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双碳目标下新能源产业竞争力模型构建及影响因素分析

来源:原创  时间:2023-10-13  点击:1537
本文借鉴波特的钻石模型框架,提出双碳背景下的新能源行业竞争力模型,模型主要包括关键脱碳资源要素、绿色市场需求条件、支持性产业和主体战略结构和同业竞争四大领域,以及机遇、政府要素,

新能源行业的国际化程度高,绿色低碳化特征显著,本文借鉴波特的钻石模型框架,提出双碳背景下的新能源行业竞争力模型,模型主要包括关键脱碳资源要素、绿色市场需求条件、支持性产业和主体战略结构和同业竞争四大领域,以及机遇、政府要素,如图1所示。不同于传统的国内钻石、国际钻石模型,本研究着重揭示低碳竞争力的关键影响要素,也可视为表征低碳竞争力的“绿钻”模型。

双碳背景下新能源行业竞争力分析框架

图1 双碳背景下新能源行业竞争力分析框架


1.生产要素:关键脱碳资源掌控力

根据要素禀赋理论,相同技术水平情况时生产要素丰裕程度决定了产业是否具国际竞争力,波特也认为生产要素是产业国际竞争力的关键因素。本模型框架中,主要考虑关键脱碳资源,包括绿色电力资源、战略性矿产资源和产业再生资源。


(1)战略性矿产资源。双碳时代,各主要经济体特别是工业大国对稀有矿产资源、脱碳资源的争夺日益激烈,关键矿物将具有重要地缘政治意义。21世纪以来,锂、钴、锰、稀土、镓、钕、铟、锗、钪、铂、钽等矿产地位凸显,光伏、风电、电动车、储能、氢能等绿色新兴产业对上述矿产资源有巨大需求。欧美日等国从经济安全、产业升级、供应链风险等方面着眼,分别提出了“关键矿物”“战略性矿产”等概念,积极布局其国际资源战略。从需求侧看,一辆电动车所需矿物投入是传统汽车的6倍,风电所需矿物资源是同规模燃气电厂9倍,未来关键矿物供应需要大幅增加才能实现全球气候目标。国际能源署发布《关键矿物在清洁能源转型中的作用》报告中,充分阐释了铜、锂、镍、钴和稀土等矿物对于全球能源行业低碳转型的重要性(图2)。世界银行预计,到2050年全球对这些矿产需求可能会增长500%。从供给侧看,上述资源储量有限,市场规模、价格和产地均不同,生产和加工高度集中在少数几个国家。

新能源发展对关键矿产资源的需求

图2 新能源发展对关键矿产资源的需求


(2)能耗指标和绿电资源。未来,能源和碳排放指标将成为和土地指标一样的产业布局和项目落地必备要素,是新能源产业发展的关键要素。一方面,新能源行业是典型绿色低碳行业,但部分行业环节,特别是上游原材料环节仍属于高能耗领域,如光伏行业的工业硅、多晶硅、硅片、光伏玻璃制造环节,风电行业的铸件、塔筒需要上游钢铁行业支持,氢能行业的制氢环节,储能行业的负极材料等都属于高载能行业。因此新能源行业发展存在用能悖论,产业发展和项目落地必须符合地方能耗和碳排放指标控制要求。另一方面,在全球碳中和背景下,苹果、特斯拉、通用、日立等诸多跨国公司提出生产运营和供应链要实现碳中和目标,就需要大量消费绿色能源。


(3)产业再生资源。我国光伏和风电产业经过20年的长足发展,在未来几年内有大批在役光伏组件和风电机组将退役,能否回收再利用光伏组件、风机叶片也会影响新能源行业发展的竞争力。针对产业链资源回收利用成本高的难题,加大在资源循环利用方面的研发力度,提高光伏玻璃、风叶的回收利用水平,构建生态环保、经济性合理的新能源产业化资源循环利用模式十分必要。废弃风机叶片破碎、混入水泥可减少水泥制造约27%碳排放,动力电池正极材料中的锂、钴、镍、锰等金属回收价值较高。


2.需求条件:绿色市场需求的适应性

市场需求也是产业竞争力关键的影响因素,如波特认为国内需求的规模和增速对竞争力有重要影响。一般认为,要保障顺利完成碳达峰碳中和目标,非化石能源占总能耗的比重须达到80%以上①,新能源行业发展具有广阔市场空间。新能源行业需求总量明确、市场空间充足,但需关注需求结构问题,在全球碳中和大背景下国内外市场需求呈现明显的绿色化升级态势,国际市场对于产品的绿色低碳品质要求越来越高,其主要表现在绿色经贸规则、绿色供应链规则和ESG投资规则的适应能力。


(1)绿色贸易规则适应能力。近年来发达国家不断强化低碳认证、碳足迹标识、碳关税、绿色环境标志、绿色包装制度等绿色壁垒,对我国外贸影响很大。欧盟2021年7月出台“碳边界调整机制”政策,计划对钢铁、水泥等5类进口商品征税①。短期来看,绿色贸易壁垒的建立将导致新能源行业的市场需求分割化,不利于贸易出口国,可能对新能源行业商品的价格、生产和销售造成障碍,削弱产品竞争力;但长期来看,绿色壁垒将倒逼企业减少碳排放,提升产品的“含绿量”,从而赢得绿色经贸规则下的市场竞争力。


(2)绿色供应链规则适应能力。低碳供应链就是要求将低碳管理融入产品全生命周期,形成从原材料采购到设计、制造、交付和回收利用的低碳化。许多跨国公司已把碳足迹纳入自己的供应商管理体系,甚至要求潜在供应商必须具备相应低碳管理能力。如苹果公司从2008年启动产品碳排放管理计划,从iphone4开始就公布产品碳足迹②。许多跨国公司推动在华供应商设定减排目标或制定碳中和目标。


(3)ESG投资规则适应能力。ESG将环境保护、社会责任和公司治理等三个非财务指标纳入投资规则,其逐步成为国际流行投资理念,使环境、碳排放、人权、员工健康等问题可能成为国际商务限制理由。近年来,联合国连续发布《负责任投资原则》《可持续保险原则》《负责任银行原则》,为ESG投资发展提供了规范和指引,国内外企业对ESG的认知度和参与度快速提升,全球ESG资产规模迅速增长。相关统计显示,截至2021年5月全球已有近3969家机构签署《负责任投资原则》,资产管理总规模超过100万亿美元,其中近80%来自欧美市场③。


(4)国内能源消费绿色转型要求。在碳达峰碳中和大背景下,我国的新能源消费引导和消纳责任机制正在逐步建立完善。2021年底中央经济工作会议提出,新增可再生能源不纳入能源消费总量控制④。2022年1月,国家发展改革委等部门印发《促进绿色消费实施方案》⑤,提出能源消费绿色转型要求,包括推动地区逐步提升绿电消费比,制定高耗能企业绿电消费占比约束要求,建立绿电交易与可再生能源消纳责任权重挂钩机制等一系列举措。未来,绿色能源的国内需求空间有望全面打开。


3.支持产业:产业链自主可控性

上下游相关产业以及其他支持性行业对国家竞争力的发展也至关重要。中国新能源行业的产业体系全、产能规模大,双碳目标下相关支持产业主要表现在技术竞争力、成本竞争力和产业链供应链安全性3个方面。


(1)低碳创新能力。创新是把新的生产要素组合引入生产体系,包括技术创新、模式创新、业态创新等。技术创新体现在提升新能源品质,包括转换效率、稳定性等指标,提升产品使用价值,增加碳减排正向收益,如光伏电池转换效率提升、海上风电机组大型化,这些均可有效提升发电能力。业态创新体现在技术创新引发的产业间组合、产业内部裂变、产业链融合以及商业应用模式变化,如“光伏+”“储能+”等,其进一步拓宽了新能源产业下游市场应用空间。特别需指出的是,新能源行业是国际贸易摩擦和西方科技打压的重点领域,创新途径亟需从引进、消化、吸收、再创新为主转变为自主创新为主。如风电行业的主轴承、集成控制系统、高压直流海底电缆,新能源汽车产业的高效高密度驱动电机、高速轴承、毫米波雷达,燃料电池产业的质子交换膜、膜电极等核心技术,都是自主创新的关键。


(2)产品成本竞争力。新能源行业需要通过规模经济效应和技术迭代效应,不断提升产品成本竞争力,甚至是零边际成本,进而加快新能源对传统化石能源的替代。相关研究表明,新能源行业发展存在类似半导体行业的摩尔定律,根据IRENA披露的全球可再生能源加权平准发电成本(图3),新能源行业整体遵循生产规模每增一倍,成本下降约20%的经验规律,这种现象源于“干中学”效应和规模经济效应。


(3)产业链安全竞争力。应对新冠疫情、国际贸易摩擦,要提高产业链供应链韧性。全球化趋势,各个国家和地区通过产业链紧密联系,同处于复杂的供应链生产网络中。以美国为首的西方国家力图限制我国高科技供应链能力,阻止产业链自主可控性的提高,实施技术封锁和核心零部件断供,由于短时间内替代品缺失,科技产品供应链被刻意阻断,波及整个生产链条。同时,新能源行业科技含量高、自动化水平高,风电、光伏、新能源车、智能电网的芯片和IGBT器件不足以成为产业链普遍痛点,亟需提升产业链韧性。

近10年全球可再生能源发电的LCOE成本趋势

图3 近10年全球可再生能源发电的LCOE成本趋势


4.主体战略、结构和竞争:创新链价值链延伸能力

波特认为国内竞争状况对其他竞争力因素具有强大影响力,可倒逼企业提升经营效率、改进品质、增强创新能力,进而维系国际竞争优势。国内外学者们较多使用产业集中度、行业薪酬水平来分析论证。


(1)产业链精准布局谋划能力。碳达峰碳中和标志着全球产业链的再调整和新一轮布局,需要积极构建特色鲜明、优势互补、高质量发展的产业布局。产业路线选择方面,要审慎布局、因时因地制宜,根据产业基础、资源禀赋优化布局。绿色低碳新兴行业的技术路线多、成本变化快、不确定性强,如能源低碳转型包括可再生能源+储能、火电+CCUS、下一代核能等,有不同路线;光伏制造有常规晶硅、PERC、TOPCon、HJT、钙钛矿等不同技术路线;氢能制备包括灰氢、蓝氢、绿氢等不同技术路线;新能源汽车包括纯电动汽车、混动车、燃料电池车等不同路线。


(2)差异化和精细化能力。积极打造单项冠军、隐形冠军和“专精特新”企业,符合波特提出的“聚焦战略”(专精)和“差异化战略”(特新)。差异化、精细化既是新能源行业发展的必然趋势,也是我国政府大力支持的企业发展模式,企业通过赢取细分市场中的主导权,来取得行业中的领先地位。当前来看,我国新能源行业要巩固提升产业链中的基础零配件、基础工艺、基础材料、基础设备、基础工业软件地位,培养更多像远景风电智慧系统、南高齿风电齿轮箱、协鑫颗粒硅、中信博跟踪支架等单项冠军。


(3)制造业与高端服务融合能力。加快制造业服务化进程,推动先进制造业与高端服务业联动发展,是新能源行业向价值链高端提升的必然趋势。未来,新能源行业的发展必然呈现服务一体化、数字一体化和品牌一体化趋势。服务一体化是指制造产品向推动服务延伸,开展园区综合能源服务、用户光储充一体化服务、碳资产管理服务等;数字一体化是指推动多能互补、自动控制、智慧运维等;品牌一体化是指通过打造更多像华为逆变器、比亚迪电动车、宁德时代储能这样的品牌,实现由低附加值的加工生产向研发设计和自主品牌等高附加值环节转变,摆脱“有高原无高峰”问题。


5.政府引导和支持能力

波特认为政府可以通过竞争规则、政府采购等举措,规范行业外部性,或创造新的机会和压力,进而影响行业竞争力。全球新能源产业的发展和壮大都离不开政府的引导和激励,各国涌现出新能源配额、强制收购、投资补贴、发电补贴、税收优惠、贷款贴息、研发计划等多样化的政策创新机制,实践证明这些政策有效助推了各国新能源产业的发展。尤其是在我国,在新能源开发利用上政府实施了大量补贴,有效加速了国内光伏、风电、生物质能等新能源行业的发展壮大;但到“十三五”中后期,我国风电、光伏逐步迈入平价发电时代,行业市场机制已能够自动调节供需平衡,政府补贴开始逐步退出。需指出的是,新能源行业以支撑全球碳中和为使命,本质上是政策性极强的产业,未来仍需政府科学引导和精准支持:一是东部负荷中心和西部资源中心的空间不平衡,需进行供需对接,并有序推动消纳配额管理;二是传统能源和新能源的组合优化,需做好新能源友好发电、高比例新能源输电、新型储能、智慧调控、传统电源低碳改造的集成;三是储能和氢能等未来产业仍需要适当给予扶持,其全产业链成本仍偏高;四是需积极应对国际贸易壁垒,需统筹做好信息服务、风险预警、商务法务援助等工作。(作者:赖力  张婧欣  孙煜  曹圆媛)



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