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1、 雙碳目標下我國貨運需求變化以及對二氧雙碳目標下我國貨運需求變化以及對二氧化碳與大氣污染物排放影響的研究化碳與大氣污染物排放影響的研究 Change of Freight Demand in China and its Impact on Carbon Dioxide and Air Pollutants Emissions Under Carbon Peak and Neutrality Goals 生態環境部環境規劃院生態環境部環境規劃院 2022 年年 12 月月 28 日日 Chinese Academy of Environmental Planning December 28,20
2、22 關于作者關于作者 呂晨 生態環境部環境規劃院 碳達峰碳中和研究中心 雷宇 生態環境部環境規劃院 碳達峰碳中和研究中心 蔡博峰 生態環境部環境規劃院 碳達峰碳中和研究中心 張立 生態環境部環境規劃院 碳達峰碳中和研究中心 朱淑瑛 北京化工大學 任家琪 北京師范大學 About the author Chen Lyu Center for Carbon Neutrality,Chinese Academy of Environmental Planning Yu Lei Center for Carbon Neutrality,Chinese Academy of Environmental
3、 Planning Bofeng Cai Center for Carbon Neutrality,Chinese Academy of Environmental Planning Li Zhang Center for Carbon Neutrality,Chinese Academy of Environmental Planning Shuying Zhu Beijing University of Chemical Technology Jiaqi Ren Beijing Normal University 致謝致謝 本研究由生態環境部環境規劃院統籌撰寫,由能源基金會提供資金支持。A
4、cknowledgement This report is a product of Chinese Academy of Environmental Planning and is funded by Energy Foundation China.免責聲明免責聲明 若無特別聲明,報告中陳述的觀點僅代表作者個人意見,不代表能源基金會的觀點。能源基金會不保證本報告中信息及數據的準確性,不對任何人使用本報告引起的后果承擔責任。凡提及某些公司、產品及服務時,并不意味著它們已為能源基金會所認可或推薦,或優于未提及的其他類似公司、產品及服務。Disclaimer Unless otherwise sp
5、ecified,the views expressed in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of Energy Foundation China.Energy Foundation China does not guarantee the accuracy of the information and data included in this report and will not be responsible for any liabilities result
6、ing from or related to using this report by any third party.The mention of specific companies,products and services does not imply that they are endorsed or recommended by Energy Foundation China in preference to others of a similar nature that are not mentioned.1 目錄 一、研究背景與內容.2 1.1 研究背景.2 1.2 研究內容.
7、4 二、貨運發展分析.4 2.1 發達國家貨運發展趨勢.4 2.2 中國貨運發展趨勢.9 三、研究方法.15 3.1 貨運需求預測方法綜述.15 3.2 基于行業的貨運需求預測方法.17 3.3 研究范圍.19 3.4 排放量核算方法.27 四、重點行業分析.30 4.1 行業發展現狀.30 4.2 貨物運輸現狀.50 4.3 貨運量變化影響因素分析.60 4.4 重點行業產品產量預測方法.67 五、貨運需求預測.71 5.1 宏觀社會經濟發展預測.71 5.2 重點行業發展趨勢與貨運需求預測.74 六、排放影響分析.102 6.1 全社會貨運量預測.102 6.2 貨運周轉量預測.104 6
8、.3 排放影響分析.107 七、政策建議.109 參考文獻.112 2 一、一、研究研究背景背景與內容與內容 1.1 研究背景研究背景 中國中國貨運貨運需求需求在過去二十年間在過去二十年間迅速迅速增長增長,公鐵水航公鐵水航不同不同運輸方式全面發展運輸方式全面發展。交通運輸是國民經濟中具有基礎性、先導性、戰略性的產業,是重要的服務性行業和現代化經濟體系的重要組成部分。近二十年間中國貨運需求不斷增長,貨運產業高速發展,貨運能力不斷提升。2020 年全國營業性貨運量達 473 億噸,與2000 年的 139 億噸相比,增幅超過 240%1。公鐵水航不同運輸方式全面發展,交通基礎設施戰略支撐能力不斷增
9、強。2020 年全國公路營運載貨汽車保有量超過 1110 萬輛、公路里程達到 520 萬公里,分別是 2000 年的 2.3 倍和 3.1 倍,高速公路對 20 萬人口以上城市覆蓋率超過 98%,公路貨運量在全國貨運總量中的占比持續在 75%以上,“門到門”優勢凸顯。全國內河航道通航里程 12.8 萬公里,擁有生產用碼頭泊位 20867 個,萬噸級及以上泊位 2659 個,初步形成了長三角、津冀、粵港澳等世界級港口群。全國擁有運輸船舶 12.6 萬艘、凈載重量 2.84 億噸、集裝箱箱位 288.4 萬標準箱。全球港口貨物吞吐量、集裝箱吞吐量前 10 名的港口中,中國分別占 8 席和 7 席,
10、水運運力規模和結構不斷優化提升,已成為世界上具有重要影響力的水運大國。全國鐵路營業里程達 15 萬公里,其中高鐵4 萬公里,鐵路已經覆蓋了全國 81%的縣,高鐵通達 93%的 50 萬人口以上城市,基本形成了布局合理、覆蓋廣泛、層次分明、安全高效的鐵路運輸網絡。民航運輸規??焖僭鲩L,截至 2020 年底,我國境內運輸機場 241 個,全國民航運輸機場完成貨郵吞吐量 1607 萬噸,航空服務網絡覆蓋全國 92%的地級行政單元、88%的人口和 93%的經濟總量2。交通交通運輸成為運輸成為二氧化碳與大氣污染物排放的二氧化碳與大氣污染物排放的主要貢獻者主要貢獻者。以柴油、汽油、航空煤油等化石燃料為主體
11、的交通工具不可避免的造成大量二氧化碳與大氣污染物排放。2019 年我國交通二氧化碳(CO2)排放量為 11.57 億噸,在全國能源活動 CO2排放量中的占比超過 11%。其中,乘用車 3.67 億噸、商用車 5.86 億噸、摩托車 0.25 億噸、水運 0.74 億噸、航空 0.93 億噸、鐵路 0.10 億噸。分別占交通排放總量的 31.7%、50.7%、2.2%、6.4%、8.1%和 0.9%。公路排放約占總排放量 3 的 84.6%,是交通領域最大的排放源,以貨運為主的商用車排放占比較高。受疫情影響,2020 年全國交通 CO2排放下降至 10.8 億噸,在全國能源活動碳排放總量中的占比
12、仍在 10%以上。與此同時,移動源污染已成為我國大中城市空氣污染的重要來源,是造成細顆粒物、光化學煙霧污染的重要原因,機動車污染防治的緊迫性日益凸顯。2020 年,全國機動車一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)排放量分別為 769.7 萬噸、190.2 萬噸、626.3 萬噸和 6.8 萬噸。汽車是污染物排放總量的主要貢獻者,其排放的 CO、HC、NOx和 PM 超過 90%。以貨運為主的柴油車 NOx 排放量超過汽車排放總量的 80%,PM 超過 90%3。交通運輸尤其是貨運已成為推進減污降碳協同增效的重點領域4。工業化進入中后期,經濟由高速增長轉向高質量
13、發展工業化進入中后期,經濟由高速增長轉向高質量發展。過去二十年間中國經濟高速增長,“十五”時期(20012005 年)、“十一五”時期(20062010 年),“十二五”時期(20112015 年)和“十三五”時期(20162020 年)GDP 年均增速分別為 9.8%、11.2%、7.9%和 5.7%,中國經濟社會發展成效顯著,經濟總體實現了規劃期保持中高速增長的目標。2020 年 GDP 總量達到 101.6 萬億元,是2010 年的 2.4 倍,人均國內生產總值突破 1 萬美元。經濟高速增長的同時也拉動全國貨運需求持續增長,“十五”期間貨運量年均增速為 6.5%,“十一五”期間年均增速達
14、到 11.7%的最高值。隨著中國經濟發展進入新常態,經濟由高速增長向高質量發展轉變,經濟增速明顯放緩。與此同時,隨著工業化進入中后期,第二產業增加值占 GDP 比重由 2001 年的 45%下降至 2020 年 38%,第三產業成為經濟發展新的驅動力。貨運需求的增長速度也相應放緩,“十二五”期間和“十三五”期間貨運量年均增速下降至 5.4%和 2.7%,遠低于 20012010 年?!半p碳”戰略目標“雙碳”戰略目標影響影響大宗商品大宗商品貨運貨運需求需求。2020 年 9 月 22 日,中國宣布將力爭于 2030 年前實現碳達峰,努力爭取 2060 年前實現碳中和?!半p碳”戰略目標既是中國對國
15、際社會的莊嚴承諾,也是推動高質量發展的內在要求。對于中國來說,實現“雙碳”目標要付出比發達國家更加艱辛的努力,從碳達峰到碳中和的時間僅有 30 年左右,遠低于歐盟、美國的約 67 年和 43 年,而且峰值水平是歐盟的 2.71 倍,美國的 2.07 倍,面臨著比發達國家時間更緊、幅度更大、前所 4 未有的碳減排?!半p碳”目標下整個經濟社會發展方式將發生變革,對于工業影響尤為顯著。電力、鋼鐵、水泥等傳統的高能耗、高排放工業行業發展空間進一步收緊,不僅行業自身能源結構、產業結構、原料構成、生產方式、進出口貿易等將面臨全面調整,對于燃料、原材料、工業產品、固體廢物等上下游貨運需求也將產生顯著影響,并
16、進一步影響交通運輸領域能耗與排放狀況。1.2 研究內容研究內容 本研究以中國社會經濟穩步高質量發展為背景,以 2030 年前實現碳達峰、2035 年實現美麗中國建設目標、2060 年實現碳中和為約束。以煤炭、焦炭、鐵礦石、石灰石等大宗商品為研究對象,通過預測“雙碳”目標下未來重點行業發展趨勢,結合使用減量、效率減量、替代減量等因素,分析未來中國大宗商品貨運需求變化,評估由于貨運需求變化對于二氧化碳及大氣污染物排放的影響,提出推動貨運綠色低碳發展的關鍵舉措與政策建議。二、二、貨運貨運發展發展分析分析 2.1 發達國家貨運發展發達國家貨運發展趨勢趨勢 經濟轉型可以分為制度轉型和結構轉型,經濟轉型往
17、往會對下游貨運產生重要影響。從歷史變化情況來看,發達國家經濟轉型與貨運需求之間呈現相似規律。在工業化初期,對煤炭、石油、鋼鐵、水泥、等大宗商品的運輸需求大,同時鐵路和水路發展迅速;隨著工業化進程的推進,國民經濟增長對于第二產業的依賴程度逐漸降低,大宗商品運量逐漸達峰,鐵路和水路貨運量增長放緩,公路貨運量增長迅速;隨著工業化進一步發展和現代化能力的加強,發達國家生產結構由資源密集型向勞動密集型、資本密集型和知識技術密集型產業轉變,傳統制造業外遷,對大宗原材料、燃料的運輸需求逐步縮小,對于高時效、高附加值、小型化、輕量化商品的運輸需求逐漸增加,對貨物的運輸提出了迅速、高校、方便、安全、門到門等更高
18、的質量要求,運輸方式趨于功能化與多樣化5-7。從能耗與排放角度來看,發達國家在全國碳排放總量達到峰值后,電力生產與熱力供應、工業、制造業各部門碳排放量整體均有下降趨勢,而交通領域尤其是貨運部門碳排 5 放量和能耗總量仍長期維持在較高水平并有上升趨勢,交通碳排放的占比達到全國碳排放總量的 25%30%,逐漸形成與工業、建筑對碳排放的貢獻率逐漸接近。2.1.1 美國美國 美國的制造業經歷了從基礎原材料制造業到加工制造業再到高端制造業的變革。二戰后的十年,鋼鐵是美國制造業的主導行業,隨后近三十年間機械和汽車成為美國主導行業。1980 年以來,美國制造業重點轉向以信息技術、生物醫藥為代表的高新技術產業
19、,向著高端化、精細化和小型化的方向發展,計算機和電子產品占據美國制造業的主導地位。美國逐漸成為以金融業和高端服務業為支柱產業的國家,制造業占 GDP 的比重持續下降,傳統制造業大量外遷,鋼鐵、汽車、化工等產業衰落,導致美國出現嚴重的產業空心化8。2008 年金融危機爆發后,為重新提高制造業的國際競爭力,美國開始推行再工業化政策,通過政府的幫助來實現舊工業部門的復興、現代化,并鼓勵新興工業部門的增長9。二戰后制造業的發展極大提高了美國運輸需求,20 世紀 80 年代以后,隨著經濟結構持續調整,去工業化以及低端制造業向著第三世界國家轉移,運輸需求由大宗工業原材料、農產品轉向價值量更高的制造業產品和
20、消費品。用戶對運輸服務質量更加關注,公路卡車運輸由于時效性高、可靠性強,并且更加適應小批量的貨物的門對門運輸,在此階段迅速發展。從全國貨運總量來看,美國貨運量在 19972007 年間持續上升,并于 2007 年達到階段性峰值。由于受到融危機的影響,20072012 年間貨運量持續下降,2012 年貨運量較 2007 年下降約 10%,2012 至今貨運量重新上升,貨運價值量逐漸增長。2020 年 9 月,美國運輸部頒布國家貨運戰略規劃(National Freight Strategic Plan),綜合評估貨運系統現狀表現和發展制約,明確目標并提出戰略任務,旨在改善美國的貨運系統,強化安全
21、可靠的供應鏈,增強美國的經濟競爭力。國家貨運戰略規劃分析美國的人口和經濟正穩步增長,促進了貨運需求的增加,預計 20222050 年美國貨運需求將以年均約 1.2%的增速持續增長,民航貨運量增長最快,公路次之,管道、鐵路和水運略有增長10,11。從運輸方式來看,公路是 750 英里以內首選的貨運方式,運輸方式以卡車為主;鐵路是 7502000 英里主要的貨運方式,主要運輸煤炭、6 化工、農產品等大宗物資,鐵路集裝箱貨運量快速增長;內河和沿海主要承擔煤炭、原油和糧食等大宗商品及農用物資運輸;民航主要承擔高附加值遠距離貨運,樞紐化特征明顯;管道主要運輸原油、成品油和天然氣制品等,是液體、氣體能源的
22、主要運輸方式,2018 年美國煉油廠原油的管道集運比例約為 84%,天然氣主要通過管道輸送至加拿大和墨西哥。美國的交通部統計局(Bureau of Transportation Statistics,以下簡稱 BTS)統計數據始于 1997 年,調查約 10 萬家機構,覆蓋采礦業,制造業,批發貿易,輔助設備(如倉庫和配送中心),零售和服務貿易等行業。調查結果顯示,2018 年美國砂石、礦石、煤炭、石油天然氣、糧食食品等大宗貨物約占全社會貨運量的 65%以上,占全社會貨物價值量的25.8%;電子產品、機動車、混合貨物(食品為主)、汽油和機械等相對高價值貨物占據全社會貨運量的 30%以上,占全社會
23、貨物價值量的 58%;另外,國際貿易貨運是貨運系統的重要組成部分,進出口貨運量約占全社會貨運量的 18%。從碳排放變化來看,美國 CO2排放在 2007 年達到約 56.9 億噸的峰值,隨后逐年下降。交通運輸一直是美國第二大排放部門,對碳排放總量的貢獻率僅次于電力生產與熱力供應部門。如圖 1 所示,美國交通 CO2排放量在 2007 年達到約18.1 億噸的階段峰值12,20082012 年間受貨運量下降的影響交通 CO2排放量同樣小幅下降,2012 年后交通碳排放量出現反彈并持續增長,且隨著其他部門排放量下降,交通在全國碳排放總量中的占比持續提高。2019 年交通 CO2排放占比達到 37%
24、,超越電力生產與熱力供應部門成為美國最大的 CO2排放部門??ㄜ嚨呐欧咆暙I率最高,其次是管道運輸。在美國碳達峰后,電力熱力生產、工業、居民生活等部門碳排放量均達到平臺期或逐漸下降,交通排放量則持續增長,逐漸成為最大的排放源。一方面,美國通過發展先進技術,不斷改善相關燃料技術與效率,減少單位燃料碳排放,另一方面,美國也通過對重點領域(卡車)相關政策的制定來降低交通碳排放13-16。7 圖 1 19902019 年美國碳排放總量與交通碳排放量 注:數據來源于國際能源署(IEA)2.1.2 日本日本 第二次世界大戰后日本經濟受到重創,資源匱乏,在美國政府的扶持下,日本進行了大規模重建工作,政策投資向
25、鋼鐵和煤炭產業傾斜,鋼鐵與煤炭行業迅速發展的同時帶動其他產業發展。20 世紀 5070 年代,日本經濟飛速增長,成為全球第二大經濟體,這一時期日本大力發展鋼鐵、造船、化學、電力、金屬等以原材料為基礎的重工業,這些產業不僅幫助日本經濟迅速恢復,也為日本完成工業化進程夯實了基礎。在經濟高速增長期,日本政府及民間的設備投資迅速擴大,投資主要集中在鋼鐵、機械、電力、石油化學等基礎工業部門17。19731979年間,石油危機使日本以重化學工業為支柱的產業結構發生變化,日本開始減少鋼鐵、石化、水泥等部門的生產,大力發展加工組裝型和知識密集型產業,二十世紀 80 年代末至二十一世紀初,泡沫經濟崩潰對日本產業
26、發展給予沉重打擊,同時也促使日本經濟轉型。2000 年后汽車產業、通信業、信息服務業成為日本經濟發展的重要支柱,第一產業進一步萎縮,第二產業中家電、機械等行業大都陷于停滯,只有汽車行業、零配件等少數制造業呈現增長勢頭,第三產業高速發展,占生產總值 75%以上。日本是亞洲第一個成功完成工業化并建立完善的現代綜合交通網的國家。為0102030405060199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019CO2排
27、放量(億噸)排放總量交通排放量 8 解決運力不足問題,日本先后五次制定的“全國綜合開發計劃”中,交通基礎設施的建設始終占據重要地位18。20 世紀 5070 年代,日本進行了大規模的高速公路網和新干線高速鐵路網的建設,運輸基礎設施的供給短缺問題得以基本解決。經過 20 世紀 70 年代的兩次“石油危機”后,日本逐步推進運輸結構轉型,將過分依賴公路運輸的狀況向發展沿海運輸的轉移。從貨運量來看,如圖 2 所示,日本貨運量在 2005 年后整體下降,2008、2009 年受全球金融危機影響貨運量下降明顯,2010 年后出現反彈,之后各年份貨運量在 4749 億噸之間波動。公路是日本貨運的主要方式,水
28、運次之,鐵路在貨運經濟性上并無優勢占比較低,民航貨運量近年來持續增加,但占比較低。從碳排放變化來看,日本 CO2排放在 2013 年達到約 12.4 億噸的峰值,隨后逐年下降。交通運輸在 1997 年前后超過工業成為日本第二大排放部門。如圖 3所示,日本交通 CO2排放量在 2001 年前后達到約 2.64 億噸的峰值12,此后整體呈現下降趨勢,2020年交通CO2排放量為1.8億噸,約占全國碳排放總量的18%。圖 2 20052019 年日本貨運量變化趨勢 注:數據來源于國際能源署(IEA)01020304050602005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 201
29、2 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019貨運量(億噸)公路鐵路水運民航 9 圖 3 19902019 年日本碳排放總量與交通碳排放量 注:數據來源于國際能源署(IEA)2.2 中國中國貨運發展趨勢貨運發展趨勢 2.4.1 貨運規模貨運規模 過去二十年間,中國貨運產業發展迅速,貨運量持續增長。20012018 年間,全社會貨運量以年均 8%的增長率高速增長,2019 年由于統計口徑的變更1,貨運量出現小幅下降。2020 年全國貨運量為 473 億噸,較 2001 年增長 333 億噸,同比增長約 237%。貨運量變化與全國經濟增長展現出較強的相關性。如圖 4 所示
30、,進入二十世紀后,中國經濟高速發展,“十五”時期 GDP 年均增速達 9.8%,貨運量年均增速為 6.5%;“十一五”時期 GDP 年均增速 11.2%,貨運量年均增速則達到歷史最高的 11.7%;“十二五”、“十三五”時期中國逐步從工業化階段向工業化中后期階段過渡,經濟發展方式由高速發展轉向高質量發展,GDP 增速放緩,貨運量增速則呈現階梯下降。如圖 5 所示,2020 年,公路、水路、鐵路、航空和管道貨運量分別為 342.6、76.2、45.5、0.1 和 8.6 億噸,占比分別為 72.4%、1 按照交通運輸部辦公廳關于取消總質量 4.5 噸及以下普通貨運車輛道路運輸證和駕駛員從業資格證
31、的通知(交辦運函20182052 號),2019 年 1 月 1 日起各地交通運輸管理部門不再為總質量 4.5 噸及以下普通貨運車輛配發道路運輸證,貨運車輛數相應同比下降。02468101214199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019CO2排放量(億噸)排放總量交通排放量 10 16.1%、9.6%、0.1%和 1.8%。公路是中國首要的貨運方式,近二十年公路貨運量持續增長且在全國貨運量中的占比一
32、直在 72%以上,2012 年達到 78%的歷史最高值,近年來隨著“公轉鐵”、“公轉水”等貨運結構調整政策的推進,公路貨運量仍然增長但占比下降;水路貨運量僅次于公路,水路貨運量所占比重由 2001年的 9%增長至 2021 年的 16%,呈現持續增長態勢;本世紀初期,由于公路運輸欠發達,鐵路貨運量占比在 14%左右,隨著中國高速路網逐步完善,貨運車輛保有量持續增長,鐵路貨運量雖繼續增長,但占比整體下降。近年來高鐵的迅速發展,“八縱八橫”高鐵網逐步貫通,鐵路貨運量占比呈現反彈勢頭;管道運輸廣泛用于石油、天然氣的長距離運輸,在貨運量中的占比穩定在 1.4%2%;航空貨運以運輸長距離、高附加值、高時
33、效性、輕重量的貨物為主,近年來隨著網購快遞商品的興起,航空快運得以迅速發展。圖 4 20012021 年中國貨運量增速與 GDP 增速變化 注:數據來源于國家統計局 -10%-5%0%5%10%15%20%200120052010201520202021貨運量增速GDP增速 11 圖 5 20012020 年中國貨運量變化趨勢 注:數據來源于國家統計局 2.4.2 貨貨運運距離距離 如圖 6 所示,中國貨物運輸平均運距整體呈增長趨勢,19902007 年間平均運距年增長率為 3.1%,由 1990 年的 270km 上升至 2007 年 446km。2007 年后小幅下降,20072020 年
34、全國貨物平均運距在 397438km 之間波動,2020 年全國貨物運輸平均運距為 428km。不同運輸方式之間運距差別明顯,公路平均運距在2013年前持續增長,之后在 174184km 間波動,2020 年公路平均運距為 176km,在各種運輸方式中運距最短;鐵路平均運距在 2008 年前持續增長,之后整體下降,2020 年鐵路平均運距為 670km。如圖 7 所示,焦炭、鋼鐵及有色金屬、石油的鐵路運距相對較長,礦建材料、水泥運距相對較短。水路運距自 2007 年后明顯下降,20082020 年間在 13901806km 之間波動,2020 年水路貨運平均運距為 1390km;航空貨運距離呈
35、現明顯增長趨勢,2020 年航空貨運平均運距達到3550km,充分發揮遠距離運輸的優勢。01002003004005006002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021貨運量/億噸鐵路貨運量公路貨運量水運貨運量民用航空貨運量管道貨運量 12 圖 6 19802020 年中國公鐵水航管道貨物運輸平均運距 注:數據來源于國家統計局 圖 7 20002020 年中國按貨類分鐵路平均運距 注:數據來源于中國統計年鑒 2.4.3 貨貨運排放
36、運排放 工業、交通和建筑是中國化石能源消耗及 CO2排放最高的三大領域。交通領域(含社會車輛)石油消費占我國石油終端消費的比例約為 60%左右,20132019年之間,交通 CO2排放量以年均 3.4%的增速持續增長,是我國碳排放增長最快的領域。2020 年受疫情影響交通排放小幅下降,2021 年明顯反彈。從排放構成05001000150020002500300035004000198019851990199520002005201020152020貨運距離(km)貨運平均運距鐵路公路水運民航管道2003004005006007008009001000110012002000200520102
37、0152020鐵路貨運距離(km)鐵路平均運距煤焦炭石油鋼鐵及有色金屬金屬礦石非金屬礦石礦建材料水泥 13 來看,如圖 8、圖 9 所示,2019 年我國交通 CO2排放量為 11.6 億噸,其中,商用車、乘用車、摩托車、水運、航空和鐵路排放分別占交通排放總量的 50.7%、31.7%、2.2%、6.4%、8.1%和 0.9%。以貨運車輛為主的商用車占交通碳排放總量的 50%以上,是整個交通運輸行業節能減排的關鍵。與此同時,移動源污染已成為我國大中城市空氣污染的重要來源,是造成細顆粒物、光化學煙霧污染的重要原因。2020 年,全國機動車 CO、HC、NOx 和 PM 排放量分別為 769.7、
38、190.2、626.3 和 6.8 萬噸。以貨運為主的柴油車 NOx 排放量超過汽車排放總量的 80%,PM 超過 90%3,貨運已成為中國 CO2與大氣污染物排放的關鍵部門。圖 8 20102020 年中國交通 CO2排放變化 圖 9 2019 年中國交通 CO2排放構成 0.02.04.06.08.010.012.020102011201220132014201520162017201820192020交通領域碳排放量(億噸)道路水運鐵路航空乘用車31.7%商用車50.7%摩托車2.2%水運6.4%航空8.1%鐵路0.9%14 2.4.4 貨運發展貨運發展規劃規劃 中國經濟已由高速增長階段
39、轉向高質量發展階段,處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期。預計中國將于 2030 年前后將全面實現工業化,城鎮化率達 70%,未來中國經濟仍將持續發展,工業化、城鎮化進程持續推進,貨運需求仍將保持高位。與此同時,隨著“雙碳”戰略目標的提出,能源結構、產業結構、原料構成、生產方式等面臨全面調整,火電、鋼鐵、水泥、煤化工、鋁冶煉等傳統高能耗、高排放行業發展空間逐漸收緊,大宗商品貨運需求未來一段時期預計仍有增長趨勢但增速放緩。外貿貨物與郵政快遞業務量高速增長,高價值、小批量、時效強的貨運需求快速攀升,集裝箱貨運量增長明顯,共同拉動中國貨運需求保持增長態勢。國家綜合立體交通網規劃綱要提
40、出,到 2035年,基本建成國家綜合立體交通網,到本世紀中葉全面建成現代化高質量國家綜合立體交通網,并預測 2021 至 2035 年全社會貨運量年均增速為 2%左右,郵政快遞業務量年均增速為 6.3%左右。按照規劃目標,如圖 10 所示,到 2035 年全國貨運量大約增長至 637 億噸,較 2020 年增長約 164 億噸,增幅為 35%左右19。圖 10 中國未來貨運量預測 注:數據來源于國家綜合立體交通網規劃綱要 2020,473 2035,637 010020030040050060070020012002200320042005200620072008200920102011201
41、220132014201520162017201820192020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035貨運量(億噸)歷史貨運量貨運量預測 15 三、研究方法三、研究方法 3.1 貨運貨運需求需求預測方法預測方法綜述綜述 社會經濟活動所產生的運輸需求是以運輸量形式反映出來的,運輸量是運輸需求與運輸供給、服務水平的相互作用結果,即在現有運輸能力的條件下所實現的運輸需求。運輸需求中能夠實現的部分即運輸量,未被實現的部分即為潛在運輸需求,對于潛在運輸需求的預測是交通運輸系統規劃中的關鍵內容,直接影響規劃方案的可行性。交
42、通運輸規劃中運輸需求預測的任務和目的包括衡量總體運輸需求發展水平以及分析運輸需求的空間分布及其動態變化狀況,為路網空間布局提供支撐20。貨運需求受供給側因素和需求側因素共同影響,影響因素包括區域經濟發展水平、產業結構與產品結構、能源結構、地理位置、空間格局、運輸網絡基礎設施的數量與質量、運輸價格波動情況、進出口貿易關系等21-25。以往貨運需求的預測分析往往建立在對目標地區貨運現狀 OD 調查的基礎上,依據社會經濟發展規劃、基礎設施建設規劃等預測各節點貨運量。該方法需要大量數據支撐,所需數據往往難以獲取。因此研究人員采取多種不同方法試圖更加科學、準確、高效的預測貨運需求,主要分為定性和定量預測
43、兩類。(1)定性預測方法。指以少量歷史數據與未來規劃作為參考,分析影響貨運需求的主要因素,結合交通行業專家學者工作經驗對未來貨運需求進行預判。預測快速直觀但難以定量預測,結果準確度不高、存在片面性且缺乏理論依據。國內外一般定性預測方法包括專家評估法、直觀概率法、德費爾法等。在實際應用過程中定性預測法往往與定量預測法相結合,作為某些具體參數的判斷依據。(2)定量預測法。指在歷史統計數據的基礎上,利用數理統計的方法建立模型預測未來發展狀況,應用較廣的方法包括時間序列法、投入產出模型法、分行業預測法、空間互動作用模型法、機器學習法等。1、時間序列分析法。時間序列是變量按時間間隔順序形成的隨機變量序列
44、,時間序列分析就是估算和研究某一時間序列在長期變動過程中所存在的統計規律性?;跉v史數據發掘參數關聯性與變化規律,也稱為外推法或歷史引申法。時間序列分析法主要有移動平均法、加權平均法、指數平滑法、趨勢預測法、數 16 學模型法等26-28。2、投入產出模型法。投入產出法又稱為部門聯系平衡法,它以矩陣形式描述國民經濟各部門在一定時期生產活動的投入來源和產出使用去向,揭示國民經濟各部門之間相互依存、制約的數量關系。由于以往方法無法建立貨運需求與各部門生產之間直接與間接的聯系,研究人員基于投入產出法建立貨運需求預測模型,以實現經濟總量分析與產業部門分析相結合,使貨物運輸需求方法能夠更全面、更系統,從
45、而更科學地解釋貨物運輸需求產生、發展的內在關系?;谕度氘a出法的貨物運輸需求預測方法不僅能夠研究經濟發展所產生的貨物運輸需求,而且深入產業部門,把握各產業部門發展對貨物運輸需求的影響程度。提供了定量的分析研究運輸業與其他部門的直接關聯和間接關聯的途徑29-32。3、分行業貨運需求預測法。由于在大多數地區中貨運需求主要由該地區內各個行業的運輸需求構成,例如農業、工業和商業等,少數幾個行業的發展趨勢對于未來貨運需求產生重要影響。研究人員使用分行業貨運需求預測方法,從行業發展角度出發,通過收集各行業生產分布與生產規模,各行業貨運量、運輸方式與貨類,各行業總產值、物質消耗量、投資總額等社會經濟指標,各
46、行業基準年份不同貨類 OD 矩陣分布等數據,結合各行業未來發展趨勢與物質需求分行業預測貨運預測,并累加得到區域內部總體貨運需求。該方法減少了交通調查的計算量和工作量,對于預測規劃區域內貨運需求變化是有效的方法33-34。4、空間互動作用模型法??臻g互動作用模型屬于集聚性的宏觀分析方法,一般根據空間不同地點超額貨物和短缺貨物相互流動規律建立模型,常用的有空間價格均衡模型、空間互動重力模型和運輸優化模型等。5、機器學習法。由于貨運量影響因素繁多,預測結果具有較大不確定性,基于機器學習的預測方法逐漸被應用。通過對樣本數據分析得到數據關聯關系,并利用所得規律對未知數據進行預測,沒有了現有模型的假設前提
47、的限制,實現誤差規避。常用的機器學習預測方法包括灰色預測法、神經網絡預測法、支持向量機法以及系統動力學模型等35。其中,灰色系統理論解決了連續微分方程的建模問題,灰色系統觀點認為任何隨機過程都是在一定幅值范圍、一定時區內變化的灰色過程,灰色過程是通過原始數據的整理來尋找數的規律。研究人員大量應 17 用灰色 GM(1,1)模型,在歷史數據的基礎上生成一次累加生成數列,構建灰微分方程,根據事前檢驗、殘差檢驗、后驗差檢驗和滾動檢驗的驗證結果,預測貨運需求變化。從適用對象和范圍來看,灰色預測模型限制條件少,通用性強,適用于短期以及中長期預測36-38。神經網絡預測法模仿函數能力強,可以實現非線性映射
48、,但是該模型所需樣本數量太大,通用性不高,計算過程過于復雜并容易陷入“維數災難”。研究人員將神經網絡預測方法應用于貨運需求預測,基于歷史貨運相關樣本數據,首先把學習樣本分成兩部分,用前一部分樣本進行擬合訓練,利用所得的網絡預測第二部分樣本,計算預測誤差,進行網絡結構調整。直到預測精度不再有顯著提高時確定神經網絡的基本結構。利用得到的神經網絡對全部學習樣本進行訓練,得到該學習樣本的神經網絡預測模型。最后利用所得到的網絡模型進行預測。神經網絡預測模型適用對象廣,尤其對于運輸需求與影響因素存在復雜的非線性關系的情況下效果比較明顯,適用于短期預測,近年來應用尤為廣泛39-41。支持向量機是建立在統計學
49、習理論的 VC 理論和結構風險最小原理基礎上的一種新型理論,它在解決小樣本、非線性及高維模式識別等問題中表現出特有優勢。支持向量機預測法專門針對有限樣本,理論上能得到現有信息下最優預測值,但是該方法模型的核函數及其參數以及損失函數的選擇目前尚沒有確定的方法和結論,因此支持向量機理論上的優點在實際應用中往往難以實現42-43。3.2 基于行業的基于行業的貨運貨運需求需求預測方法預測方法 對比以上模型方法的利弊,本研究立足重點行業對于不同大宗貨類的運輸需求,采用基于行業的貨運需求預測方法,分析預測“雙碳”戰略目標下中國大宗商品貨運需求變化,采用該方法的理論基礎與原因如下:(1)區域貨運需求主要受少
50、數重點行業影響,且重點行業與其他行業之間存在上下游產業關聯,區域內重點行業與支柱產業往往拉動相關產業的聚集與發展,重點行業發展趨勢對貨運需求變化起決定性作用;(2)重點行業生產過程所需要的燃料、原材料以及產品類型相對穩定,導致其貨類需求穩定,差別主要在于工藝流程與能效水平。例如火電企業產品均為發電量或供熱量,燃料均以燃煤、天然氣為主,差別在于機組類型、裝機容量、18 機組效率等不同造成的單位發電煤耗差異。由于重點行業物料消耗類別相對穩定,能夠基于主要產品產量與單位產品運輸需求作為預測未來各貨類運輸需求的關鍵參數;(3)重點行業對于能源消費、原料購入、產品產量的數據統計相對健全,能夠提高貨運需求
51、預測的準確性。本研究的研究框架如圖 11 所示,包括目標貨類識別、重點行業篩選、行業現狀分析、行業發展預測、貨運量變化分析、周轉量變化分析以及排放量核算 7個模塊,從重點行業發展現狀與貨運需求現狀入手,基于未來各行業發展趨勢與產品產量變化,分行業分貨類預測未來大宗商品貨運量變化。重點行業篩選六大重點行業行業現狀分析燃料需求公路水路單位產品貨運需求運輸結構/運距行業發展預測多因素擬合法類比法部門需求預測法彈性系數法電力宏觀發展、雙碳戰略目標雙約束基于MESSAGE模型行業耦合關聯動態反饋機制發電量火力發電量供熱量生鐵目標貨類識別煤炭行業發展分析產品產量變化原料需求其他耗材鐵路工藝流程調整進出口貿
52、易變化鋼鐵水泥鋁冶煉煉焦粗鋼建筑規模貨運量變化分析產品使用減量燃料消耗減量原料替代減量單位產品貨運需求變化貨運量變化周轉量變化分析排放量核算蒙特卡洛模擬運輸結構變化周轉量變化運輸距離變化周轉量法排放量變化單位周轉量二氧化碳/污染物排放因子變化能效水平變化建筑焦炭鐵礦石石灰石鋁土礦砂石骨料鋼材水泥鋁材九類大宗商品電力鋼鐵水泥鋁冶煉煉焦建筑水泥熟料鋁材氧化鋁焦炭進出口變化原料進出口燃料進出口產品進出口下游消費需求變化 圖 11 研究框架 19 3.3 研究范圍研究范圍 3.3.1 目標貨類目標貨類識別識別 大宗商品是指可進入流通領域,但非零售環節,具有商品屬性并用于工農業生產與消費使用的大批量買賣
53、的物質商品。在金融投資市場,大宗商品指同質化、可交易、被廣泛作為工業基礎原材料的商品。大宗商品可分為三類,即能源商品、基礎原材料和農副產品。大宗商品運輸具有大規模、大批量、以長距離運輸為主、時效性要求低、附加值較低、聯合運輸為主、重量大、重載化需求高等特點。大宗產品長期是中國貨運的主體。2020 年,全國公路、鐵路、水路貨運總量達 464.3 億噸,三種運輸方式合計貢獻了貨運總量的 98.2%,三種運輸方式的運輸貨類主體均為大宗商品。2020 年,全國營業性貨運車輛完成貨運量 342.6 億噸,占全國貨運總量約 72.4%,根據交通運輸部2019 年道路貨物運輸量專項調查公報對全國 85547
54、 家擁有 50 輛及以上貨運車輛的企業貨運狀況的調查44,如圖 12 所示,在公路貨運的貨類構成中,礦建材料及水泥占比達到 38.7%,是公路運量最大的貨類,煤炭及制品、金屬礦石占比分別為 12.6%和 7.1%,三類大宗商品合計約占公路貨運量的 58.4%,是公路運輸的主體。2020 年鐵路貨運量45.5 億噸,占全國貨運總量約 9.6%。根據中國統計年鑒 2021統計,如圖 13所示,鐵路運輸貨類以大宗商品為主,煤炭、金屬礦石、鋼鐵及有色金屬、礦建材料、石油、焦炭、非金屬礦石和水泥分別占鐵路貨運量的 37.3%、10.8%、5.0%、2.8%、2.4%、2.0%、1.8%和 0.5%,合計
55、約占 62.6%。2020 年水路貨運量合計 76.2億噸,占全國貨運總量約 16.1%。根據中國統計年鑒 2021統計,2020 年沿海港口吞吐量 94.8 億噸,內河港口吞吐量 50.7 億噸,合計 145.5 億噸。海運同樣以大宗能源、原材料商品為主。如圖 14 所示,在沿海及內河港口吞吐量分貨類構成中,煤炭及制品、礦建材料、金屬礦石、鋼鐵、非金屬礦石、水泥分別約占水運總吞吐量的 18.4%、17.7%、16.8%、4.8%、3.7%、3.2%,合計約占水運總吞吐量的 64.6%,大宗商品在公路、鐵路、水路運輸貨類中的占比均在 60%以上。大宗商品過去十年間產銷量持續增長,是促進貨運需求
56、增長的重要驅動力。過去十年間中國經濟高速發展,現代化建設取得重大成就,工業化、城鎮化持續 20 推進,全社會用電需求以及鋼材、水泥、鋁材等工業產品產量與消費量持續提升。2020 年中國火力發電量達到 5.2 萬億千瓦時,鋼材、水泥、原鋁(電解鋁)產量分別達到 13.2 億噸、23.9 億噸和 3708 萬噸,較 2010 年分別增長 2.2 萬億千瓦時、5.2 億噸、5.1 億噸和 2131 萬噸,增幅分別為 75%、65%、27%和 135%。產品產量持續提升導致生產過程所消耗的煤炭、焦炭等化石燃料以及等鐵礦石、石灰石、鋁土礦等原材料消費量持續增長,是拉動下游貨運需求的重要驅動力。大宗商品產
57、量消費量與行業發展緊密相連,“雙碳”戰略目標下供需關系發生深刻變化。未來 10 年是中國基本實現現代化關鍵階段,工業化、城鎮化、信息化等多重發展帶來能源消費與碳排放增長剛性壓力?!半p碳”戰略目標下,未來中國經濟發展方式、能源結構和產業結構將面臨全面調整,煤炭等化石能源消費量將逐步降低,鋼鐵、水泥、石化、建材等傳統高耗能高排放產業的發展空間將進一步收緊。大宗商品所對應的行業大多為高排放、高能耗重點工業行業,“雙碳”戰略目標下供需關系將發生深刻變化,進而對下游貨運需求產生重要影響。因此,本研究綜合公鐵水航貨運比例、產業關聯性、數據可獲得性以及“雙碳”戰略影響等因素,選取煤炭、焦炭兩類大宗能源商品,
58、砂石骨料、鐵礦石、石灰石、鋁土礦四類大宗原材料以及鋼鐵、水泥、鋁材三類大宗商品共 9 類大宗商品作為本研究的目標貨類。其余大宗貨類(如石油及天然氣制品、木材、糧食、農副產品)以及其他貨類(如集裝箱、輕工醫藥產品、鮮活農產品等)不作為本研究重點。其他鮮活農產品機械設備電器金屬礦石輕工醫藥產品煤炭及制品礦建材料及水泥38.7%12.6%7.9%6.7%5.9%21.1%7.1%21 圖 12 2019 年公路運輸貨類占比 注:數據來源于2019 年道路貨物運輸量專項調查公報 圖 13 2020 年鐵路運輸貨類占比 注:數據來源于中國統計年鑒 2021 圖 14 2020 年沿海及內河港口吞吐量貨類
59、占比 注:數據來源于中國統計年鑒 2021 3.3.2 重點行業重點行業篩選篩選 煤炭是中國最重要的基礎能源和工業原料,在能源消費總量中的占比約 57%。2020 年中國煤炭消費量約 40.5 億噸,約占全球煤炭消費量的 54%。從煤炭消費其他零擔磷礦石木材水泥糧食非金屬礦石焦炭石油礦建材料鋼鐵及有色金屬集裝箱金屬礦石煤炭2.0%1.8%1.7%0.5%0.3%0.3%0.0%25.2%37.3%10.8%10.0%5.0%2.8%2.4%其他鹽化肥和農藥木材糧食水泥非金屬礦石鋼鐵石油天然氣及制品金屬礦石礦建材料煤炭及制品3.7%3.2%2.4%0.7%0.5%0.2%22.3%18.4%17
60、.7%16.8%9.4%4.8%22 結構來看,如圖 15 所示,約 61%的煤炭用于火電行業,煉焦、鋼鐵、水泥和電解鋁等工業行業煤炭消費量占比分為 16%、8%、5%和 1%,建筑領域(包含居民生活、服務業等)煤炭消費量約占 3%。因此,6 大行業 2020 年煤炭合計消費量約 38.3 億噸,占據煤炭消費總量的 94.6%。其余 2.2 億噸煤炭主要用于農業以及工業原料。因此,未來煤炭消費量及貨運需求基于火電、煉焦、鋼鐵、水泥、電解鋁、建筑 6 大行業發展趨勢分行業預測。焦炭是由煉焦煤在焦爐中經過高溫干餾轉化而來,作為還原劑、能源和供炭劑主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金
61、屬的鼓風爐冶煉,起還原劑、發熱劑和料柱骨架作用。如圖 16 所示,2020 年中國焦炭消費總量約4.8 億噸,其中鋼鐵行業高爐煉鐵的焦炭消費量約 4.1 億噸,占全國焦炭消費總量的 85%,其余 8%用于化學原料及化學制品制造業,7%用于非金屬礦物制品業、有色金屬冶煉等其他行業。因此,未來焦炭消費量及貨運需求基于鋼鐵行業發展趨勢預測。鐵礦石是含有鐵單質或鐵化合物能夠經濟利用的礦物集合體,是鋼鐵生產企業的重要原材料。在自然界中主要以多種鐵化合物的形式存在,形成了包括磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦等多種多樣的鐵礦石種類。礦石的鐵含量是決定礦石能否直接冶煉的關鍵指標,一般品位(含鐵量)低于 50%的
62、鐵礦石需要經過選礦才能冶煉利用。2020 年中國鐵礦石表觀消費量約 14.3 億噸,約占全球鐵礦石消費量的 67.7%。如圖 17 所示,超過 99.6%的鐵礦石用于鋼鐵生產,通過對鐵礦石破碎、磨碎、磁選、浮選、重選等工序作為冶煉生鐵的主要材料,此外極少數赤鐵礦用于制造紅顏料和磨料,極少數鈦鐵礦用于化工和石油部門。因此,未來鐵礦石消費量及貨運需求基于鋼鐵行業發展趨勢預測。全球 90%95%的鋁土礦被用于生產原鋁,根據礦物成分鋁土礦可分為一水硬鋁石型、一水軟鋁石型和混合型。2020 年中國鋁土礦消費量約 2.04 億噸,如圖 18 所示,約 89%的鋁土礦用于鋁冶煉行業,通過對鋁土礦溶解、過濾、
63、酸化和灼燒等工序提煉出氧化鋁,然后通過電解熔融方式制備電解鋁。其余 11%鋁土礦用于耐火材料、研磨材料、化學制品和高鋁水泥45-46。因此,未來鋁土礦消費量及貨運需求基于鋁冶煉行業發展趨勢預測。23 石灰石作為常見的非金屬礦產應用極為廣泛,在現代工業中石灰石是制造水泥、石灰、電石的主要原料,也是冶金工業中重要的熔劑,同時優質石灰石經過超細研磨后應用于紙制品、橡膠、油漆、飼料、醫藥等制造。據不完全統計,2020年中國石灰石消費量約 32.4 億噸,圖 19 所示,水泥行業熟料過程生產消耗石灰石約 19 億噸,占比約 59%,鋼鐵生產過程中石灰石作為熔劑使用量約 1.8 億噸,占比約 6%,水泥與
64、鋼鐵行業石灰石消耗量合計約占全國石灰石消耗量的 62%。因此,未來石灰石消費量及貨運需求基于水泥、鋼鐵兩大行業發展趨勢預測。砂石骨料是指水利工程中砂、卵(礫)石、碎石、塊石、料石等材料的統稱,是各國建筑、道路、橋梁、水利等基礎設施建設不可或缺、不可替代且用量最大的原材料,是目前全國需求最大的貨類47。據不完全統計,圖 19 所示,中國每年用于混凝土的砂石骨料約 150 億噸,加上瀝青混凝土、水處理等其他用量,每年接近 200 億噸,產量與用量均居世界首位?;诮ㄖI域的城鎮居住建筑、城鎮公共建筑、農村建筑未來發展趨勢預測未來砂石骨料消費量及貨運需求。圖 15 2020 年煤炭消費行業分析 注:
65、數據來源于中國統計年鑒 2021、中國碳情速報研究(China Carbon Watch,CCW)等 火電(發電+供熱)61%鋼鐵8%水泥5%煉焦16%電解鋁1%建筑3%其他6%24 圖 16 2020 年焦炭消費行業分析 注:數據來源于中國統計年鑒 2021、中國碳情速報研究(China Carbon Watch,CCW)等 圖 17 2020 年鐵礦石消費行業分析 注:數據來源于中國統計年鑒 2021、中國碳情速報研究(China Carbon Watch,CCW)等 鋼鐵,85%化學原料及化學制品制造業,8%其他,7%鋼鐵,99.6%其他,0.4%25 圖 18 2020 年鋁土礦消費行
66、業分析 注:數據來源于中國統計年鑒 2021、中國碳情速報研究(China Carbon Watch,CCW)、中國有色金屬工業協會等 圖 19 2020 年石灰石消費行業分析 注:數據來源于中國統計年鑒 2021、中國碳情速報研究(China Carbon Watch,CCW)等 鋁冶煉,89%耐火材料、高鋁水泥等,11%水泥,59%鋼鐵,6%其他,35%26 圖 20 2020 年砂石骨料消費行業分析 注:數據來源于中國統計年鑒 2021、中國碳情速報研究(China Carbon Watch,CCW)等 2020 年我國二氧化碳直接排放量約 115.5 億噸,電力(40%)、鋼鐵(14%
67、)、水泥(11%)、煉焦(1%)、鋁冶煉(1%)5 個行業以及建筑領域(6%)碳排放合計貢獻率超過 72%48,是化石能源消費與碳排放重點行業,也是實施減污降碳措施的關鍵行業。2021 年,國務院印發2030 年前碳達峰行動方案,針對電力行業提出嚴格控制新增煤電項目,加快煤炭減量步伐,加快建設新型電力系統。大力發展新能源,到 2030 年風電、太陽能發電總裝機容量達到 12 億千瓦以上49。2022 年,工信部等三部門聯合印發工業領域碳達峰實施方案,明確提出到 2025 年,規模以上工業單位增加值能耗較 2020 年下降 13.5%,單位工業增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社會下降幅度,重點行
68、業二氧化碳排放強度明顯下降。針對鋼鐵行業,提出嚴格落實產能置換和項目備案,到 2025 年廢鋼鐵加工準入企業年加工能力超過 1.8 億噸,短流程煉鋼占比達 15%以上,到 2030 年,流程煉鋼占比達 20%以上。針對水泥行業,提出嚴格執行水泥產能置換政策,到2025 年水泥熟料單位產品綜合能耗水平下降 3%以上,到 2030 年原燃料替代水平大幅提高。針對電解鋁行業,提出堅持電解鋁產能總量約束,到 2025 年鋁水直接合金化比例提高到 90%以上,再生鋁產量分別達到 1150 萬噸,到 2030 年電解鋁使用可再生能源比例提至 30%以上。多項產能置換與減排措施并將對上下建筑工程,52%公路
69、、水利等基礎設施,36%其他,12%27 游貨運需求產生重要影響450。重點行業發展趨勢和碳排放變化是決定全國整體碳排放達峰時間、碳達峰質量、平臺期和峰值大小的關鍵,也是影響未來大宗貨運需求的關鍵。行業端實施的各項減污降碳措施將對上下游貨運需求產生重要影響。因此,綜合目標貨類與行業間的生產消費關聯關系,如圖 21 所示,本研究選取火電、鋼鐵、水泥、煉焦、電解鋁、建筑共 6 大行業作為本研究的重點行業。圖 21 本研究目標貨類與重點行業 3.4 排放量核算排放量核算方法方法 3.4.1 核算方法核算方法 交通運輸是 CO2與大氣污染物排放的重要來源,其中,貨運是 CO2與氮氧化物(NOx)的主要
70、貢獻者。中國交通運輸領域能源消費統計與溫室氣體、大氣污染物排放核算基礎較為薄弱,國家層面僅發布道路機動車大氣污染物排放清單編制技術指南(試行)與非道路移動源大氣污染物排放清單編制技術指南(試行)作為核算交通大氣污染物排放的參考,尚未公布統一的交通溫室氣體核算方法。溫室氣體與大氣污染物排放均存在底數不清、核算邊界差異、核算方法不統一等問題51-52。交通排放核算方法總體分為自下而上和自上而下兩類。如表 1 所示,自上而下的方法包括“燃油法”、“周轉量法”、“里程法”等53-55。其中,“燃油法”基于交通運輸工具在目標時間段內運行過程中各類燃料的消耗量,結合對應燃料的 28 排放因子核算排放量。該
71、方法數據簡單,計算快捷,但由于中國能源統計口徑將交通運輸、倉儲和郵政行業作為一個整體進行劃分,未剔除倉儲和郵政業的能耗統計,且非營運車輛的能耗并未納入統計范圍,應用該方法數據統計口徑不完整且無法準確細分公鐵水航不同運輸方式排放量?!爸苻D量”法基于公鐵水航不同交通運輸方式的貨運周轉量、客運周轉量,結合單位周轉量排放因子核算排放量。該方法計算簡單快捷,能夠細分不同運輸方式排放構成,應用較為廣泛,但該方法需要準確細致的單位周轉量排放因子數據作為支撐?!氨S辛俊狈ɑ谀繕藚^域內各類交通工具實際保有量,結合不同類型交通工具年均行駛里程、單位行駛里程燃料消耗量以及不同燃料排放因子核算排放量。該方法適用于國
72、家、省份、城市等不同區域尺度的排放核算,但由于涉及參數較多,并需要對交通工具進行更為細致的類別劃分,各項參數均引入誤差導致結果不確定性較高。自下而上的核算方法包括“統計法”、“車流量法”等56-60。其中,“統計法”以實際調研為基礎,將各類交通運輸工具作為用能主體進行能耗統計,并結合排放因子核算排放量,例如調研某地區加油站加油量等。統計法隸屬于“燃油法”一種,通過增加樣本數量提高結果準確性,能夠對細分行業碳排放進行核算,但由于涉及的數據較多,數據獲取和處理難度較大,不適用于計算大區域排放?!败嚵髁糠ā蓖ㄟ^卡口流量統計或車流量建模等方法獲取某路段車流量數據,基于道路車流量、道路長度、車型結構、單
73、位里程燃料消耗量及不同燃料的排放因子核算某路段排放量,將目標區域內所有路段排放量累加得到區域排放總量。該方法對于車輛排放核算的精細度和精確度均有大幅提高,但對于數據需求量龐大、車流量數據難以獲取,不適用于計算大區域排放,同時不適用于計算鐵路、水運、航空排放。在核算國家交通排放量時,周轉量法由于數據統計健全、計算簡單、結果精度較高并能夠細分不同運輸方式排放構成而被廣泛應用61-62。2030 年前碳達峰行動方案針對交通運輸綠色低碳行動提出到 2030 年營運交通工具單位換算周轉量碳排放強度比 2020 年下降 9.5%左右,國家鐵路單位換算周轉量綜合能耗比2020 年下降 10%的目標,該數據即
74、根據周轉量法計算得出49。2022 年 5 月,中國民航局發布的2021 年民航行業發展統計公報指出 2021 年中國民航噸公里 29 油耗為 0.309 公斤,較 2005 年(行業節能減排目標基年)下降 9.2%,該數據同樣依據周轉量法計算63。因此,為評估未來交通運輸需求變化對于二氧化碳與大氣污染物量的影響,并與國家碳達峰目標核算方法保持一致,本研究采用“周轉量法”,基于 20222040 年公鐵水航各種運輸方式的貨運周轉量,結合不同運輸方式單位貨運周轉量的排放因子,評估未來貨運需求變化對于 CO2與 NOx的影響。表 1 交通排放核算方法 方法方法 公式公式 數據需求數據需求 缺點缺點
75、 燃油法 燃料消耗量(實物)燃料排放因子 各類燃料消耗實物量、各類燃料溫室氣體/大氣污染物排放因子 無法細分各類運輸方式、時空分辨率低、統計口徑不明晰 周轉量法 運輸周轉量單位周轉量排放因子 不同運輸方式客、貨運周轉量、單位周轉量溫室氣體/大氣污染物排放因子 準確細致的噸公里、人公里排放因子支撐 保有量法 保有量年均行駛里程單位里程燃料消耗燃料排放因子 各類交通工具實際保有量(分細類)、年均行駛里程、單位里程燃料消耗量、溫室氣體/大氣污染物排放因子 涉及參數較多,各項參數均引入不確定性 統計法 燃料消耗量(實物)燃料排放因子 不同運輸方式各類交通工具燃料消耗實物量、各類燃料溫室氣體/大氣污染物
76、排放因子 涉及的數據較多,數據獲取和處理難度較大,不適用于計算大區域排放 車流量法 車流量時間道路長度單位里程燃料消耗燃料排放因子 規定時間內道路長度、道路車流量、各類 數據量龐大、數據收集困難、計算復雜,不適用于計算大區域排放,不適用于計算鐵路、水運、航空排放 30 3.4.2 排放因子排放因子 基于重型貨車、鐵路內燃機車和水運船舶不同交通工具單位周轉量能耗,結合 CO2、NOx排放因子得到公路、鐵路和水運不同運輸方式的單位貨運周轉量排放因子。其中,2020年道路重型貨車能耗水平參考課題組前期研究結果取值0.015 千克/(噸公里)64-65,鐵路內燃機車能耗水平參考中國產品全生命周期溫室氣
77、體排放系數集(2022)取值為 0.0023 千克/(噸公里),水運船舶能耗水平根據中國交通年鑒數據取 0.005 千克/(噸公里)。2020 年 CO2排放因子根據IPCC 2006 年國家溫室氣體清單指南 2019 修訂版選取66,貨車 NOx排放因子參考清華大學 DEPC 模型選取67;鐵路內燃機車與水運船舶 NOx排放因子參考城市大氣污染物排放清單編制技術指南運行階段排放因子選取。隨著新能源汽車推廣、老舊車輛淘汰、新售車輛能耗水平下降以及污染物處理等措施的深入推進,公路貨運車輛 CO2與大氣污染物排放水平均將呈現下降趨勢,本研究參考結合新能源汽車導入、老舊車輛淘汰、排放標準提升等因素分
78、析 20222040 年 CO2排放因子,大氣污染物排放因子的變化,用于核算未來交通排放量。四、四、重點行業重點行業分析分析 4.1 行業行業發展發展現狀現狀 4.1.1 電力電力行業行業 電力規模持續增長,電力規模持續增長,電源結構以煤電為主電源結構以煤電為主。中國電力裝機容量持續增長,2011年突破 10 億千瓦,2015 年突破 15 億千瓦,2019 年突破 20 億千瓦。截至 2020年,全國發電裝機容量達到 22.02 億千瓦,如圖 22 所示,火電 12.5 億千瓦、水電 3.7 億千瓦、并網風電 2.8 億千瓦、并網太陽能發電 2.5 億千瓦、核電 0.5 萬千瓦,分別占總裝機
79、容量的 57%、17%、13%、11%和 2%68。非化石能源發電裝機容量合計 9.8 億千瓦,占全口徑發電裝機容量的比重為 44.8%。在電力生產供應端,如圖23所示,全社會發電量持續增長,20012005年、20062010年、20112015年和 20162020 年全社會發電量年均增長率分別為 13%、11%、6%和 7%。2020 31 年全口徑發電量 7.78 萬億千瓦時,大約是 2000 年的 5.7 倍。與此同時,中國鼓勵發展推廣熱電聯產綜合提高熱電機組的利用率,發展熱能梯級利用技術69,提出按照“以熱定電”的原則規劃建設熱電聯產項目,優先發展背壓式熱電聯產機組,多數火電企業承
80、擔供熱任務。2020 年全國供熱量合計 61.4 億吉焦,熱電聯產供熱量約 37.9 億吉焦,占比約 61.8%。在電源結構方面,如圖 24 所示,火力發電在中國占據絕對主體,2020 年火力發電量 5.3 萬億千瓦時,占總發電量的68%,其中燃煤(含煤矸石)發電火力發電量的 95%,燃氣發電約占 5%。非化石能源發電量近年來增長較快,2010、2015 和 2020 年非化石能源發電量占總發電量比重分別為 21%、26%和 32%,呈現持續增長態勢。圖 22 2020 年全國發電裝機容量及比重 注:數據來源于中國電力統計年鑒 2021 水電17%火電57%核電2%風電13%太陽能發電11%3
81、2 圖 23 20002021 年中國全社會發電量與火力發電量 注:數據來源于國家統計局 圖 24 2020 年中國電源結構 注:數據來源于國家統計局 電力消費量持續增長,電力消費量持續增長,第二產業第二產業用電量約占用電量約占全社會用電全社會用電量量 69%。在電力消費端,全社會用電量由 2000 年的 1.35 萬億千瓦時增長至 2020 年的 7.76 萬億千瓦時,電力消費占全球總量的 28%左右。分行業來看,如圖 25 所示,第一產業用電量相對穩定,農林牧漁業用電量由 2010 年 976 億千瓦時增長至 2020 年 1422億千瓦時,2014 年后,第一產業在全社會用電量中的占比基
82、本維持在 1.8%左右,第一產業用電量的增長主要來自農網改造升級力度的提升和鄉村用電條件的改0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.02000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021發電量/萬億kW h發電量火電發電量水電18%火電68%核電5%風電6%太陽能發電3%33 善;第二產業是中國電力消費的主體,二產用電量在全社會用電量的占比由 2000年 75%下降至 2020 年 69%,下降趨勢明顯。2020 年第二產業用電量約 5.3 萬億千瓦時,
83、其中制造業、電力熱力生產供應業、采礦業和建筑業用電量分別約為 4.0、1.0、0.2 和 0.1 萬億千瓦時。第二產業中用電量增長主要來自制造業,近五年來制造業用電量仍以年均 5%的增長率持續增長,2020 年高技術及裝備制造業、四大高載能行業(化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、有色金屬冶煉和壓延加工業)和其他制造業行業用電量增速分別為 4.0%、3.6%、3.3%;2020 年交通運輸、服務業等第三產業合計用電量 1.1 萬億千瓦時,在全社會用電量中的占比由 2000 年的 10%提升至 15%,近 5 年來第三產業用電量以年均 9.9%的增長率高速增長。
84、由于大數據、云計算、物聯網等新技術快速推廣應用,并促進在線辦公、生活服務平臺、文化娛樂、在線教育等線上產業的高速增長,信息傳輸/軟件和信息技術服務業用電量同比增長 23.9%,是第三產業中用電量增長最快的產業70;此外,隨著城鎮化率的持續提高,脫貧攻堅不斷深入,居民消費水平不斷升級,城鄉居民用電快速增長。家用電器、消費電子產品等消費量提高,同時以電采暖為代表的居民生活領域電能替代也快速發展71。2020 年居民生活用電量達 1.1 萬億千瓦時,在全社會用電量中的占比由2000 年的 10%提升至 15%,近五年來居民生活用電量以年均 8.6%的增速持續增長,用電量增速成為僅次于服務業。疫情的有
85、效控制拉動工業、服務業等行業復工復產,電力需求激增,2021 年全國發電量與用電量同比大幅上升。2021 年全社會用電量增長至 8.3 萬億千瓦時,較 2020 年增長 0.8 萬億千瓦時,上升 10.3%。一產、二產、三產和城鄉居民生活用電量分別同比增長 16.4%、9.1%、17.8%和 7.3%。如圖 26 所示,服務業、居民生活、電力熱力生產供應、有色金屬冶煉、黑色金屬冶煉及計算機通訊設備制造是用電需求增長的主體,2021 年用電量分別同比增長 1897、793、638、530、390 和 361 億千瓦時,合計占全國用電量增長的 60%。巨大的電力需求拉動發電量尤其是火力發電量大幅增
86、長,2021 年全國全口徑發電量 8.5 萬億千瓦時,同比增長 9.7%。其中,非化石能源發電量 2.9 萬億千瓦時,同比增長 12.0%,火電發電量 5.8 萬億千瓦時(含煤電 5.5 萬億千瓦時、氣電 0.3 萬億千瓦時),同比增長 34 8.9%。圖 25 2020 年分行業電力消費總量 注:數據來源于國家統計局 圖 26 2021 年中國分部門/行業同比 2020 年用電增量 注:數據來源于全國電力工業統計快報(2021 年)010000200003000040000500006000070000800002000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
87、2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020用電量(億kW h)農、林、牧、漁業采礦業制造業電力、熱力、燃氣及水生產和供應業建筑業交通運輸、倉儲和郵政業批發和零售業、住宿和餐飲業其他居民生活 35 4.1.2 鋼鐵鋼鐵行業行業 鋼鐵產量在過去二十年持續增長鋼鐵產量在過去二十年持續增長,穩定支撐著穩定支撐著中中國制造業高質量發展。國制造業高質量發展。鋼鐵是國民經濟的基礎產業,是衡量一個國家綜合國力和工業化程度的重要標志。中國鋼鐵行業經歷了探索階段(19491978 年)、起步階段(19792000 年)和跨越發展
88、階段(20012014 年)。2000 年以來,隨著中國工業化、城鎮化的快速推進,房地產的崛起以及各類基建項目的落地,鋼鐵市場需求旺盛,行業迅速發展,產品產量持續增長。逐步發展形成以寶武鋼鐵有限公司、江蘇沙鋼集團有限公司、河鋼集團有限公司等企業為代表的近千家鋼鐵企業。中國已經連續 12 年位居世界制造業第一大國的地位,鋼鐵產量則連續 26 年居于世界第一。2020 年,由于國內鋼材市場需求旺盛,超大規模的內循環市場為鋼鐵行業發展提供了有力支撐,全國生鐵、粗鋼和鋼材產量分別達到 8.89、10.65 和 13.25 億噸的歷史峰值,分別占全球生鐵、粗鋼和鋼材產量的 63%、67%和 57%,較
89、2000 年產量分別增長579%、729%和 908%。20012010 年是中國工業化、城鎮化高速發展的時期,也是對于鋼鐵產量增速最快的時期。如表 2 所示,20012005 年和 20062010 年粗鋼產量年均增速分別達到 23.5%和 11.0%。如圖 27 所示,2010 年后,粗鋼產量仍呈上升趨勢,但增速逐步放緩。如圖 28 所示,鋼筋、線材、中厚寬鋼帶和棒材作為最主要的鋼材產品,產量呈增長趨勢。表 2 各經濟周期的粗鋼產量彈性系數 周期年份周期年份 經濟年均增速經濟年均增速(%)粗鋼產量年均粗鋼產量年均增速(增速(%)粗鋼產量彈性粗鋼產量彈性系數系數 單位單位 GDP 鋼材鋼材消
90、費系數年均消費系數年均增速增速 19911995 13.0 7.7 0.6-19962000 8.3 6.1 0.7-20012005 10.1 23.5 2.3-20062010 11.0 11.0 1.0-20112015 7.5 4.1 0.5-4.5%20162020 5.5 6.9 1.3 2.5%36 圖 27 20002021 年中國粗鋼、生鐵與鋼材產量 注:數據來源于國家統計局 圖 28 20002021 年中國主要鋼材產品產量 注:數據來源于國家統計局 生產工藝以生產工藝以長流程煉鋼為主長流程煉鋼為主,廢鋼,廢鋼資源利用率相對較低資源利用率相對較低。以長流程煉鋼為主的鋼鐵冶煉
91、工藝高度依賴鐵礦石、石灰石等原材料以及煤炭、焦炭等燃料,不僅導致資源、能源消耗突出,也導致較高的上下游貨運需求。短流程煉鋼不僅可以加強資源有效回收利用,降低單位產品碳排放與能耗,對于降低貨運需求,減少鐵礦石對外依存度等方面也有所增益。受廢鋼資源短缺、廢鋼分揀技術不過關、電價較高等多方面因素影響,中國短流程煉鋼比例僅約 10%72-74,相較于美國024681012142000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021產量/億噸生
92、鐵粗鋼鋼材0.00.51.01.52.02.53.02000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020產量(億噸)棒材鋼筋線材特厚板 37 70%、歐盟 40%、韓國 33%、全球平均 28%的比例,存在較大差距。同時,如圖29 所示,2020 年中國廢鋼資源總量約為 2.6 億噸,其中煉鋼用廢鋼消耗量為 2.3億噸,廢鋼煉鋼比約 22%。全球廢鋼使用比例最高的土耳其達到了 82.8%,美國69.1%、歐盟 54.8%、加拿大 49.1%
93、、俄羅斯 42.5%、韓國 39.9%、日本 33.9%,與發達國家相比,目前中國廢鋼應用率仍處于降低水平。圖 29 20172021 年中國廢鋼資源消耗量與廢鋼煉鋼比 鋼鐵鋼鐵消費領域集中在消費領域集中在房屋建設、機械以及汽車制造房屋建設、機械以及汽車制造。中國擁有世界上最大且最活躍的鋼鐵需求市場,2020 年國內鋼材需求 9.95 億噸,國產鋼材市場占有率97.9%,為房屋、公路鐵路、橋梁水利等基礎設施建設以及機械、汽車制造提供高強鋼筋、鋼結構用鋼等基礎結構材料。鋼鐵主要產品不斷向中、高端產品發展,從鋼材消費結構來看,如圖 30 所示,中國鋼鐵下游消費部門主要包括房屋建設、機械、汽車、基礎
94、設施建設、家電等,其中,房屋建設、機械以及汽車制造是最主要的鋼材消費領域,合計鋼材消費量約占全國總量 70%75-76。0%5%10%15%20%25%0.00.51.01.52.02.520172018201920202021廢鋼煉鋼比(%)廢鋼消費量(億噸)廢鋼消耗量廢鋼煉鋼比 38 圖 30 中國鋼鐵消費領域 鐵礦石鐵礦石原料原料大量大量依賴依賴進口,鋼材產品進口,鋼材產品凈出口量逐年遞減凈出口量逐年遞減。中國鐵礦石資源儲量比較豐富,2019 年鐵礦礦石已查明資源儲量約 853.0 億噸。且鐵礦石原礦產量豐富,20102017 年鐵礦石原礦年產量均超過 10 億噸。但中國鐵礦石品位較低,
95、全世界鐵礦石平均品位約 49%,南非和印度鐵礦石品位均超過 60%,俄羅斯和伊朗平均品位在 50%60%,澳大利亞和巴西平均品位則在 40%50%,而中國鐵礦石平均品位只有 34%上下,貧鐵礦約占總儲量的 94.6%。2021 年我國鐵礦石原礦產量為 9.8 億噸,折合成成品礦(折 62%品位)約 3.05 億噸,鐵礦石供應量不能夠滿足鋼鐵實際生產的需要,依賴大量進口77。如圖 31 所示,中國對于鐵礦石進口量逐年遞增,鐵礦石對外依存度逐步提高,2016 年之后鐵礦石進口量均在 10 億噸以上,2020 年達到 11.7 億噸。進口地區集中度逐漸提高,巴西、澳大利亞與南非進口鐵礦石占比分別為
96、20%、63%和 6%。中國鋼鐵行業的定位是以滿足內需為主,不以出口為導向。如圖 32 所示,2005 年前中國鋼材進口量高于出口量,2005 年后出口量高于進口量,20052015 年間鋼材凈出口量逐年提高,2015 年達到 1 億噸峰值。2015 年后中國鋼材出口量逐年遞減,2020 年中國鋼材累計出口為 0.54 億噸,進口 0.20 萬噸,鋼材凈出口 0.33 億噸。進口鋼材以熱系板材以及方坯、板坯等半成品為主。出口鋼材以板材為主,占比達到 61,其次為管材、棒線材、角型材等。房屋建設,37.9%機械,18.9%交通,9.3%汽車制造,9.0%輕工業家電,6.7%除交通能源外土木工程,
97、3.6%能源,3.0%船舶制造,2.0%其他工業,1.9%其他,7.7%39 圖 31 20002021 年中國鐵礦石原礦產量及鐵礦砂及其精礦進口量 注:數據來源于國家統計局 圖 32 20002021 年中國鋼材凈出口量 注:數據來源于國家統計局,中華人民共和國海關總署等 鋼鐵超低改造鋼鐵超低改造推動大宗物料推動大宗物料清潔運輸清潔運輸。2019 年,生態環境部等五部委聯合印發關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見,提出全國新建(含搬遷)鋼鐵項目原則上要達到超低排放水平,推動現有鋼鐵企業超低排放改造,到 2025 年底前,重點區域鋼鐵企業超低排放改造基本完成,全國力爭 80%以上產能完成改造的目
98、標。不僅要求鋼鐵企業燒結、球團、煉焦等所有生產工藝滿足超低排放要求,對鋼鐵企業大宗物料運輸也提出嚴格要求。鋼鐵企業對于精鐵礦、煤炭、焦0.02.04.06.08.010.012.014.016.02000200120022003200420052006 200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021鐵礦石進口量/產量(億噸)鐵礦石原礦產量鐵礦砂及其精礦進口量0.000.200.400.600.801.001.202000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
99、2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020鋼材進口/出口量(億噸)鋼材進口量鋼材出口量鋼材凈出口量 40 炭等大宗物料產品采用鐵路、水路、管道等清潔方式運輸的比例不低于 80%,達不到的汽運部分全部采用新能源汽車或達到國六排放標準的汽車(2021 年底前可采用國五排放標準的汽車)78。截至 2022 年 6 月,全國共 251 家企業約 6.8億噸粗鋼產能已完成或正在實施超低排放改造,占全國粗鋼產能的 63%左右。大宗物料產品清潔運輸改造成效明顯,截至 2022 年 8 月,完成公示的 50 家鋼鐵企業中僅 1 家企業尚未通過清潔運輸評估
100、監測,其他企業均已通過。共 29 家企業上報清潔運輸改造詳情,多數企業采取多項改造措施。通過新建鐵路專用線、更換國六車輛、更換新能源車輛達到改造要求的企業均為 20 家。預計新增鐵路專用線 970km,管廊長度近 35km,水運航線 120km,更換國六車輛和新能源車輛各 3800 多輛。4.1.3 水泥行業水泥行業 水泥水泥與熟料與熟料產量產量持續增長,持續增長,進入高位平臺期進入高位平臺期。水泥制造行業是資源密集型、能源密集型的高消耗行業,資源消耗量與貨運需求量非常大。中國是水泥制造第一大國,自 1985 年以來,中國水泥產量已連續 35 年穩居世界第一,目前產量約占世界水泥總產量的 57
101、%79-81。如圖 33 所示,20062014 年是水泥產量以年均6.3%的增速迅速增長,2014 年水泥產量達到 24.8 億噸的階段性峰值。20152020年,全國水泥產量在 22.423.9 億噸之間浮動,到達高位平臺期。2020 年水泥產量為 23.9 億噸,人均水泥消費量約 1.700 噸,遠高于發達國家人均 0.60.7 噸的消費峰值。如圖 34 所示,水泥熟料以石灰石和粘土、鐵質原料為主要原料,按適當比例配制成生料,燒至部分或全部熔融,并經冷卻而獲得的半成品。2020 年底中國設計水泥熟料產能約 18.3 億噸,實際年產能超過 20 億噸82。水泥熟料產能利用率的區域差異較大,
102、2019 年全國產能利用率約為 75%,其中華東、中南、西南地區產能利用率在 80%左右,而西北、華北、東北不足 50%,產能過剩局面依然沒有改變83。近年來,中國水泥產品結構發生了變化,高標號水泥使用比例增長,在水泥消費量進入平臺期的同時,水泥熟料消費量仍持續增加,2020 年全國水泥熟料產量創歷史新高達到 15.8 億噸。41 圖 33 20062021 年中國水泥與熟料產量 注:數據來源于國家統計局 原料預處理(破碎及預均化)原料生料粉磨及均化生料石灰石等原料熟料燒成(新型干法)燃料燃料制備煤炭、可替代燃料等熟料水泥粉磨混合材料混合材破碎及烘干(石膏粉煤灰等)水泥水泥袋/散裝及運輸 圖
103、34 水泥生產工藝流程 水泥消費領域集中在水泥消費領域集中在房地產和基礎設施建設房地產和基礎設施建設。水泥作為用途最廣、用量最多的一種建筑工程材料,消費領域幾乎遍布中國 20 個國民經濟行業門類,尤其廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程建設79,84。2020 年房地產和基礎設施建設水泥消耗量分別約占全國水泥消耗總量的 40%45%和 35%40%,是中國水泥消費最重要的領域,此外,農村建設及其他領域水泥消耗量約占 15%25%。其中,房地產投資與水泥消費呈正相關關系,對水泥消費的影響更加直接,甚至成為部分地區影響水泥消費需求的主導因素。水泥熟料進口量有所上升,約占消費量的水泥熟料進口量有所上
104、升,約占消費量的 2%。2017 年以前中國一直是水泥0.05.010.015.020.025.02006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021水泥、熟料產量(億噸)42 出口遠高于進口的國家,水泥和熟料出口量在 1000 萬噸以上,水泥和熟料進口量一直保持在 300 萬噸以下。自 2018 年以來,水泥行業實施“錯峰生產”、“停窯限產”等政策措施,造成了水泥區域性、階段性短缺和價格高位運行,為水泥產能過剩的東南亞國家向中國出口水泥創造了契機。由于熟料相較運輸便利且儲存時間長,進口以熟料為主水泥為輔,但進口總量占
105、比較低,進口熟料主要運往我國東部沿海經濟大省與直轄市。2019 年我國水泥和熟料進口量達到 2475萬噸,其中熟料進口量 2274 萬噸。2020 年熟料進口規模進一步上升至 3400 萬噸,占全國水泥熟料消費量的 2.1%。中國在連續三年熟料進口大幅增長后,2021 年首次出現下降,進口熟料 2772 萬噸,比上年下降 16.9%。進口量下降的主要原因是全球海運費大幅上漲,壓縮了貿易利潤,貿易商進口動力有所減弱。4.1.4 鋁冶煉鋁冶煉行業行業 中國是世界上最大的鋁土礦、氧化鋁、原鋁、鋁材的生產國與消費國85。鋁冶煉行業上下游產業鏈較長,如圖 35 所示,鋁資源在社會整個生命周期過程中可分為
106、鋁土礦的開采與制備、原鋁生產、加工制造、消費使用和回收利用 5 個環節。經加工制造產生的鋁產品投入市場,被廣泛用于建筑、包裝、電力、交通、家電等領域,且隨著工業化進程的推進,鋁材產品使用范圍也將不斷擴大,達到壽命的鋁制品經過回收與分類處理,一部分可重新投入生產環節再利用,不可回收的以廢棄物形式填埋或焚燒,廢鋁回收有效降低了鋁土礦資源消費與能源消費,減少廢棄物對環境的危害,是鋁工業重點發展方向。上游中游下游鋁土礦氧化鋁電解鋁再生鋁電力鑄造鑄造材軋延鋁箔鋁板帶鋁板帶擠壓建筑汽車機械包裝家電其他回收利用原鋁原鋁鋁材鋁材 圖 35 鋁材行業上下游產業鏈 電解鋁產量持續增長,已達設定產能天花板電解鋁產量
107、持續增長,已達設定產能天花板。電解鋁是鋁材的直接原材料,43 主要使用氧化鋁通過電解工藝生產。過去二十年間中國鋁行業的不斷發展,電解鋁產能有序增長。同時中國對電解鋁產能實施總量控制,設定產能天花板約 4500萬噸/年,要求項目建設須實施等量或減量置換。2021年中國電解鋁產量達到3850萬噸,產量占據全球總產量的 57.2%,是全球最大的電解鋁生產國。電解鋁產業能源結構以電力為主,2020 年電解鋁行業全年用電量 5010 億千瓦時,占全社會用電量的 6.7%。電解鋁產業集中度較高,前十大企業集團產能占比 72%,產能分布主要以低的電力成本為核心進行布局。2019 年之前,“煤-電-鋁”一體化
108、為主要特征,電解鋁企業主要分布在山東、新疆、內蒙古、甘肅等地區。從 2019 年開始,轉變為圍繞清潔能源發展“水-電-鋁”,正在向云南等地進行新一輪產能轉移。行業持續深化供給側結構性改革,嚴控電解鋁新增產能,嚴格落實產能置換,行業運行態勢良好,效益明顯改善86。氧化鋁氧化鋁產量持續提升,主要用于電解鋁生產產量持續提升,主要用于電解鋁生產。氧化鋁是生產電解鋁的主要原料,中國氧化鋁的 95%用于生產電解鋁,其余用于醫藥、輕工、化工等非冶金行業。堿法生產氧化鋁是世界上大部分國家采用的生產方法,包括拜耳法和燒結法87。中國氧化鋁生產工藝多樣,但拜耳法在實際生產中占有極高比例。如圖 36所示,中國氧化鋁
109、產量呈現逐年增長趨勢,2020 年產能 8853 萬噸/年,產量 7313萬噸,約占全球總量的 55%。圖 36 20002021 年中國電解鋁與氧化鋁產量 注:數據來源于國家統計局 01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0002000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021電解鋁產量(萬噸)電解鋁產量氧化鋁產量 44 再生鋁產量持續增長,廢鋁資源循環利用體系尚不健全。再生鋁產量持續增長,廢鋁資源循環利用體系尚不健全。再生鋁是指以
110、廢鋁作為主要原料,經預處理、熔煉、精煉、鑄錠等生產工序后得到鋁合金。鋁的抗腐蝕性強,在使用過程中損耗程度極低,且在多次重復循環利用后不會喪失其基本特性,具有極高的再生利用價值。除具有顯著的經濟優勢外,再生鋁還能有效節約自然資源、保護生態環境。通過廢鋁資源回收再利用發展循環經濟,可以有效緩解鋁礦供需矛盾,降低鋁礦資源對外依賴度。原鋁的生產涉及鋁土礦的開采、長途運輸等,氧化鋁和電解鋁生產能耗巨大,與原鋁生產相比,再生鋁生產固定資產投資較小、生產成本低,再生鋁具有顯著的經濟性88。中國的再生鋁工業發展相對較晚,2000 年后再生鋁進入快速增長期,20012020 年內再生鋁的年產量年均增長率超過 1
111、2%。2020 年中國再生鋁產量為 740 萬噸,同比增長 2.1%。占全世界再生鋁總量的 20%,是世界上年產再生鋁最多的國家之一。再生鋁占原鋁產量的 20%左右,距離發達國家還有比較大的差距。因此,中國再生鋁消費市場潛力巨大,目前還處于持續上升發展的重要機遇階段。同時,中國廢鋁資源降級利用問題明顯。由于回收體系不健全,廢鋁資源混雜現象嚴重,部分優質廢鋁原料被降級使用,再生鋁產品以鑄造鋁合金為主,再生變形合金占比較少。如易拉罐廢料等變形鋁合金尚未實現保級循環利用,每年約 100 萬噸廢舊易拉罐及工藝廢料被降級使用,造成無法挽回的資源浪費。鋁材鋁材消費領域集中在消費領域集中在和建筑、交通、電力
112、和包裝領域。和建筑、交通、電力和包裝領域。金屬鋁及其合金材料的密度小、耐腐蝕性強、可塑性高等優良特性,與其他金屬相比更容易進行表面處理,目前金屬鋁材已經是僅次于鋼鐵材料的第二大金屬。廣泛應用于建筑結構、交通運輸、電子電力、包裝容器、耐用消費、機械裝備等眾多領域。如圖 37 所示,建筑結構是中國鋁材消費的第一大領域,主要用作門窗框、吊頂、幕墻、樓梯扶手等建筑的主要材料,建筑鋁材消費量約占總消費量的 28%;交通運輸領域鋁材用量占整個鋁材消費結構的 20%,鋁材已代替了大部分鋼鐵材料被用于車身結構、汽車零部件、輪轂等制造;電力行業鋁材用量約占 10%,主要用于電纜制造;包裝行業使用鋁材量占整個鋁材
113、消費結構的 10%,主要應用于易拉罐、煙草、化妝品和醫藥行業包裝。此外,每年約 13%的鋁材用于出口89-93。45 圖 37 中國鋁材消費領域 鋁土礦依賴大量進鋁土礦依賴大量進口,氧化鋁、原鋁、鋁材能夠滿足國內需求???,氧化鋁、原鋁、鋁材能夠滿足國內需求。鋁土礦的主要用途是生產氧化鋁,中國屬于鋁資源貧瘠型國家,鋁土礦儲量較少、品位低、開采難度大。生產 1 噸氧化鋁需要約 2 噸高品位鋁土礦46,而生產 1 噸高品位鋁土礦至少需要消耗 2 噸鋁土礦儲量。近年來隨著中國氧化鋁產量加速增長,國內市場對鋁土礦的需求十分強勁,原料供求關系趨于緊張,鋁土礦供應量不能滿足鋁材實際生產的需要,依賴大量進口。
114、1998 年后,中國由鋁土礦凈出口國變為凈進口國,從通過出口資源掙取外匯的階段轉向以進口資源型產品來滿足國內發展需求的階段。中國對于鋁土礦的進口量逐年遞增,2006 年鋁土礦進口量為 926萬噸,2007 年進口升至 2300 萬噸,2014 年中國成為最大的鋁土礦進口國94,2018 年進口量突破 1 億噸,2020 年達到 1.12 億噸,主要來源為印尼、印度和澳大利亞。中國鋁土礦逐步呈現出進口量增速快、進口國過于集中、使用企業過于集中的特點。如圖 38 所示,近年來隨著冶煉產能的擴大促進了氧化鋁消費量的增長,長期以來,中國對氧化鋁的進口量遠高于出口量,近年來隨著氧化鋁總產能的釋放進口量有
115、下降趨勢。當前,中國氧化鋁供應處于小幅短缺或緊平衡狀態95。2020年氧化鋁進口量為 381 萬噸,出口 15 萬噸,出口量遠高于進口量。如圖 39 所示,2018 年之前中國鋁材出口量呈現逐年上升趨勢,20182020 年以年均 3.6%的降幅下降。2020 年中國鋁及鋁合金產品進口量為 271 萬噸,出口 486 萬噸。建筑結構,28%交通運輸,20%電力,10%包裝,10%機械制造,7%日用品,7%電子通訊,3%國內其他,3%出口,13%46 圖 38 20022020 年中國氧化鋁進出口量 注:數據來源于國家統計局,中華人民共和國海關總署等 圖 39 20022020 年中國鋁材進出口
116、量 注:數據來源于國家統計局,中華人民共和國海關總署等 4.1.5 煉焦煉焦行業行業 煉焦是傳統煤化工的代表行業煉焦是傳統煤化工的代表行業,焦炭產量,焦炭產量持續增長持續增長。煉焦是指煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到 1000左右(高溫干餾),通過熱分解和結焦產生焦炭、焦爐煤氣和其他煉焦化學產品的工藝過程。1991 年中國的焦炭產量躍居世界第一,1994 年焦炭年產量超 1 億噸。過去二十年間中國煉焦行業迅速發展,焦炭產量-800-600-400-200020001002003004005006007008002002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
117、 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020氧化鋁凈出口量(萬噸)氧化鋁進口/出口量(萬噸)氧化鋁進口量氧化鋁出口量氧化鋁凈出口量01002003004005006002002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020鋁材進/出口(萬噸)鋁及鋁合金進口量鋁材出口量 47 持續上升。2021 年全國焦炭產能達到 6.3 億噸,產量為 4.6 億噸,較 2000 年增長 3.4 億噸。如圖 40 所示,20
118、012005 年、20062010 年間全國焦炭產量分別以17.1%和 8.0%的年平均增速迅速增長,2010 年之后焦炭產能和產量整體平穩,20112015 年、20162020 年間焦炭產量年均增速分別降至 3.2%和 1.1%。焦炭焦炭主要用于主要用于鋼鐵冶煉鋼鐵冶煉。2020 年全國焦炭消費約 4.8 億噸,按用途可分為冶金焦(高爐焦、鑄造焦和鐵合金焦等)、氣化焦(用于生產煤氣的焦炭)和電石用焦。其中,焦炭在鋼鐵冶煉過程中起到骨架支撐、提供熱源、還原劑、滲碳劑等重要作用,高爐用冶金焦用量占全國焦炭消費總量的 85%左右,是焦炭最主要用途。由于用量較大,為降低成本提高綜合效益,降低貨運需
119、求,鋼鐵聯合焦化企業產能與產量呈現逐漸上升趨勢。大多數獨立煉焦企業由于上游沒有煤礦,下游缺少鋼鐵企業作為依托,產業集中度較低不具備規模優勢,近年來產量逐漸下降。2021 年鋼鐵聯合焦化企業焦炭產量為 1.1 億噸,同比增長 5.5%,約占全國焦炭產量的 24%;其他焦化企業焦炭產量 3.5 億噸,同比下降 4.3%,占比約為76%。此外,化工、機械、有色行業焦炭消費占比分別為 8%、1.6%和 1.4%。焦炭進口量逐漸增長,出口量下降。焦炭進口量逐漸增長,出口量下降。如圖 41 所示,從進出口情況看,中國焦炭凈出口量整體呈現下降趨勢。20002008 年焦炭年出口量穩定在 1400 萬噸左右,
120、進口量極低;20092012 年出口量驟減,年出口量降低至 300 萬噸以下;20122018 年焦炭出口量有所反彈,年均出口量上升至 740 萬噸,同時進口量有所上升;2018 年后焦炭出口量逐年遞減,進口量明顯上升,2018、20019 與 2020年焦炭進口量分別為 9、52 和 298 萬 t。2020 年中國焦炭出口 349 萬噸,進口 298萬噸,凈出口 51 萬噸,是近 20 年來最低值。相較于其他煤種,煉焦煤屬于稀缺資源,中國低硫分優質主焦煤資源尤其有限。2020 年我國煉焦煤進口量達到 7264萬噸,近年來每年需要從國外進口焦煤約 7000 萬噸,且進口煤占我國焦煤總供給的比
121、例逐年提升,對外依存度逐漸提高。48 圖 40 20002021 年中國焦炭產量 注:數據來源于國家統計局 圖 41 20002021 年中國焦炭凈出口量 注:數據來源于國家統計局,中華人民共和國海關總署等 4.1.6 建筑建筑行業行業 中中國建筑面積總量高速增長國建筑面積總量高速增長,增量來自城鎮居住建筑與城鎮公共建筑,增量來自城鎮居住建筑與城鎮公共建筑。如圖42 所示,20102020 年間,中國建筑面積總量以年均 3.9%增速持續增長,由 469億平方米增長至 688 億平方米。其中,城鎮居住建筑增速最快,由 2010 年 141億平方米增長至 2020 年 287 億平方米,年平均增速
122、達 7.4%,2020 年城鎮居民建050001000015000200002500030000350004000045000500002000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021焦炭產量(萬噸)0200400600800100012001400160018002000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920
123、202021焦炭進口/出口量(萬噸)焦炭進口量焦炭出口量焦炭凈出口量 49 筑占全國建筑總面積的 42%;城鎮公共建筑面積由 75 億平方米增長至 127 億平方米,年均增長率為 5.4%,2020 年城鎮公共建筑面積約占建筑總面積的 18%;農村建筑逐步達到平臺期,由 2010 年 253 億平方米增長至 2020 年 274 億平方米,年均增長率僅為 0.8%,2020 年農村建筑約占總面積的 40%。由此可見,受中國近十年來城鎮化進程影響,農村建筑面積增幅較小,城鎮居住建筑和公共建筑是建筑規模主要增長領域。與此同時,人均建筑面積不斷增加。20102020 年,中國城鎮人均居住建筑面積從
124、21 平方米/人提高到 33 平方米/人,城鎮人均公共建筑面積從 11 平方米人提高到 15 平方米/人,農村人均建筑面積從 3 平方米/人提高到 51 平方米/人。隨著人民生活水平提高,我國城鎮和農村人均建筑面積均逐年上升,但受到城鎮化發展過程中農村人口大量進城影響,農村人均建筑面積增幅遠高于城鎮人均建筑面積96。圖 42 20002021 年中國各類建筑規模變化 建筑領域能源消費以電力、煤炭和天然氣為主。建筑領域能源消費以電力、煤炭和天然氣為主。2020 年,建筑領域能源總消費量為 7.7 億噸標煤,其中,電力消費量為 2.9 億噸標煤,占比 28%;煤炭消費量為 2.2 億噸,占比 28
125、%;天然氣消費量為 1.5 億噸標煤,占比 20%;液化石油氣消費量為 0.59 億噸,占比 8%;生物質、地熱等其他能源消費量為 0.45 億噸,占比 6%。從不同區域不同建筑類型來看,北方城鎮集中供暖以煤炭、天然氣和電力為主,城鎮居住建筑用能以電力、天然氣和液化石油氣為主,城鎮公共建筑用能以電力、天然氣和煤炭為主,農村建筑能耗以電力、煤炭等為主。010020030040050060070020102011201220132014201520162017201820192020建筑面積(億平方米)農村建筑城鎮公共建筑城鎮居住建筑 50 4.2 貨貨物物運輸運輸現狀現狀 本研究通過文獻資料分析
126、、行業專家咨詢、企業實際調研等方法,結合宏觀統計數據摸清重點行業貨運需求現狀,包括各行業主要運輸貨類、單位產品原材料燃料消耗量、運輸結構與運輸距離等,詳細數據如表 3 所示。4.2.1 運輸結構與運距運輸結構與運距 表 3 大宗商品貨運現狀 大宗商品大宗商品 貨類貨類 涉及行業涉及行業 運輸結構運輸結構(公路:鐵路:(公路:鐵路:水路)水路)公路公路 運距運距(km)鐵路鐵路 運距運距(km)水路水路 運距運距(km)數據數據 來源來源 煤炭 電力、鋼鐵、水泥、鋁冶煉、煉焦、建筑 13%:73%:14%433 656 1390 102 家電力企業調研 國家統計局 焦炭-獨立煉焦 煉焦、鋼鐵 4
127、4%:31%:25%840 992 1390 5 家煉焦企業調研 國家統計局 焦炭-聯合煉焦 煉焦、鋼鐵 100%:0:0 23 0 0 35 家鋼鐵企業調研 國家統計局 鋁土礦 鋁冶煉 28%:34%:38%176 501 1390 15 家鋁冶煉企業調研 國家統計局 鐵礦石 鋼鐵 30%:38%:32%790 501 1390 35 家鋼鐵企業調研 國家統計局 石灰石 水泥、鋼鐵 89%:6%:5%255 534 1390 36 家水泥企業調研 國家統計局 鋼材 鋼鐵 44%:36%:20%555 806 1390 35 家鋼鐵企業調研 國家統計局 水泥 水泥 93%:2%:5%334 3
128、59 1390 36 家水泥企業調研 國家統計局 鋁材 鋁冶煉 46%:26%:28%1200 806 1390 15 家鋁冶煉企業調研 國家統計局 砂石骨料 建筑 90%:2%:8%155 327 1390 5 家建筑企業調研 國家統計局(1)煤炭)煤炭 2020 年中國煤炭消費量約 40.5 億噸,其中煤炭產量約 38.4 億噸,進口 3.03億噸,基本實現供需平衡。煤炭供需格局受資源分布、生產分布、消費分布、運銷鏈環節以及政策調控要素影響,中國煤炭資源北多南少、西富東貧,煤炭生產主要分布于山西、陜西及內蒙古以及新疆等地,如圖 43 所示,2020 年“晉陜蒙”51 三個省份煤炭產量約 2
129、7.4 億噸,占全國煤炭產量的 71%,2021 年國內煤炭產量進一步中西部集中“晉陜蒙”煤炭產量占比提升至 72%。如圖 44 所示,煤炭下游消費地區除山西、內蒙古外,更多集中在華東、華南等地區,煤炭生產和消費之間存在錯配,促使我國形成了“北煤南運,西煤東運”的煤炭物流基本格局。圖 43 2020 年中國各省煤炭產量 注:數據來源于國家統計局 圖 44 中國煤炭運輸格局 注:圖片來源于煤炭工業發展“十三五”規劃 020000400006000080000100000120000山西內蒙古陜西新疆貴州安徽河南山東寧夏黑龍江云南河北甘肅遼寧四川青海江蘇吉林湖南福建廣西江西湖北廣東浙江重慶上海天津
130、海南北京西藏煤炭產量(萬噸)52 煤炭利用鐵路、水路和公路運輸,包括直達運輸或鐵公水多式聯運。研究顯示中國煤炭鐵路、公路、水運占比為約 7:2:1,鐵路是首要的運輸方式,大量煤炭自西向東、由南向北、長距離、多次轉運。為解決煤炭跨地域的供需矛盾,國家能源局發布的煤炭工業發展“十三五”規劃97,煤炭鐵路運輸將以晉陜蒙煤炭外運為主,全國形成“九縱六橫”的煤炭物流通道網絡,其中鐵路通道包含“七縱五橫”。從主產區的外運通道來看,晉陜蒙煤炭外運鐵路通道由橫向北通路(大秦、朔黃、蒙冀、豐沙大、集通、京原)、中通路(晉中南、石太、邯長、和邢)、南通路(侯月、隴海、寧西)以及縱向通路(焦柳、京九、京廣、包西、蒙
131、華)構成。上述地區主要以鐵路直達的方式供應京津冀、東北地區,以下水煤方式供應華東、華南等地,海進江方式供應長江沿線省市。其中,大秦、朔黃、蒙冀、瓦日為我國西煤東運四大通道。國務院辦公廳印發推進運輸結構調整三年行動計劃(20182020 年),提出以京津冀及周邊地區、長三角地區、汾渭平原等地為主,推進大宗貨物運輸公轉鐵、公轉水,減少公路運輸量,增加鐵路運輸量98。中國國家鐵路集團有限公司日前發布的20182020 年貨運增量行動方案提出,到 2020 年,全國鐵路煤炭運量要達到 28.1 億噸,較 2017 年增運 6.5 億噸,鐵路運輸煤炭要占全國煤炭產量的 75%99。受成本和運價影響,公路
132、煤炭運輸只適合于短途運輸,作為鐵路和水路運輸的重要補充。從成本核算角度來看,公路運煤經濟運距不應超過 510km100,但在鐵路運量緊張,鐵路運能無法滿足需求的情況下,許多用煤企業不得不選擇公路運輸。在煤炭生產基地和煤炭運輸中轉港腹地,一直有部分中短途公路直達運輸或公路集港運輸。水路運輸包括海運和內河運輸,海上運輸首先通過鐵路或公路將煤炭從生產基地集結到北方沿海中轉港口,再由海輪運向環渤海灣、華東、中南地區和國外。內河運煤通道主要包括長江和京杭運河,將來自晉、冀、豫、皖等地及海進江(河)煤炭經長江或運河的中轉港或主要支流港中轉后,用輪駁船運往華東和沿江用戶。煤炭主要下水港包括沿海北方七港,即秦
133、皇島港、天津港、黃驊港、京唐港、青島港、日照港和連云港;內河下水港包括長江四港(南京港、武漢港、蕪湖港、枝城港)及京杭運河上的徐州港和珠江水系的貴陽港。目前對于公鐵水各類運輸方式的煤炭運輸比例尚缺乏官方統計,2018 53 2020 年貨運增量行動方案預測 2020 年全國鐵路煤炭運量要達到 28.1 億噸,約占 2020 年煤炭實際消費量的 69.4%99。本研究基于全國 21 個省份 102 家2火電企業實際調研,并對比文獻資料調研數據綜合研判,估算 2020 年全國火電企業煤炭運輸鐵路、水路、公路比例分別為 73%、13%和 14%。公路煤炭的平均運距基于 102 家火電企業調研公路煤炭
134、運輸半徑交叉分析,如圖 45 所示,公路煤炭平均運距為 433km;水路煤炭運距參考 2020 年全國水路貨運平均運距 1390km;鐵路煤炭運距參考 2020 年全國鐵路煤炭平均運距 656km。圖 45 各省調研火電企業公路煤炭運輸半徑交叉分析(2)焦炭)焦炭 焦炭生產區分獨立煉焦與鋼鐵企業聯合煉焦,不同生產方式的企業運輸方式與運輸距離差別較大。根據 2021 年數據,鋼鐵聯合焦化企業焦炭產量約占 24%,2 102 家調研企業分布于全國 21 個省市自治區:河南(31 家)、內蒙古(13 家)、遼寧(10 家)、江蘇(8 家)、安徽(5 家)、浙江(5 家)、山東(4 家)、新疆(4 家
135、)、江西(4 家)、云南(3 家)、湖南(2 家)、廣西(2 家)、山西(2 家)、黑龍江(2 家)、河北(1 家)、湖北(1 家)、廣東(1 家)、福建(1 家)、重慶(1 家)、陜西(1 家)、上海(1 家)54 獨立煉焦企業焦炭產量約占 76%。對于獨立煉焦,基于 5 家煉焦企業調研數據估算公路、鐵路和水路運輸比例為 44%:31%:25%,焦炭公路運距參考其他研究取值 840km101,焦炭鐵路運距參考 2020 年全國鐵路焦炭平均運距 992km,水路焦炭運距參考 2020 年全國水路貨運平均運距 1390km。對于鋼鐵聯合煉焦企業,按照 100%由公路運輸估算,基于 35 家鋼鐵企
136、業調研數據平均運距為 23km。(3)鐵礦石與鋼材)鐵礦石與鋼材 鋼鐵企業物料運輸區分為內部運輸與外部運輸。內部運輸方面,鋼鐵企業設施布局緊密,大宗原料、燃料多采用廠內皮帶運輸的方式102,在外部運輸方面,基于布局、采購與銷售半徑及運輸成本等多方面因素的綜合考量,采用多種運輸方式滿足企業的外部運輸需求,包括鐵路、水路、公路、管道和皮帶等。國內早期建設投產的大型鋼鐵企業基本有自己的礦山,但仍需每年從國外進口的大量鐵礦石。進口鐵礦石運輸大致分為三類,一是對于少數緊鄰沿海港口的大型鋼鐵基地,通過港口直接輸送到生產企業,大大降低運輸距離與成本;二是對于內地鋼鐵企業需要通過港口倒運的方式運輸至企業,例如
137、需要通過沿海港口倒小船進行內河運輸,運至內河港口,之后再通過皮帶機、公路、鐵路專用線等運輸方式運至工廠(長江沿線馬鋼、武鋼、沙鋼等);三是部分內地企業直接采用鐵路運輸方式利用國鐵線路運輸至企業與國鐵的接軌站,再由公路或鐵路專用線運至場內(華北地區太鋼、邯鋼,西北地區包鋼,西南地區攀鋼、水鋼等)?;趯?35 家國內長流程鋼鐵企業調研數據并結合文獻資料分析,估算 2020 年全國鋼鐵企業鐵礦石公路、鐵路、水路運輸比例分別為 30%、38%和 32%,鐵礦石公路運距參考其他研究結果取值 790km101,鐵路運距參考 2020 年全國金屬礦石平均運距501km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1
138、390km。鋼材消費具有涉及行業類別多、規模小、用戶分散、需求種類多等特征,鋼鐵企業難以滿足分散且需求量小的用戶需求,大部分通過市場經銷商集散后流通到達用戶,企業直銷比例較低。通過對 35 家鋼鐵企業鋼材運輸情況實際調研,估算 2020 年全國鋼鐵企業公路、鐵路、水路鋼材運輸比例分別為 44%、36%和20%。全國不同地區鋼材的公路運距差異較大,例如緊鄰山東鋼鐵、日照鋼鐵等大型鋼鐵生產基地,山東省內鋼材運輸半徑大多在 400km 以下;西南地區每年 55 消耗大量鋼材,但因生產基地與消費地區不完全匹配,缺乏大型鋼鐵生產基地群,造成了鋼材運輸距離平均在 1000km 以上。本研究對于鋼材的公路平
139、均運距參考其他研究結果取值 555km101,鐵路運距參考 2020 年全國鋼鐵及有色金屬平均運距 806km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1390km。(4)石灰石與水泥石灰石與水泥 水泥由于具有原料和產品運輸量大、運費占售價比重高、產品保質期較短等因素的影響,在銷售范圍上存在一定的地域限制。就普通水泥而言,一般通過汽車運輸的合理運輸半徑約為 150200 公里,通過鐵路運輸的合理運輸半徑約為300500 公里,通過水路運輸的合理運輸半徑在 600 公里以上。無論是袋裝還是散裝,水泥的生產成本較低,成品水泥出廠一般在 200300 元/噸,這就導致水泥的運輸距離被限制在一定范圍,通常公
140、路汽運半徑在 300 公里以內,運費 110元/噸左右,若超出此距離,隨著綜合成本升高,與當地水泥相比,喪失競爭力?;趪鴥?36 家水泥企業調研數據結合文獻資料分析,估算 2020 年全國水泥行業公路、鐵路、水路運輸比例分別為 93%、2%和 5%。水泥公路平均運距參考其他研究結果取值 334km101,鐵路運距參考 2020 年全國水泥平均運距 359km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1390km。由于石灰石產區豐富且價格較低,運輸成本成為石灰石物料運輸中首要考慮的因素。由于用量較大,調研顯示,多數水泥企業選擇在石灰石資源豐富的地區建廠,通過傳送長廊或汽車運輸至廠區,既保證了石灰石質
141、量與供應穩定,又最大程度上降低了石灰石運輸成本?;趯?36 家水泥企業石灰石運輸現狀調研,結合前述鋼鐵企業石灰石運輸調研結果,估算全國石灰石公路、鐵路、水路運輸比例分別為 89%、6%和 5%,石灰石公路運距基于調研結果取值 155km,鐵路運距參考 2020 年全國礦建材料平均運距 327km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1390km。(5)鋁土礦鋁土礦與與鋁材鋁材 鋁冶煉行業物流特點及區域布局特征呈現出以資源、交通、市場為導向的不同產業集群。其中氧化鋁圍繞鋁土礦主要產地,分布在山東、河南、廣西、山西等地區。電解鋁受電力成本影響較大,當前主要電解鋁生產企業共有 150 余家,56 從
142、規模集中度來看,前十家電解鋁產量占全國比例超過 80%,主要分布在西北、西南、山東、河南等地;鋁加工產業受各地區工業基礎和下游制造業分布影響,集中在河南、廣東、山東等省區。鑒于資源產地、能源優勢區域和終端市場在空間分布跨度較大,鋁產業鏈的物流服務需求和物流量將持續上升。鋁產業鏈上游的基礎資源及下游產業集群布局在空間上的差異化分布,決定了大宗貨物中場局轉運的基本格局?;趯鴥?15 家電解鋁企業調研數據結合文獻資料分析,估算 2020 年全國鋁冶煉行業公路、鐵路、水路鋁土礦運輸比例分別為 28%、34%和 38%。鋁土礦公路運距參考 2020 年全國公路貨運平均距離 176km,鐵路運距參考
143、2020 年全國金屬礦石平均運距 501km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1390km?;?15 家典型企業調研數據結合文獻資料分析,估算 2020 年全國原鋁和鋁材公路、鐵路、水路運輸比例分別為 46%、26%和 28%。公路運距采用 15 家企業調研平均運輸運距 1200km,鐵路運距參考 2020 年全國鐵路鋼鐵及有色金屬平均運距 806km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1390km。(6)砂石骨料)砂石骨料 我國建筑砂石骨料生產企業基本沒有存貨,生產出成品料后在短時間內銷往下游用戶。從全流程的鏈條看,砂石骨料運輸主要包括礦山開采、運輸、攪拌站加工和使用四個環節,產品特性明
144、顯,為降低運輸成本砂石骨料一般就近銷售,運輸半徑小,跨區域協調和運輸較為困難。根據建筑砂石骨料分省消費量分析,除北京、上海和天津等地的建筑砂石骨料基本上通過外省市進入,其他省市的建筑砂石骨料主要通過省市內部運輸流通基本能夠滿足本省市建設需要103?;? 家企業實際調研估算砂石骨料公路、鐵路、水路運輸比例分別為 90%、2%和8%,公路運距參考其他研究結果取值 200km47,鐵路運距參考 2020 年全國鐵路礦建材料平均運距 327km,水路運距參考全國水路貨運平均距離 1390km。4.2.2 單位產品貨運單位產品貨運需求需求 中國火力發電量的 95%左右來自燃煤(含煤矸石、煤泥等)電廠,
145、天然氣發電占比約為 5%,燃油發電占比極低。歷史數據顯示,火電企業整體能效水平持 57 續提升,單位供電煤耗持續下降。根據中國電力企業聯合會統計,如圖 46 所示,2020 年,全國 6000 千瓦及以上電廠供電標準煤耗 304.9 克/千瓦時,較 2010 年333.3 克/千瓦時下降 8.5%。單位供電煤耗持續下降但降速放緩,“十二五”時期年均下降 1.1%,“十三五”時期年均下降 0.6%,2018、2019 和 2020 年降幅分為0.6%、0.4%和 0.5%。如圖 47 所示,基于 2020 年全國 2143 臺火電機組數據得到單位供熱煤耗與單位供熱煤耗加權平均值,結果如表 4 所
146、示。圖 46 20102021 年全國 6000 千瓦及以上電廠供電標準煤耗 注:數據來源于中國電力企業聯合會 圖 47 2143 臺樣本機組單位供熱量煤耗量 鋼鐵行業大宗商品運輸主要包括三類,一是對鐵礦石、石灰石大宗原材料的-1.4%-1.2%-1.0%-0.8%-0.6%-0.4%-0.2%0.0%285290295300305310315320325330335201020112012201320142015201620172018201920202021變化率/%供電煤耗/g/kWh供電煤耗(克/千瓦時)供電煤耗變化率00.050.10.150.20.25020040060080010
147、0012001400160018002000單位供電量煤耗(t/GJ)58 采購與運輸;二是對于焦炭、煤炭等大宗燃料的運輸,三是鋼材產成品的運輸,包括型鋼、棒材、鋼筋、線材、鋼板等。此外,鋼鐵企業其他運輸需求來自對于樹脂、鹽酸、潤滑油等耗材的采購與運輸以及對于爐渣等廢棄物的運輸。本研究對于鋼鐵行業運輸貨類僅針對于鐵礦石、石灰石、煤炭、焦炭、鋼材的運輸。長流程與短流程煉鋼的貨運需求差異較大。如圖 48 所示,長流程煉鋼是從燒結礦、球團礦、焦炭等煉鋼所需原燃料準備開始,原料進入高爐經還原冶煉得到液態鐵水,向鐵水中加入氧化劑、脫氧劑和造渣材料,去除鐵水中的雜質,鐵水預處理后(如脫硫、脫硅、脫碳等)進
148、入轉爐,經過供氧吹煉、加礦石、脫炭等工序,將鐵水中的雜質氧化除去,最后加入合金,進行合金化,便得到鋼水。隨后,將鋼水導入鋼包中,經二次精煉使鋼水純潔化,然后將鋼水經連鑄工藝凝固成型成為鋼坯,再經軋制工序最后成為鋼材。長流程煉鋼過程涉及非常復雜的主料與輔料使用,噸鋼貨運需求大約在 45 噸104?;趯τ趪鴥?35 家大型長流程鋼鐵企業調研數據,結合宏觀統計數據計算,如表 4 所示,在無廢鋼資源替代的情況下,長流程煉鋼每噸生鐵大約需要鐵礦石 1.6 噸、煤炭 0.31 噸、焦炭 0.42 噸,此外每噸粗鋼還需石灰石約 0.2t。短流程煉鋼主要指將廢鋼等投入電爐融化煉鋼,短流程煉鋼具有工藝簡單、效
149、率較高、能耗低、碳排放低、物料運輸需求低等優勢。短流程煉鋼運輸需求主要來自廢鋼等原材料運輸以及產品運輸。綜合對于 5 家短流程煉鋼調研結合行業專家判斷,短流程煉鋼每噸粗鋼產品大約需要 1.07 噸廢鋼。水泥行業貨運具有運量需求大、所需貨類多、運輸半徑短、時效要求高等特點。水泥行業貨運需求主要包括三類,一是原材料的采購與運輸,主要包括石灰石、粘土、鐵質校正材料、石膏、混合材料、城市固廢等,中國生產 1 噸通用水泥需要的直接物質投入大約 1.73 噸105。二是對于煤炭等燃料運輸。三是水泥熟料、水泥等產品以及其他固廢的運輸。因此,本研究對于水泥行業運輸貨類聚焦于對于石灰石、煤炭與水泥產品的運輸。水
150、泥熟料生產過程中的能源消耗以燃煤為主,煤炭占水泥生產所消耗能源的 80%85%左右,電力消耗折合標煤占比 12%左右,其它燃料占 1%2%。根據 900 余條水泥熟料生產線(涉及產量占水泥熟料總產量的 50%以上)實際運行情況分析,正常運行的熟料生產線熟料燒成煤耗 59 在 92128 千克標準煤/噸,熟料綜合電耗在 4566 千瓦時/噸,熟料綜合能耗在98136 千克標準煤/噸。2019 年已有 26 家水泥企業熟料綜合能耗已達 100 千克標準煤/噸的世界先進水平,但也存在部分能耗較高的企業急需技術改造。調研顯示 2020 年每噸熟料煤炭消耗量約 0.145 噸。研究顯示,每生產 1 噸水
151、泥熟料需消耗約 1.3 噸石灰質原料106-107,根據 2020 年全國水泥行業石灰石消耗量約 19億噸,熟料產量約 15.5 億噸,估算每噸熟料的石灰石平均消耗量約 1.23 噸。對于煉焦企業,主要貨運需求在于上游煤炭運輸、下游焦炭運輸以及少量焦油渣等固廢運輸。本研究貨類僅針對于煉焦企業的煤炭與焦炭運輸。根據對典型焦化企業調研顯示,煉焦過程需要的主要原料是煉焦煤,分氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤四大類,煉焦過程需要將不同煤種按照一定比例混合粉碎后進行配煤,少數鋼鐵企業聯合煉焦在配合煤中還摻混焦油渣和污泥,結果顯示噸煤(干基)約產出 0.710.76 噸焦炭。從行業宏觀數據來看,2020 年煉焦行業
152、投入煤合計 65968萬噸,產出焦炭 47188 萬噸,單位焦炭煤耗約為 1.398 噸煤/噸焦炭。鋁冶煉行業主要貨運需求在于上游煤炭、鋁土礦、氧化鋁、再生鋁、炭陽極等原料燃料以及下游原鋁、鋁材產品運輸。本研究貨類僅針對于鋁冶煉行業的鋁土礦、煤炭、原鋁和鋁材運輸。鋁土礦等原料與煤炭等燃料的消費與運輸主要用于氧化鋁的生產環節。氧化鋁是生產電解鋁的主要原料,中國 95%以上的氧化鋁用于生產電解鋁,研究顯示,生產 1 噸電解鋁需要約 2 噸氧化鋁46,108。氧化鋁生產工藝流程分為燒結法、拜耳法或兩種混合,當前中國大多數工廠使用拜耳法生產氧化鋁109。2020 年中國氧化鋁產量為 7313 萬噸,消
153、耗鋁土礦約 1.7 億噸,每噸氧化鋁大約需要消耗 2.346 噸鋁土礦,合計消耗煤炭 4149 萬噸,每噸氧化鋁生產過程中平均消耗 0.567 噸煤炭。對于建筑行業,運輸需求分為建造階段與使用運行環節的運輸需求。建造階段的運輸需求主要針對建筑材料及制品、非金屬礦物材料、無機非金屬新材料的運輸,包括使用量巨大的水泥、磚瓦、沙石等,以及平板玻璃、建筑陶瓷、保溫材料等。本研究貨類僅針對于建筑行業在建造階段的砂石骨料運輸。建筑砂石骨料是指混凝土中起骨架或填充作用的粒狀松散材料,主要包括砂和石子,建筑砂石骨料是工程建設過程中使用最多的基建原材料。在 20072014 年間,我國砂石 60 骨料需求量從
154、102 億噸迅速上升至 187 億噸,需求量年均增長 9.1%,2014 年后砂石骨料需求量趨于穩定,需求量在 168181 億噸之間波動110。據研究綜合測算,每平方米民用建筑需砂石骨料 0.8 噸,每公里的道路建設需砂石骨料 60 噸47,根據中國沙石協會統計,中國每平方米城鎮建筑砂石骨料用量約為 0.8t111。表 4 2020 年各行業單位產品運量需求 4.3 貨運貨運量量變化變化影響影響因素因素分析分析 對數平均迪氏指數法(LMDI)模型是以驅動效應分析的經典因子分解模型,使用部門加總數據,提取關健指標進行因素分析。LMDI 方法具有公式簡潔、易于建模,在消除殘差的同時還能滿足因素可
155、逆等優勢,適用于研究連續變化的特征,廣泛應用于交通、能源、環境等領域112-114。貨運需求變化受多種復雜因素影響,且影響程度不同。為量化分析不同影響因素對貨運需求的影響,本研究采用 LMDI 方法建立分解模型,聚焦電力、鋼鐵、水泥和鋁冶煉四個行業中運量最大的貨類,通過分析不同貨類 20112020 年貨運量變化特征,提取關鍵指標,識別各類影響因素及作用效果。行業類別行業類別 工藝流程工藝流程 產品類型產品類型 所需貨類所需貨類 單位產品貨運需求單位產品貨運需求 電力-發電量 煤炭 0.397t/MWh 供熱量 煤炭 0.0619t/GJ 鋼鐵 長流程 生鐵 鐵礦石 1.60t/t 煤炭 0.
156、31t/t 焦炭 0.42t/t 粗鋼 石灰石 0.20t/t 鋼材-1t/t 短流程 粗鋼 廢鋼 1.07t/t 鋼材-1t/t 水泥-熟料 煤炭 0.145t/t 石灰石 1.23t/t 水泥-1t/t 鋁冶煉 電解鋁 氧化鋁 鋁土礦 2.346t/t 煤炭 0.567t/t 鋁材-1t/t 煉焦-焦炭 煤炭 1.398t/t 焦炭-1t/t 61 4.3.1 煤炭驅動力分析煤炭驅動力分析 煤炭是電力行業運量最大的貨類,對于煤炭貨運量變化的綜合效應分解為電力需求變化效應、電源結構優化效應和能效水平提升效應三個維度,如公式(4-1)、(4-2)所示。電力需求變化效應指全社會發電量變化的影響;
157、電源結構優化效應指全口徑發電量中非化石能源發電對火力發電的替代作用,以及火力發電量中燃氣發電對燃煤發電的替代;能效水平提升效應指火電企業采取節能減排措施導致的單位發電煤耗量的下降。煤=電=1,=11,=電 1,1,=1=1 (4-1)C煤=P電+D1+I1 (4-2)運用以上模型,將電力煤炭貨運量變化分解為 20102015 和 20152020 兩階段,影響因素定量分解結果如圖 48 所示:(1)過去十年間電力煤炭貨運量持續增長,2015 年貨運量較 2020 年增長3.05 億噸,上升 21.8%,2020 年較 2015 年增長 3.16 億噸,上升 18.6%。電力需求效應是促進電力煤
158、炭貨運需求上升的正向驅動力,電源結構優化、能效水平提升是負向驅動力,在相同產量條件下降低了貨運量。(2)電力需求增長拉動全社會發電量上升,是導致電力煤炭貨運量增長的決定性因素。全口徑發電量從 2010 的 4.2 萬億千瓦時增長到 2020 的 7.8 萬億千瓦時,增長 3.6 萬億千瓦時,上升 85%。20102015 和 20152020 年間,電力需求增長因素拉動煤炭貨運量分別增長 5.2 和 5.4 億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為 171%和 172%。(3)電源結構優化對于降低煤炭貨運量的影響最為顯著。中國非化石能源發電量由 2010 年 0.9 萬億千瓦時上升至 2020
159、年 2.4 萬億千瓦時,上升 180%,同時,天然氣發電量在火力發電量中的占比由2010年1.8%上升至2020年5.1%,電源結構不斷優化,燃煤發電量在全社會發電量中的占比由 2010 年的 77%下降至 2020 年 59%。20102015 和 20152020 年間,電源結構優化因素導致電力煤 62 炭貨運量分別下降 1.45 和 1.52 億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為-47%和-48%,是降低煤炭貨運量的首要因素,且隨著時間推移,電源結構優化對于貨運量的削減作用逐漸顯著。(4)能效水平提升是降低電力煤炭貨運量的另一因素。近十年來火電行業整體能效水平持續提升,2020 年單位
160、供電煤耗較 2010 年下降 8.5%。20102015和 20152020 年間,能效水平提升因素導致電力煤炭貨運量分別下降 0.73 和 0.73億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為-24%和-23%。圖 48 電力行業煤炭貨運量驅動因素分解 4.3.2 鐵礦石鐵礦石驅動力分析驅動力分析 鐵礦石是鋼鐵行業運量最大的貨類,對于鐵礦石貨運量變化的綜合效應分解為粗鋼需求效應、廢鋼替代結合工藝優化效應和礦料優化效應三個維度,如公式(4-3)、(4-4)所示。粗鋼需求效應指由于下游鋼材消費需求導致的粗鋼產量變化;廢鋼替代結合工藝優化效應指廢鋼資源利用率變化以及長流程與短流程煉鋼比例的影響;礦料優化
161、效應指采用“多碎少磨”或“以碎代磨”等降低最終碎礦粒度等方式降低鐵礦石消耗量的措施對于鐵礦石貨運量的影響。鐵=粗鋼=12,=12,=粗鋼 2,2,=1=1 (4-3)5.22-1.45-0.735.42-1.52-0.7302468101214161820222015202013.9713.9717.0217.0220.1820.18電力行業煤炭貨運量(億噸)2010煤炭貨運量電力需求電源結構優化能效水平提升+3.05+3.16 63 鐵=P粗鋼+D2+I2 (4-4)運用以上模型,將鋼鐵鐵礦石貨運量變化分解為 20102015 和 20152020 兩階段,影響因素定量分解結果如圖 49 所
162、示:(1)過去十年間鋼鐵行業的迅速發展,鐵礦石需求量與貨運量持續增長。2015 年鐵礦石貨運量較 2000 年增長 1.4 億噸,上升 14.3%,2020 年較 2015 年增長 3.0 億噸,上升 27.1%。粗鋼需求增長是促進貨運量增長的正向驅動力,廢鋼資源替代結合工藝優化、礦料優化是負向驅動力,導致相同粗鋼產量下貨運需求降低。(2)粗鋼產量增長是鐵礦石貨運量上升的決定因素。20102020 年間,中國粗鋼產量從 6.37 億噸增長到 10.65 億噸,增長了 4.28 億噸,上升 67%。20102015和 20152020 年間,粗鋼需求增長因素拉動鐵礦石貨運量分別增長 2.49 和
163、 3.85億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為 178%和 127%。(3)廢鋼資源利用率逐步提升結合短流程煉鋼比例提高對于降低鐵礦石貨運量成效顯著。廢鋼電爐短流程煉鋼大大減少了對于鐵礦石的消耗量與運輸需求,廢鋼資源不僅為短流程煉鋼提供原料,在長流程煉鋼過程中提高廢鋼煉鋼比也是降低鐵水比例、減少鐵礦石用量的有效措施115-117。2020 年廢鋼資源產生量達到 2.3 億噸,廢鋼短流程煉鋼比例由 2010 年不足 2%上升至 2020 年約 10%。20102015 和 20152020 年間,提高廢鋼資源利用率結合煉鋼工藝優化因素導致鐵礦石貨運量分別下降 0.95 和 0.67 億噸,對于
164、貨運量實際增量的貢獻率分別為-68%和-22%,是降低鐵礦石貨運需求的重要因素。(4)礦料優化對于降低鐵礦石貨運量的效果有限。鋼鐵企業從優化預選工藝、提高精礦質量、采用“多碎少磨”或“以碎代磨”降低最終碎礦粒度等方式降低鐵礦石消耗量118-119。20102015 和 20152020 年間礦料優化因素導致鐵礦石貨運量分別下降 0.14 和 0.15 億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為-10%和-5%,是降低鐵礦石貨運需求的一項因素,但從歷史數據分作用有限。64 圖 49 鋼鐵行業鐵礦石貨運量驅動因素分解 4.3.3 石灰石石灰石驅動力分析驅動力分析 石灰石是水泥行業除水泥產品外運量最大的
165、貨類,對于石灰石貨運量的綜合效應分解為水泥需求效應、熟料用量效應、熟料進口效應和原料替代效應四個維度,如公式(4-5)、(4-6)所示。水泥需求效應指由下游消費需求導致的水泥產量變化的影響;熟料用量效應指不同標號水泥單位產品熟料用量變化的影響;熟料進口效應指熟料消費量中進口熟料對國產熟料替代作用的影響;原料替代效應指采用電石渣、粉煤灰、鋼渣、硅鈣渣等替代石灰石作為水泥生產用原料對于石灰石貨運量的影響。石灰石=水泥=13,水泥=13,3,3,=水泥 3,3,3,=1=1 (4-5)鐵=水泥+3+3+3 (4-16)運用以上模型,將水泥石灰石貨運量變化分解為 20102015 和 20152020
166、 兩階段,影響因素定量分解結果如圖 50 所示:(1)過去十年間水泥行業的迅速發展導致石灰石貨運量整體上升,2015 年石灰石貨運量較 2010 年增長 2.1 億噸,上升 14.5%,2020 年較 2015 年增長 2.8+1.40+3.032.49-0.95-0.143.85-0.67-0.159.809.80024681012141611.2011.2014.2314.23鐵礦石貨運量粗鋼需求廢鋼替代+工藝優化礦料優化201520202010鋼鐵行業鐵礦石貨運量(億噸)65 億噸,上升 17.0%。水泥需求和熟料用量效應作為正向驅動力促進貨運量增長,熟料進口和原料替代效應是負向驅動力,
167、降低相同產量條件下的貨運需求。(2)水泥需求增長是推動石灰石貨運量上升的決定因素。20102020 年間,水泥產量從 18.8 億噸增長到 23.9 億噸,增長了 5.1 億噸,上升 27%。20102015和 20152020 年間,水泥需求增長因素推動石灰石貨運量分別增長 3.55 和 0.34億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為 169%和 12%。20102015 年間,水泥產量增長是導致鐵礦石貨運需求大幅上升的決定性因素,隨著 2014 年水泥產量達到 24.9 億噸的階段性峰值,20152020 年水泥產量在 22.123.9 億噸之間波動,對于石灰石貨運量的驅動效應明顯減緩。(
168、3)產品結構變化對于石灰石貨運量影響明顯。近年來,中國水泥產品結構發生變化,高標號水泥生產使用比例增長120-122。20152020 年間,水泥結構變化因素導致石灰石貨運量分別上升 2.85 億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率為 101%,成為導致石灰石貨運量持續上升的重要因素。(4)熟料進口量提高是導致石灰石貨運量下降的重要因素。自 2018 年開始,中國水泥行業在產能嚴重過剩的背景下,大力推進供給側結構性改革,水泥行業通過全面貫徹落實“錯峰生產”、“停窯限產”等政策措施在化解產能過剩、減少污染排放的同時,也造成了區域性、階段性水泥短缺和價格上漲,為國外熟料向中國出口創造了條件123。201
169、52020 年間,提高熟料進口量因素導致石灰石貨運量下降 0.17 億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率為-6%。(5)原料替代是導致石灰石貨運量下降另一項重要因素。水泥生產企業使用某些天然礦物或化工行業產生的工業廢料替代傳統的石灰石原料,不僅降低了石灰石貨運需求,也減少了由于石灰石分解產生的 CO2排放。用以替代的原料包括電石渣、硅鈣渣、鋼渣、石英污泥及造紙污泥等,不同工業廢料在替代石灰石的同時還可能產生額外的協同效應。例如,如硅鈣渣能提供硅質原料、鋼渣可以改善生料易燒性等124-126。20102015 和 20152020 年間,原料替代因素導致石灰石貨運量分別下降 0.20 和 0.21
170、億噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為-10%和-7%,是降低鐵石灰石貨運需求的另一項因素。66 圖 50 石灰石貨運量驅動因素分解 4.3.4 鋁土礦鋁土礦驅動力分析驅動力分析 鋁土礦是鋁冶煉行業運量最大的貨類,對于鋁土礦貨運量變化的綜合效應分解為鋁材需求效應、再生鋁替代效應和氧化鋁進口效應三個維度。如公式(4-7)、(4-8)所示。鋁土礦=鋁材=14,鋁材=14,4,3,4,=鋁材 4,4,4,=1=1 (4-7)鋁土礦=鋁材+4+4+4 (4-8)鋁材需求效應指由于下游消費需求導致鋁材產量變化的影響;再生鋁替代效應指在鋁材生產過程中使用再生鋁替代原鋁的影響;氧化鋁進口效應指氧化鋁消費量中
171、進口氧化鋁對于國產氧化鋁的替代對于鋁土礦貨運量的影響。運用以上模型,將鋁冶煉行業鋁土礦貨運量變化分解為 20102015 和20152020 兩階段,影響因素進行定量分解結果如圖 51 所示:(1)20102020 年間鋁冶煉行業迅速發展導致鋁土礦貨運量增長約 1.0 億噸,上升 146%。鋁材需求效應是促進鋁土礦貨運需求增長的正向驅動力,再生鋁替代和氧化鋁進口效應是負向驅動力,導致相同產量條件下貨運需求降低。石灰石貨運量水泥需求熟料用量熟料進口原料替代3.55-1.280.03-0.20.342.85-0.17-0.210246810121416182014.4614.4616.5616.5
172、619.3719.37201020152020水泥行業石灰石貨運量(億噸)+2.10+2.81 67 (2)鋁材產量增長是鋁土礦貨運量上升的決定因素。20102020 年間,中國鋁材產量從 2238 萬噸增長到 5579 萬噸,增長 3341 萬噸,上升 149%。20102015和 20152020 年間,鋁材需求增長因素拉動鋁土礦貨運量分別增長 9106 和 5052萬噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為 129%和 127%。(3)促進廢鋁資源循環利用,提高再生鋁在鋁材生產過程中的使用率是降低鋁土礦貨運量的主要因素。再生鋁是指以廢鋁作為主要原料,經預處理、熔煉、精煉、鑄錠等生產工序后得到
173、鋁合金。鋁的抗腐蝕性強,在使用過程中損耗程度極低,且在多次重復循環利用后不會喪失其基本特性,具有極高的再生利用價值127,20102020 年再生鋁產量由 400 萬噸上升至 740 萬噸。20102015 和20152020 年間,提高再生鋁用量導致鋁土礦貨運量分別下降 1485 和 1218 萬噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為-21%和-22%。(4)氧化鋁進口對于鋁土礦貨運量的削減效應逐步增強。20102015 和20152020 年間氧化鋁進口因素導致鋁土礦貨運量分別下降 571 和 902 萬噸,對于貨運量實際增量的貢獻率分別為-8%和-29%。圖 51 鋁土礦貨運量驅動因素分解
174、 4.4 重點重點行業行業產品產品產量產量預測方法預測方法 本研究基于行業特征,采取不同方法預測各重點行業 20202040 年主要產品9106-1485-5715252-1218-9026972697205000100001500014023140231715417154201020152020鋁土礦貨運量鋁材需求再生鋁替代氧化鋁進口鋁冶煉行業鋁土礦貨運量(萬噸)20000+7051+3131 68 產量變化,用來反映行業發展趨勢,并作為貨運需求預測的基礎。每類產品產量均包括高、低兩種需求情景。(1)電力)電力產量產量預測預測 電力需求與社會經濟發展、各部門用電需求變化密切相關。如圖 52
175、所示,本研究采用部門需求預測法,將全社會用電部門分為工業(含制造業)、居民生活、服務業、交通運輸和其他等 5 大類,在各部門用電規模與特征現狀的基礎上,結合各行業產品產量、電耗變化趨勢及用電規律,采用產品單耗法、趨勢外推法預測不同部門的用電需求,自下而上匯算得到高、低兩種情景下全社會用電需求。采取用電量與發電量持平的原則,得到未來高、低兩種情景下全社會發電量變化趨勢。電源結構分為非化石能源與化石能源兩類,堅持非化石能源優先發展,基于可開發資源量、電源項目建設周期、能源價格等方面因素,分別確定水電、核電、生物質發電規模,同時結合“十四五”現代能源體系規劃128、2030 年前碳達峰行動方案49等
176、政策規劃提出的非化石能源發電及非化石能源消費比重發展目標,預測未來電源結構變化,同時根據天然氣資源情況和分布式調峰需求,確定氣電發展規模,最終得到未來高、低兩種情景下的燃煤電發電量、熱電聯產供熱量。全社會發電量全社會發電量部門需求部門需求預測法預測法火力發電量火力發電量電源結構優化高高/低需求情景低需求情景燃煤發電量燃煤發電量天然氣發電比例高高/低需求情景供熱量低需求情景供熱量類比分析 圖 52 電力行業需求預測方法(2)鋼鐵)鋼鐵產量產量預測預測 鋼鐵行業涉及工藝流程長,中間產品多,如圖 53 所示,對于鋼鐵需求預測主要包括鋼材產量、粗鋼產量、廢鋼資源量和生鐵產量四個模塊。采用消費系數法和分
177、部門需求預測法分別預測未來全國粗鋼消費量,得到高、低兩種情景下鋼材消費量。由于中國是鋼材凈出口國,基于鋼材消費量結合未來凈出口量預測未來鋼材產量。結合歷史階段鋼材與粗鋼產量之比,預測未來粗鋼產量。廢鋼資源不僅是短流程煉鋼的主要原料,在長流程煉鋼中的原料替代具有重要影響,采用 69 社會鋼鐵蓄積量折算法,結合各類鋼鐵產品生命周期分布,預測未來廢鋼資源產生量。參考關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見129、工業領域碳達峰實施方案50等政策文件對于中國短流程煉鋼的發展規劃,結合廢鋼資源產生量與利用率,預測未來短流程煉鋼比例,進而得到長流程與短流程粗鋼產量。最終,基于高、低需求情景下長流程粗鋼產量與長
178、流程廢鋼資源用量預測 20222040 年高、低需求兩種情景下生鐵產量。粗鋼消費量粗鋼消費量部門需求預測部門需求預測+消費系數法消費系數法粗鋼產量粗鋼產量進出口短流程煉鋼短流程煉鋼粗鋼產量粗鋼產量長流程煉鋼長流程煉鋼粗鋼產量粗鋼產量政策規劃/廢鋼資源高需求高需求/低需求情景低需求情景生鐵產量生鐵產量廢鋼資源鋼材產量鋼材產量物料折算社會鋼鐵蓄積社會鋼鐵蓄積量折算法量折算法政策規劃/廢鋼資源廢鋼資源量廢鋼資源量廢鋼進口/鋼鐵生命周期 圖 53 鋼鐵行業需求預測方法(3)水泥)水泥產量產量預測預測 經濟發展模式和結構變化對于一個國家或地區的水泥熟料需求會產生很大影響,影響因素包括城鎮化率、人均 GD
179、P、固定資產形成總額、三次產業結構和固定資產投資結構等。如圖 54 所示,本研究采用多因素擬合法,建立包含上述五類影響因素的多因素擬合模型,結合對未來中國經濟發展形勢、產業結構、人口及城鎮化發展形勢、固定資產投資趨勢的預測結果,預測高、低情景下未來水泥熟料消費量。通過熟料消費量與水泥消費量歷史折算比例,得到未來水泥消費量變化。最終,基于熟料消費量結合未來熟料出口變化預測高、低情景下熟料產量。水泥熟料消費量水泥熟料消費量部門需求預測法部門需求預測法+多因素擬合法多因素擬合法進出口原料替代高需求高需求/低需求情景低需求情景水泥熟料產量水泥熟料產量水泥消費量水泥消費量物料折算 圖 54 水泥行業需求
180、預測方法(4)鋁材)鋁材產量產量預測預測 鋁材需求量與社會經濟發展,建筑、交通等領域用量以及進出口需求等密切 70 相關。如圖 55 所示,本研究采用彈性系數法,基于人口增長趨勢與人均鋁材消費量變化,預測未來高、低需求情景下全國鋁材消費量,并結合鋁材進出口量得到鋁材產量。鋁材生產的主要來源包括原鋁與再生鋁,基于國內舊廢鋁、國內新廢鋁、進口廢鋁等預測未來再生鋁產量。根據鋁材產量與再生鋁使用量,結合電解鋁進出口政策、電解鋁產能總量控制政策、國際貿易局勢的綜合分析,預測未來電解鋁產量。氧化鋁需求量主要取決于電解鋁產量,綜合考慮電解鋁生產所需氧化鋁折算比例、進口量等因素,最終得到未來高、低需求情景下氧
181、化鋁產量。鋁材消費量鋁材消費量部門需求預測部門需求預測+彈性系數法彈性系數法鋁材產量鋁材產量進出口再生鋁產量再生鋁產量原鋁產量原鋁產量進出口/產能總量控制高需求高需求/低需求情景低需求情景氧化鋁產量氧化鋁產量進出口/物料需求進出口/國內舊廢鋁/國內新廢鋁/資源循環利用現狀 圖 55 鋁冶煉行業需求預測方法(5)焦炭)焦炭產量產量預測預測 中國 85%以上的焦炭主要用于鋼鐵行業,如圖 56 所示,本研究采用需求預測法,基于鋼鐵行業生鐵產量與綜合焦比預測冶金焦消費量,其他行業焦炭消費量與 2020 年持平,得到未來全國焦炭消費總量。同時,結合焦炭進出口變化預測未來高、低需求情景下焦炭產量。生鐵產量
182、生鐵產量部門需求部門需求預測法預測法焦炭消費量焦炭消費量其他行業焦炭消費/綜合焦比高需求高需求/低需求情景低需求情景焦炭產量焦炭產量進出口 圖 56 焦炭產量預測方法(6)建筑規模預測)建筑規模預測 對于建筑規模的預測針對城鎮居住建筑、城鎮公共建筑、農村建筑三種類型,考慮民眾不斷提升的居住舒適度需求,對影響人均建筑面積的關鍵因素進行識別,根據人口、城鎮化率、人均 GDP、投資結構、套戶比等指標變化趨勢,對比韓國、法國、德國、日本等城市化水平較高、可利用土地資源與我國類似國家的人均居住建筑面積,預測未來不同類型建筑人均面積。同時結合我國居住模式、人口和 71 城鎮化率變化趨勢,預測未來高、低需求
183、情景下三類建筑規模發展趨勢,匯總得到全社會建筑規模變化。五、五、貨運貨運需求需求預測預測 5.1 宏觀宏觀社會經濟發展社會經濟發展預測預測 本研究遵循構建新發展格局的總體要求,統籌考慮國內國際雙循環對中國經濟發展的宏觀影響,結合宏觀經濟發展目標、2030 年前碳達峰目標以及 2035 年遠景目標,綜合國內外主要研究機構預測情景與最新政策文件精神,分析經濟增長態勢與產業結構、人口和城鎮化歷史發展形勢,提出 20202040 年不同階段GDP 增速、經濟總量、人口總量、人均 GDP、產業結構等主要宏觀經濟指標,奠定各重點行業產品產量預測與貨運需求變化預測的基礎。人口總量達到平臺期,人口總量達到平臺
184、期,老齡化老齡化快速發展??焖侔l展。中國人口發展既符合世界一般性規律,又具有自身特點。歐美、日韓等發達國家人口老齡化都是經濟社會發展到一定階段的產物,大部分發達國家基本在人均 GDP 達到 2 萬美元左右時才進入老齡化社會。與發達國家不同,中國由于人口生育控制政策的強力實施,人為地加快了人口轉變進程與老齡化速度,導致還未富裕便進入老齡化社會。年齡結構帶來的人口問題日益突顯,人口峰值臨近,老齡化加劇、低生育率等問題形勢仍將持續。近年來我國新出生人口數量持續下行,若無政策調整,“十四五”期間不排除出現人口負增長的可能性。2019 年中國 65 歲及以上人口占比已達 12.6%,2022 年將進入深
185、度老齡化社會,2033 年左右進入占比超過 20%的超級老齡化社會,到 2035 年,老年人口將從 2017 年的 2.4 億人上升到 4 億人左右“人口紅利”逐步衰減。綜合相關機構研究結果,如表 5 所示,本研究預測 20212025 年間,中國人口將保持微增態勢,人口增長至 14.25 億左右;2030 年前后人口將迎來14.3 億左右的峰值拐點;到 2040 年人口下降至 14.0 億左右。經濟持續穩定經濟持續穩定發展發展,綜合國力進一步提升,綜合國力進一步提升?!笆濉睍r期,中國經濟發展成效顯著,經濟總量實現了規劃期保持中高速增長的目標,20162019 年 GDP 年均實際增速達到
186、6.7%。2020年受新冠疫情暴發影響經濟增速大幅放緩,全年2.3%的 GDP 增速仍是世界主要經濟體中唯一保持正增長的國家,經濟顯現出持續恢 72 復的勢頭。2020 年 GDP 規模邁上百萬億元新臺階,是 2010 年的 2.4 倍左右。人均 GDP 突破 1 萬美元,達到 1.05 萬美元,全國居民人均可支配收入達 32189 元,比 2015 年增長 42%,中等收入群體規模持續擴大經濟發展的穩定性、可持續性明顯增強,為“十四五”時期經濟社會發展奠定了良好基礎。疫情對中國經濟的沖擊是短期的、總體可控的,中國經濟長期向好的趨勢和基本面沒有根本改變。2021 年我國 GDP 總量達到 11
187、4.37 萬億元,實際增長率為 8.1%,展現了強大的經濟韌性。綜合考慮疫情對中國經濟增長的影響、經濟社會發展目標以及相關研究機構最新預測結果,按照到 2035 年我國人均 GDP 到 2 萬美元以上、人均 GDP翻一番的目標要求,需要我國人均 GDP 年均增長保持在 4.73%的水平。如表 5所示,本研究預測“十四五”期間經濟增長預期在 4.5%5.5%、之后經濟仍保持增長趨勢但增速放緩。2020 年,我國人均 GDP 達到 1.05 萬美元左右,預計到2025、2030、2035 和 2040 年人均 GDP 分別在 1.311.35、1.701.73、2.082.15和 2.182.23
188、 萬美元區間(2020 年不變價、匯率水平)。20202035 年是我國加快推進高質量發展,構建新發展格局,基本實現社會現代化的重要時期。按照十九屆五中全會確定的人均國內生產總值達到中等發達國家水平的目標要求,基于上述經濟發展預測分析,中國有潛力在 2035 年人均 GDP 高于 2.1 萬美元,進入中等發達國家行列。經濟結構深刻調整,經濟結構深刻調整,三產占比三產占比持續持續提升提升。2020 年中國一產、二產、三產占GDP 的比重分別為 7.6%、37.8%和 54.6%,通過深入推進供給側結構性改革,經濟結構加速變革。第一產業保持穩步增長,科技投入增加帶動效率提升,初步形成綠色發展的良好
189、態勢。第二產業是供給側結構性改革的聚焦領域,在總產出保持合理增速的情況下,通過淘汰落后產能促使生產效率明顯提升,制造業增加值多年位居世界首位,2020 年規模以上高技術產業增加值占比為 15.1%。第三產業快速發展,服務業主導地位明顯加強,信息傳輸、軟件和信息技術服務業等新興服務業“十三五”期間年均增速高達 19%,成為助推服務業持續增長的新動能,也成為主要的就業渠道??傮w來看,疫情的影響并不會在中長期改變中國經濟運行趨勢,也不會改變產業結構升級的趨勢。20212035 年是產業結構調整升級快速推進的時期。第一產業將在確保糧食安全的前提下,進一步提升生產效率和競 73 爭力;第二產業將補短鍛長
190、,努力從制造大國躋身制造強國,先進制造業、高新技術產業的規模和水平持續提升,創新能力顯著增強,工業化和信息化融合邁上新臺階,智能制造取得新進展;第三產業將充分受益于最大消費市場所帶來的增長空間,隨著新型城鎮化的推進,服務業的應用場景不斷擴大。如表 5 所示,本研究預計到 2025 年,三次產業結構調整為 7%:38%:55%;到 2030 年,三次產業結構調整為 6%:31%:63%,第三產業比重穩步上升,逐步成為經濟發展的主導產業,服務于制造業和進出口貿易的生產性服務業邁向產業鏈的中高端;到2040 年,三次產業結構調整為 5%:25%:70%。城鄉發展邁向一體,區域發展協調性明顯增強城鄉發
191、展邁向一體,區域發展協調性明顯增強。2020 年中國城鎮化率達到61.5%,新型城鎮化質量穩步提高,中心城市和城市群人口集聚能力逐步提升,都市圈建設有序推進。區域協調發展戰略深入實施,支持西部大開發、東北振興、中部崛起、東部率先發展的政策體系更加完善,老少邊貧等特殊類型地區加快振興發展。如表 5 所示,綜合美麗中國、“十四五”思路等研究和國內外機構預測,本研究預測中國城鎮化進程總體已進入到后期階段,20222035 年是城鎮化邁向成熟期關鍵階段,城鎮化仍將是高質量發展的主要推動力與標志,城鎮化進程將表現出集約化、多樣化、可持續等特征。中西部地區將處于城鎮化加速時期,是城鎮化主要動力板塊,東部和
192、東北地區進入城鎮化減速期。預計到 2025 年,常住人口城鎮化率將達到 66%左右,進入中級城市型社會;到 2030、2035 和 2040年,城鎮化率分別達到 69%、72%和 74%左右,進入成熟穩定階段。人口集聚發展特征將更加明顯,人口由農村向城鎮轉移的趨勢將減弱,由一般地區向沿江、沿海、鐵路沿線地區聚集趨勢將增強,重點經濟區和城市群地區人口集聚度將明顯加大。表 5 宏觀社會經濟發展預測 年份 GDP 增速(%)GDP(萬億美元)人口(億人)人均 GPD(萬美元)三產結構(%)城鎮化率(%)2020 2.30%14.7 14.12 1.05 7.6:37.8:54.6 61.50%202
193、5 5.0%(4.5%5.5%)19.2(18.719.2)14.25 1.35(1.311.35)7:38:55 65.70%2030 4.80%(4.5%5.0%)24.5(24.324.7)14.3 1.72(1.701.73)6:31:63 69.20%74 2035 4.00%(3.9%4.5%)30.1(29.730.5)14.3 2.10(2.082.13)6:29:65 72%2040 2.90%(2.8%3.5%)31.0(30.531.2)14.0 2.20(2.182.23)5:25:70 74%注:數據來源于中國工程院(2022),我國碳達峰、碳中和戰略及路徑研究項目綜
194、合報告;生態環境部環境規劃院(2021),基于行業的全國碳排放達峰研究報告。5.2 重點行業發展重點行業發展趨勢趨勢與貨運需求預測與貨運需求預測 5.2.1 電力電力行業行業 5.2.1.1 需求預測需求預測(1)全社會全社會用電量用電量 如圖 57 所示,工業是中國最主要的用電部門,2020 年工業部門用電量 5.3萬億千瓦時,占全社會用電量的 69%,有色金屬冶煉和壓延加工業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、化學原料和化學制品制造業、非金屬礦物制品業等為代表的高耗能制造業是最主要的耗電部門,四大行業合計用電量占工業部門總用電量的42%。通過結合鋼鐵、水泥、鋁冶煉、煉焦等行業高、低需求情景預測結果
195、,采用產品單耗法預測各行業未來用電需求,其他工業行業用電需求根據 20142020年用電量進行趨勢外推。居民生活是第二大用電領域,2020 年居民生活用電量1.1 萬億千瓦時,占全社會總用電量的 15%。根據 20022020 年人均居民生活用電量與人均GDP 的相關關系,參比發達國家主要城市人均用電水平,按照 2025、2030、2040 年我國人均居民生活用電量分別為 10001100、15001600 和19002000 千瓦時/年,預測居民生活用電需求。服務業是第三大用電領域,2020年用電量 1.01 萬億千瓦時,占全社會用電量的 12%?;ヂ摼W數據服務業及移動通信基站等新型基礎設施
196、建設將在“十四五”、“十五五”期間高速發展,是帶動三產用電需求的最主要行業。綜合考慮 5G 基站、大數據中心建設規模及能效變化等因素,預測未來新型基礎設施的用電需求。交通運輸領域用電主要包括電氣化鐵路、電動汽車、水上運輸業、航空運輸業等。其他服務業、交通運輸業、農林牧漁業、建筑業等部門用電需求根據 20142020 年用電量,采用趨勢外推方法,同時考慮節能措施等因素,預測未來用電需求。75 如圖 57 所示,未來我國電力需求將持續增長,農業、工業用電需求小幅增長并逐步到達平臺期,居民生活、交通運輸、服務業用電需求增長明顯,居民生活、5G 基站和大數據中心、電解水制氫等將是未來我國電力需求增長的
197、主要領域。工業用電占比到 2030、2040 年分別降低至 61%和 47%,服務業用電占比到2030、2040 年分別上升至 13%和 21%。圖 57 分部門用電需求預測(2)全社會)全社會發電量發電量 為滿足電力消費需求的持續增長,全社會發電量將持續上升,預計全社會發電量在 2030 年達到 11.112.6 萬億千瓦時,較 2020 年增長約 2.53.3 萬億千瓦時。如圖 58 所示,高需求情景下預計 2030、2035 和 2040 年全社會發電量將分別達到 11.0、12.2 和 12.6 萬億千瓦時,較 2020 年分別增長約 3.3、4.4 和 4.8 萬億千瓦時,增幅約為
198、41.9%、57.3%和 62.4%。全社會發電量年增長率逐漸下降,20202040 年每五年發電量年均增速分別為 3.9%、3.4%、2.1%和 0.6%。低需求情景下 2030、2035 和 2040 年全社會發電量將分別達到 10.3、10.8 和 11.1 萬億千瓦時,較 2020 年分別增長 2.5、3.0、3.3 萬億千瓦時,增幅約為 32.2%、38.9%和42.2%,20202040年每五年發電量年均增速分別為3.7%、2.5%、1.0%和0.5%。02000040000600008000010000012000014000020002001200220032004200520
199、062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022202320242025202620272028202920302031203220332034203520362037203820392040用電量(億kW h)工業交通服務業居民生活農業 76 圖 58 高、低需求情景下全社會發電量預測(3)電源結構)電源結構 2020 年全國非化石能源發電量占總發電量比重為 32%,在全社會發電量持續增長的同時,風、光、水、核與生物質等非化石發電比例持續上升,電源結構不斷優化?!笆奈濉爆F代能源體系規劃128提出,到 202
200、5 年非化石能源發電量比重達 39%左右,結合全國宏觀發展目標,同時結合圖 59 所示的風光水核不同發電潛力預測非化石能源發電比例。如表 6 所示,預計中國非化石能源發電量將持續上升,2033 年非化石能源發電量占比將高于火力發電量。到 2025、2030、2035 和 2040 年,火力發電量在全社會發電量的占比分別降至 63%、55%、46%和 36%。同時,受“富煤、缺油、少氣”傳統資源稟賦影響,中國火力發電以燃煤發電為主,燃氣為輔,燃油比例極低。天然氣對外依存度較高,受供應能力與氣價制約,天然氣發電占比較低,僅在北京及上海、江蘇、浙江等長三角、東南沿海經濟發達省市應用。為穩步推進能源消
201、費革命,構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系,中國支持天然氣發電“有序、適度發展”,2017 年國家發改委加快推進天然氣利用的意見 明確將天然氣培育成為我國現代清潔能源體系的主體能源之一130。預計未來天然氣發電量仍將持續增長,但漲幅有限,火力發電仍將以燃煤為主,如表 6 所示,到 2025、2030、2035 和 2040 年天然氣發電量在火電中的占比分別增至 5.5%、6.0%、6.5%和 7.0%。2040,126304 2020,77791 2040,110781 0200004000060000800001000001200001400002020202120222023202420
202、25202620272028202920302031203220332034203520362037203820392040全社會發電量(億kW h)全社會發電量-高需求情景全社會發電量-低需求情景 77 圖 59 各類非化石能源發電裝機容量預測 表 6 電源結構預測結果 年份年份 2020 2025 2030 2035 2040 火力發電量占比(火力發電量占比(%)68%63%55%46%36%非化石能源發電占比(非化石能源發電占比(%)32%37%45%54%64%火力發電量中燃煤發電占比(火力發電量中燃煤發電占比(%)94.9%94.5%94.0%93.5%93.0%(4)火力發電量火力
203、發電量與與燃煤發電量燃煤發電量 根據全社會發電量,結合電源結構變化得到未來高、低需求情景下火力發電量變化趨勢與燃煤發電量變化趨勢,如圖 60 所示。高需求情景下火力發電量在 2030 年前將持續增長,并于 2030 年達到 6.1 萬億千瓦時的峰值,較 2020 年增長 0.8 萬億千瓦時,上升 14%。2030 年后火力發電量逐年下降,2040 年降低至 4.5 萬億千瓦時,較 2020 年降低 0.8 萬億千瓦時。燃煤發電量預計于 2029 年達到 5.7 萬億千瓦時峰值,較 2020 年增長 0.7 萬億千瓦時,上升 13%,隨后逐年下降,2040 年將降低至 4.2 萬億千瓦時。低需求
204、情景下火力發電量在 2025 年前持續增長,并于 2025 年達到 5.9 萬億千瓦時的峰值,較 2020 年增長 0.6 萬億千瓦時,上升 12%,2025 年后逐年下降,2040 年將降低至 4.0 萬億千瓦時。燃煤發電量同樣于 2025 年達到 5.6 萬億千瓦時峰值,較 2020 年增長 0.5 萬億千瓦時,上升 11%,隨后逐年下降,2040 年將降低至 3.7 萬億千瓦時。78 圖 60 高、低需求情景下火力發電量、燃煤發電量預測(5)供熱供熱量量 供熱量主要來自燃煤機組熱電聯產,基于高、低兩種情景下全社會燃煤發電量變化趨勢,類比外推供熱量變化趨勢。如圖 61 所示,高需求情景下供
205、熱量于2030 年達到 42.9 億吉焦的峰值,較 2020 年增長 4.9 億吉焦,上升 13%,2030 年隨后逐年下降,2040 年降低至 31.7 億吉焦。低需求情景下供熱量于 2025 年達到42.1 億吉焦的峰值,較 2020 年增長 4.2 億吉焦,上升 11%,2025 年后逐年下降,2040 年降低至 27.8 億吉焦。圖 61 高、低需求情景下供熱量預測 2029,57170 2025,56211 0100002000030000400005000060000700002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 203
206、0 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040發電量(億千瓦時)燃煤發電量-高需求情景燃煤發電量-低需求情景火力發電量-高需求情景火力發電量-低需求情景2030,42.8 2040,31.7 2020,37.9 2025,42.1 2040,27.8 0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040供熱量(
207、億GJ)供熱量-高需求情景供熱量-低需求情景 79 5.2.1.2 貨運量預測貨運量預測 對于電力煤炭貨運量影響因素分析結果顯示,電力需求是導致電力煤炭貨運量變化的決定因素,此外電源結構變化與能效提升是降低煤炭貨運量的重要因素。(1)能效水平能效水平 提升發電企業能效水平是降低單位發電煤耗、減少煤炭貨運需求的重要途經。2021 年全國碳市場第一個履約周期納入了 2162 家電力企業,以市場機制倒逼機組能效提升,火電機組能效水平仍有一定提升空間?;痣姍C組供電煤耗持續下降,但降幅逐漸減小,2018 年后年均下降 0.5%左右。在無重大技術革新的情況下,僅依靠調整鍋爐燃燒、優化燃料配比、提升機組運行
208、經濟性等措施對于發電煤耗下降作用有限。且中國燃煤機組承擔調峰壓力,全年平均發電負荷在 65%左右,負荷降低機組難以達到最優運行工況,經濟性和節能效率難以發揮,未來能效提升仍將以淘汰小型機組、提高余熱利用率為主。綜合上述因素,預計未來火電企業發電煤耗仍有下降空間,但幅度逐年降低。如圖 62、63 所示,20202025 年、20262030 年、20312040 年單位供電煤耗、單位供熱煤耗年均下降 0.5%、0.4%和 0.3%。圖 62 火電行業單位發電量煤耗變化趨勢預測 3003103203303403503603703803904002020 2021 2022 2023 2024 20
209、25 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040單位發電煤耗/g/kW h 80 圖 63 火電行業單位供熱量煤耗變化趨勢預測(2)貨運量)貨運量變化變化 如圖 64 所示,短期來看,隨著燃煤發電量的持續增長,2025 年前電力行業煤炭貨運量仍將持續上升?!笆奈濉逼陂g煤炭貨運量以年均 1.6%1.8%的增幅增長,2025 年達到 24.224.5 億噸的峰值。20252030 年貨運量維持在 22.524.5億噸之間的高位平臺期。長期來看,隨著非化石能源發電量逐漸提高、單位發電煤耗持續下
210、降,電力行業煤炭貨運量將在 2030 年后持續下降。2035、2040 年電力煤炭貨運量分別下降至 19.521.8 億噸、15.217.1 億噸。圖 64 電力行業煤炭貨運量趨勢預測(3)措施影響分析措施影響分析 0.0540.0550.0560.0570.0580.0590.0600.0610.0620.0632020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040單位供熱煤耗(t/GJ)0.05.010.015.020.025.02020
211、 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040電力行業煤炭運量(億t)煤炭貨運量-高需求情景煤炭貨運量-低需求情景2025:8%9%2030:0%7%2035:-3%-12%2040:-24%-32%81 基于高需求情景下火力發電量,同時假設電源結構、能效水平等與 2020 年保持一致,設置不采取任何削減措施的基準情景評估不同措施對于貨運量的削減作用。低需求情景貨運量即疊加各類措施的后的貨運量變化。如圖 65 所示,在不采取任何控制措施的基準
212、情景下(圖 65 基準情景貨運量),隨著全社會電力需求量的持續上升,全社會發電量繼續增長,電力煤炭貨運量也將持續上升。2030、2035 和 2040 年分別較 2020 年上升 9.2、13.3 和 15.1 億噸,增長率分別大達到41%、59%和 67%,貨運需求增長非常巨大。僅依靠控制全社會用電需求,降低全社會發電量一項措施,在 2025、2030、2035 和 2040 年分別可減少煤炭貨運量0.3、2.1、4.0 和 4.2 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 13%、23%、24%和 19%,對于貨運量削減的貢獻率先增后降;依靠優化電源結構,提高非化石能源發電比例,在 2025、
213、2030、2035 和 2040 年分別可減少煤炭貨運量 1.6、5.6、10.2 和 15.5 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 60%、61%、63%和 69%,對于貨運量削減的貢獻率持續提高,是降低電力煤炭貨運需求的首要措施;依靠提升能效水平,降低單位發電量煤耗量一項措施,在 2025、2030、2035 和 2040年分別可減少煤炭貨運量 0.7、1.4、2.1 和 2.6 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 13%、16%、13%和 12%,對于貨運量削減的貢獻有限,同時也是降低煤炭貨運需求實現難度最高的措施。圖 65 電力行業不同措施對于貨運量削減貢獻率 82 5.2.2 鋼
214、鐵鋼鐵行業行業 5.2.2.1 需求預測需求預測(1)鋼材)鋼材產量產量 采用消費系數法和分部門預測法兩種方法,結合 20202040 年我國宏觀經濟社會發展預測結果與鋼材主要消費行業發展趨勢,建立高需求、低需求兩種情景預測未來國內鋼材消費需求,結合進出口變化預測剛才產量。高需求情景基于消費系數法預測國內鋼材消費量,2010 年后中國逐步進入工業化中后期,“十二五”期間單位 GDP 鋼材消費系數年均下降 4.5%,雖然在“十三五”期間消費系數出現整體反彈,但 2021、2022 年鋼材消費市場呈現持續下降的大趨勢??紤]未來中國立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局要求,立足于中國工業化
215、、城鎮化發展所處階段,預計未來中國鋼材消費系數將呈現下降趨勢。綜合“十二五”和“十三五”期間單位 GDP 鋼材消費系數變化情況,“十四五”按照單位 GDP 鋼材消費系數年均下降 2.5%計、“十五五”按年均下降 5%計、“十六五”按年均下降 6%計、“十七五”按年均下降 7.5%計。同時,鋼材產量與進出口量密切相關??紤]到以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局建設背景下,中國鋼鐵產業將更加著眼于滿足國內市場為主,不以出口為導向,出口動力將逐步減弱。2021 年后,鋼材貿易出口政策也發生新變化,自 2021 年 5 月 1 日起,取消部分鋼鐵產品出口退稅,共涉及 146個商品代碼
216、131。自 2021 年 8 月 1 日起,國家再次對鋼鐵行業出口稅費政策進行了調整,提高了鉻鐵、高純生鐵的出口關稅,取消了 23 個鋼鐵產品的出口退稅132。這意味著國內原來享有出口退稅的 169 個稅號鋼鐵產品出口退稅全部取消降為 0,國內鋼鐵產品出口不再享有出口退稅紅利。在實現“雙碳”目標總體要求下,減少低端鋼材出口逐漸成為控制鋼鐵產量、促進鋼鐵行業盡早高質量達峰的有效手段。2018 年以后中國鋼材凈出口量低于 6000 萬噸,且逐年遞減,2020年更是僅有 3344 萬噸。結合歷史趨勢與未來出口導向,如圖 66 所示,本研究預測 2025、2030、2035 和 2040 年鋼材進口量
217、分別增長至 0.15、0.20、0.23 和 0.26億噸,進口鋼材以高端特鋼、深沖鍍錫板、工具鋼、高端索具絲繩用鋼、部分汽 83 車及家電用鋼為主;鋼材出口量均保持在每年 5000 萬噸,出口鋼材產品類型逐步由熱系板材、棒線材及管材等中低端低附加值產品轉變為高檔汽車面板、高檔軸類鋼、高檔齒輪鋼高附加值產品轉變等,預計 2025、2030、2035 和 2040 年中國鋼材凈出口量分別降低至 0.35、0.30、0.27 和 0.24 億噸。圖 66 20222040 年中國鋼材進口量、出口量、凈出口量預測 低需求情景基于分部門需求預測法預測國內鋼材消費量,并結合圖 66 所示的鋼材進出口量歷
218、史變化趨勢預測鋼材產量??紤]到中國鋼材下游消費的重點集中在房屋建筑、機械、汽車、基建、家電等領域,分別預測不同領域鋼材消費需求,其他領域基于歷史消費比例采用類比方法測外推。房屋建筑領域用鋼主要受建設需求影響,本研究根據歷史數據構建人均住宅面積與經濟社會發展參數的量化響應關系,通過趨勢外推法對 20222040 年房屋建筑新增建設需求與鋼材消費量進行預測;汽車制造領域鋼材消費需求主要受汽車產量影響,本研究根據歷史統計數據構建汽車保有量與 GDP 等經濟社會發展參數響應模型,在此基礎上結合汽車保有量與折舊量變化預測 20222040 年汽車產量與鋼材消費量;基建部門鋼材消費需求受到不同類型基礎設施
219、建設的影響,本研究按照鐵路、公路、城市軌道交通以及新能源基礎設施建設四個領域進行分類測算;機械制造領域活動水平主要與房屋建筑和基建活動密切相關,本研究采用同比外推方法進行預測;家電部門用鋼需求主要與家電生產量密切相關,通過構建城鎮和農村人均家電保有量與經濟發展水平的量化響應關系,從而實現對于家電產量和用鋼需求的預測。0.000.100.200.300.400.500.600.702020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040鋼材進口/
220、出口量(億噸)鋼材進口量鋼材出口量鋼材凈出口量 84 對于鋼材消費的新增領域,一是在房屋建筑部門,考慮發展鋼結構裝配式建筑等建筑領域供給側改革舉措對鋼材需求的影響。二是在基建部門,考慮風電、光電等清潔能源發展對鋼材消費需求的推動作用。根據測算,預計2020-2040年期間,電力基礎設施建設將帶動鋼材消費需求額外增加 500-1000 萬噸/年左右。鋼材產量預測結果如圖 67 所示。預計高需求情景下鋼材產量將在“十四五”期間小幅上升,并于 2025 年達到 13.8 億噸的峰值,“十五五”期間保持高位平臺期,“十五五”后顯著下降。2030、2035 和 2040 年,鋼材產量將分別降低至13.8
221、、12.2 和 8.7 億噸,較 2020 年分別下降 4%、8%和 34%。低需求情景下預計中國鋼材產量已于 2020 年達到 13.2 億噸的峰值,之后逐年遞減。2025、2030、2035 和 2040 年,鋼材產量將分別降低至 11.9、10.7、9.0 和 6.6 億噸,較 2020 年分別下降 10%、19%、32%和 50%。建筑鋼結構加工量、新能源汽車制造領域鋼材消費需求仍繼續增加,其他部門的消費需求總體呈下降趨勢。圖 67 高、低需求情景下中國鋼材產量預測結果(2)粗鋼產量粗鋼產量 基于高、低兩種情景下鋼材產量的預測結果,結合歷史階段鋼材產量與粗鋼產量的比例,得到 20222
222、040 年高、低兩種情景下中國粗鋼總產量。未來各年份鋼材與粗鋼產量的比例值,根據 20172021 年 5 年間鋼材與粗鋼產量之比的平均值(1.233)選取。如圖 68 所示,高需求情景下預計中國粗鋼產量在“十四五”期間小幅上升,2025 年達到 11.2 億噸的峰值,較 2020 年增加 0.6 億噸,上升約2025,13.8 2040,8.7 2020,13.2 2040,6.6 0.02.04.06.08.010.012.014.016.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034
223、2035 2036 2037 2038 2039 2040鋼材產量(億噸)鋼材產量-高需求情景鋼材產量-低需求情景 85 5%,2025 年后逐年下降。2035 和 2040 年粗鋼產量將分別降低至 9.9 和 7.1 億噸,較 2020 年分別下降 7%和 34%。低需求情景下中國粗鋼產量已于 2020 年達到 10.6 億噸的峰值,未來持續下降。2025、2030、2035 和 2040 年粗鋼產量將分別降低至 9.7、8.7、7.3 和 5.4 億噸,較 2020 年分別下降 9%、19%、32%和 50%。圖 68 高、低需求情景下中國粗鋼產量預測(3)廢鋼資源供給量廢鋼資源供給量 關
224、于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見提出健全廢鋼回收加工體系,提高廢鋼利用水平,鋼鐵工業利用廢鋼資源量達到 3 億噸以上的目標129。采用社會鋼鐵蓄積量折算法,結合各類鋼鐵產品生命周期分布,預測未來廢鋼資源量。建筑部門鋼材的壽命周期達 50 年,汽車、機械、造船、家電等部門平均使用年限約為 1015 年。預計 2025 年鋼鐵蓄積量將達到 120 億噸,廢鋼資源年產出量將達到 2.32.7 億噸;2030 年鋼鐵蓄積量將達到 132 億噸,廢鋼資源年產出量將達到 2.53.4 億噸??紤]到再生鋼鐵原料進口已于 2021 年初放開,國內廢鋼資源將進一步得到補充,預計 20212025 年廢鋼進口量
225、在 1000 萬噸左右,2030 年之后或達到 2000 萬噸。綜合判斷,2025、2030、2035 和 2040 年全國廢鋼資源產生量將分別達到 2.32.7、2.43.1、2.53.4 和 2.73.5 萬噸。(4)工藝流程變化工藝流程變化 關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見、工業領域碳達峰實施方案等文件對于鋼鐵生產工藝流程均提出到 2025 年短流程煉鋼占比達 15%以上、2025,11.2 2040,7.1 2020,10.6 2040,5.4 0.02.04.06.08.010.012.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2
226、029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040粗鋼產量(億噸)粗鋼產量-高需求情景粗鋼產量-低需求情景 86 2030 年達 20%以上的發展目標50,129。結合宏觀發展目標以及未來中國粗鋼產量、廢鋼資源產生量預測結果,同時假設短流程電爐鋼原材料全部來自廢鋼,預測未來粗鋼產量中短流程與長流程煉鋼的比例。如表 7 所示,預計 2025、2030、2035和 2040 年短流程煉鋼分別達到 15.1%、20.5%、23.5%和 27.0%,同時結合粗鋼產量預測結果,得到 20222040 年高、低兩種情景下長流程與短流程粗鋼產
227、量,如圖 69 所示。表 7 短流程煉鋼預測 年份年份 2020 2025 2030 2035 2040 廢鋼廢鋼-電爐短流程煉鋼比例電爐短流程煉鋼比例(%)10.0%15.1%20.5%23.5%27.0%圖 69 高、低需求情景下長、短流程流程粗鋼產量預測結果(5)生鐵產量生鐵產量 鋼鐵生產過程中鐵礦石、煤炭、焦炭的消耗與運輸需求主要在于產量生鐵環節,基于高、低需求情景下長流程粗鋼產量與長流程廢鋼資源用量,預測未來高、低需求情景下生鐵產量,如圖 70 所示。高需求情景下預計“十四五”期間生鐵產量仍將小幅上升,2025 年達到 9.1 億噸的峰值,較 2020 年增長 0.2 億噸,之后逐年
228、下降。2030、2035 和 2040 年生鐵產量將分別降低至 8.6、7.1 和 4.0 億噸。低需求情景下生鐵產量已于 2020 年達到 8.9 億噸的峰值,未來將逐年下降。預計 2025、2030、2035 和 2040 年生鐵產量將分別降低至 7.9、6.7 和 5.2 和 3.0 億噸。2022,9.6 0.02.04.06.08.010.012.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040粗鋼產量(億噸)高需求情景-短
229、流程粗鋼產量低需求情景-短流程粗鋼產量高需求情景-長流程粗鋼產量低需求情景-長流程粗鋼產量 87 圖 70 高、低需求情景下生鐵量預測結果 5.2.2.2 貨運量預測貨運量預測(1)貨運量變化)貨運量變化“雙碳”戰略目標下未來鋼鐵行業供給側改革持續深化,鋼材消費需求收緊、凈出口量逐漸下降,同時,短流程煉鋼、廢鋼煉鋼比例逐步提高,將共同導致20222040 年鋼鐵行業貨運量(含煤炭、焦炭、鐵礦石、石灰石、鋼材)整體呈現下降趨勢。如圖 71 所示,2020 年鋼鐵行業煤炭、焦炭、鐵礦石、石灰石、鋼材五類大宗商品貨運總量約為 35.9 億噸,“十四五”期間鋼鐵行業貨運量維持在高位平臺期,2025 年
230、貨運總量在 31.937.1 億噸,“十四五”后貨運量逐年下降,2030、2035 和 2040 年鋼鐵行業貨運量分別較 2020 年下降 1%23%、16%39%和 47%60%。2025,9.1 2040,4.0 2020,8.9 2040,3.0 0.02.04.06.08.010.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040生鐵產量(億噸)高需求情景-生鐵產量低需求情景-生鐵產量 88 圖 71 鋼鐵行業貨運量預測(2)措
231、施影響分析措施影響分析 基于高需求情景下粗鋼產量,同時假設鋼鐵行業長/短流程煉鋼比例、廢鋼資源供應量與利用率、能效水平等與 2020 年保持一致,設置不采取任何削減措施的情景下的基準情景,評估不同措施對于貨運量的削減貢獻,低需求情景貨運量即各類措施疊加后的貨運量。在不采取任何控制措施的情況下(圖 72 基準情景貨運量),鋼鐵行業貨運量將在 2030 年前持續增長,2030 年達到 39 億噸左右,較 2020 年增長約 2.7 億噸。隨著下游各部門對于鋼鐵消費需求的逐步削減,2030年后鋼鐵行業貨運量將自然下降,2035 和 2040 年分別下降至 35.0 和 24.5 億噸。需求控制是降低
232、鋼鐵貨運量的首要措施。僅依靠降低粗鋼產量一項措施,2025、2030、2035 和 2040 年可分別削減鋼鐵行業貨運量約 5.7、9.2、9.7 和 6.2 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 90%、83%、77%和 63%,但隨著時間推移需求控制的削減作用逐步減弱;依靠促進資源循環利用,提高廢鋼資源利用率,同時提高短流程煉鋼比例,消納廢鋼資源,到 2025、2030、2035 和 2040 年可分別降低貨運量約 0.6、1.8、2.9 和 3.6 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 10%、17%、23%和 37%,是降低貨運需求的另一項有效措施,且隨著時間推移對于貨運量的削減作用逐
233、步增強;此外,優化爐料配比,提高資源利用率可少量減少對于鐵礦石原材料的貨運需求,但該措施對于貨運總量的削減貢獻有限,貢獻率低0.05.010.015.020.025.030.035.040.0202020212022202320242025202620272028202920302031203220332034203520362037203820392040鋼鐵行業貨運量(億噸)鋼鐵行業貨運量-高需求情景鋼鐵行業貨運量-低需求情景2040:47%60%2035:16%39%2030:1%23%89 于 0.4%。圖 72 鋼鐵行業不同措施對于貨運量削減貢獻率 5.2.3 水泥水泥行業行業 5.
234、2.3.1 需求需求預測預測(1)熟料)熟料、水泥、水泥消費量消費量 建立水泥熟料與城鎮化率、人均 GDP、固定資產形成總額、三次產業結構與固定資產投資結構之間的多因素擬合分析模型,預測高、低需求情景下20222040 年水泥熟料消費量。水泥熟料消費預測研究中以固定資本形成總額指標表征固定資產投資狀況。雖然受投資結構優化的影響,中國經濟增長中的投資拉動因素趨于弱化,但固定資本形成總額上行的趨勢將保持不變,且有動力保持中等增速。預計 2025、2030、2035 和 2040 年,中國固定資產形成總額(2000 年不變價)將分別達到 37.3、45.2、53.0 和 59.8 萬億元。制造業、房
235、地產和基礎設施是固定資產投資的三大領域,其中房地產和基礎設施投資與水泥消費量關聯密切?!笆奈濉逼陂g我國對新建房屋的剛性需求仍可支撐年均 26 億平方米以上的建設規模,到 2025 年房地產投資占固定資產投資的比重為 21.0%?!笆奈濉敝?,隨著國家住房保障體系的逐步完善和基本住房需求的飽和,預計 2030和2035年房地產投資的比重將下降至 19.5%和 18.0%。未來基建領域放大投資仍將是穩 90 定經濟增長的重要舉措之一,預計 20212040 年,我國基礎設施投資占固定資產投資總額的比重將維持在 30%38%。依據多因素擬合分析模型,預測高、低兩種情景下水泥熟料消費量,水泥消費量
236、根據熟料消費量與水泥凈出口量折算得到。如圖 73 所示,高需求情景下熟料消費量預計將于 2024 年達到 16.8 億噸的峰值,2025 年前維持在 15.716.8 億噸的峰值平臺區,隨后逐年下降。預計 2030、2035和 2040 年,熟料消費量將分別降至 15.0、13.6 和 11.7 億噸,較 2020 年分別下降 5%、14%和 26%,水泥消費量分別降低至 22.7、20.6 和 17.7 億噸。低需求情景下熟料消費量預計已于 2020 年達到 15.8 億噸的峰值,未來將持續下降。預計2025、2030、2035 和 2040 年,熟料消費量將分別降至 15.2、13.7、1
237、1.6 和 9.0 億噸,水泥消費量相應分別降低至 23.0、20.8、17.5 和 13.7 億噸。圖 73 高、低需求情景下水泥、熟料消費量預測結果(2)熟料)熟料進進出出口量口量 在水泥價格及市場需求驅動下,中國已經成為東南亞各國熟料主要出口國。中國水泥熟料進口量自 2018 年起已經連續三年大幅增長133,2018、2019、2020年熟料分別進口 1363、2274、3337 萬噸,年均增長 57%,2020 年熟料進口量占全國水泥熟料消費量的 2.1%。2021 年進口量有所下降,熟料進口總量為 2549 萬噸。從歷史及當前趨勢來看,隨著中國在行業結構調整、節能減排壓力加大、人員成
238、本增高等多重因素作用下,水泥區域性、階段性供應緊張和價格高位運行的問題將在較長時期內存在,未來隨著越南、印尼、菲律賓等東南亞國家水泥產能2040,11.7 2040,9.0 0.05.010.015.020.025.030.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040熟料、水泥消費量(億噸)熟料消費量-高需求情景熟料消費量-低需求情景水泥消費量-高需求情景水泥消費量-低需求情景 91 繼續擴張,貿易環境寬松進一步寬松,對中國的出口
239、動力可能進一步增強,中國水泥熟料進口規模還有進一步擴大可能性123。未來中國水泥熟料進口量預計不低于現有水平,2025、2030、2035 和 2040 年水泥熟料凈進口量分別增長至消費量的 2.5%、3%、4%和 6%。(3)熟料)熟料產量產量 根據前述熟料消費量預測結果,結合未來熟料進出口變化測算未來高、低需求情景下熟料產量。如圖 74 所示,高需求情景下預計 2024 年前熟料產量仍將小幅上升,2024 年達到 16.4 億噸的峰值,較 2020 年增長約 1 億噸,上升 6%,之后逐年下降。2030、2035 和 2040 年熟料產量將分別降低至 14.5、13.1 和 11.0 億噸
240、,較 2020 年分別下降 6%、16%和 29%。低需求情景下熟料產量于 2020 年達到 15.5 億噸的峰值,未來將逐漸下降。預計 2025、2030、2035 和 2040 年熟料產量將分別降低至 15.0、13.3 和 11.1 和 8.5 億噸,較 2020 年分別下降 4%、14%、28%和 45%。圖 74 高、低需求情景下熟料產量預測結果 5.2.3.2 貨運量貨運量預測預測(1)單位熟料煤耗單位熟料煤耗 能耗水平是影響水泥行業碳排放和貨運需求的因素之一,綜合行業發展階段,實際能效水平以及可預期的各種節能措施,預計水泥行業能耗水平仍有一定的下降空間。以 2020 年水泥企業熟
241、料煤耗調研數據為基礎,依據水泥單位產品能2024,16.4 2040,11.0 2020,15.5 2040,8.5 0.02.04.06.08.010.012.014.016.018.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040熟料產量(億噸)熟料產量-高需求情景熟料產量-低需求情景 92 源消耗限額(GB16780),“十四五”、“十五五”、“十六五”期間,分別對單位熟料煤耗(包括統計過程中余熱發電折減的煤耗)大于 112、1
242、09 和 105 千克標準煤/噸的生產線進行淘汰或技術改造,預計實施淘汰或技術改造的生產線比例(按產能計)分別達到 30%、50%和 70%。據此估算 2025、2030、2035、2040 年水泥行業平均單位熟料煤耗分別為 141、146、133 和 131 千克/噸,較 2020 年下降了 3%、6%、8%和 10%。(2)水泥行業水泥行業貨運量貨運量 “雙碳”戰略目標下未來水泥行業消費需求進一步收緊,熟料凈進口量持續提升,同時通過落后產能淘汰、節能改造、燃料替代、原材料替代等措施在降低水泥行業能源消費與排放的同時,降低上下游貨運需求。如圖 75 所示,高、低情景下未來水泥行業貨運量(含石
243、灰石、煤炭、水泥)均呈現下降趨勢。2020年水泥行業石灰石、煤炭和水泥貨運量約 45.2 億噸,2024 年水泥貨運量達到43.747.9 億噸,2024 年后逐漸下降。2030、2035 和 2040 年分別下降至 38.942.5億噸、32.638.4 億噸和 25.232.6 億噸,較 2020 年下降 6%14%、15%28%和28%44%。圖 75 水泥行業貨運總量預測(3)措施影響分析措施影響分析 基于高需求情景下水泥產量,同時假設水泥企業水泥/熟料比例、熟料進口量、原料燃料替代率、能源結構、能效水平均與 2020 年保持一致,設置不采取0.05.010.015.020.025.0
244、30.035.040.045.050.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040水泥行業貨運量(億t)水泥行業貨運量-高需求情景水泥行業貨運量-低需求情景2025:-4%4%2030:-6%-14%2035:-15%-28%2040:-28%-44%93 任何削減措施下的基準情景,評估不同措施對于水泥行業貨運量的削減貢獻,低需求情景貨運量即疊加各類措施后的貨運量。在不采取任何控制措施的基準情景下(圖 75 基準情景貨運量),水泥
245、行業貨運量將在 2024 年左右達到 48.1 億噸,較 2020 年增長約 2.9 億噸。隨著對于水泥消費需求的遞減,水泥行業貨運量將逐漸下降,2035 和 2040 年分別下降至 38.8 和 33.3 億噸。降低水泥行業貨運量主要依靠降低水泥產量,需求控制一項措施在 2025、2030、2035 和 2040 年可分別削減水泥行業貨運量約 3.8、3.6、5.9 和 7.6 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 96%、95%、96%和 97%。提升水泥企業能效水平、提高熟料進口量和促進原材料替代以對于降低水泥行業貨運量的作用十分有限,三種措施在 2025、2030、2035 和 204
246、0 年分別合計削減貨運量約 0.2、0.3、0.4 和 0.5 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率在 3%5%左右。圖 76 水泥行業不同措施對于貨運量削減貢獻率 5.2.4 鋁冶煉行業鋁冶煉行業 5.2.4.1 需求預測需求預測(1)鋁材鋁材消費量消費量 中國國內鋁消費強度已經在 2017 年達到峰值,基于人口增長趨勢與人均鋁 94 材消費量變化預測未來鋁材消費量。2020 年中國人均鋁材消費量為 409 噸/萬人,歷史變化趨勢顯示人均鋁材消費量已進入增長趨緩區間,預計將于 2024 年前后達到峰值平臺,峰值區間為 491552 噸/萬人,發達國家的發展歷程表明,鋁材消費量的峰值平臺期往往持續數
247、十年的時間。如圖 77 所示,“十四五”時期鋁材消費量仍將持續增長,高需求情景下鋁材消費量將于 2027 年達到 7872 噸的峰值,低需求情景下將于 2025 年達到 6996 萬噸峰值。圖 77 高、低需求情景下中國鋁材消費量預測(2)再生鋁產量)再生鋁產量 再生鋁原料由國內舊廢鋁、國內新廢鋁、進口廢鋁等幾個方面組成。鑒于鋁消費領域十分分散,回收周期不一,國內舊廢鋁以 1525 年之前國內消費量的移動平均乘以 75%進行測算,新廢鋁由當年鋁消費量乘以 5%進行測算,進口廢鋁則主要根據進口政策進行預測,再生鋁資源轉化率按照 92%計算85。同時,參考“十四五”循環經濟發展規劃提出的到 202
248、5 年再生鋁產量達到 1150 萬噸的目標134,預計到 2025、2030、2035 和 2040 年,再生鋁產量分別達到 1150、1600、2050 和 2500 萬噸。(3)電解鋁電解鋁產量產量 基于鋁材需求量、鋁材進口量、再生鋁產量、原鋁進口量等預測結果,結合對歷史變化趨勢、進出口政策、電解鋁產能總量控制政策、國際貿易局勢的綜合分析,預測未來電解鋁產量。如圖 78 所示,高需求情景下預計中國電解鋁產量2027,7872 2040,6219 2020,5779 2025,6996 2040,5982 01000200030004000500060007000800090002020 2
249、021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040鋁材產量(萬噸)鋁材消費量-高需求情景鋁材消費量-低需求情景 95 在“十四五”期間小幅上升,并于 2025 年達到 4781 萬噸的峰值,較 2020 年增加 1073 萬噸,上升 29%,之后逐年下降。2035 和 2040 年電解鋁產量將分別降低至 3306、2063 萬噸,較 2020 年分別下降 402 和 1645 萬噸,同比下降 11%和44%。低需求情景下預計中國電解鋁產量于 2024
250、 年達到 4234 萬噸的峰值,較2020 年增加 526 萬噸,上升 14%。2030、2035 和 2040 年電解鋁產量將分別降低至 3500、2748 和 1876 萬噸,較 2020 年分別下降 208、960 和 1832 萬噸,同比下降 6%、26%和 49%。圖 78 高、低需求情景下中國電解鋁產量預測(4)氧化氧化鋁鋁產量產量 中國氧化鋁消費量的 95%以上用于生產電解鋁,氧化鋁市場不追求完全自給自足,從降低能耗減少排放的角度,未來將鼓勵適量氧化鋁進口,2020 年中國氧化鋁進口量為 381 萬噸,出口 15 萬噸,預計 2025、2030、2035 和 2040 年氧化鋁進
251、口量將分別達到 430、480、542 和 615 萬噸,出口量維持 30 萬噸?;陔娊怃X產量預測結果,結合生產每噸電解鋁大約需要消耗 1.967 噸氧化鋁的平均水平以及未來氧化鋁進口趨勢,得到 20222040 年全國氧化鋁消費量。如圖 79所示,高需求情景下預計氧化鋁產量于 2025 年達到 9005 萬噸的峰值,較 2020年增加 1692 萬噸,上升約 23%,隨后逐漸下降。低需求情景下預計氧化鋁產量于 2024 年達到 7939 萬噸的峰值,較 2020 年增加 351 萬噸,上升約 5%,隨后逐漸下降。2030、2035 和 2040 年氧化鋁產量將分別降低至 6435、4893
252、 和 3105 萬2025,4781 2040,2063 2020,3708 2024,4234 2040,1876 05001000150020002500300035004000450050002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040電解鋁產量(萬噸)電解鋁產量-高需求情景電解鋁產量-低需求情景 96 噸,較 2020 年分別下降 878、2420 和 4208 萬噸,同比下降 12%、33%和 58%。圖 79 高、低需求
253、情景下中國氧化鋁產量預測 5.2.4.2 貨運量預測貨運量預測 如圖 80 所示,2020 年鋁冶煉行業煤炭、鋁土礦、鋁材三類大宗商品貨運量約 2.8 億噸,“十四五”期間鋁冶煉行業貨運量持續增長,2025 年貨運量達到3.03.5 億噸,較 2020 年上升 8%25%。2030 年后鋁冶煉行業貨運需求下降明顯,2035 和 2040 年貨運量將分別下降至 2.12.5 億噸和 1.61.7 億噸,分別較2020 年下降 9%23%和 39%44%。圖 80 鋁冶煉行業貨運量預測 2025,9005 2024,7939 010002000300040005000600070008000900
254、0100002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040氧化鋁消費量、產量(萬t)氧化鋁消費量-高需求情景氧化鋁消費量-低需求情景氧化鋁產量-高需求情景氧化鋁產量-低需求情景0.00.51.01.52.02.53.03.54.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040
255、鋁冶煉行業煤炭運量(億t)鋁冶煉行業貨運量-高需求情景鋁冶煉行業貨運量-低需求情景2025:8%26%2030:-5%-13%2035:-9%-23%2040:-39%-44%97 5.2.4.3 措施影響分析措施影響分析 基于高需求情景下鋁材產量,同時假設鋁冶煉行業鋁材/原鋁折算比例、再生鋁資源利用率、氧化鋁進口量、能源結構、生產方式、能效水平與 2020 年保持一致,設置不采取任何削減措施的基準情景,評估不同措施對于貨運量的削減貢獻,低需求情景貨運量即疊加各類措施后的貨運量。在不采取任何控制措施的情況下(圖 81 所示基準情景貨運量),鋁冶煉行業貨運量將在 2025 年前持續增長,2025
256、 年達到 3.6 億噸左右,較 2020 年增長 0.8 億噸。隨后貨運量逐漸下降,2035 和 2040 年分別下降至 2.7 和 1.9 億噸。需求控制是降低鋁冶煉行業貨運量的首要措施。依靠降低鋁材消費需求,降低原鋁、氧化鋁產量一項措施,在 2025、2030、2035 和 2040 年可分別削減鋁冶煉行業貨運量約 0.5、0.5、0.4 和 0.2 億噸,對于貨運量削減量的貢獻率分別為 82%、80%、74%和 70%,隨著時間推移需求控制對于貨運量的削減作用逐步減弱。依靠資源循環利用,提高廢鋁資源利用率,提升再生鋁在原鋁生產時的投入比例,可每年削減鋁冶煉行業上下游貨運量約0.10.2
257、億噸,對于貨運量削減量的貢獻率約 14%23%,是降低鋁冶煉行業鋁土礦、煤炭資源使用,降低貨運需求的有效措施。提高氧化鋁進口量,對于削減鋁冶煉行業貨運量的貢獻率約 47%,是降低貨運需求的另一項有效措施。圖 81 鋁冶煉行業不同措施對于貨運量削減貢獻率 98 5.2.5 煉焦行業煉焦行業 5.2.4.1 需求預測需求預測 焦炭需求量與鋼鐵行業生鐵產量緊密相關,基于生鐵產量預測結果并假設噸鐵平均綜合焦比保持 0.46 噸不變,預測未來鋼鐵行業焦炭消費量。其他行業每年焦炭消費量約0.7億噸,考慮化學原料及化學制品制造業仍處于持續發展態勢,假設未來各年份其他行業焦炭消費量與 2020 年持平。結合
258、2016 年后我國焦炭凈出口量以年均 13%的速度持續下降,近年來穩定在 500600 萬噸,預計到 2025和 2030 年焦炭凈出口量將下降至 200 萬噸和 0,2030 年后焦炭由凈出口轉變為進口,2035 和 2040 年焦炭進口量分別達到 500 與 1000 萬噸。如圖 82 所示,高需求情景下隨著生鐵產量的小幅提高,焦炭產量仍將有所上升,預計全國焦炭產量于 2025 年達到 4.8 億噸峰值,較 2020 年增長 2%,2030 年前均維持在高位平臺期。2030、2035 和 2040 年全國焦炭產量分別降低至 4.6、3.9 和 2.6 億噸,較2020 年分別下降 0.1、
259、0.8 和 2.1 億噸,下降 2%、17%和 45%。低需求情景下全國焦炭產量已于 2020 年達峰,之后逐年下降。2025、2030、2035 和 2040 年全國焦炭產量分別降低至 4.1、3.7、3.1 和 2.1 億噸,分別較 2020 年下降 0.1、1.0、1.7 和 2.6 億噸,下降 2%、21%、35%和 55%。8 圖 82 高、低需求情景下中國焦炭產量預測 2040,2.6 2020,4.7 2040,2.1 0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 202
260、9 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040焦炭產量(萬噸)焦炭產量-高需求情景焦炭產量-低需求情景 99 5.2.4.2 貨運量預測貨運量預測 煉焦行業與鋼鐵行業發展具有極強的相關性。如圖 83 所示,高、低兩種情景下未來煉焦行業貨運量(煤炭、焦炭)整體呈現下降趨勢,2020 年煉焦行業煤炭、焦炭兩類大宗商品貨運量約 11.3 億噸,“十四五”期間煉焦行業貨運量維持在高位平臺期,2025 年貨運量在 10.111.5 億噸,2030 年下降至 8.911.0 億噸,2040 年下降至 5.16.2 億噸,較 2020 年下降
261、約 5.16.2 億噸,下降 45%55%。圖 83 煉焦行業貨運量預測 5.2.6 建筑行業建筑行業 5.2.6.1 建筑規模建筑規模預測預測 根據城鎮居住建筑、城鎮公共建筑、農村建筑特點,結合人口、城鎮化率變化趨勢,分類預測未來不同類型建筑人均面積和建筑規模。(1)城鎮居住建筑城鎮居住建筑 長期來看,城鎮居住建筑規模由城鎮人口和房地產投資規模決定。2013 年左右中國城鎮住房套戶比已大于 1,城鎮居住建筑發展跨過絕對短缺階段,開始進入質量提升階段,城鎮居住建筑建設速度進一步放緩。從歷史變化趨勢來看,“十三五”時期,城鎮人均居住建筑面積年均增加 0.8 平方米,遠低于“十二五”時期 1.3
262、平方米的年均增量。結合“房住不炒”、“實施城市更新行動,推動城鎮0.02.04.06.08.010.012.014.02020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040煉焦行業煤炭運量(億t)煉焦行業貨運量-高需求情景煉焦行業貨運量-低需求情景2025:-10%2%2030:-2%-21%2035:-17%-35%2040:-45%-55%100 老舊小區改造”等政策導向,綜合判斷我國城市房地產快速建設期已基本結束,未來城鎮人均居住建筑面
263、積將逐步達到峰值。住房需求和經濟發展階段、城市化水平有密切關系,國際經驗表明發達國家人均住房建筑面積基本在 3570 平方米。2020 年,中國城鎮人均居住建筑面積為 33.2 平方米,與韓國(34.2 平方米)基本相當,與法國(40 平方米)、德國(46 平方米)、日本(39 平方米)尚有一定差距,“十二五”“十三五”期間住房投資占 GDP 比例高于發達國家,使得我國住房發展水平相比經濟發展水平有所超前,人均住房面積高于這些國家相同經濟發展階段,未來十五年,我國城鎮人均居住建筑面積與上述參照國家差距進一步縮小。類比發達國家不同階段城鎮人均居住建筑面積水平,結合我國居住模式和建筑面積增速,預計
264、 2035 年我國城鎮人均居住建筑面積峰值在 3840 平方米左右。(2)城鎮公共建筑城鎮公共建筑 公共建筑主要服務于公共活動,從類型上分為辦公、商場、酒店、醫院、學校、交通樞紐、體育場館等。2020 年,中國人均公共建筑面積約為 10 平方米/人,低于大多數發達國家。公共建筑主要集中在城鎮,按城鎮居民人口計算,城鎮人均公共建筑面積為 14.7 平方米/人。既有公共建筑中,人均辦公建筑面積已經較為合理,但人均商場、醫院、學校的面積還相對較低。隨著電子商務發展,商場規模增長空間有限,醫院、學校、交通樞紐、文體建筑以及社區活動場所等建筑規模還有增長空間。到 2040 年,我國城鎮人均公共建筑面積仍
265、有一定增長,與發達國家的差距將不斷縮小,預計人均公共建筑面積將達到 1618 平方米/人左右。(3)農村建筑)農村建筑 2020 年中國人均農村建筑面積為 50.6 平方米/人,隨著城鎮化進程進一步推進,大量農村人口轉移到城市,部分農村住宅被棄置,預計 2035 年到農村建筑總面積將控制在240 億平方米左右,農村人均建筑面積在 5560平方米/人左右。綜上所述,如圖 84 和圖 85 所示,未來我國建筑規模仍將有上升趨勢,建筑面積的增加主要來自城鎮公共建筑與城鎮居住建筑,農村建筑已達到平臺期并將下降。高需求情景下預計 2032 年前中國建筑規模呈上升趨勢,2032 年達到 750 101 億
266、平方米的峰值,隨后基本保持穩定,2040 年降低至 722 億平方米??紤]到中國土地資源短缺、能源和環境承載能力限制,在嚴格控制建筑面積的低需求情景下,預計 2030 年前中國建筑規模呈持續上升趨勢,2030 年達到 722 億平方米峰值,2040 年降低至 667 億平方米。圖 84 高需求情景下建筑規模預測 圖 85 低需求情景下建筑規模預測 5.2.6.2 貨運量預測貨運量預測 基礎設施、房地產建設和軍事工程等其他領域是砂石骨料的主要消費領域。根據高、低需求情景下建筑規模預測結果類比分析未來建筑砂石骨料消費量。預01002003004005006007008002020 2021 202
267、2 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040建筑規模(億m2)農村建筑-高需求情景城鎮公共建筑-高需求情景城鎮居住建筑-高需求情景2032,75001002003004005006007008002020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040建筑規模(億m2)農村建筑-低需求情景城鎮公共建筑-低需求
268、情景城鎮居住建筑-低需求情景2030,722 102 計建筑沙石骨料消費量在 2030 年前持續增長,較 2020 年增長 5%8%,2030 年后緩慢下降。自 2015 年以來,中國砂石骨料需求量圍繞 170 億噸上下,期間還曾出現過負增長,綜合判斷我國砂石骨料需求端已由增量市場進入存量市場,未來基礎設施建設及其他領域對砂石的總體需求或逐漸收縮,本研究預測除建筑領域外,其他領域對于砂石骨料的消費量在 2025 年前以年均 1%的變化率上升,20262030 年、20312035 年、20362040 年間分別以年均 2%、2.5%和 4%的降幅持續下降。六、六、排放影響分析排放影響分析 6.
269、1 全社會貨運量全社會貨運量預測預測 國家綜合立體交通網規劃綱要預測,2021 至 2035 年中國全社會貨運量將以年均 2%左右的增速持續增長19,按照 2020 年 473 億噸貨運量測算,2035年全社會貨運量將增長至約 627 億噸。參考國家綜合立體交通網規劃綱要的預測結果,并假設 20362040 年貨運量仍以年均 0.5%左右的增速繼續增長,設置如圖 86 所示的基準情景?;鶞是榫跋?2035 年全社會貨運量將增長至 627 億噸,2040 年達到 643 億噸,較 2020 年增長約 170 億噸,上升 26%?;谇笆鼍蓬惔笞谏唐坟涍\量預測結果,設置高、低貨運需求情景分析未來全
270、社會貨運量變化趨勢。高需求情景下九類大宗商品貨運量均來自各行業高需求情景,2020 年九類大宗商品合計貨運量約 310 億噸,占全社會貨運量的 66%左右,九類大宗商品之外的其他貨類(包括郵政快遞、機械設備、電子設備、輕工醫藥產品、糧食等)保持年均 4.5%的增長率持續上升;需求情景下九類大宗商品貨運量均來自各行業低需求情景,九類大宗商品之外的其他貨類同樣保持年均4.5%的增長率持續上升。如圖 86 所示,本研究基于行業發展的預測結果顯示,高需求情景下全社會貨運量將以年均 1.5%的增速持續增長,2035 年達到 598 億噸,2040 年達 633 億噸,較 2020 年增長約 160 億噸
271、,上升 25%。2025 年前九類大宗商品貨運量將保持增長態勢,年均增速為 0.6%,2025 年達到 319 億噸的峰值,較 2020 年增長 9億噸。各類大宗商品均有不同程度增長,其中,砂石骨料、煤炭、水泥和石灰石 103 2025 年貨運量較 2020 年分別增長 3.2、2.4、1.0 和 0.7 億噸,增量明顯。2025 年后九類大宗商品貨運量逐年下降,20252030 年、20312035 年和 20362040 年年均降幅分別為 0.8%、1.6%和 3.2%。2040 年降低至 241 億噸,較 2020 下降22%。九類大宗商品在全社會貨運量中的占比持續下降,2025、203
272、0、2035 和2040 年分別降至 61%、55%、47%和 38%,2033 年后大宗商品不再是中國貨運需求的主體。低需求情景下全社會貨運量以年均 1.3%的增速持續增長,2035 年達到 575億噸,2040 年達 612 億噸,較 2020 年增長約 139 億噸,上升 22%。九類大宗商品貨運量在 2025 年前維持在 309312 億噸的高位平臺期,煤炭、砂石骨料、鋁材、鋁土礦貨運量合計增長約 3.9 億噸,焦炭、鋼材、鐵礦石、石灰石、水泥貨運量合計減少5.6 億噸。2025年后九類大宗商品貨運量逐年下降,20252030年、20312035 年和 20362040 年年均降幅分別
273、為 1.3%、2.1%和 3.3%。2040 年降低至 241 億噸,較 2020 下降 22%。2040 年降低至 220 億噸,較 2020 年減少 90 億噸,下降 29%。2025、2030、2035 和 2040 年九類大宗商品在全社會貨運量中的占比分別降至 60%、53%、45%和 36%,2032 年后大宗商品不再是中國貨運需求的主體。綜上分析發現,“十四五”期間中國大宗商品貨運需求處于高位平臺期,貨運量在 310320 億噸之間波動?!半p碳”戰略目標下大宗商品貨運量預計于 2025年左右達峰,在全社會貨運量中的占比持續下降,2032 年后占比低于 50%。未來貨物運輸需求仍將保
274、持增長,增量主要來自郵政快遞、機械設備、電子設備、輕工醫藥產品、糧食等其他貨類,高價值、小批量、時效強的需求快速攀升。若滿足國家綜合立體交通網規劃綱要中貨運量年均 2%左右的增長預期,其他貨類貨運量需以年均 4.5%左右的增長率保持高速增長。2040 年其他貨類貨運量將較 2020 年上升 141%。104 圖 86 高需求情景下未來全社會貨運量預測 圖 87 低需求情景下未來全社會貨運量預測 6.2 貨運周轉量預測貨運周轉量預測 基于周轉量法計算各貨類公、鐵、水不同運輸方式 CO2排放與大氣污染物排放。貨運周轉量受運輸結構、運輸距離、產業布局等多種因素變化的影響,具有較高不確定性。本研究在不
275、同貨類運輸結構、運輸距離調研結果的基礎上,參考貨運結構調整、產業布局優化等未來發展規劃,結合行業專家判斷給出未來各貨類公、鐵、水貨運比例與運輸距離變化范圍,如表 8 所示?;诟髫涱惛?、低需求情景下貨運量變化趨勢,結合公鐵水運輸結構占比、運輸距離的變化范圍,進基準情景貨運量-高需求情景0501001502002503003504004505005506006502020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040貨運量(億t)煤炭焦炭砂石骨
276、料鋁土礦鐵礦石石灰石鋼材水泥鋁材其他貨類(郵政快遞、機械設備、電子產品、輕工醫藥、農副產品等)貨運量-低需求情基準情景0501001502002503003504004505005506006502020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035貨運量(億t)煤炭焦炭砂石骨料鋁土礦鐵礦石石灰石鋼材水泥鋁材其他貨類(郵政快遞、機械設備、電子產品、輕工醫藥、農副產品等)105 行數千次大量模擬,得到如圖 88 所示的各貨類貨運周轉量模擬結果,并最終選取貨運周轉量高、低需求情景用以計算排放量。表 8 九類大宗商品運輸結構與
277、運距變化范圍 貨類貨類 貨運結構貨運結構(%)運輸距離運輸距離(km)2020 年年 2030 年年 2035 年年 2040 年年 煤炭煤炭 公路公路 409435 13%2%12%1%9%1%7%鐵路鐵路 619670 73%74%82%76%83%78%83%水路水路 13121419 14%14%16%15%16%15%16%焦炭焦炭 公路公路 838901 44%39%33%34%28%31%25%鐵路鐵路 9901064 31%36%40%40%44%42%46%水路水路 13871491 25%25%27%26%28%27%29%鋁土礦鋁土礦 公路公路 171235 28%15%
278、23%11%19%6%12%鐵路鐵路 485669 34%37%41%39%43%42%46%水路水路 13471856 38%40%44%42%46%44%48%鋁材鋁材 公路公路 11641674 46%32%38%27%32%23%31%鐵路鐵路 7821124 26%31%34%34%38%38%42%水路水路 13481939 28%31%34%32%35%31%35%水泥水泥 公路公路 315485 93%88%90%86%88%84%86%鐵路鐵路 339521 2%4%5%5%6%7%8%水路水路 13122017 5%6%7%7%8%7%8%鋼材鋼材 公路公路 538774
279、44%25%33%22%30%18%26%鐵路鐵路 7821124 36%45%49%48%53%51%57%水路水路 13481939 20%22%24%22%25%23%25%石灰石石灰石 公路公路 242338 89%85%87%84%86%82%83%鐵路鐵路 507708 6%7%8%8%9%9%10%水路水路 131918443 5%6%7%6%7%7%8%鐵礦石鐵礦石 公路公路 687947 30%24%31%22%29%21%29%鐵路鐵路 485669 38%37%41%38%42%38%42%水路水路 13471856 32%32%35%33%36%33%37%砂石砂石 骨
280、料骨料 公路公路 135189 90%86%88%85%87%85%87%鐵路鐵路 285399 2%3%4%3%4%4%5%水路水路 12111696 8%9%10%1011%11%12%106 a)煤炭 b)焦炭 c)鐵礦石 d)鋼材 e)水泥 f)石灰石 107 g)鋁材 h)鋁土礦 i)砂石骨料 圖 88 九類大宗商品貨運周轉量變化模擬 6.3 排放影響排放影響分析分析 貨運是 CO2與大氣污染物的重點排放源,是協同推進減污降碳的重點領域。未來大宗商品貨運需求變化以及運輸結構調整將會對貨運排放產生重要影響。根據不同貨類周轉量預測結果結合排放因子變化情況核算九類大宗商品 CO2與NOx變
281、化趨勢。圖 89(a)為公、鐵、水單位貨運周轉量排放因子不變的情況下,高、低需求情景下九類大宗商品貨運 CO2排放變化。未來新能源車船替代、能效水平提升均會導致單位貨運周轉量排放因子下降,圖 89(b)為結合公、鐵、水單位貨運周轉量排放因子變化后九類大宗商品貨運 CO2排放變化。在 CO2排放因子不變的情況下,僅考慮貨運需求變化對排放量的影響,九類大宗商品貨運 CO2排放量在“十四五”期間小幅上升,2025 年以年均 2.3%2.5%的降幅持續降低,2040 年 108 下降至 2.02.2 億噸,較 2020 年下降 28%33%;結合 CO2排放因子變化的影響,九類大宗商品貨運 CO2排放
282、量在“十四五”期間保持在 2.93.0 億噸,2025 年后以年均 3.9%4.2%的降幅快速下降,2040 年下降至 1.51.7 億噸,較 2020 年下降 45%49%。公路貨運對 CO2排放的貢獻率高于 70%,水運次之,鐵路貢獻率最低,降低運輸需求是減少貨運 CO2排放量的首要措施。在 NOx排放因子不變的情況下,僅考慮貨運需求變化對排放量的影響,九類大宗商品貨運 NOx排放量在 2025 年后以年均 2.2%2.6%的降幅持續降低,2040年下降至 194217 萬噸,較 2020 年下降 26%34%;結合排放因子變化的影響,NOx排放量在2025年后以年均5.9%6.3%的降幅
283、快速下降,2040年下降至8697萬噸,較 2020 年下降 67%71%。如圖 90(a)所示,在不采取運輸工具減排措施的條件下,保持車船 NOx排放因子不變,公路貨車對于 NOx的排放貢獻率在60%70%,實施運輸工具 NOx減排措施,如圖 90(b)所示,公路貨車對于 NOx的排放貢獻率將由 2020 年 70%逐漸下降至 2040 年 30%左右,貨車 NOx減排效果明顯,船舶 NOx減排難度較大。(a)(b)圖 89 九類大宗商品貨運 CO2排放變化分析 0.00.51.01.52.02.53.03.520202025203020352040CO2排放量(億噸)公路鐵路水路高需求情景
284、低需求情景0.00.51.01.52.02.53.03.520202025203020352040CO2排放量(億噸)水路鐵路公路高需求情景低需求情景 109 (a)(b)圖 90 九類大宗商品貨運 NOx排放變化分析 七、七、政策建議政策建議(1)重視重視重點重點行業與貨運的關聯性行業與貨運的關聯性,從需求端從需求端降低降低貨運貨運排放排放。交通運輸作為重要的服務性行業與上游重點行業發展關聯密切?;痣?、鋼鐵、水泥、煉焦、鋁冶煉等行業不僅化石燃料消耗量大,溫室氣體與大氣污染物排放量高,也是貨類需求繁多、貨運需求量大、貨運成本投入較高的重點行業。建議推進重點行業梯次有序達峰,減少降低對于大宗原材
285、料、燃料運輸需求,鋼鐵、水泥、煉焦行業應在“十四五”前期率先達峰,電解鋁行業在“十四五”期間達峰,火電行業在“十五五”前期達峰,從需求端減少貨運需求,降低貨運排放。同時,繼續落實完善工業企業環保分級管理政策,強化工業企業運輸監管,進一步區分國六排放標準和新能源貨車差異分級,規范重點行業 A、B 級企業車輛、門禁系統、電子臺賬管理。(2)大力發展循環經濟)大力發展循環經濟,促進廢鋼,促進廢鋼廢鋁廢鋁資源回收利用。資源回收利用。促進廢鋼、廢鋁等再生資源循環利用不僅是降低行業原材料、燃料消耗,優化生產工藝流程,降低碳排放的有效措施,也是減少上下游貨運需求與貨運排放的有效途經。研究表明,全國廢鋼短流程
286、煉鋼比例提高 1%,直接降低鐵礦石貨運量 0.170.24 億噸。當前中國再生資源回收企業普遍存在規模小、設備簡陋、技術落后、分類分級體系不健全等問題,鋼鐵行業廢鋼資源短缺,鋁冶煉行業廢鋁資源降級利用問題明顯。建議健全資源循環利用體系,支持資源高效利用,實施廢鋼鐵、廢有色金屬、廢05010015020025030035020202025203020352040NOx排放量(萬噸)水路鐵路公路高需求情景低需求情景05010015020025030035020202025203020352040NOx排放量(萬噸)水路鐵路公路高需求情景低需求情景 110 塑料等再生資源回收利用行業規范管理。針對鋼
287、鐵行業,加快建立完善廢鋼鐵加工配送體系,構建有效促進廢鋼資源回收利用的政策引導機制,加大廢鋼資源回收利用力度。針對鋁冶煉行業,加快廢鋁資源分類回收體系建設,提高現有廢鋁資源回收利用企業規范化水平,科學布局、因地制宜推動建設一批區域廢鋁資源回收預處理配送中心,在提升廢鋁回收率的同時,提高廢鋁保級利用水平,鼓勵再生鋁企業上下游聯動布局,形成自身的再生鋁回收生產全流程。(3)促進外貿促進外貿轉型轉型升級,升級,降低降低高能高能耗耗低附加值產品出口低附加值產品出口。粗鋼、水泥等大宗商品均為高能耗、高排放、高運輸需求、低附加值的產品,盈利較低的同時造成嚴重的能源消耗與環境污染問題。建議進一步優化貿易結構
288、,嚴格控制高耗能、低附加值產品出口,鋼鐵、水泥、焦炭、鋁材等產品逐步以滿足國內需求為主,不以出口為導向。研究限制鋼坯(錠)、板材、棒材、線材等中低端鋼材產品出口,出臺鼓勵再生鋼鐵料、鋼坯(錠)、鐵合金等鋼鐵初級產品進口等政策。逐步提高水泥、熟料進口量,降低水泥及熟料出口量。鋁工業生產模式逐步由“資源輸入型”向“產品輸出型”轉變,加大初級鋁資源的進口和高級率資源的出口,氧化鋁不追求自給自足,鼓勵適量高品質氧化鋁進口,提高科學技術轉化為經濟效益的能力。(4)優化優化交通貨交通貨運結構,運結構,推進大宗貨推進大宗貨運公轉鐵公轉運公轉鐵公轉水水。公路貨運是當前中國首要貨運方式,占比在 70%以上。前述
289、分析可知,公路貨車單位貨運周轉量的二氧化碳排放量大約是鐵路內燃機列車的 67 倍、水運的 34 倍。中國鐵路貨運能力的不足尤其是煤炭等大宗商品貨運能力的不足客觀促使許多運輸需求轉移至公路運輸,在增加能耗與排放的同時,引發了擁堵、超載、運輸效率低、運輸成本高、規模效應差等多方面問題。建議在“十三五”貨物運輸結構調整基礎上,持續優化運輸結構,推進大宗貨物“公轉鐵”“公轉水”,推進鐵路專用線建設,2025 年沿海主要港口、大宗貨物年運量 150 萬噸以上的大型工礦企業、新建物流園區鐵路專用線力爭接入比例均達到 85%,具有鐵路專用線的,大宗貨物原則上由鐵路運輸。2025 年底火電、鋼鐵、石化等行業大
290、宗貨物通過鐵路、新能源等清潔方式運輸比例達到 70%以上,山西、陜西、內蒙古 90%以上的煤炭和焦炭外運由鐵路和管道完成。到“十五五”末形成大宗貨物中長途運輸使用鐵路、水路,111 中短途貨物運輸使用管道或新能源車輛,城市貨物運輸主要采用新能源輕型物流車的局面。同時,完善與鐵路貨運相關的受理、倉儲、裝卸、配送等配套基礎設施建設,及時調節鐵路貨運供給與物流市場需求變化的沖突,使鐵路貨運過程中的各點、線、面銜接更為緊密,合作更加融洽,以提高整體貨運效率。(5)加強)加強物流信息交互物流信息交互,推進,推進建立建立智慧貨運智慧貨運體系體系。加強信息互聯共享,推進各種運輸方式間以及交通運輸與市場監管等
291、部門間信息資源互聯、共享。貨運領域利用 RFID、定位追蹤、無線傳感、大數據、云計算、物聯網等智慧物流技術,建立統一的物流信息與綜合服務平臺,實現運輸信息共享,優化交通流的時空分布,打破區域間和運輸方式間管理分割,加大信息整合力度,降低公路貨運空駛概率,提升貨車實載率,降低貨車閑置時間,降低貨運事故率,有效推進貨物運輸行業綠色化、智慧化發展,進而促進綠色交通運輸體系的發展。與此同時,加強貨運物流智慧監管和執法,綜合利用遙感監測、遠程排放管理終端等手段對貨物運輸車輛排放情況進行監管,有效、快速地識別超標排放行為,建立維修復檢的閉環管理制度,督促超標車輛及時維修整改,加強日常維護和保養,確保在實際使用階段達標排放,切實降低污染排放。構建便捷順暢、經濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠的現代化高質量國家綜合立體交通網,加強現代物流體系建設,提升設施網絡化、運輸服務一體化和智能化水平,提升綜合交通運輸整體效率,從源頭減少不合理運輸。