在碳中和、碳達(dá)峰的背景下，生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)低碳轉(zhuǎn)型之路。對于鎳的供應(yīng)商來說，其與電力、鋼鐵、電解鋁等行業(yè)相同，在電解鎳、FeNi和NPI等鎳產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中釋放大量溫室氣體，但是鎳與這些高耗能的品種亦不同，碳減排對鎳既是挑戰(zhàn)，又是機(jī)遇。一方面，供應(yīng)端可能受到碳排放的總量約束，無償碳排放向有償碳排放過渡中亦會催生成本壓力；另一方面，得益于新能源汽車需求與高鎳電池的轉(zhuǎn)型，釋放大量對鎳的新增需求。

我們將在鎳碳中和系列報告中，分別闡述在鎳在碳減排背景下的碳排核算、碳成本和供應(yīng)變局，以及在新能源背景下，電動汽車滲透以及電池技術(shù)路線變革對鎳需求的影響。

01 國內(nèi)：鎳生產(chǎn)能耗的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)鏈概況

在鎳產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，碳排放的核算范圍有3處。范圍1為生產(chǎn)過程的直接排放，主要是經(jīng)營資產(chǎn)的運(yùn)貨卡車消耗的燃料排放，以及經(jīng)營過程中生產(chǎn)煤炭的排放。范圍2是外購燃料的間接排放，包括購買電力、蒸汽、熱量或冷卻產(chǎn)生的間接排放。范圍3為上下游的間接排放，主要包括上游購買的貨物和服務(wù)、燃料和能源、上游運(yùn)輸和配送、商務(wù)旅行、員工通勤和下游運(yùn)輸和配送、下游客戶加工所購鎳產(chǎn)品的排放。全球?qū)μ寂欧诺暮硕ㄟ吔缢悸肺呛希寂欧牌髽I(yè)均以此思路核算碳排放量，為我們進(jìn)行跨國對比提供基礎(chǔ)。

1.1 紅土鎳礦冶煉高鎳鐵的碳排放系數(shù)為16.12

以紅土鎳礦為原料冶煉不銹鋼過程中，高鎳鐵的單位產(chǎn)品綜合能耗核算為6200千克標(biāo)準(zhǔn)煤，每生產(chǎn)1實物噸高鎳鐵排放二氧化碳16.12噸，該核算結(jié)果基于寶鋼德盛和福建鼎信等單位編制的方法。

高鎳鐵的碳排放量的核算分為三段工序。第一，燒結(jié)工序從烘干、石灰混拌、熔劑、燃料破碎開始，經(jīng)配料、原料運(yùn)輸、工藝過程混料、燒結(jié)機(jī)、燒結(jié)礦破碎、篩分等到成品燒結(jié)礦皮帶機(jī)離開燒結(jié)工序為止，燒結(jié)工序下燒結(jié)礦的單位能耗為150千克標(biāo)準(zhǔn)煤。燒結(jié)礦按照1.6%品位，高鎳鐵按照8%品位換算，燒結(jié)工序下高鎳鐵的單位能耗約為750千克標(biāo)準(zhǔn)煤。

第二，高爐工序包括原燃料供給、鼓風(fēng)、熱風(fēng)爐、煤粉干燥及噴吹、高爐本體、沖渣等工藝，高爐工序后低鎳鐵的單位能耗為650千克標(biāo)準(zhǔn)煤，與燒結(jié)礦換算公式一致，高鎳鐵在高爐工序的單位能耗約為3250千克標(biāo)準(zhǔn)煤。

第三，礦熱爐工序?qū)⒌玩囪F水加工至高鎳鐵，涵蓋原燃料供給、干燥窯、回轉(zhuǎn)窯、礦熱爐及噴煤、沖渣等步驟，高鎳鐵水的單位能耗約為2200千克標(biāo)準(zhǔn)煤。

燒結(jié)、高爐和礦熱爐三道工序分別占高鎳鐵生產(chǎn)過程碳排放量的12%、53%和35%，高鎳鐵的單位產(chǎn)品綜合能耗合計為6200千克標(biāo)準(zhǔn)煤，按照每噸標(biāo)準(zhǔn)煤排放2.6噸二氧化碳計算，生產(chǎn)高鎳鐵的綜合能耗系數(shù)為16.12。以上的計算中包括了輔助生產(chǎn)系統(tǒng)所需能耗，包括諸如生產(chǎn)管理及調(diào)度指揮系統(tǒng)、機(jī)修、化驗、計量、水處理、動力、除塵和脫硫等環(huán)保設(shè)施消耗的能源量。

圖 1:以紅土鎳礦為原料冶煉不銹鋼企業(yè)的產(chǎn)品能耗

資料來源：福建省工業(yè)和信息化廳，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

1.2 硫化鎳礦生產(chǎn)精煉鎳的碳排放系數(shù)為10.19

電解鎳冶煉中單位綜合能耗3920千克標(biāo)準(zhǔn)煤，按照每噸標(biāo)準(zhǔn)煤排放2.6噸二氧化碳計算，電解鎳碳排放系數(shù)為10.19，該核算結(jié)果基于金川集團(tuán)、新疆有色、吉恩鎳業(yè)等單位編制的方法。

從構(gòu)成來看，從備料生產(chǎn)焙砂和熔煉吹煉生產(chǎn)高鎳硫的綜合能耗約為2371千克標(biāo)準(zhǔn)煤（按高鎳硫品位35%，精煉鎳99.96%計算），前序環(huán)節(jié)碳排放量占總體的60%，后序高鎳硫精煉至電解鎳能耗1550千克標(biāo)準(zhǔn)煤，占總能耗的40%。

圖 2:處理硫化鎳精礦的鎳熔煉、鎳精煉企業(yè)的產(chǎn)品能耗

資料來源：國家發(fā)展和改革委員會資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)司，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

從我國企業(yè)的核算結(jié)果來看，國內(nèi)企業(yè)以紅土鎳礦冶煉高鎳鐵的碳排放系數(shù)為16.12，硫化鎳礦生產(chǎn)精煉鎳的碳排放系數(shù)為10.19。

02 海外：鎳供應(yīng)商的實踐經(jīng)驗

碳排放在我國實體企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中尚處于理論階段，缺乏實際經(jīng)驗，海外發(fā)達(dá)國家尤其是最早推行碳減排的歐洲、美洲地區(qū)，鎳企執(zhí)行了較為嚴(yán)格的碳排放監(jiān)測與成本分擔(dān)措施。

2.1 火法生產(chǎn)高冰鎳及精煉鎳（BHP）的碳排量為12.86

BHP（必和必拓）Nickel West工廠位于澳大利亞，采用火法工藝生產(chǎn)高冰鎳，所產(chǎn)的高冰鎳產(chǎn)品自用于生產(chǎn)精煉鎳（豆）。2020財年Nickel West可銷售鎳產(chǎn)品達(dá)8.01萬金屬噸，溫室氣體排放總量為104萬噸二氧化碳當(dāng)量，其中直接排放溫室氣體49萬噸，間接排放溫室氣體55萬噸。2020年，鎳生產(chǎn)的碳排放系數(shù)為12.86，即每生產(chǎn)1噸鎳將排放溫室氣體12.86噸二氧化碳當(dāng)量，其中燃料消耗（煤和焦炭、天然氣、汽油）占70%，電力消耗占30%，2019年碳排放系數(shù)為11.21。

圖 3:BHP經(jīng)營性溫室氣體排放系數(shù)12.86

資料來源：公司官網(wǎng)，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所，單位：千噸二氧化碳當(dāng)量、千金屬噸

圖 4:BHP經(jīng)營活動的能源消耗

資料來源：公司官網(wǎng)，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所，單位：PJ

2.2 濕法生產(chǎn)精煉鎳（Sherritt）的碳排放量為10.53

Sherritt以每周7天，每天24小時的頻率采集空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，這種核算方法相對于企業(yè)上報數(shù)據(jù)的方式更加可靠與透明。2019年，Sherritt共排放溫室氣體101萬噸，扣除其油品日產(chǎn)4175桶的二氧化碳排放66.14萬噸（計算方法：4175桶*365天*158.98升/桶*2.73kgco/KG）=66.14萬噸二氧化碳），以3.3108萬噸鎳產(chǎn)量計算，噸鎳的碳排放系數(shù)為10.53。Sherritt工廠中，購電產(chǎn)生的間接排放量低于直接排放量，直接排放占到88%以上，這與其在古巴當(dāng)?shù)卮罅堪l(fā)電有關(guān)，從而減少了電力外購的碳排放量。

圖 5:Sherritt溫室氣體排放量

資料來源：公司官網(wǎng)，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所，單位：千噸二氧化碳當(dāng)量

2.3 火法生產(chǎn)FeNi和NPI（Eramet）的碳排放量為16

2018年Eramet鎳產(chǎn)量5.9萬噸，錳礦產(chǎn)量700萬噸，2018年溫室氣體排放量為410萬噸二氧化碳，1噸錳按0.45噸二氧化碳計算，每單位鎳產(chǎn)量溫室氣體排放系數(shù)16。與Sherritt相似，由于無碳電力的比例很高，與電力相關(guān)的間接排放量很低。溫室氣體排放物產(chǎn)生于：（1）礦石火法冶金占47%，目前沒有經(jīng)濟(jì)可行的替代技術(shù)解決方案；（2）外購電力占32%，可通過低排放技術(shù)改良，特別是液化天然氣工廠和太陽能發(fā)電廠；（3）外購燃料占17%。

圖 6:Eramet火法冶金的溫室氣體排放比例

資料來源：公司官網(wǎng)，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

2.4 海外碳排放改進(jìn)與成本分擔(dān)措施

海外鎳供應(yīng)商為滿足當(dāng)?shù)嘏欧乓?，減少碳排放成本，設(shè)立中長期碳減排目標(biāo)、購買碳信用、通過建造裝置對碳排放進(jìn)行優(yōu)化，諸多舉措均為鎳生產(chǎn)的低碳化提供支持。

與國內(nèi)不同，海外企業(yè)一般均設(shè)立了減排目標(biāo)。以BHP Nickel West為例，其短期目標(biāo)為：到2022財年，將排放量保持在2017財年或以下，中期目標(biāo)為：到2030財年，在2020財年的基礎(chǔ)上至少減少30%的排放量，長期目標(biāo)為：到2050年實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。海外企業(yè)通過設(shè)定碳排放目標(biāo)一方面滿足所在地區(qū)對碳排放政策的要求，另一方面則是通過減少單位產(chǎn)品的碳排放量來增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。

圖 7:Nickel West為溫室氣體排放設(shè)置了短中長期目標(biāo)

資料來源：公司官網(wǎng)，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所，單位：千噸二氧化碳當(dāng)量

在生產(chǎn)實踐中，當(dāng)超過碳排放上限或者未達(dá)到當(dāng)?shù)氐奶寂欧乓髸r，企業(yè)通過碳信用來覆蓋超出的碳排。2019年，Sherritt曾購買過1.7萬噸的碳信用用于Fort Site礦區(qū)的超額碳排，碳信用來自于氣動裝置節(jié)能減排（783噸）、碳信用解決方案Tillage Project #24（10000噸）和Soderglen風(fēng)電場項目（6217噸）。企業(yè)雖然可以通過碳信用的方式獲得更多碳排放權(quán)，但是與此同時也負(fù)擔(dān)了較大了成本。

企業(yè)亦在通過改進(jìn)裝置來減少碳排放量。Eramet挪威公司與能源生產(chǎn)系統(tǒng)公司（Clarke Energy）簽署協(xié)議，建造能源回收裝置（ERU）回收熔爐排放的氣體，以產(chǎn)生電能和熱能。Eramet Doniambo工廠通過改進(jìn)冶煉爐的冷卻水系統(tǒng)，降低耗電量110億瓦時以上，節(jié)省了約140萬歐元。Sherritt Moa鎳廠通過改良?xì)怏w收集的管道的密封性，以減少硫酸廠中H2S氣體排放。

03 總結(jié)：鎳產(chǎn)品碳排放的核算與比較

3.1 鎳產(chǎn)品單位碳排放量在10-16噸二氧化碳當(dāng)量

鎳產(chǎn)品單位碳排放量在10-16噸二氧化碳當(dāng)量，僅次于鋁，為有色金屬中單位產(chǎn)品碳排量第二大的金屬，鋁在我們前期的測算中為15.6。

1. 火法冶煉高鎳鐵：基于寶鋼德盛和福建鼎信等單位編制的方法，我國紅土鎳礦冶煉高鎳鐵的碳排放系數(shù)為16.12，即每生產(chǎn)1實物噸高鎳鐵排放16.12噸二氧化碳，燒結(jié)、高爐和礦熱爐三道工序分別占高鎳鐵生產(chǎn)過程碳排放量的12%、53%和35%。海外鎳生產(chǎn)企業(yè)的實踐結(jié)果與國內(nèi)的排放標(biāo)準(zhǔn)相近，Eramet火法生產(chǎn)FeNi和NPI的碳排放系數(shù)為16，其中礦石冶金占47%，電力占32%，燃料占17%。

2. 濕法生產(chǎn)精煉鎳：基于金川集團(tuán)、新疆有色、吉恩鎳業(yè)等單位編制的方法，國內(nèi)硫化鎳礦生產(chǎn)精煉鎳的碳排放系數(shù)為10.19，備料、熔煉和吹煉環(huán)節(jié)碳排放量占60%，高鎳硫精煉至電解鎳占總能耗的40%。海外企業(yè)Sherritt濕法生產(chǎn)精煉鎳的碳排放系數(shù)為10.53。

3. 火法生產(chǎn)精煉鎳：海外鎳生產(chǎn)企業(yè)BHP以火法生產(chǎn)精煉鎳的碳排放系數(shù)為12.86，其中燃料消耗占70%，電力消耗占30%。

3.2 鎳鐵碳排>精煉鎳，火法>濕法，海外>國內(nèi)

1. 鎳鐵的碳排放量高于精煉鎳。從實物噸角度來看，生產(chǎn)鎳鐵的碳排放系數(shù)高于精煉鎳，而且鎳鐵中含鎳量遠(yuǎn)低于電解鎳的含鎳量，如果我們計算每個金屬噸鎳的碳排放量，那么鎳鐵的碳排放量將是電解鎳的16倍以上。

2. 精煉鎳生產(chǎn)中火法工藝的碳排放成本高于濕法工藝。以海外的火法項目碳排放系數(shù)12.86，濕法項目碳排放系數(shù)10.53為例，火法和濕法工藝按照每生產(chǎn)一噸電解鎳差異2.33噸二氧化碳，2021年1-5月，歐盟市場排放配額均價為41.9歐元/噸計算，海外生產(chǎn)火法和濕法的碳排放成本差異為97.627歐元/噸（760人民幣元/噸）。

3. 國外生產(chǎn)鎳產(chǎn)品的碳排放成本遠(yuǎn)高于國內(nèi)。國內(nèi)外碳排放權(quán)價格差異較大，2021年1-5月，天津碳排放市場均價為25.57元/噸，歐盟市場排放配額均價為41.9歐元/噸，按照每噸鎳產(chǎn)品排放10噸二氧化碳計算，海外每生產(chǎn)一噸鎳產(chǎn)品的碳排放成本比我國高出3000元/噸。

碳排放權(quán)實施初期以免費(fèi)配額為主，對鎳生產(chǎn)成本的影響較小，隨著配額有償化將抬升鎳生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本，按照全額征收碳排放計算，以2021年1-5月，天津碳排放市場均價25.57元/噸計算，一噸鎳鐵碳排成本為412元/噸，一噸電解鎳的碳排成本為261元/噸，對鎳鐵生產(chǎn)企業(yè)的利潤影響較大。