能源为王！关于世界能源格局演变的重磅报告
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文|孔微微、卢平、张顺，来自招商证券煤炭研究小组，由扑克投资家整理，转载请注明来源
本篇报告主要从全球能源结构演变和国内能源结构调整两个方面预测未来能源调整路径。经济发展、能源安全和环境保护的能源三角共同推动了能源结构调整。环保成为我国能源结构调整的主要推手，我国能源调整方向主要是去煤上气和发展非化石能源，未来高增长的能源主要有页岩气、煤层气、核能、风电等行业。
一、能源结构调整之因
能源三角：能源安全（EnergySecurity），经济发展EconomicGrowth），环境保护（EnvironmentProtection），简称3E，构成了能源三角，三者互相制约，共同推动了能源消费结构的调整。不过，在不同历史时期，三者因素各占主导。
能源安全，是从供给端来讲。主要解决在既有能源供给约束下，如何保障能源供给安全性的问题。对于资源贫乏的国家来说尤其重要：尽量降低能源对外依存度、分散进口渠道、均衡能源消费结构。新能源的出现以及既有能源的爆发式增长也将推动全球能源消费结构的调整。
环境保护和经济发展，是从需求端来讲。在经济发展的早期，能源发展的唯一目标是满足经济发展。随着工业化程度的进一步加深，环境问题越来越严重，到了工业化中后期，环境保护已经超越经济发展的要求占据主导地位。此时，能源消费结构基本上向着降低化石能源尤其是煤炭消费的比重，提高清洁能源比重的方向发展。
1、全球能源结构调整历史分析
从全球来看，供给结构决定需求结构
从供给方面来看，能源结构的调整无不来源于生产技术的突破。全球能源结构调整大致分为三个阶段：
第一阶段：1880年前后，煤炭取代木材成为主要能源。1712年蒸汽机发明和用于矿井排水解决了煤炭供给充足性问题。煤炭比木材能源密度高，价格一度比木材便宜。
第二阶段：1960年前后，石油取代煤炭成为主要能源。1859年开始钻井开采石油逐步解决了原油充足性问题，原油的热值密度比煤炭更高。
第三阶段：铸轧和冶金工业的进步，以及巨大的市场条需求，天然气管道大规模得以建设，天然气消费占比逐渐提升（应该算做2.5阶段）。从1965年的15.8%上升到2012年的23.9%。目前美国页岩气开采技术获得突破，未来天然气的消费占比预期将进一步提高。
1960s以来能源消费结构调整
从1960s以来的能源结构调整来看，石油逐步完成对煤炭的替代，石油危机之后开始大力发展核能替代，但由于核事故及核技术被少数国家所掌握，其占比一直不高（2002年占比最高，仅为6.4%）。
1960s：60s中期石油完成对煤炭替代成为第一大能源。石油占比大幅度提升，煤炭占比大幅度下降，天然气占比逐年提升。
1970s石油危机，石油占比从高位大幅回落，煤炭占比从低位提升（煤炭短暂复兴），并开始寻找新的替代能源—核能，
1980s：核电占比大幅度提升（从1975年的1.4%上升至1990年的5.6%），石油占比进一步下降，煤炭占比维持稳定，天然气占比稳步提升，
1990s：天然气占比继续提升，核能占比小幅抬升，煤炭消费占比下降。
2000s：煤炭消费崛起（主要是中国因素），石油消费占比下降较多，天然气维持稳定，核能占比小幅下降，可再生能源逐步登上历史舞台，占比超过1%。
2010s：化石能源基本维持稳定，可再生能源稳步提升。
目前，全球形成了相对均衡的化石能源消费结构，煤炭、石油和天然气大致三分天下的结构（2012年占比分别为29.9%、33.1%和23.9%，合计占比87%）。
就全世界而言，石油在能源消费结构中占第一位，所占比例正在缓慢下降；煤炭占第二位，其所占比例也在下降；目前天然气占第三位，所占比例持续上升，随着页岩开采技术的突破，未来发展前景良好。
化石能源占比相对稳定，自1990年以来，基本上稳定在87-88%的窄小区间波动，不稳定的是三大化石能源占比的互相替代，替代化石能源的其他能源虽然近几年增长较快，但占比相对较小，短期对化石能源的冲击不大。
2、主要国家和地区能源结构
我们将世界上的国家分为四类：资源丰富国家、资源贫乏国家、发达国家和金砖四国（我们把俄罗斯划归资源丰富国家）。这里分类有所交叉，不过不影响分析的结论。
资源丰富国家：美国，俄罗斯、澳大利亚，南非、中东
资源贫乏国家：日本、韩国
发达国家：OECD，G8
金砖四国：中国，印度、南非，巴西
资源丰富国家
煤炭资源丰富的发展中国家，在能源消费中以煤为主，煤炭消费比重较大。其中，南非为72.5%，中国68.5%，波兰55.3%，印度52.9%，澳大利亚39.2%，印尼31.6%，美国19.8%。前十大煤炭生产国，煤炭消费占比平均41.5%（全球煤炭消费占比30%）
天然气资源丰富的国家，天然气在消费结构中所占比例均在35%以上，其中，俄罗斯54%，伊朗60%，沙特42%，英国34.6%。
美国：页岩气革命替代煤炭
1885年煤炭取代木材成为主要能源，在1910年占比达到76.8%。第一次世界大战后，石油成为重要的战略资源，并穿越经济周期，于1949年超过煤炭成为第一大能源，同时开采的天然气迅猛增长，加之天然气管道大规模建设完成，1956年天然气超越煤炭成为第二大能源。两次石油危机之后，煤炭在能源消费结构中的占比与天然气接近。核电技术在20世界60年代得到显著发展，推动了60-70年代核电站的建设，核电占比直线上升，但1979年三厘岛事故之后，产生了很大的社会反对压力，自1978年之后美国就再也没有批准建设新的核电站。
页岩气革命之后，天然气消费占比得以提升，从2005年的24.2%提高到2012年的29.6%。美国的能源消费形成相对比较均衡的化石能源结构：石油占比37.1%，天然气占比29.6%，煤炭占比19.8%，三大化石能源消费占比虽然持续下降，但仍然高达86.5%。可再生能源消费占比虽然持续提升，但到2012年占比仅为2.3%。
页岩气革命：主要替代煤炭
美国页岩气革命后，其产量大幅度提升，页岩气革命主要替代什么能源？
从2005-2012年能源消费结构变化来看，天然气消费占比提升了5.4个百分点，同期煤炭消费占比下降了4.6个百分点，石油下降了2.9个百分点，煤炭石油消费占比共下降了7.5个百分点（水电、核电和可再生能源替代了2个百分点）。也就是说页岩气主要替代的是煤炭，其次是石油。
澳大利亚：化石能源消费结构相对均衡
1965年，澳大利亚能源结构以煤炭和石油为主，石油、煤炭和水电分别占比49%、46%和5%。之后，天然气消费迅速崛起，到对煤炭形成了巨大的替代作用，到1975年，天然气消费占比提高到10%左右，煤炭消费占比下降了10个百分点，占比为36%，而石油消费占比仍然维持49%左右的高位。
两次石油危机之后，石油消费占比逐年下降，煤炭消费占比小幅提升，到1985年，煤炭消费占比达到40%，首次超越石油，到2000年左右，石油消费占比较1965年下降了15个百分点左右，维持在35%的消费占比，而煤炭消费占比高达44%。
2012年，煤炭、石油和天然气消费占比分别为39.2%、37.1%和18.2%。三大化石能源消费占比高达95%。
俄罗斯：以天然气消费为主
1985年至今，俄罗斯的能源结构演化，主要是去油，去煤和增加天然气。开发核电和提升水电。其能源消费结构一直以天然气消费为主，并且不断深化（超过一半），到2000年左右基本定型。
石油消费占比从1985年的30.3%下降为2012年的21.2%，下降了9个百分点，煤炭消费占比从1985年的23.9%下降为2012年的13.5%，下降了10个百分点，天然气消费占比从1985年的38.6%提升为2012年的54%，提升了15.4个百分点，核能提升了3.1个百分点至5.8%，水电提升了1个百分点至5.4%。
印度尼西亚：反向的能源结构调整
1965年，印尼石油消费占比高达86.1%，之后一直去油提升天然气和煤炭消费占比。到1995年天然气消费占比达到顶点，然后进入去气和去油阶段，提升煤炭消费占比。到2012年，石油煤炭天然气消费占比分别为44.9%、31.6%和20.2%。
南非：能源结构以煤炭为主
南非的能源结构以煤炭为主，1965年煤炭消费占比81.5%，2012年占比下降为72.5%，虽然下降了9个百分点，但占比仍然较高。1965年石油消费占比18.5%，2012年为21.7%，提升幅度较小。天然气占比较小，2012年占比为2.7%，太阳能占比2.6%。
日本：石油和天然气替代核电下降缺口
日本是世界第四的能源消费大国，但本身缺乏资源，几乎全部依靠进口。生产和经济活动所需的一次能源自给率（包括核能发电在内），从1960年的58%急剧下降到目前18%左右。除核能之外，国内生产的水力、地热、太阳能及生物质能源仅有4%。
战后日本根据经济发展需要和国内外能源资源形势变化，对能源结构进行过几次大的调整。
50年代能源结构以煤为主。
60年代调整为以石油为主（石油消费占比从1965年的59%上升到1973年的最高值78%，同期煤炭消费占比则从29.3%下降至15.5%），
70年代石油危机以后，日本为了规避石油风险，又将能源结构调整为以石油、煤、核能和天然气为主（1985年，石油、天然气、煤炭和核能消费占比分别为55.8%、9.3%、19.8%和9.3%），以太阳能、地热、风能、生物能源等新能源为辅的多元的更加安全的能源结构。
同时大幅度建设核电站，提高能源自给率。1963年日本首座核电站开始运转。1970年核能在日本一次能源中仅占0.3%，到2000年，核电消费占比达到14%。
受2011年福岛核电事故影响，日本核电消费占比2000年13.1%下降至2012年的0.9%。下降了12.2个百分点，替代核电缺口的主要是石油（提高5.4个百分点）和天然气（提高5.2个百分点），而煤炭消费占比仅提高了1.6个百分点。
韩国：能源结构中煤、油、气、核占主导
60年代能源结构调整为以石油为主，处于不断的去煤化过程（1965年煤炭消费占比高达77.4%，到1970年下降为39.4%），增加石油的消费占比（1965年石油消费占比20.1%，1970年上升为58.7%）。
70年代石油危机以后，处于去油化过程，煤炭短暂复兴，并大力发展核能，能源结构调整为以石油和煤炭为主（1985年，石油和煤炭消费占比分别为49.5%、41.8%）。核能占比迅速提升至1985年的7.2%。
1985年以后，大力发展天然气，并进一步提升核能消费占比，至今形成了石油、煤炭、天然气和核能四大能源主导的能源结构（2012年分别占比40.1%、30.2%、16.6%和12.5%）
发达国家
发达国家石油在消费结构中所占比均在35%以上，其中美国37.1%，日本45.6%，德国35.8%，法国33%，英国33.6%，加拿大31.7%，意大利39.5%，澳大利亚37.1%。
2012年OECD石油消费占比平均37.8%（天然气和煤炭消费占比26%和19%）。
OECD可以作为发达国家能源消费的代表。
1965年，石油、天然气和煤炭消费占比为43%、17%和33.5%。水电和核能占比分别为6.1%和0.2%。到70年代初，煤炭消费占比不断下降，石油占比不断提高，并达到最高值（1977年50.9%），70年代石油危机之后，石油消费占比开始下降，煤炭短暂复兴，但在核能大幅提高（1995年核能消费占比达到9.3%）和天然气消费占比稳步提升的替代下，煤炭消费占比转而下降。
30年之后的1995年，石油、天然气和煤炭消费占比为41.6%、21.4%和21.1%。水电和核能占比分别为6%和9.3%。石油消费占比经历了一个轮回小幅下降2个百分点，天然气消费占比提高了4个点，煤炭消费占比则大幅下降了12个百分点，水电消费占比维持稳定在6%，核能消费占比提升了9个百分点，天然气和核能占比提升，基本上去替代了煤炭。
到2012年，石油、天然气和煤炭消费占比为37.8%、26.1%和19.2%。水电和核能占比分别为5.8%和8.1%。可再生能源占比3.1%。与1995年相比，石油消费占比下降了4个百分点，天然气消费占比提升了5个百分点，煤炭消费占比下降了2个点。核能受福岛事故影响，占比小幅下降，水电开发殆尽，其占比小幅下降，可再生能源登上历史舞台，其消费占比提高了2.5个百分点。天然气从前三十年替代煤炭，转而替代石油。
能源消费结构相对均衡
1965年，石油、天然气和煤炭消费占比为43.7%、19.8%和31.2%。水电和核能占比分别为5.1%和0.2%。之后石油占比迅速提升，但遭遇石油危机之后，石油占比开始下降，煤炭在石油危机之后短暂复兴，之后占比也进入下降通道。天然气占比一直处于稳步提升中，核电在70年代中期之后开始大幅提升，占比维持在目前的9%左右，水电资源基本上充分开发，其消费占比一直维持在5%左右。可再生能源在2000年之后迅速提升。
2012年，石油、天然气和煤炭消费占比为34.9%、31.6%和17.8%。水电和核能占比分别为5%和8.3%。可再生能源占比2.5%。
德国：可再生能源占比大幅提升
德国能源结构的调整分为两个阶段：
第一阶段：从以煤为主到以油为主，由于煤炭储量丰富，德国早期以煤为主，煤炭的大力开发，是产业革命时期，德国迅速成为世界工业强国的原因。1965年煤炭消费占比达到63.8%（与中国目前占比接近）。之后石油占比大幅度提升（1965年的34%上升至1975年的45%），煤炭消费占比大幅度下降（1965年的64%下降至1975年的40%）。
第二阶段：实行能源结构多元化，1973年石油危机导致的石油价格飙涨，给依赖进口石油的西德敲响了警钟，鼓励开发和使用水能、风能，太阳能，生物质能等可再生能源，减轻对石油的进口依赖程度，同时扩大进口渠道，实行多来源进口。1975年以后，石油占比大幅度下降（从1975年的45%下降至1989年的34%），天然气消费小幅提升（从1975年的12.3%提升到1989年的15.1%），同期核能占比大幅度提升（从1975年的1.7%提升到1989年的10.3%）。煤炭消费止住前期下滑趋势，基本稳定在40%左右。
1998年绿党上台，限制核电，2000年6月，政府与电力达成协议，限期利用核电站，不再批准建立新的核电站，到2021年关闭现有的19座核电站，2002年，德国制定了《有序结束利用核能进行行业性生产的电力法》，已经关闭2座，剩下的17座运行。核电占比从1999年的11.7%的高点下降至2012年的7.2%。
德国的可再生能源消费占比近期大幅度提升，从2000年的0.8%提升至2012年的8.3%。从能源消费结构来看，主要替代了石油和（石油从2000年的39%下降2012年的35.8%，下降了3个百分点）和核能（消费占比下降了4.5个百分点）。
英国：天然气成为第一大能源
1965-1974，去煤增油提气增核：煤炭消费占比从1965年的59.6%下降为1974年的33.1%，石油消费占比则从37.7%到49%，天然气消费占比则从0.4%提升到14%。核能消费占比从1.7%提升到3.5%。
1975-1990，石油危机后，去油提气降煤增核，石油占比从1975年的45.4%下降为39.2%，天然气占比从15.6%提升到22.2%，煤炭消费占比从35.3%下降为30.8%，核能占比从3.4%提升到7%。
1990-2010，大幅度提升天然气，继续去油和去煤，天然气消费占比提升12个百分点到41.8%。石油消费占比下降5个点至34.4%，煤炭消费占比下降7.6个百分点至14.5%。
可再生能源占比较小，但提升较快，从2005年的1.2%提升到2012年的4.1%。
目前的能源消费结构中，天然气成为第一大能源，其消费占比34.6%，高于石油占比的33.6%，煤炭消费占比19.2%，核能消费占比7.8%。
法国：核能替代煤炭
从1965年起，提升石油和天然气消费占比，降低煤炭消费占比，大幅度提升核能消费占比。煤炭消费占比从1965年的39.3%下降到2012年的4.6%。石油消费占比经历1965年之后的上升，70年代中期达到顶峰，石油危机之后一直处于下降趋势，到2012年，石油消费占比33%，天然气消费占比处于稳定提升中，到2005年之后稳定在15%左右，核能在80-90年代大幅度提升，2002年核能消费占比（38.6%）首次超越石油（36.3%）成为第一大能源，2012年核能消费占比为39.2%。
在煤炭消费占比大幅度下降的30年（1965-1995下降32.7个百分点），主要由核能替代（同期上升了35.9个百分点）。
金砖四国
金砖五国，中国，印度、南非，巴西、俄罗斯，但由于俄罗斯资源禀赋好，不太具有代表性，我们这里只选择金砖四国：中国，印度、南非，巴西，代表的是新兴的经济体。
1965年，金砖四国石油、天然气和煤炭消费占比为18.6%、0.5%和74.6%。水电占比6.2%。之后石油占比迅速提升。石油危机之后，石油占比开始下降。煤炭占比最初处于下降通道（1975年下降为62%），石油危机之后复兴（1985年提升到65%），之后占比也进入下降通道。天然气占比一直处于稳步提升中，到2012年总共提升了5.1个百分点，核电消费占比更小，不到1%，水电资源小幅提升2.5个百分点。
2012年，石油、天然气和煤炭消费占比为21.8%、5.6%和61.5%。水电占比8.5%（主要是巴西水电占比高，高达34.4%），核能占比0.9%。可再生能源占比1.5%。
金砖四国目前的能源消费结构以煤炭为主（61.5%），石油其次（21.8%），其他能源占比相对较小。新兴经济体的能源消费结构极其不均衡，对单一能源依赖过大。未来能源消费结构将继续处于调整中。
中国：过度依赖煤炭
中国煤炭产量全球第一，能源消费结构以煤为主，2012年煤炭消费占比68.5%，石油消费占比17.7%，天然气消费占比4.7%，核能和水电占比分别为0.8%和7.1%，可再生能源占比1.2%。2013年煤炭石油天然气占比分别为65.7%、18.9%和5.6%。
1965-1978年，一直是去煤化过程（从1965年的87.1%下降为1978年的71.8%，），石油占比不断提升（从1965年的8.3%上升为1978年的23%）。
1978年改革开放后，伴随国际去油化过程，石油占比下降（1990年17%，较1978年下降了6个百分点），煤炭占比得以提升（1990年76.6%，较1978年上升了5个百分点）。90年代以后，石油占比逐渐提升，到2002年达到23%，同期煤炭占比下降至68%。
2002年之后，石油占比不断下降（2012年消费占比为17.7%，下降了5个百分点），煤炭经历短暂提升后下降，其占比基本上回归到2002年的水平（2012年消费占比68.5%）。期间，天然气和水电消费占比提升了2个百分点和1个百分点，可再生能源提升了1个百分点至1.2%，替代了石油占比的下降。
印度：过度依赖煤炭
印度煤炭产量全球第三，能源消费结构以煤为主，2012年煤炭消费占比52.9%，石油消费占比30.5%，天然气消费占比8.7%，水电4.6%，可再生能源占比1.9%。
印度去煤化过程，煤炭消费占比从1965年的67.4%下降为1980年得55%，石油占比从1965年的24%上升为1980年的30.9%，之后天然气消费崛起，从1980年的占比1%提升到2012年的8.7%。水电占比逐年下降，从1980年的12.2%下降至2012年的4.6%。天然气消费的上升替代水电的下降，煤炭石油占比基本维持在小范围内波动。
巴西：石油水电为主
巴西的能源结构以石油和水电为主。2012年石油消费占比45.7%，水电占比34.4%，天然气消费占比9.6%，煤炭消费占比仅为4.9%，可再生能源占比4.1%。
巴西石油和煤炭消费占比一直处于下降过程中，石油从1965年的67.4%下降为2012年的45.7%，但仍为第一大消费能源，煤炭消费占比不高，但仍从1965年的7.9%下降为2012年的4.9%。天然气消费稳步提升，从1980年的1%提升为2012年的9.6%，水电占比一直维持高位，但从2000年左右开始小幅下降，2012年消费占比34.4%。
三、环保制约需要调整能源结构
1、严重的雾霾天气需要调整能源结构
煤炭石油化石能源消费导致雾霾
由于重化工的高速推进，能源消耗大幅度提升，环境问题日益严重，终于爆发了雾霾天气。雾霾主要分布在京津塘及东南沿海地区。
雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，形成雾霾。颗粒物的英文缩写为PM，目前监测的是细颗粒物（PM2.5），空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。雾霾的成因多因素，但主要来源是煤炭石油等化石燃料。即煤炭石油的消费量超过了空气的自我净化能力，加上天气原因形成雾霾。北京雾霾源分析结论是：燃煤电厂排放（22.4%）和机动车排放（31.1%）占了北京本地雾霾成因的53.5%。
煤炭石油消费900吨标煤/平方公里为临界线
我们这里分析了各个省份的煤炭石油消费密度（煤炭石油标煤消费量/平方公里）。900吨标煤/平方公里与雾霾多发地区拟合度较好，可以大致视为能源消费密度的临界线。超过此限，空气失去自净能力，容易引起各种环保问题。
环渤海地区，东南沿海，以及少数内陆省份等9个地方高于此线，与雾霾多发地区拟合度较好。辽宁（1107）、北京（1971）、天津（4479）、河北（1269）、山西（1718）、山东（2341）、河南（1240）、安徽（904）、广东（982）、宁夏（908）。
为了解决沿海地区的污染问题，国家对能源的消费结构进行地域调整，通过特高压等方式把污染留在西部（空气有自净能力），我们这里分析西部火电基地环境容量有多大（900吨标煤/平方公里为临界线）：只有内蒙和新疆剩余环境容量空间较大，陕西和贵州尚有一定的环境容量，而山西、宁夏和安徽已经没有环境容量建设西电东送的火电基地了。
内蒙古：254，剩余环境容量254%
陕西：661，剩余环境容量36%
新疆：60，剩余环境容量1411%
贵州：604，剩余环境容量49%
山西（1718），宁夏（908）、安徽（904），基本上剩余环境容量空间。
2、压减温室气体排放需要调整能源结构
三种化石能源中，煤炭二氧化碳排放量最高（3.96吨/吨油当量），其次是石油（3.07吨/吨油当量），天然气排放最小（2.35吨/吨油当量）。
中国二氧化碳排放量在08年超越美国成为全球第一大二氧化碳排放国，目前占全球二氧化碳排放量的27%。为了应对全球气候变化，世界各国提出了二氧化碳减排目标。
作为最主要的两个温室气体排放大国，中国承诺到2020年比2005年减排40%至45%。美国政府承诺2020年温室气体排放量在2005年的基础上减少17%。
3、大气污染防治行动计划
《大气污染防治行动计划》具体目标为：到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。
控制煤炭消费总量。制定国家煤炭消费总量中长期控制目标，实行目标责任管理。到2017年，煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下。京津冀、长三角、珠三角等区域力争实现煤炭消费总量负增长，通过逐步提高接受外输电比例、增加天然气供应、加大非化石能源利用强度等措施替代燃煤。
京津冀、长三角、珠三角等区域新建项目禁止配套建设自备燃煤电站。耗煤项目要实行煤炭减量替代。除热电联产外，禁止审批新建燃煤发电项目；现有多台燃煤机组装机容量合计达到30万千瓦以上的，可按照煤炭等量替代的原则建设为大容量燃煤机组。
加快清洁能源替代利用。加大天然气、煤制天然气、煤层气供应。到2015年，新增天然气干线管输能力1500亿立方米以上，覆盖京津冀、长三角、珠三角等区域。优化天然气使用方式，新增天然气应优先保障居民生活或用于替代燃煤；鼓励发展天然气分布式能源等高效利用项目，限制发展天然气化工项目；有序发展天然气调峰电站，原则上不再新建天然气发电项目。
制定煤制天然气发展规划，在满足最严格的环保要求和保障水资源供应的前提下，加快煤制天然气产业化和规模化步伐。
积极有序发展水电，开发利用地热能、风能、太阳能、生物质能，安全高效发展核电。到2017年，运行核电机组装机容量达到5000万千瓦，非化石能源消费比重提高到13%。
京津冀区域城市建成区、长三角城市群、珠三角区域要加快现有工业企业燃煤设施天然气替代步伐；到2017年，基本完成燃煤锅炉、工业窑炉、自备燃煤电站的天然气替代改造任务。
四、能源结构调整下煤炭占比持续下降
1、主要假设
根据《能源发展十二五规划》、《大气污染防治行动计划》、《可再生能源中长期发展规划》等文件，我们梳理了未来能源发展的主要约束条件以及预期规划。
约束条件主要有三个：
约束条件1——能源消费总量控制：2015年实施能源消费强度和消费总量双控制，能源消费总量40亿吨标煤；
约束条件2——单位GDP能耗：2015年单位GDP能耗比2010年下降16%；
约束条件3——单位GDP二氧化碳排放：2015年单位GDP二氧化碳排放比2010年下降17%；2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40％-45％。
预期规划主要有八个：
预期规划1——一次能源供应量：一次能源供应能力43亿吨标准煤，其中国内生产能力36.6亿吨标准煤。石油对外依存度控制在61%以内。
预期规划2——非化石能源占比：2015年非化石能源消费比重提高到11.4%，到2020年使非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右；
预期规划3——天然气占比：2015年天然气占一次能源消费比重提高到7.5%；
预期规划4——煤层气：2015年煤层气产量300亿方，2020年煤层气产量500亿方。
预期规划5——页岩气：2015年页岩气产量65亿方，2020年页岩气产量600-1000亿方。
预期规划6——水电装机：2015年和2020年水电装机达到2.9亿千瓦和4.2亿千瓦。
预期规划7——核电装机：明确2015年实现核电装机发电容量4000万千瓦、在建略超2000万千瓦；到2017年，运行核电机组装机容量达到5000万千瓦，2020年核电装机发电容量5800万千瓦、在建3000万千瓦。
预期规划8——风电：2015年和2020年风电装机1.04亿千瓦和2亿千瓦，发电量分别1900亿千瓦时和3900亿千瓦时，占发电量比例3%和5%。
2、预测结果
基于前面的假设和规划，按照2014年的能源消费弹性0.43外推，并假设未来几年GDP增速都维持在7.5%，我们预测结果如下：
能源消费增速3.2%；
天然气（2010年的4.4%提高至2015年和2020年的7.5%和10.3%）和非化石能源占比（2010年的8.6%提高至2015年和2020年的11.4%和15%）提高，主要替代煤炭，煤炭消费占比从2010年的68%下降至2015年的62.5%，到2020年下降至56.1%；
2015年煤炭消费量25亿吨标煤，2020年煤炭消费26.3亿吨标煤，2014-2020年煤炭消费复合增速仅为1%；
2015年天然气消费量3亿吨标煤，2020年天然气消费量4.8亿吨标煤，2014-2020年天然气消费复合增速为13%；
2015年非化石能源消耗量4.6亿吨标煤，2020年非化石能源消耗量7亿吨标煤，2014-2020年非化石能源消耗复合增速为10%；
2015年能源消费40亿吨（规划40亿吨），单位GDP能耗0.87吨/万元，较2010年下降16%（规划下降16%）；
2015年单位GDP二氧化碳排放1.63吨/万元，较2010年下降19.5%（规划下降17%），2020年单位GDP二氧化碳排放1.25吨/万元，较2005年下降48.6%划下降40-45%）；
五、能源行业投资选择
1、选择高增长的天然气和非化石能源投资
前面分析结果的必然结论，我们应该选择高增长的天然气和非化石能源方向投资。
2、天然气行业分析
天然气行业又可细分为常规天然气（含致密气）、煤层气、页岩气，而常规天然气增长相对稳定，未来增长最快的是煤层气和页岩气。
常规天然气产量从2013年的1178亿方增长至2020年的1685亿方，年度复合增速仅为5%；
煤层气产量从2013年的138亿方增长至2020年的500亿方，年度复合增速20%；
页岩气产量2013年的2亿方增长至2020年的600亿方，年度复合增速126%；
不过需要关注的几个问题：
煤层气产量预计无法完成十二五规划的300亿方，尤其是地面抽采的产量，2013年仅有29亿方（十二五规划160亿方）。完不成的原因多样，将在后续报告详细分析目前的障碍及可能的解决之道。
页岩气产量预计无法完成十二五规划的65亿方，2013年仅有2亿方，不过随着中石化涪陵页岩气区块高调投产（中石化拟推进实施建成涪陵页岩气田100亿立方米/年产能。第一步，拟在2013年的开发试验基础上，立足涪陵页岩气田焦石坝区块主体的页岩气资源，2015年底前建成50亿立方米/年产能。第二步，2017年底前再新建产能50亿立方米/年，累计建成产能100亿立方米/年），未来产量有望实现高增长。
3、非化石能源行业
非化石能源行业又可细分为水电、核电和风电。其中的核电、风电行业将迎来高增长。
按照十二五和2020年规划，2014-20年电力装机容量年度复合增速为5.7%。核电、风电装机增速最高，2014-20年度复合增速分别达到15.5%和11.6%，
核电装机：规划到2015年，运行核电装机达到4000万千瓦，在建规模1800万（受福岛事件影响，2015年规划数将滞后实现），到2020年，运行核电装机将达到5800万千瓦，在建规模3000万千瓦，2014-20年核电装机复合增速15.5%。2014-2015年和2018-2020年是投产的高峰期。
风电装机：2015年核2020年规划达到1.1亿千瓦和2亿千瓦，2014-20年度复合增速11.6%。
而煤电装机年度复合增速仅为4.7%。火电电量增速仅为3.8%。
卢平：毕业于中国人民大学，经济学博士。五年会计从业经历，十年证券从业经验。
张顺：毕业于南开大学，经济学硕士，证券从业五年，2012年5月加入招商证券。
孔微微：毕业于中国社会科学院，经济学硕士，证券从业四年，2013年7月加入招商证券。
招商煤炭研究小组所获荣誉：荣获2007~2013年度《新财富》煤炭开采行业最佳分析师，2012-2013年蝉联第一名；2010~2013年度煤炭开采行业最佳分析师“金牛奖”；2008~2013年度煤炭开采行业最佳分析师“水晶球奖”；2012年第一财经煤炭开采行业最佳分析师第一名。
本文原标题；《去煤上气，发展非化石能源》
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