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深度|全球主要能源展望報告研究成果分析與啓示
2018/2/11 10:32:00    新闻来源:能源情报研究

上世紀70年代,在石油危機和高油價的影響下,能源市場未來走勢預測模擬得到了積極的發展。當時,除了國家預測外,出現了最早的全球性預測,預測中討論的焦點是經濟和能源的相互依存問題。如今,成熟的能源預測已經成爲制定能源規劃和能源政策的重要依據,全球能源長期預測更是國際能源戰略研究的基礎,對能源政策、經濟發展、技術進步具有重要的導向作用。

各類能源機構每年都會按照各自的預測模型體系發布全球能源展望報告。展望報告在分析全球經濟走勢的基礎上,對中長期全球能源市場趨勢進行判斷。科學的預測不僅可以預見未來,還會影響全球能源的發展走勢。對于包括政府機關、能源企業和油氣公司、研究機構、專家、投資商等在內的廣大讀者群來說,能源展望最大的價值在于可以作爲其決策的依據。對比分析這些能源展望報告對理解能源市場的發展趨勢有著重要作用。

一、近期各類機構發布的全球能源展望報告

從事全球能源發展預測的機構有很多,國際上有諸如國際能源署、歐佩克等政府間組織,各國國內有諸如美國能源信息署、日本能源經濟研究所等權威能源機構,此外還有BP、埃克森美孚等大型能源公司,伍德麥肯茲等知名能源咨詢公司。這些機構長期從事能源統計與展望工作,發布的能源展望報告具有較高知名度和影響力。

國際能源署《世界能源展望》

国际能源署(IEA)是经合组织(OECD)为应对能源危机于1974年11月设立的政府间组织,致力于预防石油供给的异动,同时亦提供国际石油市场及其他能源领域的统计情报。《世界能源展望(World Energy Outlook)》是IEA分析国际能源趋势与能源发展重点问题的年度旗舰报告,也是全球能源领域最具影响力的展望报告之一。每年的报告都会以附录形式列出各地区、各类型能源发展前景,并提供详细的预测数据。报告中的大量信息与预测数据被视为能源领域的权威资料。2017年11月,IEA发布最新版的能源展望报告——《World Energy Outlook 2017》,对2040年前全球能源需求和供应预测进行全面更新。

歐佩克《世界石油展望》

欧佩克(OPEC)自2007年开始发布能源展望报告,重点预测全球石油行业的发展情况。OPEC每年发布的《世界石油展望(World Oil Outlook)》结构统一,主要包括两部分内容,第一部分分析全球原油供需情况,包括世界原油发展趋势、不同地区原油需求形势分析、液体燃料供应分析以及原油上游产业面临的挑战等,第二部分分析原油下游产业,包括化工产品需求、全球短期炼化产能、全球长期炼化产能、下游投资需求,以及原油下游产业面临的挑战等。2017年10月,OPEC公布了最新的年度能源展望报告——《World Oil Outlook 2017》。

美國能源信息署《國際能源展望》

美国能源信息署(EIA)隶属于美国能源部,是美国能源统计与信息发布机构,其研究内容及成果形态是美国能源数据及分析预测的主要信息来源。EIA年度能源展望报告《国际能源展望(International Energy Outlook)》主要内容包括全球分地区、分部门、分品种的能源需求及供应预测,石油价格预测,与能源相关的二氧化碳排放预测等,其中对油气价格的分析预测是其区别于其他机构能源预测的亮点。2017年9月,EIA发布《International Energy Outlook 2017》,对未来国际油价的走势、石油天然气的生产及消费等做出了最新预测。2017年展望也是EIA将预测数据更新至2050年的第一个版本。

日本能源經濟研究所《亞洲/世界能源展望》

日本能源经济研究所(IEEJ)是日本国内有关日本和亚洲能源相关问题的研究机构,致力于从全球角度考虑日本和亚洲的能源经济问题并提出政策建议方案,负责为日本政府制定能源政策提供能源基础数据和信息。IEEJ发布的《亚洲/世界能源展望(Asia/World Energy Outlook)》系列报告对亚洲和世界能源供需情况进行展望研究。2017年10月IEEJ最新发布的《IEEJ Outlook 2018》是全球能源及环境等相关领域面向2050年的最新预测与展望。

俄羅斯科學院能源研究所《全球和俄羅斯能源發展展望》

俄罗斯科学院能源研究所(ERI RAS)是俄罗斯国内从事能源政策基础研究和应用研究的大型科研中心,此外,该机构还发布俄罗斯、独联体国家以及全球能源市场发展预测和展望。2016年11月,ERI RAS发布了最新的《全球和俄罗斯能源发展展望(Global and Russian Energy Outlook)》。该展望时隔两年再度更新,将全球能源价格下跌、国家和地区对外政策变化等事件纳入预测的考虑因素之中。

BP公司《BP世界能源展望》

作为一家以石油、天然气业务为主的全球化能源企业,BP掌握着全球能源市场的最新数据,并以此开展一系列关于能源统计分析和能源展望方面的研究。《BP世界能源展望(BP Energy Outlook)》是BP公司自2011年起每年出品的重要行业报告之一。报告格式基本保持统一,首先是一次能源概述,然后是各类能源详述,最后阐述关键问题、关键不确定因素,以及对2035年之后的一些判断。2017年1月,《BP Energy Outlook – 2017 edition》在伦敦首发。该报告基于对政策、技术和经济未来变化的假设和判断,揭示未来20年内可能影响全球能源市场的关键趋势和因素。

埃克森美孚公司《2040年全球能源展望》

埃克森美孚公司(ExxonMobil)从21世纪初开始全球中长期能源展望方面的研究,并于2006年开始发布面向2030年的全球能源展望报告。2011年末,ExxonMobil将展望期拓展到2040年,此后逐年更新基年到2040年的能源展望数据,每年的报告题目均为《2040年全球能源展望(The Outlook for Energy: A View to 2040)》。报告分析不同领域的能源发展情况,内容包括全球主要国家和地区分部门、分品种的能源需求及供应,電力裝機及结构,能源排放等相关信息。目前报告已更新至《2017 Outlook for Energy: A View to 2040》。

中國石油經濟技術研究院《2050年世界與中國能源展望》和國網能源研究院《全球能源分析與展望》

中国石油经济技术研究院(CNPC ETRI)和国网能源研究院(SGERI)都是从2016年开始首次发布全球能源展望报告,两个机构发布的展望报告分别是《2050年世界与中国能源展望》和《全球能源分析与展望》。

中國石油經濟技術研究院發布的展望報告主要從經濟與人口、一次能源、石油、天然氣、煤炭、電力6個方面介紹未來能源發展情況。對非常規油氣方面的研究以及多情景對比是該報告的亮點。2017年8月,中國石油經濟技術研究院舉行了2017版《2050年世界與中國能源展望》發布會。

國網能源研究院發布的展望報告主要包括全球分地區、分部門、分品種的能源供應及需求,電力需求及供應,新能源裝機及發電,能源相關排放等情況。對儲能、微網、電動汽車以及電能替代等方面的專題研究是該報告的重要亮點。2017年8月,國網能源研究院發布了2017版《全球能源分析與展望》的研究成果。

彭博新能源財經《新能源展望》

彭博新能源财经(BNEF)自2004年成立以来一直专注于全球清洁能源和碳市场的资讯和研究服务。《新能源展望(New Energy Outlook)》是BNEF每年对世界能源及電力行業做出的市场长期预测报告,是新能源市场一份较受关注的展望报告。与IEA的《World Energy Outlook》和EIA的《International Energy Outlook》相比,BNEF的《New Energy Outlook》亮点在于对储能及其他灵活性技术进行预测。2017年7月,BNEF发布了最新的新能源展望报告《New Energy Outlook 2017》。

伍德麥肯茲等國際能源咨詢公司的不定期展望報告

伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)每年都会将全球大宗商品趋势分析与IEA、BP、Exxon Mobil所发布的类似分析进行对比,并根据市场需求不定期推出短期或中长期的全球能源展望报告,但这些报告主要是根据客户实际要求而推出的定制报告,每份报告有各自关注的重点领域,并未形成全面的系列报告。如2017年5月Wood Mackenzie发布的《可再生能源是否将成为石油巨头们的重要目标(Could renewables be the Majors' next big thing?)》就是一份预测大型石油公司可再生能源投资前景的专题展望报告。


二、全球主要能源展望報告綜合對比

(一)預測內容比較

對比近期各類機構發布的全球能源展望報告,不妨從展望報告內容、預測項目、報告特色和展望期限的相同點和不同點開始。

——從報告內容來看,一類以IEA展望爲代表,報告篇幅較長,內容詳盡,不僅詳細列出了情景參數和政策依據,而且提供了預測期內所有地區和所有能源品種在各種情景下的預測結果;另一類以BP展望爲代表,報告內容精煉,觀點突出,大多數結論以圖表形式展示,未完全公布所有具體的預測數據。

——從預測項目來看,各報告的預測項目重點多集中在石油、天然氣等化石能源領域。BP和ExxonMobil預測的項目較全面,從世界經濟發展趨勢到化石能源分析及未來汽車保有量等項目均有包括;EIA、OPEC等機構預測的項目相對較少,報告內容僅集中在具體能源的發展分析上,而與能源相關的其他問題預測在報告中沒有過多體現。

——從報告特色來看,IEA詳細分析了各種預測對能源行業、能源投資、能源安全和環境産生的影響;OPEC展望重點在于分析全球石油行業的發展情況;EIA展望中有對油氣價格的預測;BP展望專門討論了關鍵不確定因素,並特別添加了對以往展望的主要修正;中國石油經濟技術研究院展望中有對非常規油氣的研究;國網能源研究院展望中有對儲能、微網、電動汽車以及電能替代等的專題研究;BNEF展望有對儲能及其他靈活性技術的預測。

——从展望期来看,最近发布的能源展望报告中,BP的预测面向2035年;IEA、OPEC、EIA、ERI RAS、ExxonMobil的预测面向2040年;IEEJ、中国石油经济技术研究院、国网能源研究院则预测了到2050年的全球能源发展情况。

(二)預測情景設置

能源發展會受到很多不確定因素的影響,任何一個因素都可能使實際數據與預測數據産生偏差。因此,許多預測模型都具備情景分析的特點。所謂情景分析,不是對未來趨勢簡單的預言或者最好的判斷,而是對能源或氣候政策、宏觀經濟環境、能源價格、技術等系統參數發生改變的各種情況的模擬。展望報告中的預測值多是基于特定情景假設下的分析結果,不同情景下能源市場將沿不同方向發展。可以說,多種情景的設置是對展望報告的補充與完善,而情景設置差異則體現了各大機構不同的分析視角和關注重點。當然,各展望報告都會選擇某種情景進行主要分析和預測,不同的是,有的展望會同時列出其他情景下的預測數據作爲對比和參考(如IEA展望),而有的展望將分析和預測的大多數內容只放在了最可能出現的基准情景上(如BP展望)。

IEA是经合组织国家政府间能源事务协调机构,欧盟国家在该机构具有较大的话语权。欧盟致力于通过发展新能源应对气候变化,因此IEA的能源预测特别关注全球气候变化和可持续性发展。IEA 2016年展望设有三个情景:当前政策情景、新政策情景和450ppm情景。当前政策情景,即各国能源政策保持现状不变;新政策情景,指世界各国已制定的政策、承诺和计划基本得到贯彻情况下的预测方案;450ppm情景,即大气中温室气体浓度控制在450ppm以下,全球平均气温升高幅度控制在2℃以内。可持续发展情景是IEA 2017年展望中引入的一个重要的新情景,该情景是指按照国际社会制定的可持续发展议案,应对气候变化,改善空气质量,实现安全经济可持续的现代能源普及化。IEA认为,能源政策不可能长期不变,因此,从2010年开始,IEA就将政策适度推广的新政策情景作为主要分析情景。

美國認爲影響未來能源需求的關鍵因素是經濟增長速度和石油價格,EIA展望中設置了參考情景、高經濟增長情景、低經濟增長情景、高油價情景、低油價情景等五種預測情景。參考情景是指當前技術進步、經濟發展和人口增長趨勢保持不變的情況。高經濟增長情景和低經濟增長情景假設2015~2040年間全球GDP年均增速分別爲3.3%和2.7%。2040年北海布倫特原油價格在低油價情景中被設定爲43美元/桶,而在參考情景和高油價情景中分別爲109美元/桶和226美元/桶。參考情景是EIA展望的主要分析情景。

與EIA相似,OPEC的展望中也引入了參考情景、高經濟增長情景、低經濟增長情景,其中參考情景爲主要分析情景。OPEC的高經濟增長情景和低經濟增長情景分別假設到2040年的全球GDP年均增速爲3.6%和3.3%。

日本國內能源資源匮乏,因此尤其重視能源科技發展,並且在以技術進步提高能效方面具有絕對優勢。IEEJ十分看重技術進步對能源發展的影響因素,在最新的展望中設置了基准情景、技術進步情景和石油需求頂峰情景。基准情景以當前的能源和環境政策爲背景,以延續至今的趨勢爲依據。技術進步情景是指先進技術得到最大限度應用時的情景。石油需求頂峰情景,即認爲石油消費將在2030年左右達到頂峰,然後轉爲減少。IEEJ以基准情景爲主要分析情景。

俄罗斯能源行业饱受油价低迷和西方制裁的双重压力。ERI RAS在最新的2016版展望中设置了一系列不同于此前2013和2014版本的全新预测情景:乐观情景、正常情景和悲观情景。乐观情景是指不存在消极事件的情况下燃料动力综合体的发展情况,正常情景是指一切照旧的情况下能源领域发展变化的轨迹,悲观情景是指经济、政治、技术等限制因素共同起作用的情况下会带来的变化。正常情景是ERI RAS的主要分析情景。

BP展望除了主要分析的基本情景外,還簡單討論了快速轉型情景和更快轉型情景。快速轉型情景假定一系列現有政策機制較基本情景更爲嚴格,更快轉型情景展示的排放軌迹與國際能源署450ppm情景相吻合。

中國石油經濟技術研究院的展望主要分析現政策情景,另設有粗放情景、低碳情景和強約束情景。

國網能源研究院的展望中設有自主減排情景(各國兌現減排承諾),高需求情景(能源需求較快增長,能源供應加快向可再生能源轉型)和高能效情景(各國高度重視能效管理,能源低碳轉型加快,可實現二氧化碳減排目標)。

表1 主要机构能源展望的情景设置情况

(三)預測准確性評估

爲了評估展望報告結論的准確性,需要關注具體的預測數據。在各類機構發布的全球能源展望報告中,IEA的數據預測曆史最長、預測結果影響範圍最廣。IEA?20多年來的長期預測是業內最權威的預測之一。以IEA對全球一次能源消費的預測爲例。鑒于在以往大多數預測展望中,當前政策情景都是最常規的情景,並且全球能源目前仍沿慣性軌道發展,這裏選擇能源政策尚未改變的當前政策情景來分析,用以評估IEA預測的准確性。

根據2000年以後一次能源消費統計方法的變化(將傳統的生物質能源也納入了一次能源的範圍),上世紀90年代IEA的預測數據也都進行了相應的修正。對比全球能源消費的實際數據和IEA的預測數據後不難發現,在過去的20余年間,IEA預測的准確性頗高(見圖1)。

資料來源:俄聯邦政府分析中心網站

图1 全球能源消费的实际数据和IEA的预测数据

上圖中,具體年份相對誤差的平均值爲2.05億噸石油當量,或2%左右,最大值爲6.76億噸石油當量,或不超過5%。如果不經修正,上世紀90年代IEA的預測數據誤差會較大,這並不是IEA統計模型准確性的問題,而是一次能源消費統計核算的特點所致。

到目前爲止,在IEA所有公開的能源預測中,1994年預測近乎完全實現。根據該版本的預測,2010年全球能源消費應爲128.46億噸石油當量,當年的實際消費量爲127.65噸石油當量,也就是說,20年前的預測誤差僅爲8100萬噸石油當量,或0.6%。整體而言,IEA的預測數據較爲溫和,一般處于所有機構預測數的中間值,並且與實際統計數據較爲接近。


三、全球主要能源展望報告總體結論

由于情景設置的依據和標准不同,各機構的展望數據往往無法進行直接對比,但各展望報告中主要分析情景的結論基本可以反映各機構對未來能源走勢的整體判斷。從這個意義上講,綜合不同機構主要分析情景中對能源走勢相同或相似的判斷,可以幫助我們把握未來能源的發展方向。

(一)全球能源需求增速

BP預計,未來20年世界經濟將增長近一倍,到2035年,世界人口預計增加約15億,全球能源消費增長約30%,幾乎所有新增能源需求都來自新興經濟體,其中中國和印度貢獻了超過一半的增長。經合組織內部的能源需求幾乎無增長。全球能源強度在上述展望期內的年均降速爲2%,比1965年以來的任何20年的平均降速都更快。

IEA預計,到2040年,全球人口將增加到90億以上,全球經濟年均增速將達到3.4%,相比過去,全球能源需求增速將放緩,但從現在到2040年間,依然會增加30%,這相當于在如今全球能源需求的基礎上再增加一個中國和印度的消費量。2040年,印度在全球能源消費中的占比將升至11%,這一數值雖然不及其18%的全球人口占比預期,但印度對需求增長量貢獻最大,在需求增量中的占比接近30%。東南亞是全球能源行業中另一增長巨擘。總體而言,亞洲發展中國家占全球能源需求增長的三分之二,其余增長主要來自中東、非洲和拉丁美洲,歐洲國家能源需求預計將減少10%。

OPEC認爲,2016~2040年,全球經濟將維持年均3.5%的增速,到2040年,全球人口預計將達到91億,較2015年增加18億,全球能源需求將增加35%。歐洲經合組織國家能源需求在2015~2040年間預計會有1.1%的小幅下降。對全球一次能源消費增量的貢獻主要來自中國和印度,到2040年中印兩國的能源需求量幾乎相等。

EIA數據顯示,到2040年,全球能源消耗將增長28%,印度和中國將領跑全球能源需求增長,歐洲經合組織國家能源需求將在2015年基礎上增長9%,北美洲國家一次能源消費增長6%,屆時,印度還無法超越中國能源需求增長量世界第一的位置。

ERI RAS认为,2040年世界人口将达到91亿,如果GDP年均增速按照2010~2020年3.3%、2020~2030年2.9%~3%、2030~2040年2.4%~2.5%来计算,2040年全球一次能源需求将比2013年增长30%左右。

ExxonMobil預計,到2040年,世界人口將增至91億,全球GDP總量將翻一番,全球能源需求將增長25%,大體相當于目前北美洲和拉丁美洲用能總和,其中中國和印度能源需求增長占45%。因世界各經濟體能效提高對控制能源需求作用重大,經合組織國家對能源的需求到2040年仍可基本保持不變,非經合組織國家因經濟發展快,並有新的能源來源,同期能源需求預計會增長40%。

根據IEEJ的報告,到2050年全球人口增加30%,經濟增長1.5倍,能源消費增長50%。能源強度通過推進節能實現年均降低1.6%,到2050年僅爲現在的56%。展望期內能源消費增量約爲6142Mtoe(百萬噸油當量),相當于每年增加一個英國的消費量。經合組織國家今後35年能源消費相比現在會有所減少。非經合組織國家中,中印兩國以及東盟的能源消費增長將最爲顯著,中東、北非以及撒哈拉以南非洲能源消費也將大幅增加。

中國石油經濟技術研究院和國網能源研究院認爲,未來全球一次能源需求平穩增長、增速放緩,按照兩個機構的統計數據,到2050年全球能源需求較2015年將分別增加27%和26%。

图2 全球能源需求增速预测

如图2所示,BP面向2035年的展望预测能源需求增速为30%,而关于2040年全球能源需求的增长幅度,各机构主要分析情景下的预测值分布在25%~35%的范围区间,其中OPEC的预测更加乐观,ExxonMobil的预测相对保守,ERI RAS、IEA、EIA的预测较为接近,但IEA和EIA关于发达国家和发展中国家能源需求变化方向的预测分歧较大。EIA对非洲、中东和拉丁美洲2040年前一次能源需求年均增速的预期比IEA低0.3~0.6个百分点,EIA对北美洲能源需求的预期比IEA高4%,EIA认为欧洲经合组织国家能源需求将增长9%,IEA则预计欧洲国家能源需求会减少10%。

關于2040年以後的全球能源需求情況,幾個機構的預測數據差距拉大,畢竟,2040~2050年間能源領域不確定因素顯著增多,不同的經濟、政策和技術環境對能源需求影響巨大。但有一點較爲確定,未來20年間,以中國、印度爲代表的新興經濟體將是能源需求增長的主要因素。在人口和經濟增長的大背景下,中東和非洲等地能源消費也將顯著增加。當然,如果以亞洲爲首的非經合組織國家社會經濟形勢發生重大變化,能源消費增速顯著鈍化的話,世界能源供需全景將會大不一樣。

(二)全球能源需求結構

IEA分析稱,與過去25年相比,世界滿足其日益增長的能源需求的方式發生了巨大變化,現在領軍的是天然氣、迅速崛起的可再生能源和節能增效。石油需求增速會穩步下降,但從現在到2040年,石油需求依然會持續增長。天然氣是展望報告中重點探討的燃料。在新政策情景下,到2040年,天然氣會占全球能源需求的四分之一,從而成爲全球能源結構中僅次于石油的第二大燃料。而在可持續發展情景下,低碳能源在能源結構中的份額翻了一番,在2040年時達到40%,提高效率的所有途徑都得到了利用,煤炭需求立即下降,隨後不久石油消費達到峰值。隨著石油和煤炭的回落以及可再生能源強勁上升,天然氣成爲全球能源結構中最大的單一燃料(見表2)。IEA主要分析情景(新政策情景)下全球能源需求結構數據基本上是各機構預測數據的中間值。

表2 IEA 2040年全球一次能源需求预测

化石能源中,石油是目前全球第一大能源。未來20年,石油仍是全球主導燃料,並將持續增長,但增速放緩。綜合多個機構的展望數據,到2040年,預計石油在一次能源中所占比重將處在27%~32%的範圍區間。OPEC在展望中表示,全球石油需求可能在2030年左右達到頂峰。隨著需求的增長,到2040年,石油在全球能源結構中仍將保持領先地位,屆時石油需求將增至1.111億桶/日,石油需求增速將穩步減緩,從2016~2020年間的130萬桶/日降至2035~2040年間的30萬桶/日。

煤炭是目前全球第二大能源。未來20年,煤炭依舊占據重要位置,但隨著世界向清潔能源過渡,將失去大量市場份額。BP認爲,煤炭增速急劇放緩,遠低于過去20年的平均增速,到2035年,煤炭在一次能源中的占比將低于25%,爲工業革命以來所占最低份額。EIA預測,到2040年,除煤炭外,其他能源需求都將呈現上漲態勢。綜合各展望報告數據,多個機構認爲,煤炭需求將在2025年左右達到峰值,然後開始下滑,其主因是在碳減排政策的驅動下,工業部門和發電領域對煤炭的需求將逐步減少。到2040年,預計煤炭在一次能源中的比重將從2016年的27%降至20%~25%。

天然气是目前全球第三大能源。未来20年,天然气增速将高于煤炭和石油。如上所述,天然气是IEA最新展望中重点关注的燃料。综合各机构展望数据,除ERI RAS外,多数机构认为,天然气将在2035~2040年间取代煤炭成为全球第二大燃料。到2040年,天然气在一次能源中的比重将从2016年的22%增至24%~28%。

非化石能源中,BP認爲,未來20年,核電、水電和其他可再生能源加起來將占全部新增能源供給的一半,在一次能源中的占比將在2035年升至的23%。太陽能和風能是增長最快的兩種能源,在展望期內太陽能增長超過8倍,風能增長超過4倍。ExxonMobil預計,到2040年,核能和可再生能源(包括生物能、水能、地熱、風能和太陽能)占新增能源需求的40%,在全球能源供應中占比接近25%。EIA認爲,2015~2040年間,可再生能源的增幅最大,預計需求量年均增速爲2.3%,其次是核電,預計增速爲1.5%。


面向2040年的展望中,各机构预测结果显示,化石能源在能源需求中占比74.6%~77.5%,非化石能源22.5%~25.4%,大体上看,预测数据较为相近。具体到燃料种类,除中国石油经济技术研究院认为2040年石油和天然气并列为全球第一大能源外,其他机构均认为石油仍是最主要的燃料,除ERI RAS认为2040年煤炭仍是全球第二大能源外,其他机构均认为煤炭的位置将被天然气取代。

至于面向2050年的展望,則各機構的預測數據差異拉大。IEEJ認爲,爲了滿足新增的龐大的能源需求,今後仍需主要依靠化石燃料。展望期內,石油仍是消費最多的能源,支撐全球能源需求的30%。天然氣消費量的增加大于其他任何能源,將在2040年前超過煤炭成爲第二大能源。煤炭的消費情況在各地區差異較大,印度、東盟能源需求中很大一部分需要靠煤炭來滿足。到2050年,全球對煤炭的依賴度或將與現在持平或更高。把所有非化石能源加到一起,仍將少于化石燃料中消費量最小的煤炭。非化石能源的份額即使到本世紀中葉仍不過21%左右。

中國石油經濟技術研究院則認爲,世界能源加快向多元化、清潔化、低碳化轉型。展望期內世界煤炭需求已進入下降通道,2050年較2015年減少22%。能源需求增量的91%爲清潔能源(包括天然氣和非化石能源),2050年全球清潔能源占比達到55%,其中非化石能源占比28%。可見,基于各自對未來政策和技術環境的判斷,不同機構對全球2050年石化能源和非石化能源的比例預測已有了較大分歧。

表3 各机构全球一次能源需求结构预测对比

数据来源:BP、IEA、OPEC、EIA、ERI RAS、ExxonMobil、IEEJ、CNPC ETRI

(三)全球電力需求/消費

在全世界各種能源的終端用途中,電力是一股崛起的力量。IEA預計,到2040年,電力會貢獻最終能源消費增量的40%——這是石油在過去25年能源消費增長中的占比,同時,電力在最終能源消費中的份額會增加到將近四分之一。由于用電人口不斷擴大,世界每年會新增4500萬電力消費者,但這依然不足以實現到2030年時普及用電的目標。電力在傳統領域應用增長的同時,也用于采暖和交通運輸,使得其在最終能源消費中的份額會增加到將近四分之一。

IEEJ預計,全球終端能源消費到2050年將比現在增加46%,達到13675Mtoe(百萬噸油當量)。在處于不同發展階段的各國和各地區中,展望期內的電力終端消費都將保持增長。經合組織以外的高中收入國家電力消費增長最爲顯著,中低收入國家也將有3倍以上的增長,非經合組織國家電力消費增量總計將達到15.7萬億千瓦時,遠超經合組織國家當前9.3萬億千瓦時的電力消費總量。伴隨著電力消費的增長,全球電力供應(發電量)也急速增大。2000年用于發電的能源占一次能源消費總量的34%,雖然發電效率會持續提高,但到2050年仍將有41%的能源用于發電。

BP指出,展望期內全球新增能源消費的近三分之二用于發電。用于發電的能源占比從2015年的42%上升到2035年的47%,占比上升部分反映了消費者偏好轉向使用清潔方便的電力。

ExxonMobil表示,全球經濟體的電氣化將帶動全球能源需求增長,社會發展離不開電氣化。到2040年,全球電力需求將在2015年基礎上增長約61%,電力需求增量中有六成來自亞太地區。

中國石油經濟技術研究院認爲,世界電力需求持續增長,2050年全球發電量將達到47.5萬億千瓦時,是2015年的1.88倍,年均增速1.9%,其中,2016~2030年年均增長2.2%,2031~2050年年均增長1.7%。非洲是電力需求增長最快的地區;2050年亞太地區電力需求全球占比達47%。

國網能源研究院指出,自主減排情景下,2045年前後電能超越石油成爲終端第一大能源。2015~2050年間,全球電力需求增長約1.6倍,年均增長2.8%。增量的三分之二來自亞太和非洲,其中亞太地區用電量增至27.9萬億千瓦時,貢獻全球增量的52%;非洲用電量增至6.0萬億千瓦時,貢獻全球增量的15%,年均增長6.2%,是全球電力需求增長最快的地區;北美、歐洲用電量分別增至8.1萬億、7.8萬億千瓦時,年均增速分別爲1.4%、1.3%。

多個機構的預測數據各有不同,有的甚至差異甚遠,但無論是發電能源占一次能源消費比重,還是電能占終端能源消費比重,都呈現出一致的變化趨勢。世界電力需求持續增長,越來越多的常規能源通過轉化爲電力在終端利用,各種形式的能源也主要是通過轉化爲電力得到利用。提高電氣化是未來世界能源發展的主要趨勢之一。

(四)全球碳排放趨勢

BP表示,展望期內來自能源使用的碳排放量預計年均增長0.6%,不到過去20年平均增速(2.1%)的三分之一,這將是自1965年有記錄以來任意20年間的最低碳排放增速。碳排放增長可預見的放緩反映了能源強度下降速度和能源結構變化速度的大幅提升,其中煤炭消費急劇放緩,而天然氣與可再生能源、核能和水電一起占展望期內能源增量的近80%。在整個展望期內,與能源相關的碳排放量將增長大約13%,而根據IEA此前2016版展望中450ppm情景下的分析,爲了實現《巴黎協議》制定的減排目標,到2035年全球碳排放需下降大約30%。

資料來源:BP

图3 碳排放增长放缓的贡献因素


IEA指出,近年來全球碳排放量已經趨于穩定,預計全球能源相關的二氧化碳排放量到2040年略有增長,達到357億噸,增幅略低于2016版展望對2040年碳排放量的預測值(363億噸)。中國二氧化碳排放量預計2030年達到峰值92億噸(僅略高于當前水平),隨後開始回落。從現在起到2040年,盡管電力需求會增長60%,但全球電力部門排放量只會增加5%。相比之下,到2040年,交通運輸行業石油消費産生的二氧化碳排放量幾乎與燃煤電廠排放量(後者保持平穩)持平,工業排放量也會上升20%。

資料來源:IEA

图4 新政策情景及可持续发展情景下全球二氧化碳排放量趋势

ERI RAS认为,全世界燃烧化石能源产生的二氧化碳在展望期内排放增速将明显放缓。其中,2010~2020年间二氧化碳排放量预计增长12.4%,2021~2030年间增长5.7%,2031~2040年间增长5%。

ExxonMobil預計,到2040年,全球與能源相關的溫室氣體排放量將增長大約10%。由于發電用能碳排放強度逐漸下降及各領域能效提高,能源帶來的二氧化碳排放將在2030~2040年間達到頂峰,隨後下降。

國網能源研究院預計,在自主減排情景下,全球化石能源消費産生的二氧化碳排放在2030年前平穩增長,2030年前後達到峰值,2050年較峰值下降約25%。展望期內累積排放遠超2攝氏度溫升控制目標所允許的“碳預算”,經測算得知自主減排機制僅可實現溫控目標所需減排量的33%~50%,表明在目前政策框架下要實現2攝氏度溫升控制目標還需付出更大努力。

綜合以上各機構的數據,未來可預見的碳排放趨勢遠不能避免氣候變化的嚴重影響。二氧化碳減排需要更加積極的行動。正如BP所言,各國政府必須鼓勵和促進能源轉型,並且在合適的時機以適當的形式推出政策,更快地向低碳環境過渡。

四、來自全球主要能源展望報告的啓示

(一)各機構對2040年世界能源格局的判斷基本一致

本文中對比的全球主要能源展望報告展望期最短到2035年,最長到2050年。通過前面的分析可以發現,各機構對2040年前的能源發展判斷相似度較高,對2040~2050年的能源發展趨勢,預測差異明顯加大。畢竟,2040年後,將有相當比例的能源和電力裝備設施被替代,新技術也會從根本上改變能源使用方式,這些重大變化必然會影響到2040年後的能源發展。但從總體上看,雖然各種能源的發展勢頭不同,但各機構對2040年前世界能源格局的判斷大體相同。

到2040年,能源對于經濟社會發展的重要性更加凸顯,全球能源需求將增長25%~35%,能源需求增量將集中在新興經濟體中的人口和資源大國。這是由于這些地區的經濟發展迅速,人口數量不斷增長,城市化進程逐步推進,並且伴隨著人們逐漸獲得現代能源服務,長期以來受到抑制的需求將得到釋放。同時,多數機構認爲,經合組織國家能源需求無增長或持續下降。

化石能源仍將是世界能源供應的主要來源,在能源需求中占比約74.6%~77.5%。幾乎所有展望都顯示,石油持續適度增長,基本可以維持世界第一大能源的地位;天然氣是發展最快的化石能源,有望在2040年前取代煤炭成爲世界第二大能源;煤炭依舊占據重要位置,但市場份額逐漸減小,需求很有可能在2025年左右達到峰值,然後開始下滑。非化石能源在能源需求中占比大致將維持在22.5%~25.4%的範圍區間。可再生能源增長最快,然而從對整個能源系統的貢獻度來看,仍然不及化石能源。

全球電氣化水平日益提高,發電能源占一次能源消費比重穩步提高,電力在能源供應體系中的地位不斷加強。2040年前電力結構仍將以化石能源爲主,可再生能源所占比例有限,難以成爲支柱性電源,現有能源格局不會發生根本性改變。

(二)政策和技術環境是各機構能源預測的主要依據

無論是能源需求增速、需求結構、電力消費還是碳排放,各機構展望報告中提供的預測數據本身並沒有太大意義,關鍵在于這些數據背後的判斷依據和假設情景。技術是推進能源發展、能源轉型的根本。技術進步可以直接降低常規、非常規油氣資源的開采成本,可以提高能源效率,可以加快可再生能源的産業化和實業化。尤其是革命性、突破性技術的研發對于能源發展變革意義重大。政策引領能源轉型的方向。各國政府清潔高效等能源政策的選擇將在決定全球能源發展趨勢中發揮巨大作用,並將激發更快的清潔能源轉型。隨著政策和技術環境不斷變化,各機構的全球能源展望報告也在實時修正和調整。

(三)中國因素對未來全球能源格局影響巨大

從最早出現的全球性預測到如今成熟的全球能源預測體系,預測中關注的重點在不停地變換。預測最初討論的焦點是經濟和能源的相互依存問題。隨後,討論焦點轉向了生態領域。如今,預測中越來越多地考慮到發展中國家,尤其是中國的因素。盡管各機構對未來中國能源結構和中國能源需求在全球所占份額存在一定差異,但有一點可以肯定,中國因素對未來全球能源格局影響巨大。正如IEA所言,中國變,一切皆變。

IEA指出,中國正在進入發展新階段,能源政策現在更加注重電力、天然氣和更加清潔高效的數字化技術。在新政策情景中,中國占到世界新增風電和太陽能光伏裝機的三分之一,占到全球電動汽車投資的40%以上。中國在煤炭市場依然獨占鳌頭;2030年左右,中國將超越美國成爲最大的石油消費國;2040年,中國會占到全球天然氣需求預計增量的四分之一,成爲全球天然氣貿易的關鍵所在。同時,中國的人均能源消耗將超過歐盟。清潔能源發展、技術出口和對外投資規模決定了中國將成爲低碳轉型發展勢頭的關鍵決定因素。中國的政策選擇將會在決定全球發展趨勢中發揮巨大作用,並將推動全球能源以更快的速度向更清潔的方向轉型。

 

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原文首發于《能源情報研究》2018年第1期


 

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