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二氧化碳定义

在通常温度条件下，二氧化碳以一种无色、无味的气体形式存在并具有较大的密度，相较于空气而言更为沉重，它还可以轻易地溶解于水中。其化学方程式表示为CO₂。作为空气成分的重要元素之一，二氧化碳是由碳元素与氧气反应产生的，它的化学式即为CO₂。而且，二氧化碳分子也是由两个氧原子和一个碳原子通过共价键紧密结合而成的。根据实际应用情形的差异，我们通常会将二氧化碳划分为食品级和工业级两大类别。

图表：食品级二氧化碳与工业级二氧化碳对比

资料来源：智研瞻产业研究院整理

二氧化碳行业政策

在当前阶段，碳排放权交易制度正逐步走向成熟和完善。为了实现“双碳”（即碳达峰与碳中和）战略目标，现阶段业界通常采用四大策略：碳替代、碳减排、碳封存以及碳循环。此外，相对于其他三个方向来说，碳减排无疑是成本较为经济实惠且易于实践的一项措施。随着碳排放权交易机制及碳配额指标的推广实行，对于中国那些二氧化碳排放量庞大的行业，例如电力、钢铁、有色金属和造纸产业在内的企业，都将面临全新的碳排放管理需求和挑战。

图表：二氧化碳行业政策

资料来源：智研瞻产业研究院整理

二氧化碳行业发展状况

气体二氧化碳在诸多的工业领域中均得到了广泛的应用，其中包括但不限于如下几个方面：首先是在某些石油资源的开发和开采过程中，它被作为一种有效的混相驱油技术得以运用；其次，它还能作为一些特殊饮料产品如碳酸饮料的填充剂来使用；此外，在医学领域，它更是许多合成药物生产的基础性原材料之一；另外，二氧化碳也是一些复合材料的惰性介质以及某些环保清洁溶剂的原材料；值得注意的是，二氧化碳还是一种常见的压力源，可用于提供高压传输设备所需之压力状态；至于其在阻燃剂和灭火器制造等安全防护行业的作用也不可忽视；除此之外，二氧化碳在当今的空调系统中同样扮演着重要角色，作为一种高效的制冷剂被大量采用；并且在各类金属材料焊接的过程中，二氧化碳作为一种保护气体也起到了至关重要的作用。

近几年以来，我国对于食品级二氧化碳的需求呈现出稳步上升之势头，尤其以2021年度为例，需求量进一步激增至约267万吨。这其中，食品级二氧化碳在下游各行业中的应用推广起到了积极推动作用，在较为突出的案例中，比如在中国市场上，2021年度啤酒和碳酸饮料等紧密相关领域对于食品级二氧化碳的需求表现得尤为明显，需求增长率高达9.8%；与此同时，食品级二氧化碳在烟草生产行业方面的需求规模也有显著增加。

在中国实施碳达峰、碳中和战略方针的驱动下，二氧化碳的回收利用已逐渐形成潮流。政府致力于主导石油化工业迈向碳排放峰值的目标。通过优化产能规模和产业布局，强化落后产能的淘汰力度，借此有效化解过度集中所带来的结构性矛盾。同时，引导企业转变能源使用方式，积极提倡采用电力、天然气等清洁能源来取代传统的煤炭。此外，还需调整原料结构，控制煤炭的新增使用量，拓宽富氢原料的进口渠道，推动石化化工原料向轻量化转型。在产品结构方面，鼓励石化化工与化纤、建材、冶金、煤炭开采等产业深化合作，加强炼厂干气、液化气等副产物气体的高效利用。因此，我们预期在未来数年内，将会有大量的二氧化碳回收项目陆续投产，这无疑将加剧市场竞争的激烈程度。

然而，鉴于二氧化碳生产设施的普遍应用普遍采纳了全自动化生产模式，这通常会涉及到巨额的资金投入。与此同时，为确保产品质量的恒定稳定，在二氧化碳生成过程中需借助在线质量检测、线下质量检测等精密监测设备及控制设备，实现全程监控。此类相关设备的资金投入较高。因此，投建一定规模的二氧化碳工艺监控设施、生产设备需要大量的资金，存在一定程度的资金门槛。这将进一步激发已经存在的二氧化碳企业加强技术研发和技术升级，以维持竞争优势。由于干冰、液态二氧化碳等关联产品具有一定的运输半径限制，若相关产品的运输半径超出预设范围将无法实现盈利。这也促使二氧化碳企业加大与上游厂商的紧密协作。

二氧化碳行业市场规模

统计数据显示，2018年中国二氧化碳行业市场规模27.33亿元，2023年中国二氧化碳行业市场规模42.35亿元。2018-2023年中国二氧化碳行业市场规模如下：

图表：中国二氧化碳行业市场规模（2018-2023年）

数据来源：智研瞻产业研究院整理

二氧化碳行业发展机遇

国家政策支持：“碳达峰以及碳中和”的国家战略将带动公司业务增长。伴随着“碳达峰、碳中和”正式纳入国家战略决策，众多政府部门和省区市也会在短期内逐步展开。我国身为全球最大的二氧化碳排放国，2019年度累计排放量占据全球比重的29%，高达98.26亿吨，其排放量分别为排名第二和第三的美国及欧盟的双倍和三倍。从二氧化碳来源角度来看，电力生产以及供暖设备的使用是我国二氧化碳排放的主要来源，占据总排放量的51%; 制造业与建筑业则紧随其后，占据了总排放量的28%。其中，电力生产以及供暖设备主要使用煤炭作为能源。

在不久的将来，我国将明确把非化石能源置于优先发展位置，涵盖生物质能发电（主要为垃圾焚烧发电）、水电、风力发电、核电、以太阳能及氢能等领域。我们的目标是在2030年实现非化石能源在一次能源消费中的比例达到约25％。在2021年，“十四五”规划已全面铺开，经济的快速发展以及居民消费能力的提升，给液态二氧化碳、干冰、液氨及氨水产业带来了重大的发展机遇，并提供了丰富的物质条件和广阔的消费市场。

领域的扩展驱动了市场需求：除了在食品饮料、工业焊接保护气体、烟草行业的烟丝膨胀、冷链物流、工业及电子产品清洗等传统领域的广泛应用外，二氧化碳还可广泛应用于创新领域，如电池特殊化学品、可生物降解塑料和农业专用肥料等。随着应用领域的不断拓展，二氧化碳产品的需求将会持续上升，使得未来的市场潜力巨大。

二氧化碳行业产业链

二氧化碳在常态（常温常压）下呈现无色且稍具酸味的气体形态，其热稳定性卓越，归属酸性氧化物范畴。依据产品纯度及应用范围的差异，二氧化碳可区分为工业级二氧化碳与食品级二氧化碳两大类。作为二氧化碳产业的源头，尾气回收机制与油田开采行为充当着上游环节；而在下游，二氧化碳的应用领域极其广泛，涉及焊接、驱油、化工原料、食品等多个行业。

图表：二氧化碳行业产业链

资料来源：智研瞻产业研究院整理

二氧化碳行业发展趋势

纵观我国经济的发展趋势，食品级二氧化碳的人均消费量始终处于较低水平，相对于西方发达国家的人均消费量，其数值尚不足三分之一，这无疑预示着这一领域具有巨大的增长潜力。随着经济持续高速增长，以碳酸饮料和啤酒为主导的食品产业在今后相当长的时期内，将引领食品级二氧化碳的快速增长。

需求主导行业发展方向。随着碳酸饮料及啤酒行业的消费市场由城市逐步扩展农村，以及夜间经济繁荣发展的驱动，以及年轻顾客群体对于各类网红品牌无糖无卡饮料的热烈追捧，我国的碳酸饮料及啤酒行业也将继续保持稳定增长的态势。而作为碳酸饮料及啤酒生产不可或缺的原材料，食品级二氧化碳，随着碳酸饮料和啤酒行业的日益壮大，其国内市场需求预计将保持持续稳定增长的趋势，有力地推动我国食品级二氧化碳的不断进步。

食品保鲜领域发展前景值得期待。在食品保鲜领域，我国以往主要依赖机械冷藏等方式进行保存，但由于冷冻过程中食品因脱水、风干、气化等问题而难以达到理想的保鲜效果。然而，近年来全球范围内已逐渐推广二氧化碳气调、干冰速冻、液体二氧化碳的保鲜方法。该技术能够精准控制气体成分，维持适宜温度，使得水果、蔬菜等食品得以有效保存。随着二氧化碳在食品冷藏和冷冻应用领域研究的不断深化和推进，今后其推广和普及将会成为一种趋势。随着未来食品级二氧化碳工艺以及运用技术逐步完善，食品保鲜行业未来发展潜力巨大。

虽然当前二氧化碳生物合成有机化合物技术尚处于研究阶段，但从可持续发展的角度来看，其发展潜力极为巨大。随着原油开采量的不断增加，最终必将走向枯竭，由此导致其下游产品面临原材料短缺的困境；同时，大量的原油开采和使用也将大量的二氧化碳排放至大气中，从而引发气候变化等严峻的环境问题。因此，以二氧化碳生物合成技术替代传统石油产品作为化工原料，将会成为未来的发展趋势。这不仅能够最大化地利用二氧化碳这样丰富的碳资源，同时也有助于推动环境中的碳循环，以防止大量二氧化碳排放对人类生存环境造成威胁。