国际能源署《世界能源展望2020》预测至2040年能源走势

近日，国际能源署（IEA）发布《世界能源展望2020》报告，着眼于未来10年关键时期，探索走出疫情危机的有效途径。报告指出，受疫情影响，预计2020年全球能源需求将下降5%，能源相关CO2排放将下降7%，能源投资将下降18%。在所有情景（既定政策情景、延迟复苏情景、可持续发展情景和新2050净零排放情景[1]）分析中，以太阳能为发展重点的可再生能源都将扮演重要角色，将满足全球电力需求增量的80%，而化石燃料仍面临各种挑战。在太阳能、风能和能效快速发展的同时，未来10年氢能以及碳捕集、利用和封存应用将大幅扩张。经济衰退暂时抑制了碳排放，但是低速经济增长并不是低排放战略，只有更快地对能源生产和消费方式进行结构性改革，才能彻底改变排放趋势，使世界走上实现净零排放气候目标的道路。报告要点如下：

 

 

疲软的经济前景使全球能源在诸多方面陷入停滞。在既定政策情景中，全球经济将在2021年恢复到2019年水平，一次能源需求将在2023年恢复到2019年水平。而在延迟复苏情景中，全球经济活动将在2023年才能恢复到危机前水平，一次能源需求要到2025年才能恢复。可再生能源在未来二十年中将满足全球电力需求增量的90%，而到2040年煤炭在全球能源需求中占比将首次降至20%以下（如图1所示）。

 

只有完全可持续的复苏才能促使碳排放量长期下降。按照既定政策情景和延迟复苏情景模型，当前已制定政策导致的碳排放反弹比2008-2009年金融危机之后要慢得多，但并未在改变全球CO2排放趋势方面取得决定性的突破。既定政策情景中，在2020年预期下降7%之后，预计2021年全球CO2排放将反弹，2027年将超过2019年水平，2030年将上升到360亿吨。延迟复苏情景中的碳排放趋势比既定政策情景略低，但这是由于经济活动的减少，而非能源消费或生产结构发生变化。

 

石油市场在经历了2020年上半年的动荡之后，正逐渐企稳。石油消费较早受到封控措施的严重打击，短期内仍处于低位，2020年第三季度油价约为40美元/桶。在疫情发生前，石油需求增长速度已明显放缓，主要是受到燃油效率的提高和电动汽车的崛起导致。在既定政策情景中，2030年石油需求将比去年的预测值减少200万桶/天，延迟复苏情景则减少600万桶/天。到21世纪30年代，这两种情景下石油消费都将趋于平稳。

 

疫情加剧了石油天然气行业面临的困境。到2020年，用于新油气供应的投资预算面临着尤为严重的削减，几乎无法通过进一步削减成本来缓解冲击。与2019年相比，石油和天然气供应投资平均下降了三分之一。2019年，新建液化天然气（LNG）液化工厂的审批创下历史新高，接下来的一年里，新项目不太可能获得批准。

 

封控措施导致全球电力需求下降，预计2020年下降2%。对电力需求实时数据分析显示，封城措施导致电力需求迅速下降，随着封控措施的缓解，电力需求稳步回升，预计2020年全球电力需求将下降约2%。电力数据体现出经济活动的影响，受影响最大的是印度和欧盟等长期封城的经济体，以及美国和巴西这类服务业在经济中占较大比重的国家。相比之下，2020年中国电力需求将增长近2%。

 

疫情导致全球煤炭行业遭受重创。煤炭和石油成为受疫情影响最大的燃料，预计2020年全球煤炭使用量将下降7%左右。近三分之二的煤炭用于发电，随着电力消费的下降，燃煤发电量随之下降。在印度，燃煤发电容量的平均利用率降至50%以下。中国占全球煤炭使用量的一半以上，其在疫情中的较快复苏避免了全球煤炭需求更大幅度的下降。2020年上半年，中国新增燃煤发电装机容量审批速度相比2019年有所加快。

 

疫情对贫困地区的破坏性最大，其能源进展明显受挫。撒哈拉以南非洲地区由于国家财力有限，现有债务水平高，社会基础设施脆弱，特别容易受到延迟复苏情景中长期衰退的影响，预计约6%的用电人群将在2020年失去支付基本电力服务的能力。在延迟复苏情景中，预计该地区将有6.3亿人在2030年仍然无法使用电力，无法使用洁净烹饪方式的人数将上升至近11亿人。

 

 

太阳能光伏发电逐渐成为电力供应的重要方式。可再生能源发电，尤其是太阳能发电的发展在可持续复苏情景更加引人注目。可持续复苏情景下，到2025年太阳能光伏发电年装机容量将增长两倍，并将持续增长到2030年。2030年太阳能光伏和风能在全球发电中的总份额将从2019年的8%上升至近30%。太阳能光伏发电和煤炭发电的前景对比明显。未来10年，全球电厂建设将逐步摆脱对煤炭依赖，煤炭在全球发电结构中的比重将从2019年的37%下降到2030年的28%。

 

天然气行业将通过向可再生能源转型降低碳排放。既定政策情景中，南亚和东亚地区到2040年天然气需求将增长30%，而发达经济体的需求将小幅下滑。可持续发展情景中，预计到2040年印度和中国天然气需求将稳步增长，而对于新兴市场和发展中经济体整体而言，天然气需求将在2040年前停止增长。就全球而言，到2040年，天然气消费量将比2019年水平低至少10%，呈下降趋势。

 

现有能源设施碳排放将导致气温升高1.65℃。基于现有和在建的基础设施，预计2030年全球能源相关碳排放量约为265亿吨，2050年为100亿吨，2070年将实现净零排放。这将导致全球气温上升约1.65℃。在可持续发展情景中，对燃煤电厂采取改造或退役，将使得2030年煤炭排放量减少50%。与既定政策情景相比，2019-2030年，使用CCUS或生物质共燃技术对一些燃煤电厂进行改造，并重新调整其他电厂的用途，可累计减排约150亿吨CO2。

 

可持续发展情景中主要空气污染物浓度急剧下降。到2030年，能源相关NOX、SO2和PM2.5的排放量将下降40%-60%，因空气污染导致过早死亡人数将比既定政策情景下减少250万人；全球CO2排放量将下降到270亿吨，比既定政策情景减少约90亿吨；甲烷排放量也将显著减少，将比2019年减少75%。2030年，低碳发电几乎占全球发电总量的三分之二；工业活动的排放强度降低了40%；电动汽车将占新车销量的40%左右。

 

清洁能源投资将大幅增加。在可持续发展情景中，清洁能源和电网投资将从2019年的0.9万亿美元增加到2030年的2.7万亿美元，其中近70%的清洁能源和电网投资来自私人投资。

 

 

到2050年实现全球净零排放需要做出巨大努力。在可持续发展情景中，到2030年太阳能光伏年新增装机容量将从2019年的108吉瓦增至超过280吉瓦，风能新增装机容量将增加140%，而未配备CCUS的燃煤发电量将减半。到2030年，电动汽车约占新车销量的40%（2019年为2.5%）。到2050年全球能源部门要实现净零排放，意味着在2030年能源和工业部门CO2排放量较可持续发展情景分别再减少201亿吨和66亿吨。

 

在煤炭主要消费国，太阳能光伏将发挥关键作用。目前全球太阳能电池板装机容量为160吉瓦，在新2050净零排放情景下，预计2025年装机容量将达到300吉瓦，2030年达到500吉瓦。2019-2030年，全球太阳能光伏装机容量将以每年近20%的速度增长。在新2050净零排放情景中，风能也将迅速发展，目前主要煤炭消费国将迅速增加风力发电部署，装机容量从2019年的60吉瓦增至2025年的160吉瓦，在2030年达到280吉瓦。

 

工业部门低碳氢的使用范围将大幅扩大。与可持续发展情景相比，在新2050净零排放情景中，更多低碳氢将用于燃料供应中。新2050净零排放情景中低碳氢消费约为4500万吨油当量，而可持续发展情景中为1000万吨油当量。尽管其占2030年工业部门能源消费不到2%，但为其提供了一个重要的早期应用市场。预计2030年，低碳氢将作为化学原料满足15%的氨和甲醇生产需求，而目前这一比例很低。

 

化石燃料需求量将进一步下降。新2050净零排放情景中，2019-2030年全球煤炭需求预计下降近60%，降至不足23亿吨煤当量，全球煤炭市场规模将回到20世纪70年代水平。煤炭总需求下降的80%来自电力部门煤炭使用量的减少，为燃煤电厂配备CCU将有助于避免大量燃煤电厂提前退役，使这些电厂的使用与可持续发展目标保持一致，同时保障能源安全。

 

到2030年，电动汽车销量将占汽车总销量的一半以上。新净零排放情景中，电动汽车销量将在2025年上升至2500万辆，2030年超过5000万辆，占乘用车年销量的50%以上（可持续发展情景中这一比例为40%）。其他零排放汽车如燃料电池汽车也将快速增长。

 

 

可再生能源发展强劲，煤炭需求日益衰减。能源需求将在2023年初恢复2019年疫情前的水平，但由于可再生能源的强劲增长和煤炭需求的减少，CO2排放量将在2027年回升至2019年水平。在既定政策情景中，预计2030年CO2排放量将增至360亿吨，低于去年的预测值。然而，在可持续发展情景中，各国政府将采取更积极行动，预计2030年CO2排放量将下降至270亿吨。可再生能源需求增长主要由太阳能光伏发电和风力发电推动。预计2030年现代生物能源需求年均增长3%。预计2030年发达经济体煤炭需求将比2019年下降近45%；中国作为迄今为止全球最大的煤炭消费国，煤炭消费将在短期内出现反弹，在2025年前后达到峰值，之后逐渐下降。

 

石油需求缓慢回升，未来十年石油化工产品将助推石油需求的增长。受疫情影响，石油需求在2020年断崖式下降，预计将在2023年逐渐超过疫情前水平。与《世界能源展望2019》既定政策预测相比，2030年和此后的石油需求将减少200万桶/天。汽车周转率将放缓，预计2020年有900万消费者推迟换车，但电动汽车销量依然坚挺。过去十年，公路运输占石油需求增量的60%，而未来十年石油化工产品将取代交通运输业地位，占石油增量的60%，主要原因是塑料需求的增加。尽管航空业需要一段时间才能从疫情中恢复，但长远来看，消费者行为的巨大改变对石油需求总体影响有限。

 

2020年全球天然气需求将迅速复苏。2021年，天然气需求将反弹近3%，到2030年，天然气需求将比2019年高出14%，其增长主要集中在亚洲。天然气供应充足和创纪录的低价刺激了全球天然气市场的发展。在成熟市场中，煤改气的溢出效应将在2025年基本耗尽，此后，由于环境因素、可再生能源竞争加剧、能效提高、终端应用电气化和替代低碳气体（包括氢气）的发展，天然气前景开始恶化。

 

未来十年全球能效将有所下降。能效下降主要由于燃料价格下降，以及在疫情之后经济衰退，使得公司和家庭减少购买高能效设备、电器和新的车辆。这将导致未来十年年均能效值比《世界能源展望2019》预测值低10%。

 

 

既定政策情景中，未来新兴经济体电力需求复苏速度将高于发达经济体。按照既定政策情景，全球电力需求将在2021年恢复。预计到2030年，印度电力需求增长最快（较2019年增长160%），其次是东南亚和非洲。电力需求增长速度将超过所有其他燃料。到2030年，电力将占全球终端能耗的21%。对于发达经济体，电力需求将在2023年恢复到疫情前水平，然后在交通和热能电气化的推动下持续增长，预计到2030年年均增长0.8%。对于发展中国家和新兴经济体，家用电器和空调拥有率的上升，加上商品和服务消费的增长，预计到2021年将恢复到疫情前水平。

 

可再生能源发电在疫情期间表现出较强的弹性，有望实现强劲增长。预计2020-2030年，可再生能源电力需求将逐步增长三分之二，将占全球电力需求增量的80%。可再生能源将在2025年取代煤炭成为主要发电方式，到2030年，水能、风能、光伏、生物能、地热和海洋能将提供近40%的电力供应。中国在此领域发展突出，到2030年，其可再生能源发电量将增加近1500太瓦时，相当于法国、德国和意大利2019年发电量的总和。

 

太阳能光伏发电成为新的电力供应支柱，并有望大规模扩张。2020-2030年，预计全球太阳能光伏发电量平均每年增长13%，占电力需求增量近1/3。由于资源广泛利用、成本下降以及130多个国家的政策支持，到2021年全球太阳能光伏装机容量将超过疫情前水平，并在2022年之后每年都创新高。对于利用高质量资源的低成本融资项目来说，太阳能光伏是最便宜的电力来源。

 

煤炭发电量进一步下降，到2025年全球退役燃煤发电装机容量将与新增燃煤装机容量持平。受电力需求下降、可再生能源产量增加以及与燃气发电成本竞争加剧等因素影响，2020年全球煤炭发电量预计减少8%，为历史最大降幅。此后，全球燃煤发电量将不再达到危机前2018年的峰值。预计2030年，煤炭在全球发电量占比将降至28%，而2019年其所占份额为37%。具有挑战性的市场环境将导致到2025年全球燃煤发电装机容量减少275吉瓦（占2019年总量的13%），其中美国减少100吉瓦、欧盟减少75吉瓦，欧盟27个成员国中有16个国家计划逐步淘汰所有不减排的燃煤发电。但这一减少量将被新建煤电机组容量所抵消，其中130吉瓦的新建产能主要集中在中国、印度和东南亚。预计到2024年，全球电力相关CO2排放量将接近13亿吨，并在2030年趋于稳定，但不会增至疫情前水平。在可持续性发展情景中，2020-2030年全球碳排放量将下降38%。

 

灵活性是现代电力系统电力安全的基石。多数输电系统运营商的收入将在2020年下降，如不迅速恢复，将带来电力安全风险。在既定政策情景中，随着电网现代化和数字化的发展，预计2030年电网投资将达到4600亿美元，比2019年增加2/3，预计未来十年将增加200万公里的输电线路和1400万公里的配电线路，比过去十年的增长高80%。

 

 

既定政策情景中，石油市场的复苏需要上游投资的注入，预计2030年油价将升至每桶75美元。近年来，美国致密油行业一直是石油供应增长的主要动力，但推动该行业增长的是如今已收紧的宽松信贷政策。高库存将使得短期内全球石油市场供应充足，既定政策情景中，预计到2022年美国致密油产量将恢复到2019年水平。能抵御较大金融冲击的低成本产油国，如沙特阿拉伯、俄罗斯、科威特和阿拉伯联合酋长国，处于更加有利的位置。炼油厂吞吐量的增长速度仅为过去十年的一半，产能与成品油需求之间不断扩大的差距，给竞争力较弱的老旧炼油厂带来了巨大压力。炼油企业的应对策略包括多元化经营石化和低碳业务，这些策略在可持续发展情景中变得更加重要。

 

未来十年天然气需求小幅下降。既定政策情景中，与2019年预测相比，2030年全球天然气需求将下降2%，但远小于2030年煤炭需求降幅（9%）。在这种前景下，美国的页岩气产量相对较快地反弹，但卡塔尔和俄罗斯由于拥有大量的低成本供应储备，在供应增长方面处于有利地位。既定政策情景中，全球天然气市场在2025年前仍保持充足供应，在约1500亿立方米的LNG合同即将到期之际，维持了价格下行压力。疫情后的延迟复苏削减了对LNG的短期需求，而更长期的不利因素则来自于更强有力的气候政策。

 

需求下降给煤炭供应行业带来了持续的下行压力。由于中国和印度这两个最大的煤炭进口国提高国内产量，国际煤炭贸易进一步受到挤压，可持续发展情景中所有煤炭供应商的压力进一步增加。

 

既定政策情景中，可再生固体生物质、液体生物燃料和沼气供应稳步增长。政策支持是低碳燃料发展的一个关键变量，特别是在化石燃料价格较低的环境中。目前需要进一步提高支出和投资水平，以实现可持续发展情景中政府雄心勃勃的目标。

 

低碳氢在能源转型战略中的重要性日益凸显。一些国家正在加快努力，扩大低碳氢相关基础设施、需求和专业知识。缩小低碳氢与竞争燃料的成本差距是一项关键的近期挑战，预计到2030年这一差距将大大缩小。

 

 

延迟复苏情景中，全球经济进一步下滑，到2030年比既定政策情景低10%。在既定政策情景和可持续发展情景下，预计2021年疫情蔓延得到控制，随后经济复苏，到2025年全球经济仅比危机前下降5%。然而，考虑疫情进一步蔓延，在延迟复苏情景中，到2030年全球经济规模将比既定政策情景缩小近10%，能源需求和CO2排放量相应减少，能源部门结构性变化将减缓。更清洁的新型能源技术存在投资不足和对现有资本存量过度依赖的弊端。

 

石油需求增长缓慢，将比既定政策情景延迟4年恢复到2019年水平。延迟复苏情景中，石油需求量要到2027年才能恢复到2019年水平，这比既定政策情景推迟4年，此后全球石油消费量将在1亿桶/天的水平上趋于平稳。与既定政策情景相比，延迟复苏情景中汽车、建筑和石化产品石油使用量减少程度相对较低，而工业、公路运输、航运和海运受经济衰退影响更大。石油需求和价格的下降增加了主要油气生产国的经济和社会压力。

 

电力需求将下降6%，可再生能源在总发电量中所占份额略高。风能和太阳能产能的增速相对强劲，但与既定政策情景一样，可再生能源在长途运输和工业等难以应用的行业面临着更为严峻的前景。电网不断增加的投资需求与电网运营商收入下降之间的差距，显示能源转型和电力安全的重要性。

 

煤炭消费持续下降，化石燃料和低碳投资活动减缓。延迟复苏情景中，煤炭需求进一步受到打击，到2030年，全球煤炭使用量下降至约45亿吨煤当量，较既定政策情景相比下降了9%。与工业用煤相比，电力用煤受影响更为严重（到2030年与既定政策情景相比降幅达到12%），新建燃煤电厂减少，退役电厂增加，在运电厂的运营时间减少。到2030年，对化石燃料的投资将减少10%，对低碳技术的投资活动也将同样放缓。

 

[1]既定政策情景：受疫情影响，2021年全球经济恢复到危机前水平；延迟复苏情景：受疫情进一步扩散影响，2023年全球经济恢复到危机前水平；可持续发展情景：清洁能源政策和投资激增使能源体系步入正轨，全面实现可持续能源目标；新2050净零排放情景：包括一个详细的分析模型，设定未来十年全球碳排放必须走上2050年净零排放轨道。