《IEA《世界能源展望2020》预测至2040年能源走势》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-01-31
  • 10月13日,国际能源署(IEA)发布《世界能源展望2020》报告,着眼于未来10年关键时期,探索走出疫情危机的有效途径。报告指出,受疫情影响,预计2020年全球能源需求将下降5%,能源相关CO2排放将下降7%,能源投资将下降18%。在所有情景(既定政策情景、延迟复苏情景、可持续发展情景和新2050净零排放情景)分析中,以太阳能为发展重点的可再生能源都将扮演重要角色,将满足全球电力需求增量的80%,而化石燃料仍面临各种挑战。在太阳能、风能和能效快速发展的同时,未来10年氢能以及碳捕集、利用和封存应用将大幅扩张。经济衰退暂时抑制了碳排放,但是低速经济增长并不是低排放战略,只有更快地对能源生产和消费方式进行结构性改革,才能彻底改变排放趋势,使世界走上实现净零排放气候目标的道路。报告要点如下:

    1、疫情对全球能源系统带来巨大冲击

    疲软的经济前景使全球能源在诸多方面陷入停滞。在既定政策情景中,全球经济将在2021年恢复到2019年水平,一次能源需求将在2023年恢复到2019年水平。而在延迟复苏情景中,全球经济活动将在2023年才能恢复到危机前水平,一次能源需求要到2025年才能恢复。可再生能源在未来二十年中将满足全球电力需求增量的90%,而到2040年煤炭在全球能源需求中占比将首次降至20%以下(如图1所示)。

    只有完全可持续的复苏才能促使碳排放量长期下降。按照既定政策情景和延迟复苏情景模型,当前已制定政策导致的碳排放反弹比2008-2009年金融危机之后要慢得多,但并未在改变全球CO2排放趋势方面取得决定性的突破。既定政策情景中,在2020年预期下降7%之后,预计2021年全球CO2排放将反弹,2027年将超过2019年水平,2030年将上升到360亿吨。延迟复苏情景中的碳排放趋势比既定政策情景略低,但这是由于经济活动的减少,而非能源消费或生产结构发生变化。

    图1 2018-2030年不同情景下国内生产总值和一次能源需求预测(指数:2019年=100)

    注:2020e:2020年估算值;危机前轨迹:由《世界经济展望2019》政策情景预测得到;STEPS:既定政策情景;DRS:延迟复苏情景

    石油市场在经历了2020年上半年的动荡之后,正逐渐企稳。石油消费较早受到封控措施的严重打击,短期内仍处于低位,2020年第三季度油价约为40美元/桶。在疫情发生前,石油需求增长速度已明显放缓,主要是受到燃油效率的提高和电动汽车的崛起导致。在既定政策情景中,2030年石油需求将比去年的预测值减少200万桶/天,延迟复苏情景则减少600万桶/天。到21世纪30年代,这两种情景下石油消费都将趋于平稳。

    疫情加剧了石油天然气行业面临的困境。到2020年,用于新油气供应的投资预算面临着尤为严重的削减,几乎无法通过进一步削减成本来缓解冲击。与2019年相比,石油和天然气供应投资平均下降了三分之一。2019年,新建液化天然气(LNG)液化工厂的审批创下历史新高,接下来的一年里,新项目不太可能获得批准。

    封控措施导致全球电力需求下降,预计2020年下降2%。对电力需求实时数据分析显示,封城措施导致电力需求迅速下降,随着封控措施的缓解,电力需求稳步回升,预计2020年全球电力需求将下降约2%。电力数据体现出经济活动的影响,受影响最大的是印度和欧盟等长期封城的经济体,以及美国和巴西这类服务业在经济中占较大比重的国家。相比之下,2020年中国电力需求将增长近2%。

    疫情导致全球煤炭行业遭受重创。煤炭和石油成为受疫情影响最大的燃料,预计2020年全球煤炭使用量将下降7%左右。近三分之二的煤炭用于发电,随着电力消费的下降,燃煤发电量随之下降。在印度,燃煤发电容量的平均利用率降至50%以下。中国占全球煤炭使用量的一半以上,其在疫情中的较快复苏避免了全球煤炭需求更大幅度的下降。2020年上半年,中国新增燃煤发电装机容量审批速度相比2019年有所加快。

    疫情对贫困地区的破坏性最大,其能源进展明显受挫。撒哈拉以南非洲地区由于国家财力有限,现有债务水平高,社会基础设施脆弱,特别容易受到延迟复苏情景中长期衰退的影响,预计约6%的用电人群将在2020年失去支付基本电力服务的能力。在延迟复苏情景中,预计该地区将有6.3亿人在2030年仍然无法使用电力,无法使用洁净烹饪方式的人数将上升至近11亿人。

    2、加快向清洁能源转型,确保走上实现净零排放目标的轨道

    太阳能光伏发电逐渐成为电力供应的重要方式。可再生能源发电,尤其是太阳能发电的发展在可持续复苏情景更加引人注目。可持续复苏情景下,到2025年太阳能光伏发电年装机容量将增长两倍,并将持续增长到2030年。2030年太阳能光伏和风能在全球发电中的总份额将从2019年的8%上升至近30%。太阳能光伏发电和煤炭发电的前景对比明显(图2)。未来10年,全球电厂建设将逐步摆脱对煤炭依赖,煤炭在全球发电结构中的比重将从2019年的37%下降到2030年的28%。

    图2 不同情景下全球太阳能光伏和煤炭年平均装机容量增加值和发电量变化情况

    天然气行业将通过向可再生能源转型降低碳排放。既定政策情景中,南亚和东亚地区到2040年天然气需求将增长30%,而发达经济体的需求将小幅下滑。可持续发展情景中,预计到2040年印度和中国天然气需求将稳步增长,而对于新兴市场和发展中经济体整体而言,天然气需求将在2040年前停止增长。就全球而言,到2040年,天然气消费量将比2019年水平低至少10%,呈下降趋势。

    现有能源设施碳排放将导致气温升高1.65 ℃。基于现有和在建的基础设施,预计2030年全球能源相关碳排放量约为265亿吨,2050年为100亿吨,2070年将实现净零排放。这将导致全球气温上升约1.65℃。在可持续发展情景中,对燃煤电厂采取改造或退役,将使得2030年煤炭排放量减少50%。与既定政策情景相比,2019-2030年,使用CCUS或生物质共燃技术对一些燃煤电厂进行改造,并重新调整其他电厂的用途,可累计减排约150亿吨CO2。

    可持续发展情景中主要空气污染物浓度急剧下降。到2030年,能源相关NOX、SO2和PM2.5的排放量将下降40%-60%,因空气污染导致过早死亡人数将比既定政策情景下减少250万人;全球CO2排放量将下降到270亿吨,比既定政策情景减少约90亿吨;甲烷排放量也将显著减少,将比2019年减少75%。2030年,低碳发电几乎占全球发电总量的三分之二;工业活动的排放强度降低了40%;电动汽车将占新车销量的40%左右。

    清洁能源投资将大幅增加。在可持续发展情景中,清洁能源和电网投资将从2019年的0.9万亿美元增加到2030年的2.7万亿美元,其中近70%的清洁能源和电网投资来自私人投资。

    3、未来十年碳排放水平需比前十年减少45%才能实现2050年净零排放目标

    到2050年实现全球净零排放需要做出巨大努力。在可持续发展情景中,到2030年太阳能光伏年新增装机容量将从2019年的108吉瓦增至超过280吉瓦,风能新增装机容量将增加140%,而未配备CCUS的燃煤发电量将减半。到2030年,电动汽车约占新车销量的40%(2019年为2.5%)。到2050年全球能源部门要实现净零排放,意味着在2030年能源和工业部门CO2排放量较可持续发展情景分别再减少201亿吨和66亿吨。

    图3 可持续发展情景和新2050净零排放情景中相关技术发展趋势

    在煤炭主要消费国,太阳能光伏将发挥关键作用。目前全球太阳能电池板装机容量为160吉瓦,在新2050净零排放情景下,预计2025年装机容量将达到300吉瓦,2030年达到500吉瓦。2019-2030年,全球太阳能光伏装机容量将以每年近20%的速度增长。在新2050净零排放情景中,风能也将迅速发展,目前主要煤炭消费国将迅速增加风力发电部署,装机容量从2019年的60吉瓦增至2025年的160吉瓦,在2030年达到280吉瓦。

    工业部门低碳氢的使用范围将大幅扩大。与可持续发展情景相比,在新2050净零排放情景中,更多低碳氢将用于燃料供应中。新2050净零排放情景中低碳氢消费约为4500万吨油当量,而可持续发展情景中为1000万吨油当量。尽管其占2030年工业部门能源消费不到2%,但为其提供了一个重要的早期应用市场。预计2030年,低碳氢将作为化学原料满足15%的氨和甲醇生产需求,而目前这一比例很低。

    化石燃料需求量将进一步下降。新2050净零排放情景中,2019-2030年全球煤炭需求预计下降近60%,降至不足23亿吨煤当量,全球煤炭市场规模将回到20世纪70年代水平。煤炭总需求下降的80%来自电力部门煤炭使用量的减少,为燃煤电厂配备CCU将有助于避免大量燃煤电厂提前退役,使这些电厂的使用与可持续发展目标保持一致,同时保障能源安全。

    到2030年,电动汽车销量将占汽车总销量的一半以上。新净零排放情景中,电动汽车销量将在2025年上升至2500万辆,2030年超过5000万辆,占乘用车年销量的50%以上(可持续发展情景中这一比例为40%)。其他零排放汽车如燃料电池汽车也将快速增长。

    4、随着经济复苏,满足能源需求的燃料和技术组合将朝着更绿色的方式转变

    可再生能源发展强劲,煤炭需求日益衰减。能源需求将在2023年初恢复2019年疫情前的水平,但由于可再生能源的强劲增长和煤炭需求的减少,CO2排放量将在2027年回升至2019年水平。在既定政策情景中,预计2030年CO2排放量将增至360亿吨,低于去年的预测值。然而,在可持续发展情景中,各国政府将采取更积极行动,预计2030年CO2排放量将下降至270亿吨。可再生能源需求增长主要由太阳能光伏发电和风力发电推动。预计2030年现代生物能源需求年均增长3%。预计2030年发达经济体煤炭需求将比2019年下降近45%;中国作为迄今为止全球最大的煤炭消费国,煤炭消费将在短期内出现反弹,在2025年前后达到峰值,之后逐渐下降。

    石油需求缓慢回升,未来十年石油化工产品将助推石油需求的增长。受疫情影响,石油需求在2020年断崖式下降,预计将在2023年逐渐超过疫情前水平。与《世界能源展望2019》既定政策预测相比,2030年和此后的石油需求将减少200万桶/天。汽车周转率将放缓,预计2020年有900万消费者推迟换车,但电动汽车销量依然坚挺。过去十年,公路运输占石油需求增量的60%,而未来十年石油化工产品将取代交通运输业地位,占石油增量的60%,主要原因是塑料需求的增加。尽管航空业需要一段时间才能从疫情中恢复,但长远来看,消费者行为的巨大改变对石油需求总体影响有限。

    2020年全球天然气需求将迅速复苏。2021年,天然气需求将反弹近3%,到2030年,天然气需求将比2019年高出14%,其增长主要集中在亚洲。天然气供应充足和创纪录的低价刺激了全球天然气市场的发展。在成熟市场中,煤改气的溢出效应将在2025年基本耗尽,此后,由于环境因素、可再生能源竞争加剧、能效提高、终端应用电气化和替代低碳气体(包括氢气)的发展,天然气前景开始恶化。

    未来十年全球能效将有所下降。能效下降主要由于燃料价格下降,以及在疫情之后经济衰退,使得公司和家庭减少购买高能效设备、电器和新的车辆。这将导致未来十年年均能效值比《世界能源展望2019》预测值低10%。

    5、疫情巩固了电力系统在现代经济体中的重要地位

    既定政策情景中,未来新兴经济体电力需求复苏速度将高于发达经济体。按照既定政策情景,全球电力需求将在2021年恢复。预计到2030年,印度电力需求增长最快(较2019年增长160%),其次是东南亚和非洲。电力需求增长速度将超过所有其他燃料。到2030年,电力将占全球终端能耗的21%。对于发达经济体,电力需求将在2023年恢复到疫情前水平,然后在交通和热能电气化的推动下持续增长,预计到2030年年均增长0.8%。对于发展中国家和新兴经济体,家用电器和空调拥有率的上升,加上商品和服务消费的增长,预计到2021年将恢复到疫情前水平。

    可再生能源发电在疫情期间表现出较强的弹性,有望实现强劲增长。预计2020-2030年,可再生能源电力需求将逐步增长三分之二,将占全球电力需求增量的80%。可再生能源将在2025年取代煤炭成为主要发电方式,到2030年,水能、风能、光伏、生物能、地热和海洋能将提供近40%的电力供应。中国在此领域发展突出,到2030年,其可再生能源发电量将增加近1500太瓦时,相当于法国、德国和意大利2019年发电量的总和。

    太阳能光伏发电成为新的电力供应支柱,并有望大规模扩张。2020-2030年,预计全球太阳能光伏发电量平均每年增长13%,占电力需求增量近1/3。由于资源广泛利用、成本下降以及130多个国家的政策支持,到2021年全球太阳能光伏装机容量将超过疫情前水平,并在2022年之后每年都创新高。对于利用高质量资源的低成本融资项目来说,太阳能光伏是最便宜的电力来源。

    煤炭发电量进一步下降,到2025年全球退役燃煤发电装机容量将与新增燃煤装机容量持平。受电力需求下降、可再生能源产量增加以及与燃气发电成本竞争加剧等因素影响,2020年全球煤炭发电量预计减少8%,为历史最大降幅。此后,全球燃煤发电量将不再达到危机前2018年的峰值。预计2030年,煤炭在全球发电量占比将降至28%,而2019年其所占份额为37%。具有挑战性的市场环境将导致到2025年全球燃煤发电装机容量减少275吉瓦(占2019年总量的13%),其中美国减少100吉瓦、欧盟减少75吉瓦,欧盟27个成员国中有16个国家计划逐步淘汰所有不减排的燃煤发电。但这一减少量将被新建煤电机组容量所抵消,其中130吉瓦的新建产能主要集中在中国、印度和东南亚。预计到2024年,全球电力相关CO2排放量将接近13亿吨,并在2030年趋于稳定,但不会增至疫情前水平。在可持续性发展情景中,2020-2030年全球碳排放量将下降38%。

    灵活性是现代电力系统电力安全的基石。多数输电系统运营商的收入将在2020年下降,如不迅速恢复,将带来电力安全风险。在既定政策情景中,随着电网现代化和数字化的发展,预计2030年电网投资将达到4600亿美元,比2019年增加2/3,预计未来十年将增加200万公里的输电线路和1400万公里的配电线路,比过去十年的增长高80%。

    6、疫情导致燃料需求和价格大幅下降,给燃料供应带来了极大的不确定性

    既定政策情景中,石油市场的复苏需要上游投资的注入,预计2030年油价将升至每桶75美元。近年来,美国致密油行业一直是石油供应增长的主要动力,但推动该行业增长的是如今已收紧的宽松信贷政策。高库存将使得短期内全球石油市场供应充足,既定政策情景中,预计到2022年美国致密油产量将恢复到2019年水平。能抵御较大金融冲击的低成本产油国,如沙特阿拉伯、俄罗斯、科威特和阿拉伯联合酋长国,处于更加有利的位置。炼油厂吞吐量的增长速度仅为过去十年的一半,产能与成品油需求之间不断扩大的差距,给竞争力较弱的老旧炼油厂带来了巨大压力。炼油企业的应对策略包括多元化经营石化和低碳业务,这些策略在可持续发展情景中变得更加重要。

    未来十年天然气需求小幅下降。既定政策情景中,与2019年预测相比,2030年全球天然气需求将下降2%,但远小于2030年煤炭需求降幅(9%)。在这种前景下,美国的页岩气产量相对较快地反弹,但卡塔尔和俄罗斯由于拥有大量的低成本供应储备,在供应增长方面处于有利地位。既定政策情景中,全球天然气市场在2025年前仍保持充足供应,在约1500亿立方米的LNG合同即将到期之际,维持了价格下行压力。疫情后的延迟复苏削减了对LNG的短期需求,而更长期的不利因素则来自于更强有力的气候政策。

    需求下降给煤炭供应行业带来了持续的下行压力。由于中国和印度这两个最大的煤炭进口国提高国内产量,国际煤炭贸易进一步受到挤压,可持续发展情景中所有煤炭供应商的压力进一步增加。

    既定政策情景中,可再生固体生物质、液体生物燃料和沼气供应稳步增长。政策支持是低碳燃料发展的一个关键变量,特别是在化石燃料价格较低的环境中。目前需要进一步提高支出和投资水平,以实现可持续发展情景中政府雄心勃勃的目标。

    低碳氢在能源转型战略中的重要性日益凸显。一些国家正在加快努力,扩大低碳氢相关基础设施、需求和专业知识。缩小低碳氢与竞争燃料的成本差距是一项关键的近期挑战,预计到2030年这一差距将大大缩小。

    7、即使疫情传播得到遏制,经济复苏也可能不如预期强劲,能源需求受到抑制

    延迟复苏情景中,全球经济进一步下滑,到2030年比既定政策情景低10%。在既定政策情景和可持续发展情景下,预计2021年疫情蔓延得到控制,随后经济复苏,到2025年全球经济仅比危机前下降5%。然而,考虑疫情进一步蔓延,在延迟复苏情景中,到2030年全球经济规模将比既定政策情景缩小近10%,能源需求和CO2排放量相应减少,能源部门结构性变化将减缓。更清洁的新型能源技术存在投资不足和对现有资本存量过度依赖的弊端。

    石油需求增长缓慢,将比既定政策情景延迟4年恢复到2019年水平。延迟复苏情景中,石油需求量要到2027年才能恢复到2019年水平,这比既定政策情景推迟4年,此后全球石油消费量将在1亿桶/天的水平上趋于平稳。与既定政策情景相比,延迟复苏情景中汽车、建筑和石化产品石油使用量减少程度相对较低,而工业、公路运输、航运和海运受经济衰退影响更大。石油需求和价格的下降增加了主要油气生产国的经济和社会压力。

    电力需求将下降6%,可再生能源在总发电量中所占份额略高。风能和太阳能产能的增速相对强劲,但与既定政策情景一样,可再生能源在长途运输和工业等难以应用的行业面临着更为严峻的前景。电网不断增加的投资需求与电网运营商收入下降之间的差距,显示能源转型和电力安全的重要性。

    煤炭消费持续下降,化石燃料和低碳投资活动减缓。延迟复苏情景中,煤炭需求进一步受到打击,到2030年,全球煤炭使用量下降至约45亿吨煤当量,较既定政策情景相比下降了9%。与工业用煤相比,电力用煤受影响更为严重(到2030年与既定政策情景相比降幅达到12%),新建燃煤电厂减少,退役电厂增加,在运电厂的运营时间减少。到2030年,对化石燃料的投资将减少10%,对低碳技术的投资活动也将同样放缓。

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到2040年,在世界众多国家可再生能源将成为成本最低的电力资源,届时其将占到全球电厂投资总额的三分之二。可再生能源的增长并不局限于电力部门。尽管基数较低,但可再生能源在供暖制冷和交通领域的使用量预计翻番。例如在巴西,可再生能源在终端能源消费中占比有望从当前的39%上升到2040年的45%,同期可再生能源在全球能源消费中的占比将从9%上升到16%。 (3)电气化大势所趋 在全球各种终端能源消耗形式中,电力正发展成为一股重要力量,到2040年时,电力将会占到终端能源消费增量的40%,与石油在过去 25 年中所占的份额相同。随着人们收入水平不断增加,数百万家庭将添置新的电器(智能家电的份额越来越大)和安装制冷系统,意味着电机数量日益增加。新政策情景显示,工业电机系统的电力消耗需求将占到全球电力需求增长的三分之一。到2040年,在中国仅仅用于制冷的电力需求就会超过现今日本电力需求总量。随着电力普及率的不断提高,全球每年将新增4500万电力消费者,但这依然不足以实现2030年电力普及目标。除了在传统应用领域取得增长,电力在供暖和交通运输领域的应用也取得显著进展,使其在终端能源消费中的占比提升到了近25%。受益于行业举措和政策支持(如英、法政府宣布从2040年起全面禁售汽油和柴油汽车),全球电动汽车保有量将从当前的200万辆增加到2040年的2.8亿辆。 为满足日益增长的用电需求,到2040年时,中国需要再新建一个与当今美国整个电力系统装机容量相当的电力基础设施,印度则需要增添一个与欧盟电力系统规模相当的电网设施。单靠可再生能源成本削减难以保障电力有效低碳化和稳定的电力供应,需要相应的政策来予以支持。而当前政策面临的主要挑战在于保障电网建设能够获得充足的投资,以及如何保证这些投资流向最符合电力系统发展需求的发电技术中去,以提高高比例可再生能源并网下电力系统的灵活性。数字技术在经济活动中的广泛应用,提升了运行效率,促进了电力系统的灵活运营,但也会带来潜在的安全隐患(如电力网络攻击)。 (4)中国能源革命对全球能源转型意义重大 中国社会经济发展已经迈入全新的阶段,能源政策加大了对电力、天然气和清洁高效数字化技术的关注。过去几十年,以重工业、基础设施建设和制成品出口为导向的经济发展模式让数亿人摆脱贫困(包括能源贫困),但也导致了中国形成了以煤炭为主的能源结构,留下了严重的环境问题,致使每年将近200万人因为空气污染而过早死亡。在此背景下,中国提出“能源革命”、“向污染宣战”、向服务型经济转型战略举措,推动能源行业朝着新的方向发展。中国能源消费需求增速明显放缓,从2000-2012年年均 8%下降到 2012 年以来的年均不足 2%,且该增速将在新政策情景中进一步放缓,到2040年时年均增速将降至 1%,主要的原因是中国政府推出了众多的能效政策法规。如果没有这些政策法规,到2040年时,中国终端能源消费将会比现有的预测高出 40%。但即便能效政策持续,到2040年中国人均能源消耗仍将会超过欧盟。 中国的能源政策将对全球能源转型起到决定性作用,并有望加速全球向清洁能源系统转型的步伐。中国的清洁能源发展、技术出口和对外投资规模是其成为全球低碳转型关键决定因素的背后驱动力。新政策情景下,全球新增的风能和太阳能光伏装机容量有三分之一在中国上线,全球超过40%电动汽车投资也发生在中国。到2040年,全球天然气增量的四分之一预计来自中国市场需求,届时中国的天然气进口量将达到2800亿立方米,成为仅次于欧盟的第二大天然气进口市场。到2030年,中国的石油进口量将达到1300万桶/天,超越美国成为全球最大的石油消费国。然而随着中国汽车和卡车能效提升,且2040年时将近四分之一的汽车被电动汽车取代,这意味着中国不再是全球石油消费需求的决定因素,相反印度石油需求将在2025年后大幅增长。到2040年,中国仍将领跑全球煤炭市场,但其已在2013年达到煤炭需求峰值,届时将下降近15%。 (5)页岩革命引领美国迈向能源出口之路 页岩革命使得美国油气产能大幅提升,这使得美国油气产量比任何其他国家产量都高出50%的水平。美国已经是天然气净出口国,且将在2020年左右成为石油净出口国。从2010到2025年,预计美国致密油产量会增加800万桶/天,这是石油市场发展历史上单个国家石油增产持续时期最长值。自 2008 年后的15年间,美国页岩气产量预计增加6300亿立方米,从而轻松打破以往的天然气产量记录。这种大规模的出口扩张已经北美地区产生了广泛的影响,掀起了石化行业和其他能源密集型产业投资热潮,重塑着国际能源贸易秩序,挑战现有的能源供应国和商业模式。到21世纪20年代中期时,美国将会成为世界上最大的液化天然气(LNG)出口国,几年之后会成为石油净出口国(但仍是重质原油主要进口国,主要出口产品为轻质原油和精炼产品)。若将加拿大和墨西哥的额外供应量考虑在内,北美地区将会成为全球原油供应增量最大来源。到2040年,亚洲原油进口量大幅增加到900万桶/天,届时全球70%的石油贸易流向都将指向亚洲。 (6)电动汽车蓬勃发展但石油时代远未结束 到2025年,美国石油产量将占到全球石油供应增量的80%,从而维持近期石油价格下行态势,使得消费者暂时还无法找到停止使用石油的理由。新政策情景显示,到21世纪20年代中期,石油需求仍将保持强劲增长态势,但之后将显著放缓,原因是更高的燃油效率和替代燃料使用降低了汽车的石油使用量。其他行业对石油强劲的需求会促使石油消费保持增长态势,到2040年全球石油需求预计将达到日均1.05亿桶。石油化工行业是石油消费增长最大驱动因素,紧随其后的是卡车货运、航运和船运行业。一旦美国致密油产量在21世纪20年代后期达到峰值,那非欧佩克石油的整体产能则会回落,市场供需平衡就会越来越依赖中东。到2040年仍需要大规模的投资来开发6700亿桶的新石油资源,主要目的是弥补现有油田产量下降产生的供应短缺,而不是满足需求的增长。随着石油供应市场趋紧,石油公司必须转向开发条件更为复杂的新油田项目,而这势必给成本和价格带来持续的上行压力。 美国致密油更大的上涨空间和电动汽车快速发展步伐将会迫使油价在未来很长一段时间内继续保持在低位。在低油价情景中,报告预计美国致密油资源会翻番,达到2000多亿桶,大幅提高美国的供应量,而更广泛的数字技术应用则有助于遏制上游成本增长。额外的政策和基础设施支持将会加速电动汽车在全球范围内部署扩张,到2040年预计保有量将达到近9亿辆。但主要产油地区能够经受得住油气利润下滑的挑战,这足以使价格在2040年时保持在50-70美元/桶的范围内。然而,上述的情况也难以扭转目前石油消费的主流趋势。尽管客车市场正在快速转型,但想要让全球石油需求见顶则需要在其他行业采取更强有力的政策措施。否则,在低油价环境下,消费者几乎没有任何经济动力来放弃石油使用。与此同时,石油需求预计增长强劲(至少在短期内),但包括2017年在内石油新项目已经连续三年呈现投资疲软态势,而这极有可能在21世纪20年代带来新增供应短缺风险。 (7)液化天然气正在塑造全球天然气市场新秩序 新政策情景下,到2040年天然气将占到全球能源需求增量的四分之一,成为继石油后的全球第二大燃料。在中东等资源丰富的地区,扩大天然气使用相对比较简单,特别是在可以替代石油的情况下。在美国,即使没有出台限制煤炭使用的国家政策,到2040年天然气发电都将在电力生产中占有很大的份额。但预计全球天然气需求增量的80%来自发展中国家(如中国、印度和其他亚洲国家),这些国家的大部分天然气依赖进口,且基础设施往往不够完善。这反映了天然气采用非常契合上述国家的政策重心,因为天然气可以用于供暖、发电和交通运输燃料,但比其他化石燃料产生的二氧化碳和污染物排放量要少,有助于解决空气污染问题。但天然气面临的竞争格局是异常激烈的,不仅仅是煤炭,还包括可再生能源,因为在一些国家,到21世纪20年代中期可再生能源成为比天然气更便宜的电力资源,推动燃气发电厂从基荷电厂演变成调峰电厂。此外,能效政策也会在一定程度上限制天然气使用:到2040年,尽管天然气发电量会增加一半以上,但由于电厂效率提升,电力行业的天然气使用量仅会增长三分之一。 美国液化天然气(LNG)出口正在加速全球天然气市场转型,催生了天然气市场新秩序的建立,即形成一个灵活性更大、流动性更强、全球化程度更高的新市场。而如何在渡过当前供应充足和低价格时期后,确保天然气依然廉价和安全,对于其未来的长期发展至关重要。到2040年,LNG将占到长途天然气贸易增长的近90%:除了少数例外(如俄罗斯与中国之间开辟的新天然气管道),各大新建管道将展开激烈竞争。天然气供应也将变得更加多元化:到2040年,全球LNG工厂数量将会翻一番,主要新增工厂来自美国和澳大利亚,其次是俄罗斯、卡塔尔、莫桑比克和加拿大。价格形成越来越依赖于不同天然气来源之间的竞争,而不是依赖石油指数。由于目的地选择灵活性,定价以配送枢纽为基础,有现货可供选择,使得美国的LNG成为了全球天然气市场变革的潜在催化剂。尽管变革步伐和方向上的不确定性会阻碍新投资进入,且在21世纪20年代存在天然气市场硬着陆的风险,但天然气新秩序建立有助于保障天然气安全。从长远来看,规模更大和流动性更强的LNG市场可以抵消能源系统其他环节灵活性降低带来的问题(例如,由于燃煤电厂退役,一些国家的燃料转换能力会降低)。到2040年,预计主要LNG进口国家/地区需要10天左右的时间才能把进口水平提高10%,比当前的欧洲、日本和韩国所需要的时间少一周。 (8)能源普及、污染控制和减排目标尚未实现 当前电力普及仍未实现,而扩大清洁烹饪设施的使用范围更具挑战。但积极迹象已经显现:自2012年以来,每年新增1亿多人获得电力供应,而2000到 2012年这一数值仅为6000万。印度和印度尼西亚的进步尤为显着,且在2014年撒哈拉以南非洲地区电气化普及率增幅首次超过人口增幅。尽管发展势头良好,但在新政策情景中,到2030年仍将有约6.75亿人(其中90%在撒哈拉以南非洲地区,当前是11亿)无法获得电力服务(当前是11亿),23亿人继续依赖生物质、煤炭和煤油进行烹饪(当前是28亿)。这些非清洁燃料的使用过程产生的空气污染每年导致280万人过早死亡。 政策对空气质量的关注度不断提高,报告预计全球所有主要污染物排放量会有所下降,但其对健康的影响依然严重。许多工业化社会的老龄化人口变得更容易受到空气污染的影响,城市化也会增加与交通污染物接触几率。尽管污染控制技术得到了更广泛的应用,并且能效提升减少了其他污染物的排放,但在新政策情景下,到2040年,室外空气污染造成的全球过早死亡人数依旧会从现在的300万人增加到400万人。 尽管近两年能源相关的二氧化碳排放处于稳定状态,但在新政策情景下,到2040年排放仍将有所增加。虽然目前取得的减排成果远不足以解决气候变化带来的严重问题,但还是起到了一定积极作用。新政策情景下,2040年的碳排放量将比去年报告预计值少6亿吨(去年是363亿吨,今年是357亿吨)。到2030年,中国的碳排放将达到峰值(92亿吨,略高于当前水平),随后开始下降。到2040年,尽管全球GDP将上涨125%、电力需求将增长60%,但电力相关的碳排放仅会小幅增加5%。然而,其他行业无法跟上电力部门的变化速度:交通运输行业产生的碳排放将在2040年赶上燃煤发电厂,工业碳排放也将大幅增加20%。 (9)采用综合方法缩小与可持续发展目标的差距 可持续发展情景提供了一个综合方法,以实现一系列对于可持续经济发展至关重要的能源相关目标:气候稳定、空气清新、现代能源服务广泛普及和能源安全风险的降低。实现上述目标的关键是及早达到二氧化碳排放峰值,随后迅速下降,与《巴黎协定》保持一致。 在可持续发展情景中,低碳能源在2040年的能源结构中份额将翻番,达到40%,各种提升能效方法被采用,煤炭需求下滑,此后不久石油消费量也将达到峰值。到2040年,电力行业基本实现低碳化,主要依靠可再生能源(贡献超过60%)、核能(15%)以及碳捕获和封存(6%),且这一技术在减少工业部门排放方面可以发挥同等重要的作用。电动汽车成为主流,但运输行业的脱碳还需要更为严格的效率措施,特别是公路货运。在这种情景下,能够实现或者超越可持续发展议程中确定的2030年可再生能源和能效目标;可再生能源和能效是推动低碳转型、减少污染物排放的关键机制。要想获得经济高效的结果,就要充分考虑可再生能源和能效之间的相互协调、统一政策和市场框架——尤其是在居民生活领域。将高效电器与分布式可再生能源相结合,从而在扩大电力普及和清洁炊事方面发挥更重要作用,特别是在电网难以覆盖的农村地区和偏远山区。 (11)天然气有助于能源系统转型 随着石油和煤炭需求回落以及可再生能源的强劲增长,天然气成为可持续发展情景中全球最大的单一燃料。确保天然气利用带来清新气候效益取决于可靠的行动,以尽量减少甲烷泄漏到大气中。在可持续发展情景中,到2030年天然气消费量将增长近20%,到2040年仍将维持在这一水平。在这种情况下,天然气的贡献在不同地区、不同部门之间差异很大。在严重依赖煤炭的能源系统(如中国和印度),在缺乏可再生能源使用的情况下(特别是在一些工业部门),或者在整合高比例可再生能源时需要保持电力季节性灵活性的情况下,天然气将发挥关键作用。加强行动力度,解决石油和天然气价值链上的甲烷泄漏是提升天然气环保形象的关键所在:这些排放量不仅是唯一的人为甲烷排放,且减少这些排放的花销是最低的。IEA首次对全球每年减少约7600万吨甲烷排放量的成本进行了分析,结果表明,这些排放量的40%-50%可以在没有净增成本的情况下得到削减,因为所捕获的甲烷价值可以抵消实施减排措施的费用。上述的措施在新政策情景中对限制全球气候升温的影响与关闭中国燃煤电厂的效果相当。 (12)在政策指引下,投资有助于书写能源未来新篇章 全球能源系统大规模转型正在深刻影响能源未来投资前景。在新政策情景中,电力投资占到能源供应总投资的近一半,在可持续发展情景中,则占到近三分之二,比近年来占比 40%的平均水平会有上升。在新政策情景中,在能源供应侧和终端消费的投资累计将会达到 60 万亿美元;在可持续发展情景中则会达到 69 万亿美元,清洁能源技术和能效的投资占比都会不断增加。但是油气上游投资仍然是安全能源系统的主要组成部分,即便是在可持续发展情景中的碳约束条件下也是如此。保持正确的定价信号和政策框架包括逐步取消造成化石燃料浪费性消费的补贴政策。与社区、市政和私营部门倡议一样,精心设计的政策仍是追求更加美好能源未来的必要条件。