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世界能源展望,是国际组织、政府部门、能源企业、研究学者普遍关注的热点议题,事关全球治理变革、国家能源安全和企业经营决策。每年,全球十余家不同机构都会发布自己的“世界能源展望”,其中绝大部分都采用了情景展望的方式。面对众说纷纭与莫衷一是,我们应如何把握和判断世界能源发展的未来趋势?
国网能源研究院《全球能源分析与展望》团队立足世界能源发展现状,聚焦国际主流能源展望,将众多情景划分为“延续发展”、“变革转向”、“目标倒逼”三类,对比不同情景设计思路下的世界能源未来图景,浅谈在情景展望数字之外的思考和启示。
世界能源发展现状简述
基于国际能源署(IEA)的历史数据及最新报告,本文从能源消费、电力供需、能源相关碳排放三个方面简述世界能源发展现状。
在能源消费方面,2018年全球一次能源消费达到204亿吨标准煤,较1980年接近翻番;近年,部分发达国家能源消费或饱和或下降,新兴市场及发展中国家能源消费保持较快增长。
分品种看,2018年煤炭占全球一次能源消费的比重约26%,占比有所下降,但仍是第二大能源品种和第一大发电能源;石油占比约31%,为全球第一大能源品种,其中近年化工、航空等领域消费增长较快,交通领域的汽油消费增长有所放缓;天然气占比约23%,近年增长势头良好,对煤炭产生一定替代;核能占比约5%,近年增长形势较为平稳;水能占比约3%,水力发电占据全球可再生能源发电的约60%;剩余12%的份额由非水可再生能源占据,包括风能、太阳能、生物质能等。
在电力供需方面,2018年全球电力消费超过23万亿千瓦时,占全球终端能源消费的比重接近20%,保持快速增长势头;2018年全球电力生产约26.7万亿千瓦时,其中燃煤、燃油、燃气发电占总发电量的比重分别为38%、3%、23%,核电、水电占比分别为10%、16%,非水可再生能源发电占比约10%(其中风电、光伏占比分别为5%、2%)。
在碳排放方面,过去40年全球能源相关碳排放总体稳步增长;2018年再创历史新高至331亿吨,彻底打破了2014-2016年的平缓增长态势,较1980年增长超80%;燃煤发电是最大的碳排放来源,2018年贡献率约30%;2018年全球大气平均二氧化碳浓度达407.4ppm,全球年均地表温度较工业化初期升高约1℃。
世界能源展望情景分类
本文研究选取了国际主流机构在2 0 1 9 年6月之前发布的代表性世界能源展望报告,有国际能源署(IEA)的《WorldEnergyOutlook2018》、国际可再生能源署(IRENA)的《Global Energy Transformation:A Roadmap to 2050(2019)》、世界能源理事会(WEC)的《World Energy Scenarios to 2060》(2016)、美国能源信息署(EIA)的《International Energy Outlook(2 017)》(2 018版数据有限)、日本能源经济研究所(I E E J)的《IEEJ Outlook 2019》、英国BP公司的《Energy Outlook 2019》、埃克森美孚(Exxon Mobil)的《Outlook for Energy: A View to2040(2018)》、壳牌石油(Shell)的《Sky:Meeting the Goals of The Paris Agreement》(2018)、挪威国家石油(Equinor)的《EnergyPerspectives 2019》。
第一类情景设计思路是“延续当前,我们走向何方”,有IEA的当前政策情景(CP)、WEC的硬摇滚情景(HD)、EIA的参考情景(RE)、IEEJ的参考情景(RE)、BP的渐进转型情景(ET)、美孚石油的参考情景(RE)、Eq u i n o r 的竞争情景(RV),简称“延续发展”情景集。
第二类情景设计思路是“采取行动,我们转向何处”,有I E A 的新政策情景(NP)、WEC的现代爵士乐情景(MJ)、IEEJ的先进技术情景(AT)、Equinor的改革情景(RF),简称“变革转向”情景集。
第三类情景设计思路是“目标导向,我们如何实现”,有IEA的可持续发展情景(SD)、IRENA的2050能源转型路线图情景(RM)、WEC的未完成的交响乐情景(US)、Shell的天空情景(SK)、Equinor的更新情景(RN),简称“目标倒逼”情景集。
未来世界能源发展趋势
不同机构的世界能源展望报告中展望期不同、侧重点各异、计量法有别,本文研究选取2040/2050年为主要的观察“横切面”;聚焦于全球层面的能源需求、品种结构、电力供需、碳排放等,未深入至分地区和分部门层面;主要从增长幅度、结构占比、达峰时间等维度进行对比,未考虑计量单位、折算方法、统计口径等差异将不同展望情景的绝对数值划归至统一口径。
关于能源需求,未来二三十年增长动力依然充沛,为实现减排目标必须严控需求增长。
在“延续发展”情景集下,2050年全球能源需求较当前水平增长25%-40%,增长动力依然较为强劲;在“变革转向”情景集下,得益于各种节能增效举措,全球能源需求增速有所放缓,增幅约在15%-25%之间;在“目标倒逼”情景集下,全球能源需求增长必须严格控制,2050年与当前水平基本相当或略有下降,其中Shell的天空情景试图谋求高需求与低排放的同时满足。
关于品种结构,未来世界能源结构趋于多元,可再生能源的快速增长是普遍共识。
在“ 延续发展”情景集下,2050年全球化石能源份额在73%-79%区间,较当前的80%下降有限,油、气占比变化不大,下降主要来自煤炭;可再生能源占比基本不超过20%,较当前的15%增长有限,一定程度上还是填补了传统生物质能萎缩留下的份额。
在“变革转向”情景集下,2050年全球化石能源份额在67%-70%区间,煤炭占比进一步降至20%以下;可再生能源占比在20%-30%区间。在“目标倒逼”情景集下,2050年全球化石能源份额降至45%-60%,煤炭降至5%-12%之间,油、气占比也分别降至15%-25%;核能占比有所增长,达到10%左右;可再生能源占比增至30%-45%。
关于煤炭,其未来发展虽不被看好但仍面临一定不确定性,欧美发达国家需求无疑将延续下降态势,但以印度为代表的亚太发展中国家能否摆脱对煤炭的依赖有待观察。
总体上,多数“延续发展”情景认为中长期煤炭需求保持平稳或略有下降;多数“变革转向”情景认为中长期煤炭需求持续下降;在“目标倒逼”情景集下,煤炭需求快速下降,Shell天空情景中煤炭降幅较小主要是假设了较高水平的碳捕捉与封存(CCS)规模。
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