代表了我國電解鋁行業(yè)的能效先進(jìn)水平。

電解槽的電耗水平很大程度上取決于電解槽的結(jié)構(gòu)和容量。按照陽極結(jié)構(gòu)，鋁電解槽可以分為自焙陽極電解槽和預(yù)焙陽極電解槽兩大類；按照電流強(qiáng)度，可以分為小型（85kA以下）、中型（85-160kA）、大型（160-400kA）和超大型（400kA以上）電解槽。目前電解鋁企業(yè)廣泛使用的是大型與超大型預(yù)焙陽極電解槽，具有單槽容量大、能源利用率高、污染小等特點。

在保證運行穩(wěn)定性的前提下，理論上電流強(qiáng)度越大，電解能耗強(qiáng)度越低。根據(jù)氣候變化綠皮書《應(yīng)對氣候變化報告（2023）：積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和》，截至2022年底，中國自主研發(fā)的400kA及以上槽型的電解鋁產(chǎn)能占比達(dá)到72.6%，500kA及以上槽型的電解鋁產(chǎn)能占比達(dá)到36.7%，600kA及以上槽型的電解鋁產(chǎn)能占比達(dá)到8.8%；2022年，中國氧化鋁綜合能耗為321kgce/t，較2021年下降了48kgce/t；電解鋁綜合交流電耗為13,448kWh/t，較2021年下降了63kWh/t；平均電解鋁直流電耗為12,783kWh/t，較2021年下降了40kWh/t。目前我國在建、擬建的項目中，約95%以上的產(chǎn)能采用500或600kA的槽型，未來大容量、高效節(jié)能槽型的產(chǎn)能所占比重會越來越大。

為了規(guī)范電解鋁的行業(yè)發(fā)展秩序、推動電解鋁行業(yè)的節(jié)能降耗工作，我國近幾年不斷出臺和完善相關(guān)的政策指引，推進(jìn)鋁行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，嚴(yán)控新增產(chǎn)能，加強(qiáng)環(huán)保監(jiān)督，加速淘汰落后產(chǎn)能。隨著電解鋁行業(yè)納入全國碳市場，碳排放強(qiáng)度大的企業(yè)將面臨更大的綠色轉(zhuǎn)型壓力。根據(jù)GB 21346-2022，國家發(fā)展改革委等部門制定了《工業(yè)重點領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平（2023年版）》，其中鋁液交流電耗的基準(zhǔn)水平為13,350kWh/t，標(biāo)桿水平為13,000kWh/t。結(jié)合政策指引，預(yù)計2025年國內(nèi)所有鋁電解槽的交流電耗均在13,350kWh/t以下，30%的電解槽在13,000kWh/t以下。

鋁冶煉行業(yè)即將納入全國碳市場

今年1月30日，在中國有色金屬工業(yè)協(xié)會舉行的新聞發(fā)布會上，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會黨委常委、副會長兼新聞發(fā)言人陳學(xué)森表示，按照《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》要求，年度溫室氣體排放量達(dá)到2.6萬噸二氧化碳當(dāng)量的單位應(yīng)列入溫室氣體重點排放單位。根據(jù)電解鋁企業(yè)碳排放核查數(shù)據(jù)，全國共有80余家電解鋁企業(yè)將納入全國碳市場。

3.1、鋁冶煉行業(yè)溫室氣體排放核算淺析

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部2024年3月15日發(fā)布的《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業(yè)》（征求意見稿）（以下簡稱《指南》），鋁冶煉生產(chǎn)企業(yè)鋁電解工序的核算邊界為電解槽和整流器等生產(chǎn)裝置的集合，企業(yè)層級的核算邊界是以鋁冶煉生產(chǎn)為主營業(yè)務(wù)的獨立法人或視同法人的獨立核算單位為邊界，包括主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)。

考慮到數(shù)據(jù)質(zhì)量管理以及核算和監(jiān)管能力等問題，目前《指南》僅對設(shè)施層級即鋁電解工序的碳排放進(jìn)行配額分配和排放核查，企業(yè)層級的碳排放僅作為報告項，不開展核查。因此目前我們重點關(guān)注鋁電解工序過程中的溫室氣體排放。除了二氧化碳排放以外，還包括全氟化碳排放。

針對陽極消耗排放、陽極效應(yīng)排放和電力消耗排放，《指南》都給出了明確的計算方法指引，其中，陽極消耗排放和陽極效應(yīng)排放都給出了相應(yīng)指標(biāo)的缺省值，且未要求進(jìn)行排放量實測。

陽極消耗排放的計算公式為：

陽極效應(yīng)排放的計算公式為：

消耗交流電產(chǎn)生二氧化碳排放的計算公式為：

按照缺省值計算，每噸鋁液的陽極消耗碳排放強(qiáng)度為1.424tCO2/tAl，陽極效應(yīng)碳排放強(qiáng)度為0.1454tCO2e/tAl，即過程直接碳排放強(qiáng)度為1.569tCO2e/tAl。如果陽極消耗和陽極效應(yīng)的排放量計算均使用缺省值，那么不同企業(yè)鋁電解環(huán)節(jié)溫室氣體排放強(qiáng)度的差異僅僅與用電量和用電結(jié)構(gòu)有關(guān)。且《指南》明確，同一家企業(yè)內(nèi)自產(chǎn)非化石能源電力通過專線直送給重點排放設(shè)施使用的電力；以及電力用戶與非化石能源發(fā)電企業(yè)簽署市場化交易合同，并通過電網(wǎng)配送給重點排放設(shè)施使用的非化石能源電力這兩類電力，其間接排放按0計算。

在不同能耗水平和綠電占比的情景假設(shè)下，根據(jù)2021年全國電力平均二氧化碳排放因子（不包括市場化交易的非化石能源電量）0.5942 kgCO2/kWh計算，全國鋁冶煉行業(yè)電解環(huán)節(jié)的碳排放強(qiáng)度處于1.5~9.5tCO2e/tAl之間。如果按照平均綠電占比約20%計算，則碳排放強(qiáng)度大多處于7.6~7.9tCO2e/tAl之間。但實際上，無論是企業(yè)自身還是行業(yè)協(xié)會所公開表述的“綠電占比”數(shù)據(jù)，都與《指南》中所明確的兩類排放量為0的電力的統(tǒng)計口徑存在明顯差異。在目前公開的大部分“綠電占比”數(shù)據(jù)中，都存在可能不被碳市場所認(rèn)可的“綠電”，例如新能源保障性消納和按照省電網(wǎng)綠電比例間接計算的數(shù)據(jù)。從碳排放核查的角度看，實際行業(yè)綠電占比應(yīng)該是極小的。但無論如何，全國不同電解鋁生產(chǎn)線的碳排放強(qiáng)度都將存在較大差異，這種差異主要來自于電力結(jié)構(gòu)，能耗水平的提升所帶來的減排作用較為有限。

3.2、鋁冶煉行業(yè)配額分配方案的設(shè)想

根據(jù)市場公開消息，電解鋁行業(yè)的配額分配將采用基準(zhǔn)值法。參考發(fā)電行業(yè)，配額的總量設(shè)定分配大概率秉持總體平衡的原則，不額外增加行業(yè)負(fù)擔(dān)，鼓勵先進(jìn)，懲罰落后。因此對于基準(zhǔn)值的設(shè)定，需要考慮到兩方面因素：一是行業(yè)總體平衡，二是給予高排放企業(yè)適度的減排壓力。行業(yè)總體平衡意味著基準(zhǔn)值設(shè)定應(yīng)參考行業(yè)實際排放強(qiáng)度均值，在這種平衡條件下，給予高排放企業(yè)的壓力和給予低排放企業(yè)的獎勵應(yīng)當(dāng)基本對等。

目前，將電解鋁行業(yè)納入管控范圍的碳市場主要包括歐盟碳市場、美國加州碳市場、我國福建省試點碳市場和重慶市試點碳市場。以上四個市場的配額分配均采用的是基準(zhǔn)值法，但覆蓋的排放范圍和基準(zhǔn)值設(shè)定均有較大差異。具體來看，歐盟碳市場和美國加州碳市場均僅對直接排放進(jìn)行管理，歐盟碳市場的基準(zhǔn)值設(shè)定與前述《指南》中計算得到的直接碳排放強(qiáng)度接近。

我國福建省試點碳市場僅覆蓋間接排放，而重慶市試點碳市場包括了PFCs直接排放和間接排放，均與《指南》存在差異。從基準(zhǔn)值設(shè)定來看，福建碳市場設(shè)定的電網(wǎng)排放因子為0.6101kgCO2/kWh，即對應(yīng)的交流電耗為13,342kWh/tAl，處于行業(yè)偏低能效水平；重慶碳市場設(shè)定的直接排放強(qiáng)度約為0.2825tCO2e/tAl，電網(wǎng)排放因子為0.5810kgCO2/kWh，即對應(yīng)的交流電耗為12,863kWh/tAl，處于行業(yè)偏高能效水平。因此，兩個試點碳市場的基準(zhǔn)值設(shè)定對全國碳市場參考價值均較為有限。

如前述，電解鋁生產(chǎn)線的排放強(qiáng)度差異來自于電力間接排放，因此，基準(zhǔn)值的設(shè)定應(yīng)當(dāng)在鋁液交流電耗的行業(yè)平均水平上進(jìn)行小幅調(diào)整。由于不同電流強(qiáng)度電解槽的電耗差異范圍并不大，大概率所有槽型都使用統(tǒng)一的基準(zhǔn)值。假定納入全國碳市場的電解鋁企業(yè)的交流電耗均在13,450kWh/t以下，20%電解槽產(chǎn)能的交流電耗在13,000kWh/t以下，電解槽產(chǎn)能在12,750~13,450kWh/t之間大致呈正態(tài)分布，則均值為13,100kWh/t。在均值水平上，綠電占比100%的企業(yè)的碳排放強(qiáng)度將比不使用綠電的企業(yè)減少7.78tCO2e/tAl，按照100元/噸的碳價計算，每噸鋁存在778元的碳排放成本差異。

我們收集整理了87家電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的用電結(jié)構(gòu)情況，其中擁有自備電的企業(yè)共56家，據(jù)不完全統(tǒng)計，其中17家已建成分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，總裝機(jī)容量約106.5萬千瓦；3家已建成風(fēng)電項目，總裝機(jī)容量約180萬千瓦；16家有在建/擬建的風(fēng)光發(fā)電項目，總?cè)萘考s為335萬千瓦。已建成的分布式光伏項目主要集中在寧夏、云南和內(nèi)蒙古，已建成的風(fēng)電項中主要屬于霍煤鴻駿鋁電和青銅峽鋁業(yè)，在建/擬建風(fēng)光發(fā)電項目主要集中在內(nèi)蒙古和新疆。經(jīng)粗略估算，樣本企業(yè)2023年綠色電力發(fā)電量約為33億千瓦時。

綠電市場化交易方面，目前，我國國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)和蒙西電網(wǎng)均已開展綠電交易試點。據(jù)2024年全國能源工作會議披露，2023年全年綠電交易電量累計達(dá)到611億千瓦時。綠電交易主要以省內(nèi)交易為主，存在跨省跨區(qū)交易難等問題。目前，綠電省間交易暫未對用戶直接開放，需由電網(wǎng)企業(yè)匯總并確認(rèn)省內(nèi)用戶綠色電力交易需求，再跨區(qū)跨省購買綠色電力產(chǎn)品。中電聯(lián)數(shù)據(jù)顯示，2023年全國綠色電力省內(nèi)交易量537.7億千瓦時，占全國市場交易量的比重約為0.95%。

根據(jù)BNEF數(shù)據(jù)，2023年中國企業(yè)綠電交易中，科技巨頭、重工業(yè)企業(yè)、車企和先進(jìn)制造商目前在綠電市場中最為活躍，我們假定重工業(yè)企業(yè)綠電交易量占比約為20%。電解鋁行業(yè)用電量占全社會用電量的7%左右，占高載能行業(yè)用電量的25%左右，假定電解鋁企業(yè)綠電交易量占重工業(yè)企業(yè)綠電交易量的比例也為25%左右，那么2023年電解鋁行業(yè)綠電交易量約為27億千瓦時。綜上，2023年可以得到全國碳市場認(rèn)可的綠電量約為60億千瓦時。假定2023年電解鋁全行業(yè)用電量約為5,200億千瓦時，則綠電占比僅1.15%。基于鋁液平均交流電耗13,100kWh/t，按照綠電占比1.2%計算，行業(yè)平均碳排放強(qiáng)度約為9.264tCO2e/tAl?？紤]行業(yè)總體略短缺、平衡和略盈余三種情況，我們假設(shè)基準(zhǔn)值大約落在9~9.5tCO2e/tAl的區(qū)間內(nèi)，納入碳市場的電解鋁企業(yè)2023年的總產(chǎn)量為4,000萬噸，忽略履約豁免政策的影響，總體配額盈余或短缺的絕對值大約在1,000萬噸以內(nèi)。

除此之外，還需考慮到的一點是地區(qū)間電力結(jié)構(gòu)差異。以西南地區(qū)為例，由于資源稟賦優(yōu)勢，西南地區(qū)水力發(fā)電量約占其總量的六成左右，待開發(fā)的水電資源也十分豐富。西南電網(wǎng)2021年電力平均碳排放因子僅0.2113kgCO2/kWh，約為全國平均水平的三分之一，其電價優(yōu)勢吸引了大批電解鋁企業(yè)的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移。

《指南》明確，企業(yè)與非化石能源發(fā)電企業(yè)簽署市場化交易合同并通過電網(wǎng)配送給排放設(shè)施使用的非化石能源電力，其間接排放按0計算。但是由于地區(qū)資源稟賦的差異和區(qū)域間綠電交易的壁壘，可再生能源資源豐富的地區(qū)有著天然的低排放優(yōu)勢。如果這種區(qū)域差異過于明顯，為了保證減排的公平性，就需要對配額的具體分配設(shè)置區(qū)域調(diào)整系數(shù)，即對電網(wǎng)排放因子較大的區(qū)域設(shè)定大于1的調(diào)整系數(shù)，減輕企業(yè)減排壓力；對電網(wǎng)排放因子較小的區(qū)域設(shè)定小于1的調(diào)整系數(shù)，限制其配額數(shù)量。但就目前所設(shè)定的排放核算方式來看，大概率不會設(shè)置區(qū)域調(diào)整系數(shù)，或者即便設(shè)定了調(diào)整系數(shù)，也不會對配額量產(chǎn)生較大影響，因為影響配額數(shù)量的因子始終是電耗水平和非化石能源電力使用情況。

在將間接排放納入到電解鋁企業(yè)履約義務(wù)中的情況下，不可避免的就是電力相關(guān)配額和排放量重復(fù)計算的問題。這種情況的出現(xiàn)有以下幾點客觀原因：

1. 溫室氣體核算方法設(shè)定?！吨改稀分校伺c電力相關(guān)的間接排放，其他過程排放都是采用的缺省值，而不要求實測值。一方面，采用缺省值可以減少企業(yè)的核算工作量，另一方面，直接排放在電解鋁的生產(chǎn)過程中占比較小，且不同企業(yè)的直接排放強(qiáng)度可能不會有明顯的差異。因此只有計算間接排放才能體現(xiàn)電解鋁企業(yè)的實際碳排放強(qiáng)度差異，并依此實現(xiàn)“賞罰分明”。

2. 用電結(jié)構(gòu)中火電占比大。歐洲國家的電解鋁生產(chǎn)基本都是使用的水電，因此其電解鋁生產(chǎn)過程中的幾乎不存在間接排放。而我國電解鋁用電結(jié)構(gòu)中火電依然是占最大的，這也是導(dǎo)致間接排放占比極大的主要原因。用市場手段推動電解鋁企業(yè)傾向于使用綠電，就必須為間接排放進(jìn)行定價。

3. 碳價—電價傳導(dǎo)不通暢。我國發(fā)電行業(yè)納入全國碳市場后，火電企業(yè)將碳市場與電力市場聯(lián)系起來。從理論上看，在電力市場化條件下，碳價和電價會互相影響。一方面，碳價會作為發(fā)電成本體現(xiàn)在市場報價中，另一方面，電力市場供需也會影響火力發(fā)電量從而影響碳價。在EU ETS中，發(fā)電企業(yè)可以將60%~100%的碳成本轉(zhuǎn)移到電價中，因此可以對發(fā)電行業(yè)的碳排放管理也影響著用電企業(yè)，推動企業(yè)實施節(jié)能減排。但是我國電力市場仍處在從“計劃”向“市場”的轉(zhuǎn)型階段，碳價—電價傳導(dǎo)存在較大阻礙。

碳市場的初衷是促進(jìn)全社會減排，需要企業(yè)共擔(dān)減排責(zé)任。重復(fù)計算并不會對全國碳市場運行造成明顯負(fù)面影響：

1. 配額分配自下而上。我國碳市場與歐盟、加州等碳市場最大的區(qū)別之一在于配額總量的設(shè)定方式，EU ETS采取的是總量控制和交易原則，自上而下進(jìn)行配額的分配，在這種體系下，并不能允許出現(xiàn)配額和排放量的重復(fù)計算，因為歐盟的目的是把所有納入EU ETS的行業(yè)的總排放控制在一定水平以下。而對于我國全國碳市場來說，配額的分配是自下而上的，即根據(jù)企業(yè)的實際產(chǎn)出進(jìn)行配額分配，不進(jìn)行總量控制，因此重復(fù)計算的問題并不會與碳市場體系相悖。

2. 配額以免費分配為主。從配額的分配方式來看，我國全國碳市場配額仍然是免費分配，即使重復(fù)計算也不會給企業(yè)造成過大的履約壓力。隨著我國電力市場化程度的提高和免費配額占比的降低，也可以參考?xì)W盟碳市場給予高電耗企業(yè)一定的成本補(bǔ)償。

整體上看，作為納入全國碳市場的首批工業(yè)行業(yè)，電解鋁配額分配方案大概率秉持行業(yè)整體平衡的原則，不會給予企業(yè)過大的壓力，但是行業(yè)內(nèi)部可能存在明顯的碳成本分化。在碳市場的加持下，電解鋁的內(nèi)含環(huán)境價值將被體現(xiàn)出來，行業(yè)成本曲線更加陡峭，企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的動機(jī)將愈發(fā)強(qiáng)烈，低效產(chǎn)能或被加速淘汰。

3.3、部分電解鋁企業(yè)配額盈缺情況

產(chǎn)量排在前列的電解鋁企業(yè)主要集中在山東、云南、新疆和內(nèi)蒙古?？晒_查詢到的企業(yè)綠色電力市場化交易情況極少，但內(nèi)蒙古電力市場自2024年3月才啟動綠色電力交易，因此2023年無內(nèi)蒙古電解鋁企業(yè)使用外購綠電。從現(xiàn)有收集到87家電解鋁企業(yè)的信息以及前文計算的基準(zhǔn)值來推算，電解鋁行業(yè)的配額盈余將主要集中在云鋁股份、霍煤鴻駿鋁電和廣西來賓銀海鋁業(yè)等企業(yè)手中。建成產(chǎn)能超過100萬噸的電解鋁企業(yè)（非集團(tuán)）中，在不考慮未公開的綠電交易的情況下，除內(nèi)蒙古錦聯(lián)鋁材外，可能都將面臨不同程度的配額缺口。

如果企業(yè)使用的電力不包括自發(fā)自用的綠電以及市場化交易的綠電，按照前文計算的行業(yè)配額總體平衡情況下的基準(zhǔn)值9.264tCO2e/tAl，只有當(dāng)鋁液交流電耗不大于12,950kWh/t時，才不會出現(xiàn)配額缺口。綜合愛澤咨詢數(shù)據(jù)和我們收集到的各省對電解鋁企業(yè)能耗情況的節(jié)能監(jiān)察結(jié)果，大約有13家電解鋁企業(yè)存在電耗優(yōu)勢，大概率不存在配額缺口。

3.4、碳排放管理下綠電的環(huán)境溢價將進(jìn)一步凸顯

我國綠色電力交易試點自2021年9月啟動，據(jù)北京電力交易中心統(tǒng)計，截至2023年3月，綠電交易成交電價普遍高于當(dāng)?shù)刂虚L期市場均價，溢價幅度大部分為20.53~105.52元/兆瓦時。分區(qū)域來看，綠電交易主要集中在國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)，2023年交易量明顯增長，漲幅約300%；2023年南方電網(wǎng)綠電交易量漲幅約超100%。綠電環(huán)境溢價方面，南方電網(wǎng)溢價整體較低，且歷史波動幅度較小，而國家電網(wǎng)綠電溢價波動較大。

對于電解鋁企業(yè)來說，在行業(yè)納入碳市場以后，勢必需要權(quán)衡綠電溢價成本與碳排放成本。從現(xiàn)階段的情況來看，如果下一履約周期配額依舊是全部免費分配，那么電解鋁企業(yè)需要的碳成本即為配額缺口部分。按照100元/噸的碳價計算，每噸火電鋁的配額缺口成本不超過30元，當(dāng)綠電溢價為6分/千瓦時時，碳成本與綠電溢價成本相當(dāng)。對于電解鋁主要產(chǎn)區(qū)，在現(xiàn)階段的綠電溢價水平下，電解鋁企業(yè)對綠電的需求將略強(qiáng)于對碳配額的需求。我們計算了在不同的電力排放因子和綠電溢價情況下，使得綠電溢價成本與碳排放成本相等的均衡碳價。在相同的綠電溢價水平下，隨著電力排放因子的下降，均衡碳價會逐漸上升。在電解鋁行業(yè)納入碳市場的情況下，碳市場與綠電市場的發(fā)展被更緊密的聯(lián)系起來。未來如果免費配額分配的比例逐漸降低，高排放企業(yè)所需承擔(dān)的碳成本或綠電成本將逐漸提高，屆時將充分激發(fā)企業(yè)的減排動力。

電解鋁行業(yè)展望

4.1、綠電鋁發(fā)展和評價現(xiàn)狀

自2017年我國確立了4,543萬噸產(chǎn)能天花板以來，電解鋁產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整，高能耗、高污染、高成本的電解鋁產(chǎn)能基本淘汰。燃煤自備電廠受到嚴(yán)格管制，電解鋁企業(yè)也不斷向清潔能源豐富的地區(qū)轉(zhuǎn)移，行業(yè)清潔能源占比不斷提高。

2023年我國電解鋁產(chǎn)量為4,159萬噸，根據(jù)2023年已公布的各省清潔能源比例來測算，我國2023年的原鋁產(chǎn)量中，綠電鋁占比22%，其中綠電鋁產(chǎn)量中水電鋁占比51.48%。截至2023年底，我國電解鋁清潔能源比例已經(jīng)增加至24.4%，按照清潔能源占比計算的綠電鋁產(chǎn)量約1,015萬噸。從地區(qū)分布來看，綠電鋁主要集中在水電資源豐富的西南地區(qū)，云南地區(qū)綠電鋁產(chǎn)量占全國的40%以上。

2023年6月，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會綠色產(chǎn)品評價中心啟動了綠電鋁評價工作，建立了目前我國最為規(guī)范綠電鋁評價體系。但是從評價細(xì)則來看，綠色產(chǎn)品評價中心制定的《綠電鋁評價及交易實施細(xì)則》與生態(tài)環(huán)境部制定的《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業(yè)》（征求意見稿）中對于“綠電”的界定存在較大的差異，“綠電鋁”的界定范圍更為寬松，被認(rèn)定為“綠電鋁”的產(chǎn)品并不一定能夠得到碳市場的認(rèn)可。但是“綠電鋁”評價可以作為目前電解鋁行業(yè)綠色發(fā)展情況的一個寫照。

截至2024年4月，共有33家企業(yè)獲得綠電鋁評價證書，累計核發(fā)評價證書53張，綠電產(chǎn)品評價總額度超過300萬噸。從地區(qū)分布來看，綠電鋁主要集中在云南省，有賴于其豐富的水電資源。從企業(yè)/集團(tuán)分布來看，云鋁股份、云南宏泰、云南神火排在前列。

我們從綠色產(chǎn)品評價中心了解到，在已參評的企業(yè)中，關(guān)于綠電消費證明材料，大部分企業(yè)提供了與發(fā)電公司或售電公司簽訂的雙邊交易購售電合同，少部分通過電力交易系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)或各省/自治區(qū)綠電比例來證明綠電消費量。但企業(yè)在選擇參評周期時有較大的靈活性，因此目前的累計核準(zhǔn)額度無法與全年的電解鋁產(chǎn)量進(jìn)行比較。未來，綠電鋁的評價標(biāo)準(zhǔn)可能也會隨著碳市場的發(fā)展而有所調(diào)整，尤其是依照各省/自治區(qū)綠電比例來計算綠電鋁額度的方式大概率會被取消，從而推動企業(yè)積極參與綠電交易。

4.2、電解鋁企業(yè)未來或向風(fēng)光資源豐富地區(qū)聚集

2017年以來，隨著電解鋁行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的推進(jìn)以及環(huán)保政策的實施，云南、青海、四川憑借電力結(jié)構(gòu)和電價優(yōu)勢吸引力大批電解鋁企業(yè)的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移，其中以云南為典型代表。2017年，云南印發(fā)《關(guān)于推動水電鋁材一體化發(fā)展的實施意見》，并開始從山東、河南、山西、甘肅等省份承接電解鋁產(chǎn)能。但隨著電解鋁、多晶硅等高能耗產(chǎn)業(yè)的引入，用電矛盾也在進(jìn)一步凸顯。

由于水電裝機(jī)占比大、水電豐多枯少的特性，云南在汛期曾存在較大的棄水壓力，“十二五”后期開始，用電量增長大幅低于預(yù)期，棄水矛盾日益突出，2016年棄水電量達(dá)到歷史最高值314億千瓦時。高耗能企業(yè)的聚集帶來的電力需求一定程度上緩解了豐水期的棄水壓力，但同時也增加了枯水期的用電矛盾。近年來，云南省內(nèi)用電量增速明顯高于發(fā)電量增速，且西電東送電量也有所下降，用電結(jié)構(gòu)由總體富余轉(zhuǎn)變?yōu)椤柏S平枯緊”，經(jīng)常出現(xiàn)枯水期限電限產(chǎn)的情況，工業(yè)企業(yè)受到明顯影響。

電力結(jié)構(gòu)靈活性方面，云南省火電裝機(jī)占比僅11%，首批抽水蓄能電站自2024年4月才開工建設(shè)，對電力供應(yīng)的調(diào)節(jié)能力不足，電力供需形式嚴(yán)峻。綜上，未來西南地區(qū)可能無法容納更多的高耗能企業(yè)，對電解鋁企業(yè)來說，電力穩(wěn)定性會對電解鋁的生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響，向風(fēng)光電資源豐富的地區(qū)聚集可能是更優(yōu)的選擇。

從資源稟賦來看，我國內(nèi)陸及沿海風(fēng)能資源豐富的地區(qū)包括內(nèi)蒙古、新疆、黑龍江和甘肅等地，太陽能資源豐富的區(qū)域主要集中在西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古和甘肅等地。綜合來看，內(nèi)蒙古、新疆和甘肅或許是電解鋁綠色轉(zhuǎn)型的較好選擇。

首先，從現(xiàn)有的建成產(chǎn)能分布來看，內(nèi)蒙古、新疆和甘肅集中了全國約40%的電解鋁產(chǎn)能，按照13,000kWh/t的電耗來計算，綠電需求量分別為860、800和400億千瓦時。2023年這三個地區(qū)非化石能源發(fā)電量分別為1,516、1,264和1,059億千瓦時，基本可以滿足其現(xiàn)有的電解鋁的綠色用電需求。根據(jù)地區(qū)規(guī)劃和相關(guān)部門預(yù)測，2025年，這三個地區(qū)的新能源發(fā)電量將超過6,000億千瓦時，如果全部用于綠電鋁生產(chǎn)，可以滿足我國幾乎全部的電解鋁產(chǎn)能用電需求。

其次，風(fēng)電和光伏也存在季節(jié)性波動的特點，但二者的季節(jié)性是互補(bǔ)的，整體的波動較小，此外，內(nèi)蒙古、新疆和甘肅本身擁有豐富的火電資源，尤其是內(nèi)蒙古還擁有極為豐富的煤炭資源。在其現(xiàn)有的發(fā)電結(jié)構(gòu)中，火電仍然是占比最大的電力來源，可以在風(fēng)光發(fā)電不足時發(fā)揮有效的調(diào)節(jié)作用，因此短期來看內(nèi)蒙古等地區(qū)的電解鋁企業(yè)幾乎不會受到能源方面的限制。

內(nèi)蒙古等地的電解鋁產(chǎn)能可以就地完成綠色轉(zhuǎn)型，而山東等地區(qū)的電解鋁企業(yè)則面臨著明顯的外遷壓力，目前當(dāng)?shù)劁X企基本都是依靠自備燃煤電廠來供給生產(chǎn)用電。盡管山東省也是光伏大省，2023年光伏裝機(jī)容量超5,600萬千瓦，居全國第一，但受到地形和人口密度的影響，其中七成以上為分布式光伏，且10千伏以上并網(wǎng)的分布式光伏只有400萬千瓦左右。分布式光伏面臨的并網(wǎng)難、消納難、易受天氣影響等問題使得其不能在短期內(nèi)為電解鋁企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)行有力托底。如果要在碳市場上獲得一定優(yōu)勢，山東電解鋁產(chǎn)能的向外轉(zhuǎn)移是必然的。

回顧近幾年的企業(yè)電解鋁產(chǎn)能轉(zhuǎn)移情況，以山東魏橋創(chuàng)業(yè)集團(tuán)為典型代表，其先后將203萬噸、192.86萬噸產(chǎn)能分別轉(zhuǎn)移至云南文山州（云南宏泰新型材料有限公司）和紅河州（云南宏合新型材料有限公司），在當(dāng)?shù)亻_展了兩個綠色鋁產(chǎn)業(yè)園區(qū)項目，前者已經(jīng)建成投產(chǎn)，產(chǎn)能正在逐漸轉(zhuǎn)移，后者也已經(jīng)步入了建設(shè)尾聲。兩個項目全部建成落地后，云南地區(qū)或許已經(jīng)無法再承接更多的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移。

綜合來看，目前山東、內(nèi)蒙古、新疆和云南這四個地區(qū)的電解鋁建成產(chǎn)能排在全國前列，其中，內(nèi)蒙古和新疆在未來可以逐漸將其現(xiàn)有的電解鋁產(chǎn)能就地轉(zhuǎn)化為綠電鋁，且有充足的容納新產(chǎn)能的空間，云南已經(jīng)無法容納更多的產(chǎn)能，而山東則面臨較大的產(chǎn)能外移壓力。對于河南、山西、陜西等電解鋁產(chǎn)能略少但可再生能源發(fā)電資源較為匱乏的地區(qū)，同樣存在一定的產(chǎn)能外移壓力。而在其他風(fēng)光資源較為豐富或產(chǎn)能極少的地區(qū)，現(xiàn)有的電解鋁產(chǎn)能則有就地進(jìn)行綠色轉(zhuǎn)化的潛力。

隨著國內(nèi)和國際社會對于產(chǎn)品含碳量的要求愈加嚴(yán)格，為維持產(chǎn)品競爭力和應(yīng)對國際綠色貿(mào)易壁壘，綠電鋁需求的將逐漸增長。而在鋁冶煉行業(yè)納入碳市場后，相關(guān)企業(yè)將面臨一定的風(fēng)險和收益，火電鋁將面臨成本和低碳價值的雙重劣勢，必須重視自身的能耗結(jié)構(gòu)優(yōu)化和生產(chǎn)工藝改進(jìn)，綠電鋁在越來越受到市場青睞的同時也會獲得碳市場上的額外收益。在此基礎(chǔ)上，綠電的環(huán)境價值也會得到更好的凸顯，有利于綠電交易活躍度的提升。但作為首批納入碳市場的工業(yè)行業(yè)，為保證履約工作的順利開展和平穩(wěn)運行，相關(guān)各方可能也面臨著一定的壓力。

風(fēng)險提示

全國碳市場擴(kuò)圍不及預(yù)期，配額供應(yīng)收緊程度不及預(yù)期等。