来源：华创证券研究
一"碳"究竟
碳中和产业链机会梳理
华创研究从实现碳达峰、碳中和的两条路径入手，详细梳理了碳达峰、碳中和带来的行业增量投资机会，推出研报《【华创环保公用联合行业】碳中和改变中国系列二：政策走向、产业影响、个股推荐全景图》。华创环保公用团队联合钢铁有色、能源化工、建筑建材、电新、交运、轻工、新能源车等行业，从碳约束和碳交易机制对各行业的影响入手，挖掘各行业供需格局和价格变化带来的投资机会。本篇为您精选报告第十章:碳中和下的煤炭化工行业。
碳中和下的煤炭化工行业
（一）煤化工相对油化工工厂环节碳排放更严重，全生命周期则排放相当
就化工行业而言，无机化工碳排放主要是化石能源燃烧所致，对此可通过加强电气化进程，随着大比例可再生能源电力系统的发展，终端系统以电力代替煤炭、石油等化石能源的直接利用，可有效减少终端部门乃至整个经济体系的CO2排放；有机化工是C-H反应，扣除化石能源的问题，工业过程的排放本质是碳转化率的问题，对此按照能源转型委员会的测算，预计到2050年化工原料中氢原料占比将大幅抬升。
1、煤化工：吨煤转化二氧化碳排放量约2t
化工三大原料中，煤炭是我国最为丰富的资源，为了降低对原油的依赖程度，以煤为原料的煤化工近十年发展较为迅速，特别是以煤制烯烃为代表的新型煤化工已成为油制工艺的有效补充。煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程，主要包括煤的气化、液化、干馏等。传统煤化工主要包括“煤-焦炭”、“煤-电石-PVC”、“煤-合成氨-尿素”三条产业路线。现代煤化工包括煤制油（含直接液化和间接液化）、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等。
煤化工中的碳排放分为燃料煤排放和原料煤排放，其中原料煤因为能部分固定进终端产品中，会相对燃料煤多出一部分碳减排的效应。根据韩红梅等人在《煤化工生产和消费过程的碳利用分析》中的对煤化工碳利用率的测算结果，按照公式碳利用率 =（主产品含碳 + 副产品含碳）/（原料煤含碳 + 燃料煤含碳）×100%，如图表4所示，煤化工生产过程较好利用了碳元素，以原料煤和燃料煤为基数，1/5~1/3 的碳进入了产品，生产单位产品的 CO2 排放值由于煤炭消耗量不同、产品含碳水平不同而存在较大差异。
根据转化公式，煤化工方式的CO2 排放值范围为吨煤 2.1 t/tce 到 2.5 t/tce。燃煤发电方式除灰渣残碳外的碳全部转化为 CO2，按吨标煤含 碳值 0.855 t、灰渣残碳率 2%计，理论上折转化单位煤炭的碳排放值为 3.1 t/tce ，即煤化工与燃煤发电相比，转化单位煤炭的碳排放强度降低 19%~32%。
2、油化工：吨油转化全生命周期二氧化碳排放量约2t
石油化工主要包括炼油和化工两部分，石油通过炼制生产成品油、芳烃化工品和烯烃化工品。按照吴明等人在《基于物质流和生命周期分析的石油行业碳排放》中的测算，1t原油生命周期的碳排放量为670kg（约折合 2.46t CO2），其中隐含碳排放量占总碳排放量的23%，炼化企业加工的燃料油消费所引起的碳排放占77%。隐含碳排放主要来自焦炭燃烧、天然气燃烧和所使用的电力的发电过程，分别占总量的25%、22%和21%。
（二）过剩+高能耗可能会是“碳约束”的关键领域
国家发改委政研室主任袁达日前在答记者问中提到，为了实现碳达峰、碳中和的目标，我们需要加快推动产业结构转型，大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能，严格控制高耗能行业新增产能。因此，高耗能、产能过剩、需求见顶的产业将最易受到冲击，从而实现以行业碳达峰、碳中和目标倒逼其转变传统发展道路，通过改进生产装备、技术形成绿色可持续发展的优化结构产业。
按照上海产业能效产能指南的统计，乙烯生产、轮胎生产和烧碱生产能耗问题都比较突出。同时，国家发改委在2019年发布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中提出，对石化化工行业的限制类设有13大类，其中涉及了乙烯、烧碱、轮胎、甲醇等高耗能产业。
1、黄磷：新增装置已经被限制
黄磷又称白磷，是一种用在化肥、农药等领域的工业原料。2020年黄磷产能为134万吨，虽然2013-2020年产能CAGR为（-4.26%），但其产能利用率始终不高于60%，产能过剩问题显著。2013年起黄磷消费量缓慢爬升，直至2018年后其需求开始疲软，2020年黄磷消费量为77.74万吨，2013-2020年消费量CAGR为4.04%。
黄磷主要用于制作热法磷酸和草甘膦，其中磷酸是制磷肥的主要原料，草甘膦则是一种除草剂，两者都与农业中的化肥、农药领域密切相关。考虑化肥及除草剂对农产品的伤害，我国开始限制其在农业生产中的使用，2015年农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》，2019年贵州省农业农村厅办公室发布了关于草甘膦等除草剂的专项整治通知。随着各项严格政策的出台，草甘膦和磷酸的消费量逐渐下降，近年来草甘膦的消费量甚至几近于零。因此，黄磷受下游需求情况影响，可见其需求量已经见顶，预计未来不会发生明显增加。
2、电石：下游技术路线存在转换空间，供应端可能受冲击
电石又称碳化钙，工业上主要运用于电石法（也成乙炔法）制作聚氯乙烯。我国电石行业在丰富的煤炭资源的支持下高速发展，产能持续攀升，直至2015年电石产能实现4805万吨，而产能利用率仅为54.69%，产能过剩问题严重。2014年起，我国开始逐渐加强对电石行业的管控，分别发布了多项针对优化电石产业结构的报告及指导意见，2016年电石产能实现零增长。经过多年的产业结构优化，电石产能过剩情况有所缓解，2020年产能实现4105万吨，2015-2020年产能CAGR为（-3.1%），同年产能利用率上升至67.18%，未来有望进一步提高。
电石的重要下游为PVC，近年来受PVC需求扩张带动，电石消费量略有反弹，2020年消费量为2746万吨，同比增长6.11%，2015-2020年CAGR为0.98%。然而，随着国家对电石法聚氯乙烯的政策控制，电石及电石法生产装置将受到许多限制，聚氯乙烯更多的生产方式将逐渐向乙烯法转换。
3、聚氯乙烯：电石法工艺受到限制
聚氯乙烯（简称PVC），是合成树脂中的重要品类，消费量位列五大通用树脂中的第三位，产量居首位，被广泛运用于建筑材料、工业制品、日用品、包装材料等领域。PVC生产工艺主要为电石法和乙烯法，其原材料分别为煤炭和原油。我国在“富煤贫油”的能源现状下，采用电石法的生产企业占总量的80%以上。
2019年PVC需求量达2027万吨，2016-2019年CAGR实现7.5%。PVC的下游主要由管材、型材、薄膜等建筑材料构成，少量用于制作革类用品，因此其需求情况与房地产行业息息相关。从长期来看，我国房地产行业处于下行低迷状态，预计未来难以对PVC的需求产生太大影响。
我国作为世界首位的PVC生产国和消费国，2010年PVC产能利用率仅为55.3%，产能明显过剩。在2015年底实行PVC行业供给侧改革，逐步淘汰了没有资源优势的地区企业后，我国PVC产能基本稳定维持在2400-2500万吨左右，2019年PVC产能为2518万吨，2016-2019年产能CAGR为2.68%，同年产能利用率为79.9%，产业结构优化目前取得了阶段性成果。由于电石法的生产过程中会排出大量粉尘、硫酸性废水等污染物，未来我国将继续限制电石法制PVC，在优化产业机构的同时鼓励企业转向污染更低的乙烯法制PVC。
4、甲醇：单位产值能耗最高的产品，过剩特征显著
甲醇是一种重要的有机原料，可用于制作烯烃、甲醛、醋酸等多种化工产品，其下游应用涉及化工、农业、医药等领域，同时甲醇还是性能优良的能源和车用燃料。由于甲醇拥有相当广泛的下游，加之石油资源的供需紧张，甲醇掺烧汽油等成为一种趋势，2013-2020年甲醇需求持续稳步上升，消费量CAGR实现9.4%。甲醇的下游消费刺激推动了近几年来我国甲醇产能快速扩张，2020年甲醇产能为9202万吨，2013-2020年CAGR达9.2%，而其产能利用率最高仅为2018年的65.17%，之后开始下滑，2020年减少至59.16%，产能明显过剩。
我国80%以上的甲醇产能来自于煤制甲醇，而煤制甲醇是高耗能、高污染产业，在其生产过程中，原料煤的消耗量1.2~5.2t煤/t甲醇，电耗200~7500kWh/t甲醇，新鲜水1.0~50.0t水/t甲醇，同时产出气体污染物粉尘、SO2、CO 等，水污染物COD、氨氮、氰化物、硫化物等，固体废物废催化剂、煤渣、飞灰等。为了缓解产能过剩及污染问题，我国对煤制甲醇进行严格管控，迫使更多产能转向天然气制甲醇和焦炉气制甲醇。
天然气制甲醇与焦炉气制甲醇是更加绿色清洁的制甲醇工艺，有助于甲醇产业的未来长期发展。张玉磊在《浅析天然气发展对环境的影响》一文中提到，天然气在燃烧过程中所排放的污染物只有煤碳和石油的十分之几甚至千分之几；吴立涛于《焦炉气制甲醇对周围环境的影响研究》中指出，焦炉气制备甲醇项目已经被公认为是一项环境保护工程，既可以解决焦炉气的乱排乱放问题，又实现了变废为宝。若将全国每年排空浪费的约350×108 /a焦炉煤气全用于制造甲醇，可产甲醇1600×104t/a。
5、烧碱：循环利用项目之外限制新建产能
氢氧化钠也称烧碱，外观呈无色透明晶体，可用于日常生活、工业制品、污水处理等领域，用途非常广泛。工业上常以原盐为原料，使用电解法生产烧碱，同时其也是PVC生产流程中所产生的共生品。电解法可分为隔膜电解法和离子膜交换法，国内采用工艺主要以后者为主，离子膜交换法的成品为离子膜固体烧碱。
2010-2019年，我国烧碱表观消费量总体稳定增长，2019年消费量实现3357万吨，年复合增长率达到6.31%，但自2015年起需求增长趋势开始放缓，近五年同比增速平均仅为2.5%。2010-2019年烧碱产能持续扩张，2019年分别达到4380万吨，年复合增长率为4.21%。烧碱的产能利用率上升至2016年达到峰值83.24%，随后开始缓慢下降，2019年产能利用率为79.09%。未来我国将继续收紧环保政策以控制烧碱产能的扩张，并限制新建除废盐综合利用的离子膜烧碱装置外的烧碱生产装置。
6、纯碱：属于地产产业链品种，需求展望偏于谨慎
纯碱也叫碳酸钠，是一种无机工业原料，主要用于平板玻璃、日用玻璃等制作玻璃制品。纯碱可由四种途径获取，分别是联碱法、氨碱法制取，以及井下循环制碱和直接获取天然碱，其中联碱法和氨碱法的生产过程中都会产生大量的三废，而井下循环制碱是一种更为清洁的新工艺，以纯碱生产排放的废液代替清水注井化盐生产氯化钠和氯化钙，从而实现循环生产。
烧碱产能持续缓慢增加，2020年产能为3327万吨，2016-2020年产能年复合增长率实现2%，然而其产能利用率却持续下降，2020年产能利用率为76.8%，较2016年减少了6.5pct。同时，纯碱最主要的下游为玻璃，其需求情况与房地产业高度相关，纯碱的需求基本维持在2300-2600万吨/年，2020年纯碱消费量为2453万吨，2016-2020年消费量CAGR仅为0.8%。未来我国将限制除井下循环制碱和天然碱之外的新增产能，在环保转型的同时控制产能扩张。
7、钛白粉：硫酸法工艺受限制，氯化法工艺待推广
钛白粉又名二氧化钛（TiO2），是一种十分稳定的白色无机颜料，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，约占全部白色颜料使用量的80%。当前钛白粉的生产工艺主要有两种：硫酸法和氯化法。氯化法相对硫酸法是更为环保清洁的工艺，且其产出的钛白粉纯度更高，性能更好，世界钛白粉生产总量中约一半为氯化法产品，国际上主要的钛白粉生产厂商基本都采用氯化法。
我国钛白粉产能规模近十年仍保持较高增速，2013-2020年我国钛白粉年产能从318万吨上升到423万吨，年复合增长率达到4.2%。2015年后我国实施了更为严格的环保政策，对硫酸法钛白粉进行严格控制，部分小型钛白粉和不具备污染处理能力的生产企业被迫关停，部分大型生产厂家开始向对环境污染更少、产品质量更好的氯化法生产钛白粉工艺转型，结构性过剩的现象得到缓解，2020年钛白粉产能利用率实现78.64%，较2013年提升了10pct。
近年来钛白粉需求基本维持稳定，2020年消费量为228万吨，2013-2020年年复合增长率仅2.1%。我国钛白粉最大的消费市场是涂料行业，涂料作为一种中间商品，其景气度与下游汽车工业，房地产，基础建设和家居业等终端消费市场密切相关。长期来看，我国房地产及汽车需求量都处于下行低迷状态，预计未来难以对钛白粉的需求量产生大力拉动。同时，国内硫酸法产能占比目前仍为80%以上，限制硫酸法钛白粉的政策将继续驱动该产业结构向更合理的方向前进。
8、染料：产能充裕，长期需求增速展望偏于谨慎
染料是指能使纤维织物或其他物质染成鲜艳而坚固的颜色的物质。根据染料性质及应用方法，可将染料分为分散染料、活性染料、硫化染料、还原染料、酸性染料、直接染料等细分类别。分散染料是所有染料中的产量最大的细分品类，其次为活性染料。
我国染料产量从2011年的77.2万吨增长到2017年的99.2万吨，CAGR不足5%，已从快速扩张阶段过渡为平稳增长。2018年受许多企业因生产违规整改以及下游印染行业的环保问题影响，染料行业产销暗淡，2019年3月江苏盐城爆炸为有效产能的恢复又蒙上一层阴影，响水化工园区永久关停，多家染料公司受波及，2019年染料产量仅79万吨，同比下滑2.83%。从需求来看，染料消费量增速逐渐变缓，2011-2019年CAGR仅为1%，并且受纺织产业逐渐向东南亚转移及后疫情影响，预计中长期内染料行业的需求将有一定压力。
（三）受益标的梳理
基本可以沿着我们梳理出来的细分赛道筛选标的，其中行业龙头为最佳，综合考虑估值安全边际和景气度方向，我们重点推荐中泰化学、龙蟒佰利、合盛硅业和浙江龙盛。
1、中泰化学：剥离贸易业务优化资产，主业景气度大幅回升
公司贸易业务剥离，将低毛利贸易业务从利润表部分剥离，显著改善利润表质量。在主业层面，电石、PVC供应端预计会受到“碳约束”，PVC需求端在地产韧性和替代其他材料的进程中维持中高增速，景气度持续改善；烧碱供应端受到环保和产业调整目录限制，需求端下游氧化铝有望在低库存下景气度恢复。粘胶供应端开始去化，需求端跟随纺织服装行业复苏，价格预计会持续上行。在公司层面，公司深度一体化使得主业产品相对各细分龙头企业存在明显盈利优势，且成本端能保持相对稳定，能深度受益于行业回暖。
我们假设公司产能和产量保持相对稳定，假设PVC、烧碱、粘胶、纱线景气度均见底回升，2021年不含税均价依次为假设为7100元/吨、2460元/吨、粘胶短纤12500元/吨和16170元/吨，对应2020-2022年归母净利润预2亿元、32亿元和31 亿元，对应 EPS 依次为 0.09、1.47和1.45元/股。按照2022年业绩给予10倍PE，给予目标价14.5元/股。
2、龙蟒佰利：氯化法先发优势突出，有望成为钛白粉赛道的终极玩家
成本端，全球钛矿在储量、产量、品味三重下滑的压力下，自2019年出现明显的供需缺口，推动钛矿价格持续抬升。需求端，国内竣工周期内强钛白粉需求+海外钛白粉需求持续回暖促使我国钛白粉出口需求旺盛，钛白粉工厂库存已经降至低位，价格淡季持续抬升。氯化法工艺存在海外技术垄断和工艺所需高端钛料相对缺乏的问题，不少企业不具备建设条件，而龙蟒佰利具有德国钛康（全球唯一有技术但不生产钛白粉的企业）氯化法工艺5年独家授权+自备高端钛料产线，先发优势突出。我们认为，钛白粉产业链价格或将在相当长的时间内易涨难跌，具备资源优势的企业将走出现金流与资本开支的正循环，在价格弹性和五年技术保护时间窗口下有望走出高速扩张行情。
我们假设公司2022年钛精矿产能140万吨，钛渣83万吨，氯化法钛白粉产能60万吨，硫酸法钛白粉57万吨，铁矿石500万吨，含税价格假设钛精矿为1500元/吨、钛渣6800元/吨和钛白粉18000元/吨。测算得出2020-2022年盈利预测为27亿元、43亿元和55亿元，对应EPS依次为1.35元/股、2.11元/股和2.70元/股。考虑到钛白粉作为千亿级赛道，公司具备技术+资源的双重壁垒，按照20倍P给予54.0元/股的目标价。
3、合盛硅业：工业硅预计难再新增产能，区位优势预计日渐凸显
合盛硅业是兼备贝塔和阿尔法属性的硅产业龙头企业，当前工业硅处于周期底部景气度回升阶段，下游需求在光伏产业高速成长+合金消费增速转正+有机硅产能密集投产的情况下大幅改善，有机硅需求则维持10%增速，叠加疫情后海内外共振复苏，工业硅和有机硅价已经回升至历史高位，公司业绩可迎来价量齐升。另外公司凭借新疆云南单向入场的政策性机遇大举扩张，21年有望工业硅和有机硅新投产40万吨/年和80万吨/年，凭规模优势和一体化带来的成本护城河，长期看好公司市场份额的提升，合盛有望成为绝对龙头。
假设公司有机硅和工业硅的产能如期投放，有机硅和工业硅含税年均价依次为为20000元/吨和13000元/吨，预计2020-2022年归母净利润预11亿元、25亿元和32 亿元，对应 EPS 依次为 1.12、2.68和3.37元/股，按照2022年业绩给予20倍PE，首次覆盖给予“强推”评级，给予 67.40元/股的目标价。
4、浙江龙盛：景气度回升，长尾企业可能面临“碳约束”
公司在核心中间体上一家独大，凭借德司达的高端染料+国内中端染料对下游客户形成全覆盖，在下游集中度提升的趋势中，公司染料市占率有望持续提升。当下，下游纺织品已经处于周期底部，料未来疫苗投放后海外需求逐步复苏，有望使得整个纺织化纤染料产业链受益。
假设是间酸、H酸和对位脂产能于2020年Q4正常生产，还原物与间氨基苯酚于2021年投产。公司原有染料和中间体价格整体相对2019年平稳运行。在该假设下，公司2020-2022 年归母净利润预计依次为46亿元、55亿元和59亿元。
风险提示：碳中和政策推进不及预期；宏观经济极端情况；行业竞争加剧。
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