★鋁冶煉行業的基準值測算
基於《企業溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業》（徵求意見稿）的設定，過程排放使用缺省值計算，陽極消耗碳排放強度爲1.424tCO2e/tAl，陽極效應碳排放強度爲0.1454tCO2e/tAl；不同企業鋁電解環節碳排放強度的差異僅僅與用電量和用電結構有關。我們收集整理了87家電解鋁生產企業的用電結構情況，其中17家已建成分布式光伏發電系統，總裝機容量約106.5萬千瓦；3家已建成風電項目，總裝機容量約180萬千瓦。經大致測算，樣本企業2023年綠色電力發電量約爲33億千瓦時；2023年電解鋁行業綠電交易量約爲27億千瓦時。基於行業碳配額總體平衡的原則，基準值約爲9.264tCO2e/tAl，考慮總體略短缺和略盈餘的情況，基準值可能落在9~9.5tCO2e/tAl的區間內，忽略履約豁免政策的影響，總體配額盈餘或短缺的絕對值大約在1,000萬噸以內。
★部分電解鋁企業配額盈缺情況
從收集的信息推算，行業配額盈餘將主要集中於雲鋁股份、霍煤鴻駿鋁電和廣西來賓銀海鋁業等企業。建成產能超過100萬噸的電解鋁企業（非集團）中，在不考慮未公開的綠電交易的情況下，除內蒙古錦聯鋁材外，可能都將面臨不同程度的配額缺口。此外，約13家企業存在足夠的電耗優勢，大概率不存在配額缺口。基於目前的配額分配方式，按照100元/噸的碳價計算，每噸火電鋁的配額缺口成本不超過30元，當綠電溢價爲6分/千瓦時時，碳成本與綠電溢價成本相當。對於電解鋁主要產區，在現階段的綠電溢價水平下，電解鋁企業對綠電的需求將略強於對碳配額的需求。
★電解鋁企業未來或向風光資源豐富地區聚集
考慮到不同地區資源稟賦的差異和清潔能源發電的特性，在電解鋁生產大省中，內蒙古和新疆在未來可以逐漸將其現有的電解鋁產能就地轉化爲綠電鋁，且有充足的容納新產能的空間，雲南或已無法容納更多的產能，而山東則面臨較大的產能外移壓力。
★風險提示
碳市場擴容進程緩慢，配額供應收緊程度不及預期等。
一、鋁冶煉行業概況
由於資源豐富、應用廣泛，鋁是全球生產和消費量最大的有色金屬品種，鋁冶煉也是全球最大的有色金屬工業活動。我國是全球最大的鋁生產和消費國，根據IAI數據，2023年全球氧化鋁和原鋁產量分別爲1.42億噸和7,059萬噸，我國產量佔比分別爲58%和59%。
由於政策嚴格管控，我國氧化鋁和電解鋁建成產能已基本達到峯值，其中電解鋁建成產能已基本接近合規產能上限。從國內產能分布來看，我國氧化鋁產能主要分布在山東、山西、廣西、河南等地，電解鋁產能則主要分布在山東、新疆、內蒙古、雲南等地。
鋁價值鏈包括鋁土礦開採、氧化鋁生產、原鋁或再生鋁生產、終端產品生產以及回收利用等全過程。由於能耗強度和碳排放強度均較低，再生鋁在碳中和的背景下更具有成本優勢，但由於廢鋁回收等政策體系尚不完善、行業存在準入門檻和技術壁壘等因素，再生鋁行業的發展受到一定限制。世界再生鋁產量佔比超過30%，而我國目前約爲18%，仍有較大的發展空間。
從全生命周期的視角來看，鋁冶煉流程包括了從礦石開採到廢料回收的全過程，主要的中間產品和產成品包括氧化鋁、原鋁（電解鋁）和再生鋁。氧化鋁和原鋁的生產也是整個產業鏈中碳排放量最大的環節。
從具體的生產環節來看，電解環節的排放量佔到全生命周期的約70%，其次是氧化鋁精煉。電解環節的排放量主要來自於電力的間接排放，火電是原鋁主產國電解消耗電量的主要來源，因此該環節碳排放強度較高。
二、原鋁生產過程中的能耗和溫室氣體排放
原鋁生產過程的能耗主要是電力、熱力以及直接能源消耗，溫室氣體排放則主要來自於電/熱消耗的間接排放、燃料燃燒的直接排放和主要冶煉過程中化學反應的直接排放。
2.1、氧化鋁生產過程的能耗和溫室氣體排放
拜耳法是目前世界主流的氧化鋁生產工藝，其基本原理是使用氫氧化鈉溶出鋁土礦中的水合氧化鋁得到鋁酸鈉溶液，添加晶種後攪拌析出氫氧化鋁晶體，最後焙燒得到氧化鋁產品。我國生產氧化鋁的原料消耗大約爲，每生產1噸氧化鋁，約消耗鋁土礦2.4-2.7噸，燒鹼0.11-0.13噸，石灰0.2-0.25噸，使用不同品位的鋁土礦會影響實際的原料用量。
拜耳法生產工藝過程中的溫室氣體排放主要來自於石灰石分解過程的直接排放（如果使用純鹼也會分解產生二氧化碳）、燃料燃燒過程的直接排放以及使用電力的間接排放。
我國鋁土礦資源以一水硬鋁石型鋁土礦爲主，具有高鋁、高硅、低鐵等特點，但溶出條件較爲嚴苛。添加石灰可以提高一水硬鋁石型鋁土礦中氧化鋁的溶出速度和溶出率，減少苛性鹼的損失，並起到脫硫脫硅、改善赤泥沉降性能等作用。石灰石（CaCO3）分解爲生石灰（CaO）的過程中會產生二氧化碳。
同時，鋁酸鈉溶液的溶出過程需要高溫高壓的環境，母液的蒸發環節則需要低壓蒸汽，這兩個環節所使用的蒸汽大約佔到總蒸汽消耗量的67%。而蒸汽的產生來自燃料（主要是動力煤）燃燒，會產生二氧化碳。在氫氧化鋁焙燒過程中，焙燒爐所使用的燃料主要是重油、煤氣、天然氣等，也會產生大量的二氧化碳排放。蒸汽和焙燒燃料佔到整個氧化鋁生產過程能耗的80%以上。
2.2、鋁電解工序的能耗和溫室氣體排放
電解鋁的生產普遍採用冰晶石—氧化鋁熔融電解法（又稱霍爾—埃魯特熔鹽電解法），在電解工序中，以氧化鋁爲電解質原料、冰晶石爲溶劑、氟化鹽等爲輔料、預焙炭塊作爲陽極。當向電解槽中通入直流電後，即在兩極上發生電化學反應，在陰極上析出鋁液。
在這一過程中，溫室氣體排放主要包括：1）陽極消耗產生的直接二氧化碳排放；2）鋁電解工序電力消耗產生的間接二氧化碳排放；3）電解過程中因陽極效應產生的四氟化碳（CF4）和六氟化二碳（C2F6）溫室氣體排放。
1.陽極消耗排放
在實際生產過程中，電解槽中的陽極產物主要是CO2和CO，CO由電解過程中的副反應產生：
2.電力消耗排放
電解鋁生產過程中最大的能源消耗就是電力。整流器將交流電轉換爲直流電，爲電解槽提供穩定的直流電源。生產一噸鋁大約需要消耗13,500度電，如果這些電力全部來自於煤電，那麼大約會產生11-12噸二氧化碳間接排放，如果按照平均電力排放因子[ 2021年全國電力平均二氧化碳排放因子（不包括市場化交易的非化石能源電量）爲0.5942kgCO2/kWh。]計算，則對應約8噸二氧化碳間接排放。
從電解鋁的實際電力消耗結構來看，根據IAI公布的數據，我國2022年煤電消耗佔比約爲75%，佔據主導地位，水電消耗佔比約爲19%。中國以外的亞洲國家煤電佔比更高，而北美、南美以及歐洲基本都是水電鋁，海合會依賴其充足的天然氣儲備滿足了其幾乎全部的電解鋁用電需求。
3.陽極效應排放
當電解質中的的氧化鋁濃度低於正常值時，陽極表面含氧離子濃度會迅速降低，造成陽極過電位和槽電壓相應增加，此現象爲“陽極效應”。在此過程中，冰晶石熔融鹽（Na3AlF6）會與炭陽極發生反應產生四氟化碳（CF4）和六氟化二碳C2F6，其全球變暖潛勢（GWP）分別爲6,630和11,100[ 數據來自聯合國政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告（IPCC AR5報告），即四氟化碳和六氟化二碳的溫室效應分別是等量二氧化碳的11,100倍和6,630倍。]。
由於全氟化碳是GWP最大的溫室氣體種類，因此即使是微小的排放也不容忽視。
2.3、我國電解鋁企業能耗現狀
電解鋁行業的碳排放絕大部分來自於電力消耗的間接排放。電解鋁行業的用電一般分爲自備電和網電，目前自備電佔比約60%，均爲火電，由於政策管控，自備電佔比正逐年下降，綠電佔比則不斷提升。根據中國有色金屬協會的數據，我國電解鋁行業綠電使用比例從2015年的13.4%提升至2023年的24.4%。
從目前可公開查詢到相關數據的部分企業爲例，中國鋁業（含雲鋁股份）目前鋁電解環節所使用的綠電佔比約爲45%，2023年電解鋁板塊碳排放強度[ 核算方式可能與《企業溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業》（徵求意見稿）存在較大差異。]爲11.25tCO2e/tAl，較2018年下降14.2%；雲鋁股份綠電佔比則超過了80%，其中水電佔據絕對優勢。
用電結構影響着碳排放強度，而電解槽的電耗水平則影響着用電量。自2024年1月1日起，《電解鋁和氧化鋁單位產品能源消耗限額》（GB 21346—2022）正式實施，其中，電解鋁能耗強度被分爲3個等級[ 鋁液交流電耗的統計範圍爲：電能進入電解槽整流器起，至鋁液過磅離開電解車間止消耗的電量扣除電解槽啓動、停槽短路口壓降消耗的電量。鋁液綜合交流電耗的統計範圍爲：原料進入生產界區起，至鋁液過磅離開電解車間止消耗的電量（含電解鋁液生產、電解槽啓動、停槽短路口壓降、系列煙氣淨化、整流、空壓機、物料輸送、動力照明等輔助系統消耗的交流電量和線路損失）。]。該文件中規定，現有電解鋁企業單位產品能耗限定值應不大於3級，新建、改擴建電解鋁企業單位產品能耗準入值應不大於2級。同時，2014年9月開始實施的GB 21346-2013標準被廢止。對比兩版標準，新的標準降低了現有產能的能耗限定值，而提高了對新建產能的能耗限定值，即在提高對現有企業已有設備的能效要求的同時，降低了對新建、改擴建項目的門檻。
2021年8月，國家發改委發布《關於完善電解鋁行業階梯電價政策的通知》，其中明確，每年一季度，省級節能主管部門要會同有關部門結合本地實際，組織對當地所有電解鋁企業開展專項節能監察，於3月底前形成節能監察結果，包括當地所有電解鋁企業上年度及節能技術改造前後（如有）的鋁液綜合交流電耗、鋁液生產用電量等，節能監察結果應同時轉省級發展改革部門。
從已公示的部分省市（內蒙古、河南、青海、新疆、山東、寧夏、廣西）的交流電耗數據情況來看，2021-2022年，大部分已公示的產能的鋁液交流電耗在13,200-13,500kWh/t左右，鋁液綜合交流電耗在13,400-13,800kWh/t左右，均低於GB 21346-2013所規定的限定值。目前只有內蒙古自治區公布了2023年的能耗數據，省內鋁液綜合交流電耗極差較大，中位數爲13,407kWh/t。
資料來源：重慶市能源利用監測中心，廣西壯族自治區發改委，河南省發改委，青海省工信廳，山東省發改委，新疆生產建設兵團工信廳，新疆維吾爾自治區工信廳，內蒙古自治區工信廳，寧夏回族自治區工信廳，東徵衍生品研究院
2024年4月，工信部對2023年重點行業能效“領跑者”進行公示，其中電解鋁行業的“領跑者”企業爲廣西華磊新材料有限公司，其鋁液交流電耗12,744.46kWh/t，代表了我國電解鋁行業的能效先進水平。
電解槽的電耗水平很大程度上取決於電解槽的結構和容量。按照陽極結構，鋁電解槽可以分爲自焙陽極電解槽和預焙陽極電解槽兩大類；按照電流強度，可以分爲小型（85kA以下）、中型（85-160kA）、大型（160-400kA）和超大型（400kA以上）電解槽。目前電解鋁企業廣泛使用的是大型與超大型預焙陽極電解槽，具有單槽容量大、能源利用率高、污染小等特點。
在保證運行穩定性的前提下，理論上電流強度越大，電解能耗強度越低。根據氣候變化綠皮書《應對氣候變化報告（2023）：積極穩妥推進碳達峯碳中和》，截至2022年底，中國自主研發的400kA及以上槽型的電解鋁產能佔比達到72.6%，500kA及以上槽型的電解鋁產能佔比達到36.7%，600kA及以上槽型的電解鋁產能佔比達到8.8%；2022年，中國氧化鋁綜合能耗爲321kgce/t，較2021年下降了48kgce/t；電解鋁綜合交流電耗爲13,448kWh/t，較2021年下降了63kWh/t；平均電解鋁直流電耗爲12,783kWh/t，較2021年下降了40kWh/t。目前我國在建、擬建的項目中，約95%以上的產能採用500或600kA的槽型，未來大容量、高效節能槽型的產能所佔比重會越來越大。
爲了規範電解鋁的行業發展秩序、推動電解鋁行業的節能降耗工作，我國近幾年不斷出臺和完善相關的政策指引，推進鋁行業供給側結構性改革，嚴控新增產能，加強環保監督，加速淘汰落後產能。隨着電解鋁行業納入全國碳市場，碳排放強度大的企業將面臨更大的綠色轉型壓力。根據GB 21346-2022，國家發展改革委等部門制定了《工業重點領域能效標杆水平和基準水平（2023年版）》，其中鋁液交流電耗的基準水平爲13,350kWh/t，標杆水平爲13,000kWh/t。結合政策指引，預計2025年國內所有鋁電解槽的交流電耗均在13,350kWh/t以下，30%的電解槽在13,000kWh/t以下。
三、鋁冶煉行業即將納入全國碳市場
今年1月30日，在中國有色金屬工業協會舉行的新聞發布會上，中國有色金屬工業協會黨委常委、副會長兼新聞發言人陳學森表示，按照《碳排放權交易管理辦法（試行）》要求，年度溫室氣體排放量達到2.6萬噸二氧化碳當量的單位應列入溫室氣體重點排放單位。根據電解鋁企業碳排放核查數據，全國共有80餘家電解鋁企業將納入全國碳市場。
3.1、鋁冶煉行業溫室氣體排放核算淺析
根據生態環境部2024年3月15日發布的《企業溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業》（徵求意見稿）（以下簡稱《指南》），鋁冶煉生產企業鋁電解工序的核算邊界爲電解槽和整流器等生產裝置的集合，企業層級的核算邊界是以鋁冶煉生產爲主營業務的獨立法人或視同法人的獨立核算單位爲邊界，包括主要生產系統、輔助生產系統和附屬生產系統。
考慮到數據質量管理以及核算和監管能力等問題，目前《指南》僅對設施層級即鋁電解工序的碳排放進行配額分配和排放核查，企業層級的碳排放僅作爲報告項，不開展核查。因此目前我們重點關注鋁電解工序過程中的溫室氣體排放。除了二氧化碳排放以外，還包括全氟化碳排放。
針對陽極消耗排放、陽極效應排放和電力消耗排放，《指南》都給出了明確的計算方法指引，其中，陽極消耗排放和陽極效應排放都給出了相應指標的缺省值，且未要求進行排放量實測。
陽極消耗排放的計算公式爲：
陽極效應排放的計算公式爲：
消耗交流電產生二氧化碳排放的計算公式爲：
按照缺省值計算，每噸鋁液的陽極消耗碳排放強度爲1.424tCO2/tAl，陽極效應碳排放強度爲0.1454tCO2e/tAl，即過程直接碳排放強度爲1.569tCO2e/tAl。如果陽極消耗和陽極效應的排放量計算均使用缺省值，那麼不同企業鋁電解環節溫室氣體排放強度的差異僅僅與用電量和用電結構有關。且《指南》明確，同一家企業內自產非化石能源電力通過專線直送給重點排放設施使用的電力；以及電力用戶與非化石能源發電企業籤署市場化交易合同，並通過電網配送給重點排放設施使用的非化石能源電力這兩類電力，其間接排放按0計算。
在不同能耗水平和綠電佔比的情景假設下，根據2021年全國電力平均二氧化碳排放因子（不包括市場化交易的非化石能源電量）0.5942 kgCO2/kWh計算，全國鋁冶煉行業電解環節的碳排放強度處於1.5~9.5tCO2e/tAl之間。如果按照平均綠電佔比約20%計算，則碳排放強度大多處於7.6~7.9tCO2e/tAl之間。但實際上，無論是企業自身還是行業協會所公開表述的“綠電佔比”數據，都與《指南》中所明確的兩類排放量爲0的電力的統計口徑存在明顯差異。在目前公開的大部分“綠電佔比”數據中，都存在可能不被碳市場所認可的“綠電”，例如新能源保障性消納和按照省電網綠電比例間接計算的數據。從碳排放核查的角度看，實際行業綠電佔比應該是極小的。但無論如何，全國不同電解鋁生產線的碳排放強度都將存在較大差異，這種差異主要來自於電力結構，能耗水平的提升所帶來的減排作用較爲有限。
3.2、鋁冶煉行業配額分配方案的設想
根據市場公開消息，電解鋁行業的配額分配將採用基準值法。參考發電行業，配額的總量設定分配大概率秉持總體平衡的原則，不額外增加行業負擔，鼓勵先進，懲罰落後。因此對於基準值的設定，需要考慮到兩方面因素：一是行業總體平衡，二是給予高排放企業適度的減排壓力。行業總體平衡意味着基準值設定應參考行業實際排放強度均值，在這種平衡條件下，給予高排放企業的壓力和給予低排放企業的獎勵應當基本對等。
目前，將電解鋁行業納入管控範圍的碳市場主要包括歐盟碳市場、美國加州碳市場、我國福建省試點碳市場和重慶市試點碳市場。以上四個市場的配額分配均採用的是基準值法，但覆蓋的排放範圍和基準值設定均有較大差異。具體來看，歐盟碳市場和美國加州碳市場均僅對直接排放進行管理，歐盟碳市場的基準值設定與前述《指南》中計算得到的直接碳排放強度接近。
我國福建省試點碳市場僅覆蓋間接排放，而重慶市試點碳市場包括了PFCs直接排放和間接排放，均與《指南》存在差異。從基準值設定來看，福建碳市場設定的電網排放因子爲0.6101kgCO2/kWh，即對應的交流電耗爲13,342kWh/tAl，處於行業偏低能效水平；重慶碳市場設定的直接排放強度約爲0.2825tCO2e/tAl，電網排放因子爲0.5810kgCO2/kWh，即對應的交流電耗爲12,863kWh/tAl，處於行業偏高能效水平。因此，兩個試點碳市場的基準值設定對全國碳市場參考價值均較爲有限。
如前述，電解鋁生產線的排放強度差異來自於電力間接排放，因此，基準值的設定應當在鋁液交流電耗的行業平均水平上進行小幅調整。由於不同電流強度電解槽的電耗差異範圍並不大，大概率所有槽型都使用統一的基準值。假定納入全國碳市場的電解鋁企業的交流電耗均在13,450kWh/t以下，20%電解槽產能的交流電耗在13,000kWh/t以下，電解槽產能在12,750~13,450kWh/t之間大致呈正態分布，則均值爲13,100kWh/t。在均值水平上，綠電佔比100%的企業的碳排放強度將比不使用綠電的企業減少7.78tCO2e/tAl，按照100元/噸的碳價計算，每噸鋁存在778元的碳排放成本差異。
我們收集整理了87家電解鋁生產企業的用電結構情況，其中擁有自備電的企業共56家，據不完全統計，其中17家已建成分布式光伏發電系統，總裝機容量約106.5萬千瓦；3家已建成風電項目，總裝機容量約180萬千瓦；16家有在建/擬建的風光發電項目，總容量約爲335萬千瓦。已建成的分布式光伏項目主要集中在寧夏、雲南和內蒙古，已建成的風電項中主要屬於霍煤鴻駿鋁電和青銅峽鋁業，在建/擬建風光發電項目主要集中在內蒙古和新疆。經粗略估算，樣本企業2023年綠色電力發電量約爲33億千瓦時。
綠電市場化交易方面，目前，我國國家電網、南方電網和蒙西電網均已開展綠電交易試點。據2024年全國能源工作會議披露，2023年全年綠電交易電量累計達到611億千瓦時。綠電交易主要以省內交易爲主，存在跨省跨區交易難等問題。目前，綠電省間交易暫未對用戶直接開放，需由電網企業匯總並確認省內用戶綠色電力交易需求，再跨區跨省購買綠色電力產品。中電聯數據顯示，2023年全國綠色電力省內交易量537.7億千瓦時，佔全國市場交易量的比重約爲0.95%。
根據BNEF數據，2023年中國企業綠電交易中，科技巨頭、重工業企業、車企和先進制造商目前在綠電市場中最爲活躍，我們假定重工業企業綠電交易量佔比約爲20%。電解鋁行業用電量佔全社會用電量的7%左右，佔高載能行業用電量的25%左右，假定電解鋁企業綠電交易量佔重工業企業綠電交易量的比例也爲25%左右，那麼2023年電解鋁行業綠電交易量約爲27億千瓦時。綜上，2023年可以得到全國碳市場認可的綠電量約爲60億千瓦時。假定2023年電解鋁全行業用電量約爲5,200億千瓦時，則綠電佔比僅1.15%。基於鋁液平均交流電耗13,100kWh/t，按照綠電佔比1.2%計算，行業平均碳排放強度約爲9.264tCO2e/tAl。考慮行業總體略短缺、平衡和略盈餘三種情況，我們假設基準值大約落在9~9.5tCO2e/tAl的區間內，納入碳市場的電解鋁企業2023年的總產量爲4,000萬噸，忽略履約豁免政策的影響，總體配額盈餘或短缺的絕對值大約在1,000萬噸以內。
除此之外，還需考慮到的一點是地區間電力結構差異。以西南地區爲例，由於資源稟賦優勢，西南地區水力發電量約佔其總量的六成左右，待開發的水電資源也十分豐富。西南電網2021年電力平均碳排放因子僅0.2113kgCO2/kWh，約爲全國平均水平的三分之一，其電價優勢吸引了大批電解鋁企業的產能轉移。
《指南》明確，企業與非化石能源發電企業籤署市場化交易合同並通過電網配送給排放設施使用的非化石能源電力，其間接排放按0計算。但是由於地區資源稟賦的差異和區域間綠電交易的壁壘，可再生能源資源豐富的地區有着天然的低排放優勢。如果這種區域差異過於明顯，爲了保證減排的公平性，就需要對配額的具體分配設置區域調整系數，即對電網排放因子較大的區域設定大於1的調整系數，減輕企業減排壓力；對電網排放因子較小的區域設定小於1的調整系數，限制其配額數量。但就目前所設定的排放核算方式來看，大概率不會設置區域調整系數，或者即便設定了調整系數，也不會對配額量產生較大影響，因爲影響配額數量的因子始終是電耗水平和非化石能源電力使用情況。
在將間接排放納入到電解鋁企業履約義務中的情況下，不可避免的就是電力相關配額和排放量重復計算的問題。這種情況的出現有以下幾點客觀原因：
溫室氣體核算方法設定。《指南》中，除了與電力相關的間接排放，其他過程排放都是採用的缺省值，而不要求實測值。一方面，採用缺省值可以減少企業的核算工作量，另一方面，直接排放在電解鋁的生產過程中佔比較小，且不同企業的直接排放強度可能不會有明顯的差異。因此只有計算間接排放才能體現電解鋁企業的實際碳排放強度差異，並依此實現“賞罰分明”。
用電結構中火電佔比大。歐洲國家的電解鋁生產基本都是使用的水電，因此其電解鋁生產過程中的幾乎不存在間接排放。而我國電解鋁用電結構中火電依然是佔最大的，這也是導致間接排放佔比極大的主要原因。用市場手段推動電解鋁企業傾向於使用綠電，就必須爲間接排放進行定價。
碳價—電價傳導不通暢。我國發電行業納入全國碳市場後，火電企業將碳市場與電力市場聯系起來。從理論上看，在電力市場化條件下，碳價和電價會互相影響。一方面，碳價會作爲發電成本體現在市場報價中，另一方面，電力市場供需也會影響火力發電量從而影響碳價。在EU ETS中，發電企業可以將60%~100%的碳成本轉移到電價中，因此可以對發電行業的碳排放管理也影響着用電企業，推動企業實施節能減排。但是我國電力市場仍處在從“計劃”向“市場”的轉型階段，碳價—電價傳導存在較大阻礙。
碳市場的初衷是促進全社會減排，需要企業共擔減排責任。重復計算並不會對全國碳市場運行造成明顯負面影響：
配額分配自下而上。我國碳市場與歐盟、加州等碳市場最大的區別之一在於配額總量的設定方式，EU ETS採取的是總量控制和交易原則，自上而下進行配額的分配，在這種體系下，並不能允許出現配額和排放量的重復計算，因爲歐盟的目的是把所有納入EU ETS的行業的總排放控制在一定水平以下。而對於我國全國碳市場來說，配額的分配是自下而上的，即根據企業的實際產出進行配額分配，不進行總量控制，因此重復計算的問題並不會與碳市場體系相悖。
配額以免費分配爲主。從配額的分配方式來看，我國全國碳市場配額仍然是免費分配，即使重復計算也不會給企業造成過大的履約壓力。隨着我國電力市場化程度的提高和免費配額佔比的降低，也可以參考歐盟碳市場給予高電耗企業一定的成本補償。
整體上看，作爲納入全國碳市場的首批工業行業，電解鋁配額分配方案大概率秉持行業整體平衡的原則，不會給予企業過大的壓力，但是行業內部可能存在明顯的碳成本分化。在碳市場的加持下，電解鋁的內含環境價值將被體現出來，行業成本曲線更加陡峭，企業綠色轉型的動機將愈發強烈，低效產能或被加速淘汰。
3.3、部分電解鋁企業配額盈缺情況
產量排在前列的電解鋁企業主要集中在山東、雲南、新疆和內蒙古。可公開查詢到的企業綠色電力市場化交易情況極少，但內蒙古電力市場自2024年3月才啓動綠色電力交易，因此2023年無內蒙古電解鋁企業使用外購綠電。從現有收集到87家電解鋁企業的信息以及前文計算的基準值來推算，電解鋁行業的配額盈餘將主要集中在雲鋁股份、霍煤鴻駿鋁電和廣西來賓銀海鋁業等企業手中。建成產能超過100萬噸的電解鋁企業（非集團）中，在不考慮未公開的綠電交易的情況下，除內蒙古錦聯鋁材外，可能都將面臨不同程度的配額缺口。
如果企業使用的電力不包括自發自用的綠電以及市場化交易的綠電，按照前文計算的行業配額總體平衡情況下的基準值9.264tCO2e/tAl，只有當鋁液交流電耗不大於12,950kWh/t時，才不會出現配額缺口。綜合愛澤諮詢數據和我們收集到的各省對電解鋁企業能耗情況的節能監察結果，大約有13家電解鋁企業存在電耗優勢，大概率不存在配額缺口。
3.4、碳排放管理下綠電的環境溢價將進一步凸顯
我國綠色電力交易試點自2021年9月啓動，據北京電力交易中心統計，截至2023年3月，綠電交易成交電價普遍高於當地中長期市場均價，溢價幅度大部分爲20.53~105.52元/兆瓦時。分區域來看，綠電交易主要集中在國家電網經營區，2023年交易量明顯增長，漲幅約300%；2023年南方電網綠電交易量漲幅約超100%。綠電環境溢價方面，南方電網溢價整體較低，且歷史波動幅度較小，而國家電網綠電溢價波動較大。
對於電解鋁企業來說，在行業納入碳市場以後，勢必需要權衡綠電溢價成本與碳排放成本。從現階段的情況來看，如果下一履約周期配額依舊是全部免費分配，那麼電解鋁企業需要的碳成本即爲配額缺口部分。按照100元/噸的碳價計算，每噸火電鋁的配額缺口成本不超過30元，當綠電溢價爲6分/千瓦時時，碳成本與綠電溢價成本相當。對於電解鋁主要產區，在現階段的綠電溢價水平下，電解鋁企業對綠電的需求將略強於對碳配額的需求。我們計算了在不同的電力排放因子和綠電溢價情況下，使得綠電溢價成本與碳排放成本相等的均衡碳價。在相同的綠電溢價水平下，隨着電力排放因子的下降，均衡碳價會逐漸上升。在電解鋁行業納入碳市場的情況下，碳市場與綠電市場的發展被更緊密的聯系起來。未來如果免費配額分配的比例逐漸降低，高排放企業所需承擔的碳成本或綠電成本將逐漸提高，屆時將充分激發企業的減排動力。
四、電解鋁行業展望
4.1、綠電鋁發展和評價現狀
自2017年我國確立了4,543萬噸產能天花板以來，電解鋁產業結構持續調整，高能耗、高污染、高成本的電解鋁產能基本淘汰。燃煤自備電廠受到嚴格管制，電解鋁企業也不斷向清潔能源豐富的地區轉移，行業清潔能源佔比不斷提高。
2023年我國電解鋁產量爲4,159萬噸，根據2023年已公布的各省清潔能源比例來測算，我國2023年的原鋁產量中，綠電鋁佔比22%，其中綠電鋁產量中水電鋁佔比51.48%。截至2023年底，我國電解鋁清潔能源比例已經增加至24.4%，按照清潔能源佔比計算的綠電鋁產量約1,015萬噸。從地區分布來看，綠電鋁主要集中在水電資源豐富的西南地區，雲南地區綠電鋁產量佔全國的40%以上。
2023年6月，中國有色金屬工業協會綠色產品評價中心啓動了綠電鋁評價工作，建立了目前我國最爲規範綠電鋁評價體系。但是從評價細則來看，綠色產品評價中心制定的《綠電鋁評價及交易實施細則》與生態環境部制定的《企業溫室氣體排放核算與報告指南 鋁冶煉行業》（徵求意見稿）中對於“綠電”的界定存在較大的差異，“綠電鋁”的界定範圍更爲寬鬆，被認定爲“綠電鋁”的產品並不一定能夠得到碳市場的認可。但是“綠電鋁”評價可以作爲目前電解鋁行業綠色發展情況的一個寫照。
截至2024年4月，共有33家企業獲得綠電鋁評價證書，累計核發評價證書53張，綠電產品評價總額度超過300萬噸。從地區分布來看，綠電鋁主要集中在雲南省，有賴於其豐富的水電資源。從企業/集團分布來看，雲鋁股份、雲南宏泰、雲南神火排在前列。
我們從綠色產品評價中心了解到，在已參評的企業中，關於綠電消費證明材料，大部分企業提供了與發電公司或售電公司籤訂的雙邊交易購售電合同，少部分通過電力交易系統中的數據或各省/自治區綠電比例來證明綠電消費量。但企業在選擇參評周期時有較大的靈活性，因此目前的累計核準額度無法與全年的電解鋁產量進行比較。未來，綠電鋁的評價標準可能也會隨着碳市場的發展而有所調整，尤其是依照各省/自治區綠電比例來計算綠電鋁額度的方式大概率會被取消，從而推動企業積極參與綠電交易。
4.2、電解鋁企業未來或向風光資源豐富地區聚集
2017年以來，隨着電解鋁行業供給側結構性改革的推進以及環保政策的實施，雲南、青海、四川憑借電力結構和電價優勢吸引力大批電解鋁企業的產能轉移，其中以雲南爲典型代表。2017年，雲南印發《關於推動水電鋁材一體化發展的實施意見》，並開始從山東、河南、山西、甘肅等省份承接電解鋁產能。但隨着電解鋁、多晶硅等高能耗產業的引入，用電矛盾也在進一步凸顯。
由於水電裝機佔比大、水電豐多枯少的特性，雲南在汛期曾存在較大的棄水壓力，“十二五”後期開始，用電量增長大幅低於預期，棄水矛盾日益突出，2016年棄水電量達到歷史最高值314億千瓦時。高耗能企業的聚集帶來的電力需求一定程度上緩解了豐水期的棄水壓力，但同時也增加了枯水期的用電矛盾。近年來，雲南省內用電量增速明顯高於發電量增速，且西電東送電量也有所下降，用電結構由總體富餘轉變爲“豐平枯緊”，經常出現枯水期限電限產的情況，工業企業受到明顯影響。
電力結構靈活性方面，雲南省火電裝機佔比僅11%，首批抽水蓄能電站自2024年4月才開工建設，對電力供應的調節能力不足，電力供需形式嚴峻。綜上，未來西南地區可能無法容納更多的高耗能企業，對電解鋁企業來說，電力穩定性會對電解鋁的生產產生較大影響，向風光電資源豐富的地區聚集可能是更優的選擇。
從資源稟賦來看，我國內陸及沿海風能資源豐富的地區包括內蒙古、新疆、黑龍江和甘肅等地，太陽能資源豐富的區域主要集中在西藏、青海、新疆、內蒙古和甘肅等地。綜合來看，內蒙古、新疆和甘肅或許是電解鋁綠色轉型的較好選擇。
首先，從現有的建成產能分布來看，內蒙古、新疆和甘肅集中了全國約40%的電解鋁產能，按照13,000kWh/t的電耗來計算，綠電需求量分別爲860、800和400億千瓦時。2023年這三個地區非化石能源發電量分別爲1,516、1,264和1,059億千瓦時，基本可以滿足其現有的電解鋁的綠色用電需求。根據地區規劃和相關部門預測，2025年，這三個地區的新能源發電量將超過6,000億千瓦時，如果全部用於綠電鋁生產，可以滿足我國幾乎全部的電解鋁產能用電需求。
其次，風電和光伏也存在季節性波動的特點，但二者的季節性是互補的，整體的波動較小，此外，內蒙古、新疆和甘肅本身擁有豐富的火電資源，尤其是內蒙古還擁有極爲豐富的煤炭資源。在其現有的發電結構中，火電仍然是佔比最大的電力來源，可以在風光發電不足時發揮有效的調節作用，因此短期來看內蒙古等地區的電解鋁企業幾乎不會受到能源方面的限制。
內蒙古等地的電解鋁產能可以就地完成綠色轉型，而山東等地區的電解鋁企業則面臨着明顯的外遷壓力，目前當地鋁企基本都是依靠自備燃煤電廠來供給生產用電。盡管山東省也是光伏大省，2023年光伏裝機容量超5,600萬千瓦，居全國第一，但受到地形和人口密度的影響，其中七成以上爲分布式光伏，且10千伏以上並網的分布式光伏只有400萬千瓦左右。分布式光伏面臨的並網難、消納難、易受天氣影響等問題使得其不能在短期內爲電解鋁企業的綠色轉型進行有力託底。如果要在碳市場上獲得一定優勢，山東電解鋁產能的向外轉移是必然的。
回顧近幾年的企業電解鋁產能轉移情況，以山東魏橋創業集團爲典型代表，其先後將203萬噸、192.86萬噸產能分別轉移至雲南文山州（雲南宏泰新型材料有限公司）和紅河州（雲南宏合新型材料有限公司），在當地開展了兩個綠色鋁產業園區項目，前者已經建成投產，產能正在逐漸轉移，後者也已經步入了建設尾聲。兩個項目全部建成落地後，雲南地區或許已經無法再承接更多的產能轉移。
綜合來看，目前山東、內蒙古、新疆和雲南這四個地區的電解鋁建成產能排在全國前列，其中，內蒙古和新疆在未來可以逐漸將其現有的電解鋁產能就地轉化爲綠電鋁，且有充足的容納新產能的空間，雲南已經無法容納更多的產能，而山東則面臨較大的產能外移壓力。對於河南、山西、陝西等電解鋁產能略少但可再生能源發電資源較爲匱乏的地區，同樣存在一定的產能外移壓力。而在其他風光資源較爲豐富或產能極少的地區，現有的電解鋁產能則有就地進行綠色轉化的潛力。
隨着國內和國際社會對於產品含碳量的要求愈加嚴格，爲維持產品競爭力和應對國際綠色貿易壁壘，綠電鋁需求的將逐漸增長。而在鋁冶煉行業納入碳市場後，相關企業將面臨一定的風險和收益，火電鋁將面臨成本和低碳價值的雙重劣勢，必須重視自身的能耗結構優化和生產工藝改進，綠電鋁在越來越受到市場青睞的同時也會獲得碳市場上的額外收益。在此基礎上，綠電的環境價值也會得到更好的凸顯，有利於綠電交易活躍度的提升。但作爲首批納入碳市場的工業行業，爲保證履約工作的順利開展和平穩運行，相關各方可能也面臨着一定的壓力。
