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DNV GL发布《能源转型展望2018-全球和区域预测2050》

2018-11-26 09:28来源:ERR能研微讯作者:Bruce 译关键词:煤电燃气发电能源转型收藏点赞

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碳氢化合物高峰

从电力到整个能源系统,我们预计一次能源供应会发生巨大变化(图8)。石油和煤炭目前分别占全球能源供应的29%和28%。

石油将在20世纪20年代达到顶峰,天然气将在2026年通过石油成为最大的能源。全球一次能源供应的化石份额将从目前的81%下降到2050年的50%。生物质和水力发电在整个预测期内将缓慢增长,但核能将在2030年代中期首先增长并达到峰值。在整个预测期内,太阳能和风能将迅速增加,分别占2050年世界一次能源供应的16%和12%。在一些地区,氢气无论是用于运输用途燃料电池还是用于天然气供应的,正在进入能源结构,但我们预计吸收率会很低,到2050年仅占能源组合的0.5%。

因此,随着碳氢化合物达到峰值,全球能源使用的排放将达到峰值,如图9所示。2016年至2050年化石燃料燃烧的累积碳排放量为972亿吨二氧化碳。

3能源效率

能源效率是能源转型的一个重要特征。我们的展望表明,能源系统的快速变化与能源效率的大幅度变化有关。世界能源强度-单位GDP的能源单位-在过去二十年中平均每年下降1.1%。我们估计这将增加一倍,平均每年减少2.3%。主要原因是能量系统的加速电气化,正如上所述。简而言之,使用电力而不是化石燃料效率更高,热量损失更低。

越来越多的太阳能光伏发电和风力发电装置的安装能力加剧了这种情况,能量损失可以忽略不计。电动汽车成为汽车市场的主流后,这种效率趋势将进一步提升,因为它们消耗了ICEV所用能源的四分之一; 在预测期内,电气化程度提高了道路行业的年度能源效率提升,达到每年3.4%。

其他运输子行业以及建筑和制造行业的电气化速度将比道路行业慢,因此他们不会在能源效率方面获得类似的额外提升。尽管如此,这些行业的年平均能效改进每年在0.9%和2.0%之间变化。

我们预测的能效提升率不仅取决于新的燃烧系统、电池开发和3D打印等其他工程创新,还取决于自动化和数字化,如制造工艺改进,建造设计和运营等关键推动因素。

2018年亮点 -新的是什么?

在2018年版的ETO中,我们进一步完善了我们的模型,考虑了我们模型的新的和更准确的来源,以及过去一年的变化,包括最近的技术进步,修订的政府目标,不断发展的监管制度和标准,其他外部顾问意见,客户和用户反馈,以及可用的实际历史发展和数据。

使用此更新的输入,Outlook中的详细信息按预期略有变化。改进我们的模型已经导致前述已经呈现的更新的需求和供应图片。

总体而言,所描述的结果与ETO 2017的结果类似,包括主要结论,即2030年后最终需求趋于平稳以及满足需求的主要供应量达到峰值(图10)。话虽如此,在2018年版本的展望中,电气化更具侵略性(运营商能源需求增加到45%,2017年项目为40%)-在2050年总能源需求略高(6%).在我们的预测期的前15年,需求也增长得更快。

在我们展望的这个(2018年)版本中,到2050年建筑业的能源需求基本没有变化,但结果更加细致;制造需求有所增加,这是由于制造业生产与二级经济部门相关的精细建模;随着重型汽车部分电力的增加,运输能源需求略有下降。

ETO 2018的2050年能源结构预测大致类似于去年的预测,煤炭的份额略高,石油略低,化石燃料和非化石类别各占能源总供应量的一半。由于煤炭和天然气的使用量增加,到2050年的累计二氧化碳排放量预测比一年前的预测高出10%。

在我们展望的第二版中,我们将能源系统模型扩展到几个领域,包括电网和电网成本的细节,氢的作用分析以及数字化对转型影响的评估。

仍然存在不确定性

与情景相反,预测的确定性特征可能给人一种与“最佳估计”未来相关的不确定性很小的印象。相反,能源转型的速度和性质存在巨大而重要的不确定性。

因此,我们的主要ETO报告包括敏感性分析,突出了既不确定又重要的问题。我们还分析了与我们的展望与其他预测不一致的假设相关的不确定性。

例如,如果联合国人口增长的中等案例证明是正确的,那么2050年全球人口将比我们假设的高出6%。我们的模型表明,能源需求因此将比人口增长略微增加(5%),在所有能源之间相当均匀地分配,尽管太阳能光伏发电的增长比其他能源更有利。

“我们的展望包括敏感性分析,突出了既不确定又重要的问题。”

我们发现生产率假设具有类似的敏感性,其中较高或较低的生产率增长率不会在转型或能源结构的速度上产生相当大的变化。区域碳价的小幅上涨不会对能源需求产生太大影响,但能源结构将发生变化,排放量将大幅减少。能源使用中最显著的变化来自能源效率的提高。

能源结构的最大变化来自不断变化的可再生能源成本学习率。

影响电动汽增长和建筑物电气化的行为变化也很重要,可以大大改变过渡的步伐。

资源限制

当然,工业和社会的电气化将增加对相关资源(如铝和铜)以及锂和钴的需求。大多数基本金属供应充足,近期对锂储量的担忧随着更多矿床的发现而逐渐消退。有计划增加产量,虽然需要13%的年均供应增长来满足我们预测的能源转型,但我们相信这是可以实现的。钴资源仍然是一个问题,但新的电池技术将需要发展以解决这个问题,同时增加勘探和更可持续的钴储量提取。尽管存在可能的限制,我们认为这些可能会被技术发展所克服,因此资源限制不会对我们预测的过渡造成不可逾越的障碍。

“因此,资源限制不会对我们预测的过渡造成不可逾越的障碍。”

我们已经调查了到2050年我们设想的能源行业的空间限制,并且发现这不是一个重要的问题,尽管它因地区而异。承载陆上风能和太阳能所需的农业用地数量不会造成重大损失,特别是因为土地通常可以继续用于风力发电项目的农业。将可耕地用于生物量生产需要谨慎管理,以确保其不会取代粮食生产或导致自然栖息地遭到破坏。

突破性的技术

在接下来的32年中,我们可能会看到能够显着影响我们未来能源的突破性技术。这些包括核聚变、超导和合成燃料,或激进的新PV或电池技术。由于我们专注于我们的最佳估计,我们的预测不包括对这些难以预测的外卡的任何量化。

然而,我们会讨论和量化氢气的发展,许多人认为氢气具有改变游戏规则的潜力。然而,我们的建模并不支持氢作为游戏规则改变者;多次转换期间的高成本存储和效率损失可能会在本世纪中叶将氢气的吸收限制在全球年度能源使用量的近半个百分点。

转型的启示者

其他基础设施要求

鉴于我们设想的能源转型,其中电力占混合物的比例越来越大,而天然气是主要的能源载体,因此了解连接供需中所需的基础设施非常重要。

持续需要新的管道将额外的气田连接到现有的天然气网,并且将建造一些连接区域的大型干线管道。然而,在今年的展望中,我们关注快速扩张的液化天然气贸易,这主要受北美页岩气出口和中东石油生产商对天然气出口的战略重点的推动。我们看到北美的液化能力增加了十倍,中东和北非的产能几乎翻了一番。接收这种天然气的再气化设施的最大增长将发生在中国和印度,此外撒哈拉以南非洲地区的也将大量增加。

我们对电力需求增长的预测表明需要大幅提高电网容量(图11)。新的可再生能源站点通常远离现有的一代,因此需要加强许多电网连接。此外,北美和欧洲的老化电网需要现代化。

中国和印度主导着电网的扩张,其地理规模也推动了对用于长距离传输的超高压电网系统的需求。关于电网的主要报告中第4.4节详细说明了每个区域所需的容量要求,相关的电网资本支出和运营支出,电压水平和线路类型(例如,AC与DC)。我们对变化的可再生能源产能增加预测还需要更大的储能能力和新技术,以解决当可再生能源取代火力发电站时的电网稳定性问题。

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