Mysteel：双碳背景下，绿电发展对铜需求影响几何

双碳背景下，新能源领域获得快速发展，光伏、风电等作为可再生能源的主力军，是实现我国能源安全与绿色发展的重要保障。随着风电、光伏发电近乎摆脱补贴进入平价时代，对传统火力发电的替代进一步加速，受益于能源革命，铜需求将打开新的成长空间，预计2022-2030年风力发电用铜有391万吨的增量需求，光伏用铜有357万吨的增量需求，风光发电或将带来748万吨铜增量需求。

一、双碳背景下，未来电力增量主要由绿电承担

随着我国经济社会的快速发展，工业、居民、商业等各类用电需求持续增长。电力需求增速与GDP增速具有高度相关性，目前我国经济仍处于较高速发展期，人均电力消费尚处于上升阶段，与发达国家相比还有很大差距。随着居民收入水平的提高和终端用能电气化的推动，二产持续发展，三产以及居民生活用电提升，我国的电力需求将持续增长。据《“双碳”目标下我国能源电力系统发展前景和关键技术》预计，到2030年我国电力需求将达到约11.1万亿千瓦时，较2022年全社会用电量8.64万亿千瓦时增长2.46亿千瓦。

当前全国发电机组发电能力远不足以满足未来持续增长的用电需求。截至2022年底，全国发电机组总装机容量25.6亿千瓦，按照未来用电需求的推算，即使全国所有发电机组满负荷运行（火电利用小时数接近6000小时，目前约4500小时；核电目前已处于饱和发电状态；风光水发电负荷可控性较低），仍然无法满足2030年全年的用电需求。

未来用电增量主要由绿电承担。从“双碳”目标的实施路径来看，电力作为二次能源，可以由煤、油、气等传统一次能源转化，也可以由风、光、水、核等清洁能源转化；但是在我国温室气体排放的构成中电力行业碳排放占比最高，如图表4所示，煤电碳排居首位，占比41%；而新能源发电的碳排放强度远低于煤炭等传统能源，因此大力发展风电、光伏等清洁能源发电是我国电力端实现碳达峰碳中和的必经之路。

2020年末，习近平主席提出2030年中国风电、太阳能总装机容量将达到12亿千瓦（1200GW）以上、2060年前实现“碳中和”的双重目标，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，我国新增风电和光伏装机将保持较快增长。

二、风光领域发展趋势及用铜情况

2.1 风电领域

截至2022年，国内风电累计装机容量保持了较快的发展态势，2022年国内风电累计装机容量达365.44GW，自2012年起，近十年风电累计装机容量复合增长率为117%，年均增长约2900万千瓦，2022年风力发电占社会发电量的比为8.2%。

2020年北京国际风能大会发布《风能北京宣言》称“十四五”期间年均新增装机5000万瓦以上，2025年之后，中国风电年均新增装机容量不低于6000万千瓦，至2030年至少达到8亿千瓦。据测算，如图表5所示，2030年我国风力发电量将达到2.07万亿千瓦时，占社会总发电量的比重约18.67%，成为继火电、水电之后的第三大电源。与发电量相匹配，测算出风电相应的装机容量，如图表6和7所示，预计2030年我国风电累计装机容量达9.01亿千瓦，十四五、十五五风电新增装机容量分别达63GW和67GW。

早期建设的风电场可能面临发电能力差、运行效率低、运维成本高、安全隐患多等问题；国家能源局在2021年12月推出《风电场改造升级和退役管理办法（征求意见稿）》，鼓励并网运行超过15年的风电场开展改造升级和退役。根据国家发改委能源研究所的预测，直接退役的情况集中在运行超过20年的风电机组，“十四五”改造升级需求集中在运行在15-20年的风电机组，以及运行时间小于15年但机型落后的风电机组。如图表8所示，预计十四五、十五五期间我国将退役或改造老旧风电机组20GW和40GW。

风力发电主要用铜环节为发电机、变压器、电缆、齿轮箱和塔筒电缆等。陆上风机通过集电器电缆相连至变电站后，再连接到电气和输电网。海上风机通过集电器电缆相连至海上升压站后，通过配电电缆连接至地面变压站，再到输电网络。

据Wood Mackenzie数据显示，陆上风电每GW装机需要耗铜0.54万吨，海上风电每GW装机需要耗铜1.53万吨，如图表9所示，我们预测2025年、2030年风电领域海陆存耗铜分别为50.40万吨、58.28万吨。综合来看，2022-2030年风电用铜有391万吨的增量需求。

图表9：海陆新增+退役改造需求用铜市场规模测算

                                            数据来源：上海钢联     备注：退役改造需求多为陆上风电，故单耗按陆上风电单耗计算

2.2光伏领域

光伏预计成本持续下降，且环保和绿电政策鼓励企业使用包括光伏在内的可再生能源电力，从供给和需求端利好光伏发电和电站的经济效益，驱动光伏新增的增长。尽管光伏新增面临电网消纳能力的瓶颈，但随着国家对新型电力系统逐渐建立和完善，预计光伏能够保持稳健地增长。2022年光伏发电占社会发电量的比为2.62%，2030年我国光伏发电量将达到1.33万亿千瓦时，占社会总发电量的比重约12%。与发电量相匹配，可以计算出光伏相应的装机容量，如图表10所示，预计到十四五、十五五光伏新增装机容量分别达105GW和95GW。

光伏用铜带是太阳能重要的导电导热原材料，用于制作太阳能集热器板芯、太阳能电池的互联条和汇流带。光伏组件、逆变器和并网开关之间要用电缆连接；组件MC4接头，光伏逆变器输出接线端子，并网开关的接线端子都将应用铜芯。据数据显示，光伏系统中铜的需求强度约为0.43万吨/GW，如图11所示，我们预测2025年、2030年光伏领域耗铜分别为43万吨、39万吨。综合来看，2022-2030年光伏用铜有357万吨的增量需求。

                                       

 

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