全球能源转型趋势与启示——《BP世界能源展望(2020)》解读

“碳中和”目标提出，成为重塑能源发展目标的总纲领，各研究机构都将如何实现碳中和作为重要课题。国外能源机构研究气候变化与能源发展已成传统，英国BP公司近期发布《世界能源展望(2020年版)》报告，预测2050年全世界能源供需的状况，只有达到快速转型情景下，才能实现“到2100年将全球气温控制在比工业化前的水平高出2°C以内”，也基本与我国实现2060碳中和步调一致。本篇通过对报告进行解读，以求对我国能源转型产生新的思路。

01《世界能源展望》报告解读 

（一）能源总量增速放缓，新兴经济体成为主要增长点

由于能源效率的提升，一次能源需求将在2035年左右达峰并保持平稳（图1），至2050年将达到625 EJ，增速同比年均从2.1%降至0.3%。（EJ：艾焦，1EJ=10¹⁸J，约合3418万吨标煤)。

图1  快速转型情景下全球能源需求量

由于能源结构改善，二氧化碳排放在2020年左右达峰，早于能源总量达峰时间（图2）。到2050年，碳排放量下降约70％，约为90亿吨二氧化碳，碳排放量减少的最重要因素是全球转向低碳能源，其余来自能效提升和CCUS（碳的捕获，封存和利用）。

 图2  快速转型情景下全球能源活动产生的排放量

经济发展带动总能耗增长，但能耗强度和碳排放下降明显：随着经济发展和人口增长，到2050年，人均GDP年平均增长率为1.9%，人均达到3.1万美元，全球GDP年平均增速为2.6%，远低于过去20年平均水平。由于世界向低碳能源体系的发展，能源强度和碳排放量将显著降低，自2018年起能耗强度和碳排放量年变化率分别为-2.3%和-3.9%。

表1  2017，2018－2050年全球能源消费宏观层面的指标

能源消耗重心转向新兴市场：发达国家能效提高节约的能源超过能源需求增长，全球能源需求的增长完全由新兴经济体驱动。 2018年，新兴经济体约占能源需求的58％，而到2050年，这一比例约为71％；随着经济差距缩小，新兴经济体与发达经济体人均能源消费量差距降低，中国人均能源消费接近发达国家水平。

新兴经济体的能源消耗增长由印度和其他亚洲国家带动，与过去的趋势相比，中国的能源需求增长急剧放缓，将在2030年达到峰值，而印度随后成为需求增长的最大来源。得益于能源效率的加速提高以及经济结构从能源密集型行业的持续转移，中国到2050年的能源需求将近回到2018年的水平，但仍然是最大的能源消耗国，占世界能源需求的20％以上，几乎是印度的两倍。

图3  不同国家、地区2018年和2050年一次能源区域消费占比

 图4  2018年和2050年全球人均能源消费

（二）能源结构向更加低碳发展

可再生能源发展，成为推动能源低碳发展的最大动力，非化石能源占一次能源比例达到2/3，可再生能源超过1/2（图5）。

 图5  全球一次能源构成

低碳转型的推进导致未来各国能源消费结构趋于一致。美国和欧盟目前的燃料结构有相似之处，其中天然气和石油占能源供应的大部分，煤炭和可再生能源的份额相比要小很多，而目前中国和印度的煤炭消费量占一次能源的55%-66%，其燃料结构形成鲜明对比。随着可再生能源竞争力不断增强，再加上能源系统的电气化，到2050年，如图6，可再生能源将成为四个国家中最大的单一能源来源，中国、美国、欧盟和印度的燃料消费结构将趋于一致。

图6  2018（左）、2050（右）主要国家、地区能源结构

1. 非水可再生能源引领能源结构向低碳转型

2017年和2018年非水可再生能源消费总量分别是23 EJ和28 EJ，在世界一次能源占比分别为4.1%和4.7%。到2050年，将急速增长到277 EJ，在世界一次能源消费总量中占到44%（年平均增速7.5%），可再生能源（不包含水电）增长超过10倍，是一次能源消费中第一大能源，在电力部门中可再生能源在一次能源中占比从2018年的5%增至2050年的45%。

图7  2018和2050年电力领域可再生能源使用量

可再生能源将由风能和太阳能主导，预测2035年前全球风能和太阳能发电平均新装机容量分别为约350GW和550GW，是自2000年以来年平均增速（60GW）的6-9倍。其后增长放缓，到2050年，发达国家约占风能和太阳能总装机容量的25%，中国约占25%，其余由其他新兴经济体贡献；其中风能和太阳能发电中有一部分用来生产绿氢，到2050年用来生产绿氢的风能和太阳能装机容量在总容量中占比提升至20%。

 图8  2000-2050年全球风能和太阳能发电分阶段年均新装机容量

2.电能占终端能源比例明显提升

2018年，工业领域（不包括非燃烧使用的燃料）消耗了全球约43％的一次能源，另外非燃烧使用的燃料约占6.5％，用于商业建筑和交通运输能源消费分别占29%和21%；到2050年，工业、交通、建筑行业和非燃烧领域能源消费占比基本保持不变，但各部门中间电能占比显著增长，终端电能消耗占到50%。

3.氢能发展迅速

为了满足工业、交通等领域燃料需求，氢能成为重要的替代品。随着氢能相关技术的发展、成本下降以及碳价上涨，氢能将在2035-2050年显著增长，到2050年，氢能在终端能源中约占7%；如图9，到2050年，氢在工业终端能源消费占10％左右；氢在交通中主要用于长途运输，到2050年月7%的车公里数将由氢能驱动。如图10，中国和发达经济体氢的使用最为明显。

图9  2035和2050不同部门氢气使用量

图10  2035和2050年不同地区氢能使用量

4.核能和水电缓慢增长

核能和水力发电总量持续增长，核能的增长将由中国主导。2018年核能总量均在24 EJ左右，约占一次能源消费总量的4%，低于1995年的6%；到2050年，核能消费总量为44 EJ，占一次能源消费总量的7%（年均增长率1.3%），中国将贡献40%的增长。中国的核电发电量将从2028年的约4%增至15%以上，印度、亚洲其他国家和非洲核能发电量也有所增长。

 图11  2018-2050按地区划分的全球核能发电量变化

2018年水电消费总量均在38 EJ左右，约占一次能源消费总量的6.5%，到2050年，水电消费总量为57 EJ，占一次能源消费总量的9.1%（年均增长率1.3%），仅为过去20年的年均增长率（2.6%）的一半。

 图12  2000-2050年全球不同地区水利发电增长率

5．化石燃料削减明显 

天然气使用量有降低，但仍保持重要地位。天然气是过去20年间增速最快的能源，2018年天然气需求量为138 EJ，在世界一次能源中占比24%。预计2050年天然气需求量为134EJ，占比 21%，是最重要的化石能源。当前，天然气市场需求广阔，中国增速居首;美国、中东、俄罗斯、非洲、欧洲等国家和地区天然气需求都有增长。随着向低碳燃料的转型使用，天然气在2035年后下降，在未来各行业用能中，由于向低碳能源的转变以及能效提高，工业和电力部门天然气需求基本保持不变，另外越来越多天然气被用于生产蓝氢，到2020年蓝氢将占全球天然气需求近10%。

图13  天然气使用情况

石油需求显著减少。2018年石油占一次能源消费总量的33%，是最重要的能源。在道路交通效率和电气化的推动下，液体燃料2030后急剧下降，预计到2050年消费将降至不足5500万桶/天，主要集中在发达国家和中国，此在一次能源消费总量中占比降至14%(年均-2.3%)。

图14  石油使用情况（单位：百万桶/天）

煤炭几乎从全球能源系统淘汰。去煤炭化成为全球共识， 2018年煤炭消费总量占世界一次能源消费总量27%；全世界煤炭从2020年开始急剧下降，到2050年，煤炭消费总量为24EJ，在世界一次能源消费总量中占比位3.9%，年增长率为-5.7%，全世界煤炭市场将转变为使用更洁净和更低碳的能源。其中中国主导了煤需求的下降，其煤炭消耗下降主要集中于电力和工业领域，电力行业在煤炭需求下降中占的三分之二左右，原因是发电行业实现大规模脱碳，煤电在全球发电中也将从2018年的38%降至2050年的近3%。

图15  全球去煤化进程

02对我国碳中和的启示 

（一）经济社会发展与能源转型的关系

与全球能源结构相比，我国存在更多特殊性，主要包括：

（1）经济增速仍大幅高于世界上主要经济体，如何权衡经济发展与能源转型考验政府的智慧。

（2）产业结构不合理制约能源转型的顺利推进。我国单位GDP能耗偏高，很大方面原因是产业结构不合理造成的。当前低附加值的产业难以承担能源转型必须付出的成本，产业结构调整与能源转型相辅相成、相互制约。

（3）当前能源结构与发展趋势不尽如人意。煤炭占比仍接近六成，去煤化将对工业、电力等行业升级产生重大影响。油气消费仍处于较快增长阶段，而以风电、光伏为代表的可再生能源占比很小，虽然发展迅速但距扭转乾坤为时尚早。

（二）碳中和是迫在眉睫的现实任务

中国提出“努力争取2060年前实现碳中和”的目标，理想非常宏大，但现实颇为骨感。

对比分析，中国2060碳中和比BP能源展望中快速转型情景任务艰巨得多：为实现民族复兴目标，中国需要实现年均能耗强度降低4.5%，是全球2.3%目标的2倍，而去除中国样本可能要到其他国家的3倍以上；为实现碳中和目标（2060碳排放降低到10亿吨以下），年均降低目标约为6.5%，接近全球3.9%的2倍。

但当前中国能源发展趋势恰恰相反，“十三五”期间每年能源消费增速在上升，单位GDP能效改善程度在快速下降。2019年，我国油气增速远超电能增速，煤炭总量也在增长，全球一次能源增长的3/4来自中国。当前不采取行动，未来要实现碳排放断崖式下降，代价更加巨大，所以碳中和是当下迫在眉睫的现实任务。

当然，我国也存在一些有利因素，首先是新能源发展已成社会共识，更好推动新能源的消纳与电网安全水平的提高，以新能源产业作为国民经济振兴的重要领域，成为较长时间内能源发展主赛道。另外，经过多年节能减排努力，近期有研究成果表明，分行业看我国能效水平已处于国际较好水平（高于加拿大美国等国家），为未来能效提升打下了良好的基础。当然，仍强烈呼吁国家政策的加码，包括产业引导、财税优惠、示范工程等方式，合理有效地促进新能源、氢能、生物质能等行业的发展。

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