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国际能源理事会发布《世界能源情景2019》

北极星电力网新闻中心  来源:ERR能研微讯  作者:ERR能研君  2019/12/2 9:51:42  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 可再生能源 煤电 能源需求

北极星火力发电网讯:2019年,国际能源理事会发布《世界能源情景2019—发现到2040年的创新路径》,ERR能研微讯团队对执行摘要进行了翻译,在此分享给大家,欢迎转发扩散!

(来源:微信公众号“ERR能研微讯”  ID:Energy-report  作者:ERR能研君)

执行摘要

能源世界正被一套基本驱动因素重塑,我们称之为“大转型”。这些驱动因素为确定2040年的全球能源路径提供了更广阔的背景。

自世界能源理事会上次在2016年发布其《世界能源展望》以来,我们经历了三年相对较高的以碳为中心的能源需求,以及可再生能源发展的显著加速。一种新的地缘战略竞争格局正在形成,使多边体系更加紧张,并对全球贸易产生影响。然而,变化最大的是变化的速度和波动性以及影响的不均匀性。领导层的分化和两极分化,以及限制市场参与者投资许可的低经济回报率,正成为管理成功能源转型的最大风险之一。与此同时,能源行业的领导者们也面临着挑战,他们需要理解快速变化的创新格局和能源领域的创业精神。对能源系统创新和新出现的“日常扰动”现象的新关注,对能源部门内外的能源转型领导人来说,既及时又相关。

2019年基于情景的更新对能源系统的影响包括:

1.所有第三世界的能源情景都已在所有地区得到了信号的验证,被认为比以往任何时候都更相关。

2.全球一次能源需求的增长势头与2016年的情景模型保持一致,人均能源消费预计将在2020年达到峰值。

3.电气化扩展到更多的用途和用户,推动脱碳率;然而,难以减少的部门和非电气化使用的问题仍然存在。

4.一场依赖于基础设施的新的移动革命正在蓄势待发,从长远来看,它有可能颠覆整个能源格局。

5.提高能效对于管理工业、住宅和商业部门的能源需求,避免减缓气候变化的势头至关重要。

6.在日益以消费者为中心的能源系统中,提供能源+服务的新机会正在出现。

7.基础设施的创新和投资,以及积极的政策是确保可负担得起的脱碳和社会公平的能源转型的必要条件。

8.新的净零碳技术途径(包括氢)和碳减排机制(包括碳捕获、使用和储存(CCUS))出现,并在2040年开始规模化。

9.实现《巴黎协定》的目标仍然遥遥无期,2019年版的情景中提出的气候变化目标无一达到《联合国气候变化框架公约》巴黎协定的2摄氏度目标。

向商业领袖和政策制定者提出的建议明确呼吁避免自满和分散的行动,应对相互关联的挑战,并加强合作创新。

未来能源路径的三种路径

2016年,世界能源理事会(“理事会”)及其情景合作伙伴埃森哲战略能源部门和保罗·谢勒研究所发表了一套新的世界能源情景,描述了能源转型的3种不同的可能路径。这些情景设定的时间范围为2060年,重点是应对全球气候变化的挑战。

在过去3年里,这个情景框架已经通过理事会广泛的能源专家成员社区的投入和对能源领导人的年度调查得到了验证。这些专家认为这三种情况比以往任何时候都更加相关。将成员的讨论作为输入为每个场景原型增加了有趣的细微差别。在这一轮谈判中,该委员会制定了2040年的中期目标,重点关注更广泛的破坏性创新对能源行业的影响。

2019年的情景总结如下:

•现代爵士乐情景。一个以市场为导向、数字化扰乱的世界,经济增长速度更快、更不平衡。最近的迹象表明,这种创业式的未来可能会加速全球和地方范围内清洁能源的获取,同时带来新的系统集成、网络安全和数据隐私方面的挑战。

•未完成交响乐情景。一个强大的、协调的、政策主导的世界,通过长期规划和统一的全球行动来应对相互关联的挑战,包括不公平的获取和负担得起的脱碳。最近的迹象表明,地方一级应对气候变化的行动主义和承诺有所加强,并将重点从减缓气候变化扩大到更广泛、社会包容性和经济上负担得起的可持续发展议程。

•硬摇滚情景。一个四分五裂的世界,内向型政策,增长缓慢,全球合作减少。最近出现的一些迹象,如民粹主义领导人的崛起以及国际合作前景的不确定性,都表明这种局面也正在演变成一个地区安全基础更加稳固的故事,而不是彻底的分裂和“硬摇滚”。

重点更新的情景提供了对更广泛和快速变化的创新景观的新见解,这是在能源系统内外出现的,不仅包括新能源技术,还包括非能源技术创新和能源领域的新企业精神。这些场景将能源领导者的注意力转向其他非技术创新,如新的消费者行为和创新的商业模式,这些创新会破坏现有的价值链,并可能重塑整个能源系统。

能源系统的影响

1.所有第三世界的能源情景都已在所有地区得到信号的验证,并被认为比以往任何时候都更相关。

2019年的更新确定了2016年报告的3个情景路径的总体方向。通过使用各种领导力调查和系统的水平扫描方法,在世界各地探测到了每个场景的信号。人们对硬摇滚情景的看法发生了显著转变,人们不再认为它是一种极端情况。关于有效的全球合作的前景,人们的看法分歧更大,这是未完成交响曲设想的情景。现代爵士乐情景产生了许多关于新的社会动态的问题,这些动态与日益加剧的不平等、活跃的消费者和有效的市场设计有关。

可再生能源转化为各种形式的化学能源载体

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2.全球一次能源需求的增长势头与2016年的情景模型保持一致,人均能源需求预计将在2020年达到峰值

人均一次能源需求的增长率在很大程度上取决于这种情况。“未完成的交响曲”情景中强有力的全球政策效应可以使一次能源需求在2040年达到近乎持平的水平,而现代爵士乐情景中技术驱动的效率提升则被强劲的GDP增长所压倒,在此期间一次能源需求增长了13%。硬摇滚情景的碎片化和民族主义的方法导致了21%的增长,这仍然不到过去20年增长的一半。

到2040年,化石燃料将继续提供全球超过三分之二的一次能源。煤炭的贡献下降了,而天然气的贡献在所有情况下都在增长。在“现代爵士乐”和“未完成的交响乐”情景中,2025~2030年间石油需求达到顶峰,前一种情况之后会出现缓慢下降,后一种情况会在2040年迅速下降到2000年的需求水平。在硬摇滚情景中,到2040年,石油的需求将会上升,之后会有一个长期的平稳期。与2016年的预测相比,前两种情况预计到2040年石油需求将显著下降,但天然气需求将相应上升。

创新在现代爵士乐情景中能走多远?

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创新在未完成交响乐情景中能走多远?

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创新在硬摇滚情景中能走多远?

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一次能源总量(百万吨油当量/年)和人均一次能源(吨油当量/年)

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一次能源总量(百万吨油当量/年)和人均一次能源(吨油当量/年)

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2020~2040年一次能源绝对增长,按地区划分

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一次能源,按来源划分(百万吨油当量/年)和最终能源,按需求部门划分(百万吨油当量/年)

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来自运输的最终能源消费(百万吨油当量/年)

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在区域层面上,中亚(包括印度)是一次能源需求增长的最大驱动力,而东亚(包括中国)则成功地在2040年之前抑制了除硬摇滚情景以外的所有情景下的增长。在所有情景中,欧洲和北美的一次能源需求将分别在20年代和30年代达到峰值。

3.电气化扩展到更多的用途和用户,推动脱碳率;然而,难以减少的部门和非电气化使用的问题仍然存在。

由于供热、制造业和移动出行都以电力为中心,2020~2040年,“现代爵士乐”和“未完成的交响乐”情景中电力需求增长最快,分别为45%和60%。到2040年,20~31%的能源系统将实现电气化,更高的比例将在“未完成的交响曲”中实现。与我们2016年的报告相比,这标志着电气化的加速。虽然不断增长的需求的大部分将继续由化石燃料发电来满足,但电力组合日益转向可再生能源。

我们注意到,不同情景下的电气化途径有所不同,可再生能源占总发电量的比例从2020年的26%上升到未完成的交响乐情景的43%和硬摇滚情景的33%,仅略低于2040年现代爵士乐情景的36%。

4.一场依赖于基础设施的新的移动出行革命正在蓄势待发,从长远来看,它有可能颠覆整个能源格局。

交通运输对能源的需求在很大程度上取决于这一情景,但在所有情况下,人口和GDP增长之间都存在动态张力,这种张力被效率的提高所抵消。电动汽车、内燃机汽车能效、拼车、无人驾驶汽车和新型交通工具的共同发展,已经从根本上重塑了个人交通需求。变化的速度取决于情景的功能,特别是取决于更广泛的基础设施开发,包括储能。但是,考虑到资产的资本密集度和新的效率提高的余地减少,这些新的发展对商业运输能源需求的综合影响按比例来说是较低的。因此,尽管新交通革命在满足新的乘客交通需求方面的势头越来越大,但在所有这三种情况下,交通运输的总体能源需求仍在继续增长。

在“未完成的交响乐”和“现代爵士乐”情景中,技术、政策和消费者行为方面的新发展对运输部门的能源消费量影响最大。这两种情况的模型表明,到2040年,基于电动汽车的快速降价,增长有限,到2030年,电动汽车的销售价格将与内燃机汽车持平。这一均价加速了电动汽车的普及,到2040年,电动汽车占私家车里程的比例将超过内燃机汽车。随之而来的效率提高抵消了车辆总数的增加。由于更轻的材料、更高效的发动机、更严格的效率标准以及生物燃料和氢等替代燃料的使用,商业运输(其他陆路运输、海运和航空运输)经历了能源强度的降低。

根据这些变化,到2040年,“未完成的交响乐”和“现代爵士乐”总的运输所消费的能源中,电力和氢气占了10~16%。

“硬摇滚情景”的显著不同之处在于,全球在燃料和效率标准方面的政策协调力度较弱,技术转让有限,导致电动汽车和替代燃料的使用率大幅下降。结果,运输行业的能源需求增长了28%,石油仍然是主要的燃料。

5.提高能效对于管理工业、住宅和商业部门的能源需求,避免减缓气候变化的势头至关重要。

在“现代爵士乐”和“未完成的交响乐”情景中,2020~2040年,工业、住宅和商业部门推动了主要的一次能源需求增长。如果没有的新能源效率解决方案的预期加速,这一数字将会高得多。

在“现代爵士乐”情景中,使用先进的数字解决方案有助于优化工业流程和最终产品设计,从而在减少浪费的同时最小化能源消费。在“未完成的交响乐”情景中,智慧电表和分布式发电与新型高效热工建筑材料相结合,显著降低了建筑的能耗强度;通过有效的政策和效率标准取得了额外的收益。

相比之下,“硬摇滚情景”的一次能源需求增长几乎是“未完成的交响曲情景”的两倍,尽管在这段时间内,随着能源效率的提高进展更加缓慢,GDP增长有所放缓。

6.在日益以消费者为中心的能源系统中,提供能源+服务的新机会正在出现。

在所有情况下,能源系统以消费者为中心的情况都在增加。这种增长在“现代爵士乐情景”中表现得最为突出,其在需求方面要求透明度和增值服务,并在成本、健康和环境方面提供共同的利益。一个积极的反馈循环正在形成,在这个循环中,更多的消费者参与会导致更好地了解消费者的能源需求,进而产生更多相关的服务,并增加对能源供应商的信任。

在“未完成的交响曲情景”中,各国政府及其公民联合起来,支持社会公正、可负担得起的深度脱碳途径,并支持公私部门在一系列清洁能源技术上的投资,以二氧化碳减排对经济增长的影响。消费者对社会负责的能源行为导致与能源需求脱节的经济增长。到2040年,经济能源强度将接近目前水平的一半。

7.基础设施的创新、投资和积极的政策是确保可负担得起的脱碳和社会公平的能源转型的必要条件。

在所有情况下,能源基础设施规划和开发是决定脱碳深度(即范围和规模)和可承受性的关键差异化因素,也是在能源转型进展过程中决定新赢家和新输家(即社会公正结果)之间的平衡。

需要在季节性储存、清洁液体管道和新的港口基础设施方面进行新的投资。投资将包括新建、退役、重新利用和管理搁浅资产。在超本地级别的其他投资将必须与新的业务模型一起出现,以使分布式发电和能源按需随时随地为任何人提供服务。

单是满足未来的电力需求,就需要增加26~90%的装机,即累计装机容量达到2~6太瓦。风能和太阳能将占据这一增量的大部分,天然气将占约三分之一,而高达33%的煤电装机或将被淘汰。总的来说,仅发电每年就需要大约6700-8900亿美元的投资。为了能够进行如此大规模的投资,将需要制订和执行支助性政策,有时是违反既定的市场结构。考虑到挑战的规模,基础设施正迅速成为创新的新前沿。

8.新的净零碳技术途径(包括氢)和碳减排机制(包括碳定价和CCUS)出现,并在2040年开始规模化。

在“未完成的交响曲”中,用于交通和建筑的氢生产以更快的速度增长,反映了这样一个事实,即政府的合作和政策支持对于促进和扩大“P-X”的途径来交易过剩的可再生能源至关重要。其增长率几乎是“现代爵士乐情景”的两倍,是“硬摇滚情景”的十倍。到2040年,新氢经济将达到10.5EJ的年产能,相当于最终能源中氢的2.3%,新的氢经济将在“未完成的交响曲”中度过一个重要的转折点。

在碳减排机制(隐式和显式碳定价方案)和发电系统中多种直接碳去除和碳捕获技术方面继续进行研究、开发和示范。最乐观的估计是,到2040年,“未完成的交响曲”的装机容量将达到158吉瓦。根据目前的技术和碳定价假设,到2050年,CCUS装机为现有装机容量的10%。至于CCUS在工业过程中的作用,它有潜力,但最好的情况是在21世纪30年代才广泛应用。因此,CCUS需要在技术进步和政策支持两个方面取得重大进展,才能发挥其作为全球脱碳主要杠杆的作用。

9.实现《巴黎协定》的目标仍然遥遥无期,2019年的气候变化目标都没有达到《联合国气候变化框架公约》巴黎协定的2摄氏度目标。

“未完成的交响曲情景”被认为是上述三种情景中最合理的“高脱碳”路径,它的减排轨道将使全球气温上升(到2100年)略高于2摄氏度,比《巴黎协定》设定的目标日期晚10年左右。“现代爵士乐情景中”将全球气温升高的幅度限制在2.5摄氏度,而“硬摇滚情景”中的温度则更高,为3摄氏度。由于最近的一些趋势偏离了全球协调一致的应对气候变化的方法,如果要实现远低于2摄氏度的目标,能源领导者迫切需要扭转这些趋势。

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