9月14日,英国石油公司(BP)发布《世界能源展望2020》报告 ,基于三种预测情景(快速转型、净零排放和一切照旧),对至2050年的全球能源供需、碳排放、投资进行了预测。报告指出,未来30年全球能源需求增速将低于过去20年,能源需求增长将完全来自新兴经济体,能源消耗和碳排放地区差异将缩小,可再生能源的飞速增长将引领能源低碳转型,氢能也将发挥越来越重要的作用。关键要点如下:
一、能源转型的全球背景
到2050年,全球GDP将持续增长但增速放缓。受疫情影响,2018-2050年全球GDP年均增速约为2.6%,远低于过去20年的平均水平。到2050年,世界人口将增加20亿以上达到约96亿人。发展中经济体将占世界经济增长的80%以上,中国和印度贡献了约一半的增长。预计在未来30年内,城市化进程将相对较快的国家将占全球GDP增长的一半以上,而2018年仅占三分之一。
经济发展将导致能源需求增长,但增速低于过去20年。快速转型情景(0.3%)和净零排放情景(0.3%)中,2018-2050年一次能源的年平均增速显著低于过去20年(2.0%)。一切照旧情景中一次能源需求年增长(0.7%)比其他两种情景更快、更持久,表明能效增长更慢。
疫情对经济活动和能源需求具有持续性影响。快速转型情景中,全球GDP水平将在2025年和2050年分别降低约2.5%和3%。印度、巴西和非洲的经济结构最易受到疫情影响。疫情对石油需求影响最为明显,2025年和2050年分别减少300万桶/天和200万桶/天。如果疫情进一步扩大,可能会造成更大的经济损失:导致全球GDP水平到2025年和2050年分别降低4%和近10%;到2050年能源需求与石油需求将分别下降8%和500万桶/天。
二、部门能源消费预测
所有部门的能源消费均有所增长,但增速减缓。2018年,工业能源需求占全球45%,非燃烧用能占5%,其余用于建筑(29%)和交通(21%)。快速转型情景中,到2050年交通、工业和建筑部门一次能源需求增速相比21世纪前20年有所放缓,工业和建筑部门最为明显,交通部门能源需求增长将占总增量近60%。净零排放情景中,到2050年电力和氢能的需求进一步增加,尤其在交通和工业领域。一切照旧情景中,到2050年交通、工业和建筑部门一次能源需求量都将大幅增加,但增幅低于过去20年。
工业部门能源消费向发展中经济体和低碳能源转变。到2050年,一切照旧情境下工业部门一次能源需求将增长约15%(年均增速0.5%),远低于过去20年增速;其他两种情景下能源需求相对稳定。三种情景下,工业能源需求增长都集中在新兴国家(中国以外),尤其是印度、亚洲其他国家和非洲,这是因为能源和劳动力密集型工业活动越来越多地从发达国家转移到了发展中国家。三种情景下,到2050年工业部门煤炭使用量都急剧下降,在快速转型情景和净零排放情景中更为明显,取而代之的是电力、生物质和氢的份额不断增加。
发展中国家生活水平的提高将促使建筑部门用电量增加。随着生活水平的提高,照明和电器需求增多,促使建筑部门用电量大幅增加,发展中国家尤为明显。快速转型和净零排放情景下,亚洲和非洲发展中国家建筑用能显著增加,但被发达国家建筑能源消费的大幅下降抵消,因此两种情景下建筑总年均能源消费将上升0.2%或0.1%。日益增加的用电量挤占了石油、天然气和煤炭的需求份额,到2050年,建筑部门对石油的需求已基本为零,对天然气的需求将下降50%或90%。
交通运输能源消费增长放缓,石油消耗在2020年代中后期达到顶峰。三种情景下,客运和商业运输能源需求强劲增长,但被效率提升所抵消,尤其是乘用车、卡车和航空。交通运输部门一次能源需求增长完全来自发展中国家,发达国家基本持平。到2050年,石油在运输部门终端能耗占比从2018年的90%下降至约80%(一切照旧情景)或40%(快速转型情景)或20%(净零排放情景)。相反,电力、氢能、生物燃料和天然气所占能耗份额增加。在快速转型情景和净零排放情景中,电力在终端能源消耗中占比将增至30%或40%。
三、地区能源需求预测
全球能源需求增长将完全来自新兴经济体。三种情景下,到2050年新兴国家约占能源需求的70%左右(2008年约为50%)。发达世界能源消费下降的主要原因是能效提高节约的能源超过了能源需求增长。新兴经济体的能源消耗增长由印度和其他亚洲国家引领,两国能源需求增长之和超过快速转型和净零排放情景中全球能源需求总增长,是一切照旧情景下全球总增长的60%。中国能源需求增长急剧放缓,由于能效加速提升以及经济结构从高耗能产业持续转移,到2050年中国在快速转型和净零排放情景中能源需求已回到2018年水平。尽管如此,三种情景下中国仍然是最大的能源市场,到2050年将占世界能源需求的20%以上,几乎是印度的两倍。
全球能源消耗和碳排放量的地区差异缩小。2018年,发达国家人均能源消费是新兴经济体的3倍多,美国是印度的12倍。快速转型情景下,到2050年发达经济体和新兴经济体能源消耗差异缩小;然而发达国家人均能源消费仍为新兴经济体的2倍多。其他两种情景也呈现相同趋势。快速转型情景下,人均碳排放差异显著减小,主要原因是人均能源消费减少,以及发达经济体和新兴经济体燃料使用平均碳强度的改善程度大致相同。
到2050年,全球仍存在严重的能源不平衡状态。2018年,全球石油产量近3/4进行了国际贸易,天然气产量约1/4进行了国际贸易;中国70%的石油和40%以上的天然气消费来自进口,印度则分别为80%和50%。快速转型情景中,由于石油需求下降50%,到2050年中国油气净进口量略有下降;印度则由于煤改气等导致油气净进口量增加一倍以上。油气出口将继续由中东和俄罗斯主导;美国油气出口将在2030年代达峰,之后随着致密油和非传统油气产量下降而下降。
四、分品种能源供需预测
可再生能源将引领能源结构向低碳转型。快速转型和净零排放情景中,可再生能源(不包括水电)增长均超过10倍,其在一次能源中占比将从2018年的5%上升至2050年的约40%或60%;一切照旧情景中也占一次能源需求总增长的90%。风能和太阳能将推动可再生能源发电快速增长,到2050年成本分别下降30%和65%(快速转型)或35%和70%(净零排放)。
化石能源在一次能源占比从2018年的近85%下降到2050年的约40%(快速转型情景)或约20%(净零排放情景)。煤炭消费下降最为突出,在快速转型和净零排放情景中到2050年降幅超过80%;天然气前景最为持久,到2050年其消费量在快速转型情景下与2018年基本持平,净零排放情景下降低40%,一切照旧情景下增加35%;到2050年,石油需求在快速转型和净零排放情景下分别下降50%和80%,在一切照旧情景下比2018年水平略有下降。
随着世界向低碳能源转型,氢能将扮演越来越重要的角色。随着技术发展、成本下降以及碳价上涨,氢能将在2035-2050年显著增长。到2050年,氢能在终端能源消费中约占7%(快速转型)或16%(净零排放)。氢为工业过程高温供热具有特殊优势,到2050年将占工业终端能源消费的10%左右(快速转型)或18%(净零排放);氢在交通中主要用于长途运输,到2050年约7%(快速转型)或10%(净零排放)的车公里数由氢能驱动。快速转型情景中,中国和发达经济体中氢的使用最为明显;净零排放情景中,氢气的使用范围更广,在印度和亚洲其他发展中国家也有显著增长。
五、能源相关碳排放预测
快速转型和净零排放情景中碳排放量显著下降。受疫情影响,能源相关碳排放量短期内急剧下降。快速转型情景下,到2050年能源相关碳排放将比2018年下降约70%至略高于90亿吨;净零排放情景则将下降95%以上达到150亿吨左右。一切照旧情景下,能源相关碳排放下降幅度有限,到2050年仅下降10%左右。快速转型情景下,到2050年交通部门将是碳排放最大来源(约占1/3),工业和电力部门各占约1/4。净零排放情景下,电力部门的负排放(主要来自生物质发电结合CCUS)将抵消一部分工业和交通排放。
低碳转型将使全球能源系统发生根本变化。快速转型和净零排放情景中,到2050年全球化石燃料使用量下降50%或70%,油气消费将下降1/3或2/3。2050年,电力将占终端能源消费的50%(快速转型)或60%(净零排放)。到2050年,氢气将占终端能源消费的7%(快速转型)或16%(净零排放)。传统化石能源消费减少还导致生物能的作用日益增强。到2050年,生物能源约占一次能源的7%(快速转型)或10%(净零排放)。
六、能源相关投资预测
能源转型要求投资方式发生重大转变。快速转型和净零排放情景中,风能和太阳能发电厂投资将显著增加,2020-2050年期间年均投资5000-7500亿美元,比2013-2018年的投资水平高两到三倍;一切照旧情景中为3000-4000亿美元。净零排放情景中,风能和太阳能投资呈现驼峰状,后半段预测期内可能出现供应链产能过剩问题。快速转型和净零排放情景中,石油和天然气需求的显著下降,上游投资步伐也相应迅速放缓。
石油和天然气新生产设施仍需大量投资。如果石油生产商未来30年只投资于维护现有(棕地)设施,以及完成已获批项目,石油产量年均将下降4%以上,到2050年全球石油供应将降至2500万桶/天,天然气产量年均降幅为4.5%,难以满足三种情景下的需求水平。到2050年仍需对油气上游新生产设施进行大量投资,预计约为9-20万亿美元。净零排放情景中,到2035年需投入数万亿美元的石油投资以确保充足供应,但2035-2050年需求下降速度超过产量的自然下降速度,意味着到2050年部分投资设施可能无法被充分利用。