全球能源转型势不可挡
当前持续不断的地缘政治冲突导致全球化石能源需求大幅回升、价格高涨,但长期来看,碳税的演进,以及可再生能源生产和存储成本的下降,将抵消化石能源的影响力,能源转型大势依然不变。疫情导致全球供应链中断,短期内也可能阻碍能源转型,但与此同时,为应对疫情,一些行业所采取的对策也意味着某些类型能源的需求,尤其是化石能源的需求,可能永远无法恢复昔日荣光。
独立能源咨询和认证机构挪威船级社(DNV GL)近期发布的《2022年能源转型展望》报告预测,到2050年,电力在全球能源结构中占比将达到83%,化石能源占比在可再生能源的挤压下已不足50%;虽然可再生能源短期生产成本较高,但太阳能和风能的产能增长势不可挡,增幅分别高达20倍和10倍;氢能占比将达到5%,纯氢在制造业的应用规模21世纪30年代初期将扩大,以氨的形式用于重型运输将在21世纪30年代末期规模化发展,随着时间的推移绿氢占比稳步增加,蓝氢和蓝氨长期仍将占较大比重;实现2050年净零排放目标需要基于当前制定的政策,尽早控制碳排放非常关键,而留给人类的窗口期已十分短暂。
挪威船级社还预测,2024年后,高收入国家的油气需求不再增加,2028年后,中低收入国家的油气需求也将停止增长;经合组织(OECD)国家必须在2043年实现净零排放,其后应开始负排放;中国应在2050年将碳排放降至零;可再生能源仍不够用,去碳量的1/4取决于碳捕集和与土地使用方式改变相结合的方法,如减少森林砍伐。
根据挪威船级社已有的数据和预测,全球煤炭需求2014年达峰,取暖能源需求2018年达峰,石油需求2025年达峰,运输用能源需求2030年达峰,销售乘用车2033年有半数为电驱动,风电2033年超过水电,海上航运能源需求2034年达峰,天然气需求2036年达峰,核能需求2038年达峰,制造业能源需求2041年达峰,2043年全球一半以上的车辆为电驱动,2045年太阳能发电占比为35%,2047年利用碳捕集与封存(CCS)技术捕集能源排放的5%。
挪威船级社将全球分为十大地区(包括大中华地区,但未列出),从能源使用情况、排放和净零路径选择角度对其能源转型政策进行了梳理,力证全球能源转型的势不可挡。
本版文图除署名外由 卢雪梅 提供 资料来源:挪威船级社
欧洲(包括波罗的海国家,不含俄罗斯、土耳其和其他苏联加盟共和国)
欧洲的问题是如何在当前局势下保持团结,应对因地缘政治冲突导致的能源供应短缺和价格高企。除了对俄罗斯的石油和天然气有着过度依赖,欧洲能源转型所需的其他大宗商品,如金属和稀土金属也依赖国际供应链。
欧盟委员会近期提出了一系列旨在到2027年结束对俄罗斯化石燃料依赖的举措,并确定了更高的可再生能源和能效目标,而实现这些目标从现在起到2027年约需要几千亿欧元的投入。
根据欧盟的紧急天然气配给计划,各成员国同意2023年3月底前尽最大努力将天然气需求在前5年平均消费基础上减少15%。
近期的能源安全问题迫使部分欧洲国家决策人重新审视淘汰核能和燃煤发电的能源政策,核电站有望延长使用寿命应对能源短缺,新增燃煤发电保障冬季照明的可能性也在变大。
为解决原材料供应问题,欧盟正与美国、中东、非洲和南美洲的供应商建立新的油气和贱/贵金属联盟。欧盟还将以管道气和液化天然气(LNG)多元化进口来弥补俄罗斯天然气的缺位。根据计划,到2030年,欧盟从美国进口的LNG将新增500亿立方米。
据《2030年欧盟可再生能源法》,欧盟可再生能源占比的总体目标将从之前的40%提高到45%。为了加快部署速度,欧盟将在环境和社会风险较低的地区建立专门的可再生能源区,同时缩短和简化审批程序。
欧盟的太阳能目标是,到2025年太阳能发电装机容量超过320吉瓦,到2030年接近600吉瓦。欧盟的风能目标是,到2050年有50%的电力来自风电,其中陆上风电装机容量从现在的173吉瓦扩大到1000吉瓦,海上风电装机容量到2030年达到60吉瓦,到2050年达到300吉瓦。
北美 (加拿大和美国)
北美两个国家自然资源都非常丰富,所以能源转型不免有些欠缺动力。这两个国家的能源结构以化石燃料为主,但政府都制定了2050年温室气体净零排放目标,中期目标是到2030年将碳排放减至2005年水平的50%~52%(美国)和40%~45%(加拿大)。
加拿大出台了2030年的碳减排计划,即《加拿大清洁空气和强劲经济计划》,美国出台了《减少通货膨胀法案》,这些都可以为能源过渡提供支持。两国政府还通过“使命创新”“净零论坛”“全球甲烷承诺”和七国集团气候大会等方式展开了合作。
随着汽油价格高企,美国和加拿大更关注电动汽车,但欧洲的能源短缺状况又促进了油气生产,将使美国和加拿大的脱碳步伐短期内有所停滞。
美国大多是通过激励措施和增加清洁能源支出来进行碳减排,减碳效果可能比不上碳税。北美的制造业政策将促进可再生能源生产和就业,根据总统签发的行政命令和《基础设施投资和就业法案》,美国能源部将提供80亿美元用于地区氢枢纽建设。
加拿大的《清洁燃料条例》中有激励温室气体排放大户即油气行业生产低碳燃料的条款,以助其加大在全球清洁燃料市场上的竞争力。加拿大为提高电动汽车普及率,在交通领域推行了一系列政策,其中包括投入相关基础设施的9亿加元(约合47.85亿元人民币)和购买激励金的15亿加元。加拿大未来5年还计划向CCS项目投入26亿加元,2030年前每年投入15亿加元以鼓励碳捕集、利用与封存(CCUS)项目,实现每年减少1500万吨温室气体排放的目标。
除了政府,北美越来越多的企业也做出了净零排放承诺,一定程度上弥补了政府相关政策的不足。以可持续发展和绿色能源为重点的基金当前在北美被超额认购,也代表了北美地区能源转型的民心所向。
拉美 (从墨西哥延伸至南美最南端,包括加勒比岛)
拉美矿产资源、低碳燃料、可再生电力都异常丰富,在能源转型方面称得上得天独厚,如智利北部有世界上最大的铜和锂储量,巴西的水电、生物燃料产能巨大,风电和光电发展迅速等。该地区可再生能源发电的大幅增长,主要依靠政府招标和竞争性招标推动,而其可再生能源低廉的价格也有助于从化石燃料发电向可再生能源发电转型。尽管如此,在拉美进行可再生能源投资仍需提防监管风险。
不少拉美国家有意成为氢气出口中心。智利2020年发布了《国家绿色氢战略》,哥伦比亚2021年也绘制了《氢路线图》,展示了其进军氢领域的决心。
巴西、墨西哥和委内瑞拉还是油气资源国,委内瑞拉、厄瓜多尔、墨西哥和哥伦比亚主要生产含硫量高的重质原油,减碳任务并不轻松,好在一些减碳措施的效果正逐步显现。
拉美地区6大经济体,即阿根廷、巴西、哥伦比亚、智利、墨西哥和秘鲁,温室气体排放量约占该地区温室气体总排放量的85%,其中墨西哥在全球温室气体排放国名单中位列第11,巴西第16。
对拉美国家而言,减少工业生产过程中化石燃料的用量、提高道路运输绿色燃料的用量和提高能效是转型关键。
乌拉圭计划最早在2030年实现碳中和,阿根廷、智利、哥伦比亚、哥斯达黎加、巴拿马则以2050年实现碳中和为目标,巴西是2060年实现。
智利在其颁布的《气候变化框架法》里计划,到2025年,非水可再生能源发电占比达到20%(2020年为9%),到2030年达到35%,陆上风能将在其中占主导地位;与此同时,减少天然气进口量,加大页岩油气资源开发力度和增加相关基础设施投资。
巴西则以保持水电规模、增加太阳能和风能发电量为主,但计划到2030年石油和天然气产量实现翻番,另外对氢能和海上风电也有规划。
智利的目标是到2030年可再生能源发电占电力结构的70%。哥伦比亚将致力于蓝氢发展,目标是到2030年达到1~3吉瓦的电解能力。墨西哥的可再生能源发展不太顺利,政府聚焦于提高油气产量、炼油能力和燃油产量,与全球能源转型大趋势背道而驰。
西亚北非 (从摩洛哥到伊朗,包括土耳其和阿拉伯半岛)
西亚北非的经济和政治非常多元化,石油资源丰富,是全球最大的产油区,也是全球油气贸易的压舱石。此外,该地区可再生能源也异常丰富,一年四季阳光充沛,沙漠风和广袤的空间都是可再生能源项目不可或缺的要素。
受能源转型影响,西亚北非的油气资源国收益承压,但近期的能源短缺状况缓解了这一压力,为了弥补欧洲的能源供应缺口,不少油气投资项目获批,短期内不利于该地区的能源转型。
西亚北非国家也十分重视可再生能源潜力,并将能源来源多元化作为经济增长战略。埃及、沙特、摩洛哥和阿联酋正开展一些大型可再生能源项目,土耳其也扩大了可再生能源项目的规模,以确保供应。
不少西亚北非的国家和国家石油公司都参与了氢气项目,沙特和阿联酋正在开展核电制氢项目。摩洛哥、阿曼和阿联酋先后公布了氢气战略,阿尔及利亚、埃及、沙特和土耳其的氢气战略也在制定中。但阿联酋和沙特对电动汽车的部署尚处于起步阶段。
西亚北非可再生能源发电将加速增长。沙特和阿联酋计划,到2030年,可再生能源发电占比将达到40%~50%。摩洛哥计划,到2030年,可再生能源发电占比将达到52%。埃及计划,到2035年,可再生能源发电占比将达到42%。土耳其计划,到2023年,可再生能源发电将达到50%,但其2020年就已实现了66%的占比。该地区多采用公开招标或拍卖的方式来促进可再生能源发展。
近期,电价上涨使得西亚北非国家更注重中期的能效提高和需求侧管理,区域电力贸易和电池的公共存储可能性大增。与此同时,持续投资油气生产有望将该地区的油气开采成本降至最低,保持石油供应在国际市场上的占比有利于使政府收益最大化。
西亚北非的氢能发展将得益于该地区的可再生能源电力和CCUS的成本优势。阿联酋政府和沙特政府正联合资助氢能项目。摩洛哥计划,到2030年向氢能领域累计投入80亿美元,到2050年投入750亿美元。阿曼计划,到2040年向绿氢领域投资340亿美元。埃及正日益成为LNG、电力和绿氨出口中心。阿联酋和沙特还属意氢能在工业和道路运输上的应用。
撒哈拉以南非洲(除摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯、利比亚和埃及外所有非洲国家)
南非是该地区最大的煤炭生产国。尼日利亚和安哥拉位列世界前20大产油国,且尼日利亚的LNG出口量也位列世界前十。东非的坦桑尼亚和莫桑比克天然气储量丰富,正紧锣密鼓地开展LNG项目。西非的毛里塔尼亚、塞内加尔和西南部的安哥拉、纳米比亚近期也发现了大量海上天然气。
加纳、肯尼亚和卢旺达有望在2030年实现全面通电,但缺乏能源基础设施仍是主要的社会经济制约因素。
通胀、粮食安全和大宗商品价格高企,以及气候变化的影响,是该地区即将面临的巨大挑战。受疫情影响,投入该地区可再生能源领域的外国资金大减,不利于其未来能源转型。
撒哈拉以南非洲地区的风能、水力、地热和太阳能资源巨大,且都处于待开发状态,但2000~2020年,该地区可再生能源投资在全球占比不到2%。要实现能源转型,该地区的可再生能源投资需从当下的50亿美元增至700亿美元。
随着撒哈拉以南非洲地区基础设施缺口扩大、政府部门债务增加、国有电力公司效益变差,新能源公司的作用也越来越重要,来自中国的投资占当地水电项目投资的60%。
撒哈拉以南非洲地区的资源持有者仍致力于天然气生产,但官方援助资金和金融机构的资金可能更多将流向清洁能源和提高能效项目。
毛里塔尼亚将致力于绿氢生产和出口,安哥拉将利用水电生产氨,南非计划到2050年拥有15吉瓦的电解能力。该地区的可再生能源将依靠国际伙伴和承购协议的资金来发展。
东北欧亚(俄罗斯、蒙古、朝鲜等)
该地区高度依赖油气收益。2021年,该地区天然气产量占全球天然气总产量的23%,原油产量占全球原油总产量的15%。煤炭资源也很丰富。俄罗斯在面积、人口和经济产出方面都占主导地位。欧盟和东亚是该地区油气资源的主要市场,但当前局势使得该地区的关系变得很微妙,欧洲国家计划逐步停止从俄罗斯进口能源,日本也承诺将减少对俄罗斯能源的依赖。
该地区在减碳技术上相对落后,对化石能源的依赖既是其能源转型不力的主要原因,也是结果。
该地区不少国家在可再生能源方面都有动作。阿塞拜疆与阿布扎比就海上风能和绿氢达成合作协议;乌兹别克斯坦加入“甲烷承诺”,计划到2030年新增低碳发电装机容量30吉瓦;哈萨克斯坦批准了绿色分类法等。
哈萨克斯坦承诺到2060年实现碳中和,但丰富的煤炭储量可能意味着该国直到2040年发电仍将由煤炭主导。目前哈萨克斯坦碳排放交易均价为1美元/吨,也不足以推动脱碳,但近期有一项政府法令草案,提议2030年前将碳税升至50.8美元/吨二氧化碳当量。
能源价格高企短期内有利于俄罗斯,但地缘政治冲突将影响其贸易往来,使外国直接投资减少、技术流动受阻。俄罗斯比较关注水电、核能和土地利用,但其2060年的净零排放目标不会进一步具体化。
印度次大陆(印度、巴基斯坦、孟加拉国等)
印度次大陆的经济和人口增长推高了能源需求,能源转型的动力主要来自能源安全、可再生能源价格较低和应对空气污染的需要。巴基斯坦、孟加拉国和印度是全球空气污染最严重的国家,尤其是印度,75%以上的电力来自化石能源发电,因此该国的能源选择将很大程度上决定该地区的能源转型速度。过去5年,印度可再生能源发电新增产能超过煤电新增产能。2021年,印度太阳能发电装机容量超过10吉瓦,在全球排名第五,其光伏电价也是全球最便宜的。
孟加拉国、巴基斯坦和斯里兰卡的能源结构也由化石燃料主导,水电仅是火电的补充,且经常受气候变化的影响。尼泊尔和不丹水力资源丰富,但其他能源需求依赖进口化石燃料。阿富汗仅有不到一半的人口用上了电,且主要为水电和进口电力。马尔代夫则严重依赖进口化石燃料,其中约一半用于发电。
印度2022年新增非水电可再生能源发电装机容量15吉瓦,非水电可再生能源发电装机容量达到111吉瓦,低于其设定的175吉瓦的目标。而根据规划,到2030年,印度非化石能源发电装机容量应达到500吉瓦,其中风能和太阳能发电装机容量超过400吉瓦。印度2070年的净零排放目标增加了提高能效、关注海上风能和绿氢的内容。印度将不再鼓励新建燃煤电厂,其他相关措施和改革计划也将有利于能源转型。
孟加拉国计划2041年实现可再生能源发电占比达到40%的目标。巴基斯坦将从燃煤发电转向可再生能源和水力发电,到2030年实现可再生能源发电占比达到30%的目标。斯里兰卡遭遇了金融危机,目前也同样强调能源转型,目标是2030年将可再生能源发电占比从目前的20%提高到70%。
东南亚
印尼、菲律宾和泰国是该地区最大的经济体,但新加坡人均GDP最高。石油和天然气在该地区一次能源结构中占主要地位,石油用于运输,煤炭和天然气则用于发电。在第26届联合国气候变化大会(COP26)上,印尼、菲律宾和越南签署了一项协议,承诺在21世纪40年代停止使用煤炭。
近两年,可再生能源发电在东南亚发挥了很大作用,2020年新增产能占比达到82%。越南的可再生能源投资力度最大,风能和太阳能发电增长也最快。该地区设定净零排放目标的有老挝、马来西亚、越南、印尼、泰国。
东南亚地区碳税缺失或阻碍CCS和低碳氢的发展。印尼制定了CCS/CCUS与气田同步开发的计划。亚洲开发银行选择印尼、菲律宾和越南作为其能源转型机制的试点国家,目标是建立基金,购买燃煤电厂,并加速燃煤电厂退役。东盟成员国2025年的目标包括:可再生能源在一次能源供应中占比达到23%、能源密集度较2005年降低30%、发电装机容量中可再生能源占比达到35%;水力、太阳能和风能发电将大幅增长。新加坡计划,到2035年,进口占其总电力供应30%的低碳电力,还将率先从澳大利亚、智利和新西兰进口氢气。
经合组织太平洋地区(澳大利亚、新西兰、日本和韩国)
该地区的经济体比较成熟,能源使用多元化。澳大利亚是能源净出口国,2021年底政府承诺到2050年实现技术驱动的净零排放目标。新西兰、日本和韩国依赖能源进口,但都承诺到2050年实现净零排放目标。
澳大利亚拥有丰富的煤炭和天然气资源,碳排放量一直在缓慢下降中。随着风能和太阳能发电的快速增长,该国已实现了2020年的可再生能源发展目标,可再生能源发电占比达到30%以上。在经历了长期不确定的能源政策后,澳大利亚政府制订了雄心勃勃的能源转型计划,包括电网发展、电动汽车推广和绿色金属投资。作为世界上最大的LNG出口国,澳大利亚正在探索氢能发展的可能性。
新西兰严重依赖可再生能源发电,特别是水力发电和地热发电,一定程度上依赖风能和太阳能发电。化石燃料仍在能源供应中占主导地位,但氢气日益成为该国新的兴趣点。新西兰计划,到2050年实现非农业净零排放目标。
日本地热和水电潜力开发充分,但地理因素限制了太阳能、陆上风能和电网的连接。发展核能仍有争议,因核电减少导致的电力短缺已通过进口化石燃料和更多燃煤发电取得平衡。日本计划加大海上风电发展力度,在脱碳技术上实现创新。日本还将碳中和写入法律,并强调了创新的重要性。
韩国以化石燃料(80%)为主,煤炭、石油和LNG也依赖进口。该国能源转型的动力来自减少空气污染、碳排放和能源独立,新总统尹锡烈承诺,将彻底改变逐步淘汰核能的计划。风能和太阳能发电约占韩国电力供应的4%,但出口导向的制造业基地为碳密集型。2017年以来,韩国致力于氢能发展,以成为全球氢能大国为目标而不断努力。韩国2050年的碳中和战略包括全面能源脱碳,发展LNG、可再生能源和实现交通电气化。到2034年,可再生能源发电占比超过40%,其中海上风能将占主导地位,核能发电占比为10%。
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