2040年世界能源供需展望
——基于《BP世界能源展望(2019年版)》

李洪言 趙 朔 劉 飛 李 雷 代曉東

中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院油氣工程學(xué)院儲(chǔ)運(yùn)工程系, 山東 東營(yíng) 257061

0 前言

2019年4月，英國(guó)BP公司發(fā)表了《BP世界能源展望(2019年版)》(以下簡(jiǎn)稱《展望》)報(bào)告[1],報(bào)告中基于漸進(jìn)轉(zhuǎn)型、快速轉(zhuǎn)型等不同情景進(jìn)行展望,《展望》中對(duì)過(guò)去1995-2017年和將來(lái)2017-2040年的能源供需情況進(jìn)行了對(duì)比分析。本文基于漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)至2040年世界能源供需的發(fā)展情況。

1 一次能源

1.1 全世界一次能源需求增速逐步減慢

目前,一次能源的種類包括煤炭、石油、天然氣、核能、水電和可再生能源。隨著生產(chǎn)總值的穩(wěn)步增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,全世界能源需求持續(xù)增長(zhǎng),但能源需求增速下降。2017年全世界能源強(qiáng)度為119 t油當(dāng)量/百萬(wàn)美元,在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型的情境下,預(yù)計(jì)2040年為76 t油當(dāng)量/百萬(wàn)美元,增速?gòu)?995-2017年年均-1.5%降至2017-2040年年均-1.9%。全世界一次能源消費(fèi)量在2017年為1.35×1010t油當(dāng)量,至2040年將達(dá)到1.79×1010t油當(dāng)量,增速同比年均從2.1%降至1.2%[2-7]。

從地區(qū)一次能源消費(fèi)情況看:能源需求增加最快的國(guó)家是中國(guó)和印度,在能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比相對(duì)較高,中國(guó)、印度的消費(fèi)量占比預(yù)計(jì)在2040年分別達(dá)到22%和11%,在2017-2040年間,年均增長(zhǎng)分別為1.1%和4.2%見(jiàn)表1。在展望開(kāi)始,美國(guó)和歐盟能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多元化,預(yù)計(jì)2040年消費(fèi)量占比分別為8%和12%,展望期間,歐盟年均呈現(xiàn)-0.6%增長(zhǎng)。

表1 2017-2040年主要地區(qū)一次能源消費(fèi)情況

地區(qū)2040年消費(fèi)總量/104 t油當(dāng)量占比/(%)消費(fèi)增量/104 t油當(dāng)量增量變化/(%)年變化率/(%)中國(guó)4 01722885281.1印度1 928111 1741564.2美國(guó)2 22312-12-10.0歐盟1 4758-215-13-0.6中東1 3918494551.9俄羅斯75045270.3巴西4853191652.2世界17 8661004 355321.2

從能源種類上看:與煤炭和石油相比,可再生能源和天然氣的重要性不斷提高,將持續(xù)向綠色低碳能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，見(jiàn)表2。預(yù)計(jì)至2040年,一次能源的增量中可再生能源和天然氣占85%，其中,可再生能源的增長(zhǎng)最快(年均7.1%),占一次能源比例的15%;天然氣比煤炭和石油增長(zhǎng)更快,年均增長(zhǎng)分別為1.7%、-0.1%、0.3%。展望末期天然氣在一次能源中的比例(占比26%)將超過(guò)煤炭(占比20%)，向石油(占比27%)接近。

表2 2017-2040年能源種類消費(fèi)情況

能源種類2040年消費(fèi)總量/104 t油當(dāng)量占比/(%)消費(fèi)增量/104 t油當(dāng)量增量變化/(%)年變化率/(%)石油4 8602732370.3天然氣4 617261 461461.7煤炭3 62520-106-3-0.1核能7704173291.1水電1 2457327361.3可再生能源2 748152 1773817.1

在快速轉(zhuǎn)型的情形下:2040年全世界一次能源消費(fèi)量為1.64×1010t油當(dāng)量,從過(guò)去20年年均增速2.1%降至2017-2040年年均增速0.8%，見(jiàn)表3～4。從地區(qū)一次能源消費(fèi)情況看:預(yù)計(jì)2040年,中國(guó)、印度消費(fèi)量占比分別達(dá)到23%和10%,年均增長(zhǎng)為0.7%和3.3%;美國(guó)和歐盟消費(fèi)量占比分別達(dá)到13%和8%,年均呈現(xiàn)-0.3%和-1.1%的增長(zhǎng)。

石油和煤炭消費(fèi)量急速下降(比較表1與表4),特別是煤炭消費(fèi)量在2017-2040年年均增速-5.3%,主要原因是基于快速轉(zhuǎn)型情景下“更低碳排放”的要求,預(yù)計(jì)到2040年,碳排放量減少45%左右。此情況下,核能、水電和可再生能源的增長(zhǎng)將更快,年均增長(zhǎng)分別為2.3%、1.9%和9.6%。

表3 快速轉(zhuǎn)型情景下,2017-2040年主要地區(qū)一次能源消費(fèi)情況

地區(qū)2040年消費(fèi)總量/104 t油當(dāng)量占比/(%)消費(fèi)增量/104 t油當(dāng)量增量變化/(%)年變化率/(%)中國(guó)3 70023568180.7印度1 588108351113.3美國(guó)2 07513-159-7-0.3歐盟1 3028-387-23-1.1中東1 3438446501.8俄羅斯71341520.1巴西4373142481.7世界16 3901002 879210.8

表4 快速轉(zhuǎn)型情景下,2017-2040年能源種類消費(fèi)情況

能源種類2040年消費(fèi)總量/104 t油當(dāng)量占比/(%)消費(fèi)增量/104 t油當(dāng)量增量變化/(%)年變化率/(%)石油3 84523-693-15-0.7天然氣4 343261 187381.7煤炭1 0797-2 653-71-5.3核能1 0126416702.3水電1 4039484531.9可再生能源4 708294 1387259.6

1.2 能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)向更低碳系統(tǒng)轉(zhuǎn)變

隨著美國(guó)能源生產(chǎn)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)以及中國(guó)能源供給擴(kuò)張的放緩,全世界能源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也在轉(zhuǎn)變。預(yù)計(jì)2020年、2030年和2040年一次能源生產(chǎn)總量分別為1.44×1010t油當(dāng)量、1.6×1010t油當(dāng)量和1.78×1010t油當(dāng)量,2020-2030年和2030-2040年分別增長(zhǎng)11.1%和11.25%,年均生產(chǎn)增長(zhǎng)總量分別為1.2%和1.04%。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情境下,石油、天然氣和可再生能源的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)了美國(guó)能源生產(chǎn)的增長(zhǎng),但隨著美國(guó)致密油的開(kāi)采,產(chǎn)量見(jiàn)頂并且逐年降低,能源產(chǎn)量會(huì)日益減緩。俄羅斯天然氣產(chǎn)量比例逐漸降低,使俄羅斯占全世界能源產(chǎn)量比例小幅降低(占比5%降至4%),但俄羅斯仍是世界上最大的油氣出口國(guó)。在可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)模式下,中國(guó)能源生產(chǎn)增長(zhǎng)與過(guò)去20年相比明顯減緩,在展望期間,可再生能源和核電飛速增長(zhǎng)。雖然目前傳統(tǒng)化石能源仍占世界能源主導(dǎo),但清潔能源消費(fèi)增速將超過(guò)化石能源增速[8]。

2 液體燃料

2.1 液體燃料的供給

2.1.1 美國(guó)致密油增長(zhǎng)強(qiáng)勁

美國(guó)致密油產(chǎn)量不斷增加是世界石油產(chǎn)量增長(zhǎng)的主要原因之一。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)下,美國(guó)未來(lái)10年,致密油產(chǎn)量增加接近6.0×106桶/d,到2030年高峰時(shí)總產(chǎn)量將接近1.05×107桶/d,預(yù)計(jì)2040年總產(chǎn)量將降至8.5×106桶/d。由此可知,至2030年,美國(guó)液體燃料(致密油和天然氣凝析液)的產(chǎn)量在全世界將起主導(dǎo)作用。在此期間,受其影響,歐佩克國(guó)家的液體燃料產(chǎn)量將停滯,僅占市場(chǎng)份額36%,到展望后十年恢復(fù),預(yù)計(jì)到2040年,石油輸出國(guó)組織液體燃料產(chǎn)量約4.4×107桶/d(占市場(chǎng)份額41%)。展望期間,非歐佩克國(guó)家液體燃料供給增長(zhǎng)6.0×106桶/d,占市場(chǎng)份額59%[1]。

2.1.2 原油產(chǎn)量增長(zhǎng)有限

在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,全世界液體燃料產(chǎn)量在2040年將達(dá)1.08×108桶/d,在展望期間增長(zhǎng)1.0×107桶/d,其中,原油和凝析油貢獻(xiàn)了少于3.0×106桶/d的增量。主要增量為天然氣凝析液增長(zhǎng)5.0×106桶/d(美國(guó)3.0×106桶/d和中東2.0×106桶/d),以及“其他液體燃料”增長(zhǎng)(3.0×106桶/d),特別是生物燃料,到2040年生物燃料的貢獻(xiàn)將從2.0×106桶/d增長(zhǎng)到4.0×106桶/d,其大部分生產(chǎn)集中在美國(guó)和巴西。2000-2040年全世界液體燃料生產(chǎn)量變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

圖1 2000-2040年全世界液體燃料生產(chǎn)量變化趨勢(shì)

2.1.3 煉廠產(chǎn)量增長(zhǎng)受限

非煉油生產(chǎn)的液體燃料強(qiáng)勁增長(zhǎng)使煉廠生產(chǎn)承壓,到20年代中期煉廠生產(chǎn)已逐步平穩(wěn),預(yù)計(jì)到2040年僅增加3.0×106桶/d。而2017-2023年,新規(guī)劃加在建煉廠產(chǎn)能共9.0×106桶/d。除此之外,很多新興經(jīng)濟(jì)體,包括中國(guó)、印度和中東,過(guò)去常按照其需求規(guī)劃相應(yīng)或額外產(chǎn)能，如果這些地區(qū)繼續(xù)這種實(shí)踐,將意味著其他地區(qū)需要削減煉廠1.0×107桶/d產(chǎn)能。會(huì)使成熟市場(chǎng)中大量煉油廠關(guān)閉,例如歐洲、經(jīng)合組織亞洲國(guó)家、以及北美部分地區(qū)。

2.2 液體燃料需求

展望期間,液體燃料需求將在逐漸見(jiàn)頂前的一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)增長(zhǎng),主要是由于亞洲經(jīng)濟(jì)體快速發(fā)展促進(jìn)需求的增長(zhǎng),經(jīng)合組織的需求將逐漸下降。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情境下,未來(lái)十年左右,全世界液體燃料需求增長(zhǎng)1.0×107桶/d,即到2030年左右從9.8×107桶/d增長(zhǎng)到1.08×108桶/d，見(jiàn)圖2。交通行業(yè)液體燃料消費(fèi)占比保持在55%,仍在液體燃料需求上占主導(dǎo)地位,預(yù)計(jì)到2040年,需求將從5.6×107桶/d增長(zhǎng)到6.1×107桶/d。非燃燒用石油在展望期間從7.0×106桶/d增長(zhǎng)到2040年的2.2×107桶/d,成為需求增長(zhǎng)的主要來(lái)源,其中,工業(yè)和建筑兩個(gè)行業(yè)的能源消費(fèi)都比過(guò)去放緩,建筑能源消費(fèi)從年均增長(zhǎng)1.5%降至1.1%,到2040年將達(dá)到能源消費(fèi)總量的1/3左右,工業(yè)能源消費(fèi)從年均增長(zhǎng)1.95%降至0.85%。

圖2 不同行業(yè)液體燃料的需求量變化

2.2.1 非煉廠生產(chǎn)供給液體燃料需求增長(zhǎng)

在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,液體燃料需求增長(zhǎng)由液化石油氣和石腦油需求增長(zhǎng)主導(dǎo),2040年液化石油氣和石腦油由煉廠生產(chǎn)8.7×105桶/d,由非煉廠生產(chǎn)5.57×106桶/d。液化石油氣、石腦油和汽油很大程度由天然氣凝析液和生物乙醇滿足，僅有煤油的增量主要是來(lái)自煉廠。

2.2.2 石油需求總體穩(wěn)定下降

2017年,石油仍是最主要能源,占一次能源消費(fèi)總量34%。發(fā)展中國(guó)家(如中國(guó)、印度等)石油需求保持增長(zhǎng),但歐盟、美國(guó)和日本等石油消費(fèi)保持基本穩(wěn)定,并有所下降[3],預(yù)計(jì)到2030年,中國(guó)石油需求達(dá)到峰值,之后將穩(wěn)中有降[9]。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,預(yù)計(jì)到2040年，石油消費(fèi)量4.86×109t油當(dāng)量,在一次能源消費(fèi)總量中占比27%(年均0.3%),與2017年相比占比下降了7%,但從整體來(lái)講,到2040年世界能源系統(tǒng)中石油仍占據(jù)重要地位,需求量8.0×107～1.3×108桶/d。

3 天然氣

3.1 天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)強(qiáng)勁

天然氣低成本供應(yīng)充足,預(yù)計(jì)2040年天然氣產(chǎn)量53 700×108m3,展望期間天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)16 900×108m3(46%),年均增長(zhǎng)1.7%。對(duì)天然氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)起主導(dǎo)作用的有美國(guó)和中東(包括卡塔爾和伊朗),2040年天然氣增產(chǎn)分別為3 500×108m3和4 250×108m3(占展望期間天然氣產(chǎn)量近一半的增量);另外,中國(guó)和俄羅斯的天然氣產(chǎn)量也大幅增長(zhǎng),2040年天然氣增量分別為2 250×108m3和2 000×108m3。

3.2 天然氣需求市場(chǎng)廣闊

依據(jù)2015年通過(guò)的《巴黎協(xié)定》,各國(guó)制定減排目標(biāo),推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整[6],天然氣作為新興的低碳能源,需求增長(zhǎng)快速,2017年在世界一次能源消費(fèi)量中占比23%,過(guò)去20年間,天然氣消費(fèi)量年均增速2.5%。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,預(yù)計(jì)2040年天然氣需求量4.62×109t油當(dāng)量,占比26%,成為世界第二大能源。在2017-2040年間,年均增長(zhǎng)率為1.7%,即2017-2040年期間增長(zhǎng)46%,增長(zhǎng)速度比石油和煤炭都快,是唯一在展望期間增長(zhǎng)較快的石化能源。天然氣市場(chǎng)需求廣闊,中國(guó)《“十三五”能源規(guī)劃》中指出:中國(guó)能源消費(fèi)中天然氣占比在2020年達(dá)10%,2030年占比達(dá)15%;美國(guó)、中東、俄羅斯、非洲、歐洲等國(guó)家和地區(qū)天然氣需求都有增長(zhǎng)[7-8]，見(jiàn)圖3。

圖3 2017-2040年天然氣需求和生產(chǎn)增長(zhǎng)

分行業(yè)看:工業(yè)及電力行業(yè)的增長(zhǎng)對(duì)天然氣需求增長(zhǎng)起到了主導(dǎo)作用。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,到2040年工業(yè)行業(yè)天然氣用量達(dá)到17 647×108m3,在2017-2040年期間增長(zhǎng)了50%;全世界電力需求的總體上升驅(qū)動(dòng)天然氣需求上升,電力行業(yè)天然氣用量20 588×108m3,從過(guò)去20年增速167%到展望期間增速46%,但增量放緩,展望期間電力行業(yè)使用天然氣的占比保持在20%左右;盡管交通領(lǐng)域天然氣需求增長(zhǎng)200%,但是至2040年天然氣需求量?jī)H1 765×108m3,需求增量為1 177×108m3,需求增量相比工業(yè)和電力較小，見(jiàn)圖4。

圖4 1990-2040年各行業(yè)天然氣需求量增長(zhǎng)趨勢(shì)

分行業(yè)分區(qū)域看:發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體(尤其是天然氣資源豐富的中東和非洲)持續(xù)工業(yè)化主導(dǎo)了展望期間工業(yè)天然氣需求的增長(zhǎng),展望期間,中東電力行業(yè)、工業(yè)天然氣用量增長(zhǎng)分別為885×108m3和1 154×108m3;非洲電力行業(yè)、工業(yè)天然氣用量增長(zhǎng)分別為1 000×108m3和538×108m3;部分地區(qū)的煤改,特別是中國(guó)也導(dǎo)致工業(yè)天然氣需求增長(zhǎng),電力行業(yè)、工業(yè)天然氣用量增長(zhǎng)分別為1 000×108m3和1 538×108m3，見(jiàn)表5。

表5 2017-2040年各行業(yè)各區(qū)域消費(fèi)增長(zhǎng)

(109 m3)

3.3 天然氣貿(mào)易活躍

3.3.1 液化天然氣貿(mào)易增長(zhǎng)迅速

液化天然氣供應(yīng)持續(xù)增長(zhǎng),在全世界天然氣貿(mào)易中占比也不斷增加,并在2020年末將領(lǐng)先管道氣。展望期間管道天然氣貿(mào)易增長(zhǎng)2 000×108m3,液化天然氣貿(mào)易增長(zhǎng)5 000×108m3,到2040年液化天然氣的供應(yīng)量將占總需求的15%以上。

在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下,2017-2040年液化天然氣貿(mào)易從4 000×108m3增長(zhǎng)到9 000×108m3,實(shí)現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)。展望期間,北美引領(lǐng)液化天然氣出口的增長(zhǎng),從195×108m3增長(zhǎng)至2 146×108m3,中東、非洲和俄羅斯分別增長(zhǎng)976×108、781×108和634×108m3。隨著市場(chǎng)的逐漸成熟,美國(guó)和卡塔爾將成為兩大液化天然氣出口中心,到2040年兩國(guó)占全世界液化天然氣出口總量的40%，見(jiàn)圖5。

圖5 2017-2040年世界液化天然氣出口量增長(zhǎng)趨勢(shì)

亞洲仍是全世界液化天然氣的主要進(jìn)口方[9],但進(jìn)口結(jié)構(gòu)有所變化，到2040年中國(guó)進(jìn)口1 366×108m3、印度進(jìn)口1 171×108m3，其他亞洲國(guó)家進(jìn)口2 000×108m3,進(jìn)口量有望占進(jìn)口量的一半,將超過(guò)老牌進(jìn)口大國(guó)日本和韓國(guó)(共進(jìn)口1 660×108m3),但歐洲仍是重要的需求市場(chǎng)(進(jìn)口1 268×108m3)，見(jiàn)圖6。

圖6 2017-2040年全球液化天然氣進(jìn)口量變化趨勢(shì)

3.3.2 天然氣出口多樣性增加

管道氣和液化天然氣之間的競(jìng)爭(zhēng)隨著液化天然氣供給的增加不斷加劇,在歐洲和中國(guó)尤為嚴(yán)重。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,天然氣在歐洲的產(chǎn)量下降40%,致使到2040年歐洲對(duì)外天然氣依賴程度增加到約75%，見(jiàn)圖7～8。

圖7 歐洲天然氣供給量變化趨勢(shì)

圖8 中國(guó)天然氣供給量變化趨勢(shì)

歐洲現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施支持歐洲大幅提升其液化天然氣或管道氣的進(jìn)口量,到2040年,從俄羅斯進(jìn)口2 430×108m3,占總需求量的41%。在中國(guó),雖然國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量大幅提升,到2040年增長(zhǎng)至3 643×108m3,增長(zhǎng)了112.5%,但對(duì)天然氣的需求增長(zhǎng)速度仍大于供應(yīng)增長(zhǎng)速度,預(yù)計(jì)到2040年,對(duì)進(jìn)口的依存度將超過(guò)40%,大約一半的進(jìn)口增量將由俄羅斯(供給643×108m3)和其他獨(dú)聯(lián)體國(guó)家(供給679×108m3)的管道氣來(lái)提供,剩余增量來(lái)自液化天然氣(供給143×108m3)。

4 煤炭需求大幅放緩

世界能源正在去煤炭化,全世界煤炭消費(fèi)增速雖比過(guò)去大幅放緩,但由印度和亞洲其他國(guó)家的增長(zhǎng)抵消。2017年,世界煤炭產(chǎn)量7.549×109t,在世界一次能源總量中占比28%,略有上漲,到2020年左右世界煤炭需求達(dá)到峰值,然后逐漸緩慢下降。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,預(yù)計(jì)2040年煤炭需求量3.63×109t油當(dāng)量,在世界一次能源總量中占比下降到20%,年均增量-0.1%,可見(jiàn),全世界煤炭消耗維持在現(xiàn)有水平。在過(guò)去20多年,煤炭是能源需求增長(zhǎng)的最大來(lái)源(增長(zhǎng)68%,年均增長(zhǎng)2.4%)[10-13]。

分地區(qū)看:2017年中國(guó)煤炭產(chǎn)量3.445×109t,預(yù)計(jì)2020年前,中國(guó)煤炭仍將小幅增長(zhǎng)[13],見(jiàn)圖9。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下,中國(guó)繼續(xù)主導(dǎo)全世界煤炭市場(chǎng),展望期間中國(guó)更平衡和更可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),使煤炭在能源占比中大幅降低,從60%降低至35%,其中煤炭減少的總量由天然氣和可再生能源的增量所抵消,全世界煤炭市場(chǎng)將轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂酶鼭崈艉透吞嫉哪茉础?/p>

圖9 分地區(qū)煤炭消費(fèi)量變化趨勢(shì)

由于印度和其他亞洲新興經(jīng)濟(jì)體的發(fā)展,其電力需求量增大,使煤炭需求量增加,印度是煤炭消費(fèi)增長(zhǎng)最大的市場(chǎng),印度電力行業(yè)煤炭在展望期間需求增長(zhǎng)3.44×108t油當(dāng)量,煤炭比例僅小幅下降。預(yù)計(jì)到2040年,印度的煤炭消費(fèi)將占全世界煤炭消費(fèi)總量的25%。

在展望開(kāi)始階段,多元化的能源結(jié)構(gòu)在歐盟和美國(guó)就已實(shí)現(xiàn),石油及煤炭使用量不斷減少,煤炭年均降幅都超過(guò)2%,這些將由可再生能源使用的增加所抵消,在美國(guó)還包含天然氣。日本煤炭消費(fèi)正逐年下降,年均下降1.66%[14-15]。

5 可再生能源需求增長(zhǎng)強(qiáng)勁

增長(zhǎng)快速的可再生能源(包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)和生物燃料)作為低碳綠色能源,將快速地滲透到全世界的能源體系中,成為世界能源轉(zhuǎn)型的主要方向[16]。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景,可再生能源在一次能源中占比從1%增加到10%需要大約25年,滲透速度比以往任何能源都快(石油用了45年,天然氣用了超過(guò)50年),2017年可再生能源需求5.71×108t油當(dāng)量,在世界一次能源總需求消費(fèi)中占比4%;到2040年可再生能源需求2.75×109t油當(dāng)量,在一次能源需求占比達(dá)15%,年均增速7.1%,增長(zhǎng)迅速，見(jiàn)圖10[1]。

圖10 可再生能源在世界能源中的占比

預(yù)測(cè)到2040年，電力將占全世界能源消耗的40%,可再生能源將占世界總發(fā)電量的30%,約占全世界新增發(fā)電量的66%,在全世界電力市場(chǎng)份額大幅增長(zhǎng)情況下,可再生能源將是未來(lái)全世界主要的電力來(lái)源。

分別考慮不同能源:在展望期間,風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電顯著增加(分別為5倍和10倍),由于經(jīng)合組織2030年起禁止傳統(tǒng)煤炭發(fā)電,在2030年后主要電力來(lái)源將是風(fēng)能，圖11。據(jù)統(tǒng)計(jì),可再生能源在2017年的發(fā)電量占全世界總發(fā)電量比重的24.5%,占新增凈發(fā)電總量的近2/3,太陽(yáng)能光伏發(fā)電量增長(zhǎng)了32%,風(fēng)電增長(zhǎng)了10%[15,17],由于成本降低,到2040年全世界電力市場(chǎng)發(fā)電量將翻一番。

圖11 可再生能源發(fā)電量占比

分地區(qū)看:歐盟的可再生能源增長(zhǎng)迅速,到2040年,在歐盟電力市場(chǎng),超過(guò)一半來(lái)自可再生能源發(fā)電，圖12[1]。發(fā)展中國(guó)家主導(dǎo)了可再生能源的增長(zhǎng),中國(guó)的可再生能源增長(zhǎng)最快,到2030年印度是增長(zhǎng)第二快的國(guó)家[4,18]。在全世界可再生能源發(fā)電的增量中,中國(guó)、印度等亞洲國(guó)家占比接近50%。

圖12 分地區(qū)可再生能源發(fā)電量占比

6 核能和水電需求持續(xù)增長(zhǎng)

在展望期間,雖然核能和水力發(fā)電總量持續(xù)增長(zhǎng),但與總發(fā)電量相比,仍然較慢,因此這兩者在電力結(jié)構(gòu)中的占比不斷下降。

2017年,核能占世界一次能源消費(fèi)總量的4%,但仍低于1995年峰值時(shí)期的占比6%。目前,美國(guó)和歐盟的核電在全世界占比最高,歐盟略有下降,日本核能正高速增長(zhǎng)。法國(guó)計(jì)劃到2025年,將核電發(fā)電占比從目前的75%降到50%[19-20]。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,預(yù)計(jì)2040年全世界核能需求總量7.7×108t油當(dāng)量,占比4%,展望期間年均增長(zhǎng)1.1%,與過(guò)去20年相比(年均增長(zhǎng)0.6%)增長(zhǎng)加快，見(jiàn)表2。中國(guó)核能發(fā)電量大幅增長(zhǎng),2017年中國(guó)核能增長(zhǎng)量為7.92×106t油當(dāng)量,到2040年中國(guó)核能發(fā)電量還將增長(zhǎng)1 000×109kW·h,此時(shí),中國(guó)與整個(gè)經(jīng)合組織的水平大致持平[1]。

預(yù)計(jì)2040年,全世界水電需求總量1.245×109t油當(dāng)量,占比7%,展望期間水電年平均增長(zhǎng)1.3%,與過(guò)去20年相比增速(2.2%)大幅降低。在漸進(jìn)轉(zhuǎn)型情景下,中國(guó)仍是世界上最大的水電需求增長(zhǎng)來(lái)源國(guó),但水電增長(zhǎng)的基礎(chǔ)變得更加廣闊,其他亞洲國(guó)家、拉丁美洲和非洲都有實(shí)質(zhì)增長(zhǎng)，見(jiàn)圖13。

圖13 分地區(qū)年均水電發(fā)電量增長(zhǎng)

7 結(jié)論

針對(duì)各種能源情況的發(fā)展預(yù)測(cè)可見(jiàn),總體而言,隨著生產(chǎn)水平的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的繁榮,全世界能源需求持續(xù)增長(zhǎng),但能源強(qiáng)度加速降低。預(yù)計(jì)至2040年,全世界能源發(fā)展的主要特點(diǎn):1)全世界一次能源需求增速逐步減慢,向更低碳能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變;2)化石能源仍是目前到2040年間世界能源的主導(dǎo),其中美國(guó)致密油增長(zhǎng)強(qiáng)勁,石油需求總體穩(wěn)定;全世界天然氣增長(zhǎng)強(qiáng)勁,天然氣需求市場(chǎng)廣闊;3)煤炭需求大幅放緩,到2020年左右將出現(xiàn)世界煤炭的峰值;增長(zhǎng)最快的能源是可再生能源,2040年在能源需求總量中占比15%、核能(占比4%)和水電(占比7%)持續(xù)增長(zhǎng)。

目前，中國(guó)能源消費(fèi)水平依然保持強(qiáng)勁增長(zhǎng),能源供需充足,但在展望期間仍以石油、天然氣、煤炭化石燃料為主,因此,二氧化碳減排壓力依然嚴(yán)峻。仍需對(duì)能源結(jié)構(gòu)繼續(xù)優(yōu)化,加快向再生能源轉(zhuǎn)型的步伐。