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绘制清洁多元高效能源图星空体育网址景发布日期:2024-12-27 浏览次数:

  12月19日,在由中国石化经济技术研究院主办的能源展望2060系列报告发布会上,中国石化首次发布《世界能源展望2060》。报告在均衡转型和加速净零两种能源转型情景框架下,深入分析各类能源的发展趋势和潜力,星空体育研判全球能源未来发展方向,绘制清洁、多元、高效的能源图景。

  未来能源消费的总量与结构变化很大程度体现在终端能源利用方式的深刻变革上。均衡转型情景下,工业、交通、建筑领域形成以电能、天然气、生物质能、氢能为主的能源利用体系。加速净零情景则要求进一步提升电能、氢能、生物质能的终端占比,大幅削减天然气的发展规模。

  在工业领域,2030年至2040年以电能、天然气替代煤炭为主要转型趋势,2040年后氢能将发挥重要替代作用。在均衡转型情景下,电能、氢能比例不断提升,2060年合计占比达到48%,原料用油支撑石油长期需求。2040年前主要是电、天然气对煤炭的替代,2040年后氢能开始发力,2060年达到9.2亿吨标准煤。石油消费到2060年仍保有约20.2亿吨标准煤。加速净零情景要求大幅缩减工业能源消费,提高电能在钢铁、化工领域的普及利用。工业能源消费在近中期的增长得到有效抑制,并在远期加速降低,到2030年、2060年能源消费较均衡转型情景降低5%、24.1%,电气化率到2060年达到41.7%。

  在交通领域,2030年至2040年电能会在一定程度上替代石油,2030年后氢能、生物质能替代比例上升。均衡转型情景下,电能消费的比例将上升,但石油仍以40%左右的占比保持第一大交通能源地位。陆路交通以电代油,到2040年,电能消费量提升至6.2亿吨标准煤,石油消费量降至26.5亿吨标准煤。由于石油在航空、航海领域的消费需求以及部分陆路交通需求,到2060年石油在交通部门的消费量仍有13.1亿吨标准煤,生物质能、氢能分别提升至4.5亿、3.3亿吨标准煤。加速净零情景则要求进一步提升电、生物质、氢能对燃油的替代,燃油车加速削减并实现完全退出,2060年交通部门电能消费量达到14.5亿吨标准煤,成为第一大交通能源。2060年氢能消费量达到5.5亿吨标准煤。生物质能扩大在航空燃料领域的普及,到2060年达到8.5亿吨标准煤。

  在建筑领域,能源消费呈持续增长趋势,未来转型方式是电气化、天然气普及。均衡转型情景下,电、天然气的消费比例将上升,2060年两者合计占比达到90%左右。经济发展、建筑规模和人口增长拉动能源需求提升,尤其是产业结构调整与数智化、文娱消费带来建筑部门能源消费释放,2060年建筑能源消费达到45.1亿吨标准煤,电、天然气分别占建筑部门比重为53.7%、35.7%。加速净零情景的主要转型方向体现在电能对天然气的深度替代。供暖、炊事、热水等领域实现更高比例的电能替代,从而大比例减少天然气的发展规模。天然气在建筑部门的消费量于2030年达到峰值12.3亿吨标准煤,到2060年下降至2.6亿吨标准煤,相较均衡转型情景减少83.9%,占建筑部门能源消费比重仅约6%,电能占建筑部门能源消费比重高达86%。

  受经济、社会、资源、技术等多因素影响,全球各区域的能源发展呈现出多样化的趋势。报告基于地理位置及经济社会相似性,将全球分为亚洲与太平洋地区、欧洲、非洲、北美洲和中南美洲五个区域,并对各区域未来的能源转型发展路径进行了分析和研判。

  欧洲与北美洲有望率先实现净零目标。在均衡转型情景下,欧洲有望率先实现净零目标,北美洲次之。欧洲石油、天然气消费持续下降,可再生能源消费快速增长,2060年占一次能源比例将达到58%,能源相关二氧化碳排放将降至4.7亿吨。2060年北美洲一次能源消费总量为41.3亿吨标准煤,较2035年的峰值仅下降2.2%,主要原因是能源资源基础优良,生产利用较为粗放,油气占比较大(2060年合计约为40%),以及墨西哥能源消费仍有较大增长空间,2060年碳排放降至14.3亿吨。在加速净零情景下,欧洲与北美洲在2050年左右实现净零目标。需要将减排节奏从均衡转型情景的先慢后快转变为先快后慢,2060年欧洲、北美洲将分别为全球提供13.3亿吨、12.2亿吨二氧化碳的能源部门碳汇。

  亚洲与太平洋地区排放总量大,净零时间比发达地区晚。在均衡转型情景下,2040年前能源消费有较大提升空间。亚洲与太平洋地区一次能源消费在2030年至2040年期间呈逐年上升趋势,2040年左右达峰,峰值约为155.6亿吨标准煤,较2023年上升28.2%,到2060年降至137.6亿吨标准煤。能源相关碳排放将于2030年左右达到峰值240.6亿吨,2060年降至75.9亿吨。在加速净零情景下,亚洲与太平洋地区在2055至2060年间实现净零目标,碳排放需要即刻达峰,2060年可再生能源占比达到78.4%。

  非洲与中南美洲排放总量小,非洲实现净零目标相对较晚。在均衡转型情景下,非洲转型较慢,中南美洲基于资源禀赋稳步转型。非洲2060年一次能源消费提升至20.5亿吨标准煤,其中化石能源消费量将于2040年前增长到43.1%,2060年能源相关碳排放量为12.7亿吨,比2023年仅下降11.2%。中南美洲得益于极佳的清洁资源,到2060年可再生能源占比有望增至72%,但CCUS的规模化应用较少,到2060年能源相关碳排放为5.1亿吨。在加速净零情景下,2030年后减排速度明显加快。需要充分发挥资源优势,非洲能源相关碳排放将于2035年前达峰,2060年趋近于零。中南美洲能源相关碳排放下降速率更快,2055年至2060年间实现净零目标。

  ● 均衡转型情景下,全球一次能源总量于2060年达到252.5亿吨标准煤,可再生能源占比提升至51.8%,推动能源相关碳排放于2030年左右达峰,2065年左右净零。

  ● 加速净零情景有望趋近并实现1.5摄氏度温控目标,2060年可再生能源占比提升至79.9%,能源相关碳排放于2055年左右净零。

  ● 均衡转型情景下,煤炭、石油、天然气消费将分别于2030年前、2030年左右和2040年左右达峰;加速净零情景要求煤炭、石油消费量即刻达峰,天然气于2030年左右达峰。

  ● 氢气消费将于2060年超过3.4亿吨,全球氢气消费中的能源用途占比将从2023年的2%左右大幅增至2060年的近50%。

  ● CCUS规模不断扩大,预计到2030年、2060年,全球CCUS的二氧化碳捕集量将分别达到1.1亿吨、47亿吨。

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绘制清洁多元高效能源图星空体育网址景(图2)

  能源转型由文明发展的内在需求驱动。纵观历史,人类所经历的三个能源发展阶段分别以薪柴、煤炭和石油为主导,相继推动人类从农业社会到成熟工业社会的发展进步。当前,人类正迈向更加清洁、多元、高效的现代能源时代。

  当前阶段,气候环境成为能源转型的重要考虑因素。尽管全球各国努力应对气候变化,但按照各国最新的国家自主贡献(NDC)目标,到21世纪末全球气温将上升2.4摄氏度以上,实现《巴黎协定》1.5摄氏度的温控目标希望渺茫,距离2摄氏度的温控目标也有较大差距。人类社会可持续发展面临重大挑战,发展转型特别是能源转型刻不容缓。

  报告对能源转型进行了多情景分析,设置均衡转型情景和加速净零情景,对两种情景的能源总量、结构、减排路径进行对比分析。均衡转型情景是在实现NDC目标的基础上,基于稳健、有序的政策措施以期实现2摄氏度温控目标,兼具技术可行、经济高效、成本可负担等主要特点。加速净零情景趋近并有望实现1.5摄氏度的温控目标,该情景下人类社会的安全风险更低,但同时面对转型时间短、窗口期近、成本陡高等挑战。两者在能源消费总量、结构、碳排放等方面都有较大差异。

  根据报告,均衡转型情景下,一次能源消费将于2045年前达到峰值267.1亿吨标准煤(以发电煤耗法统计,下同),可再生能源占比逐步上升至2060年的51.8%。能源消费增速逐步放缓,到2060年为252.5亿吨标准煤,油气共计占比为35.7%。加速净零情景则要求能源消费达峰提前到2035年(241.6亿吨标准煤)。需要加快可再生能源发展并形成集约化的能源生产利用方式,到2060年可再生能源占比达到79.9%,油气共计占比为10.1%。

  报告预测,均衡转型情景能源相关碳排放于2030年左右达到峰值351.9亿吨二氧化碳,到2060年降至107.6亿吨二氧化碳。2060年展望期内能源部门碳排放难以实现净零目标,需要森林、土地利用等部门创造足够的碳汇。加速净零情景则要求碳排放即刻达峰,2055年左右实现净零目标。2055年后能源系统逐步实现并扩大净负排放,到2060年形成37.7亿吨二氧化碳的净负排放。

  在全球能源转型的大势下,煤炭、石油、天然气等传统化石能源一方面发挥着保障能源安全的“压舱石”作用,另一方面又需要朝清洁化、低碳化方向发展,其定位和作用将发生较大转变。传统化石能源的发展路径往哪走、怎么走成为全球能源转型的关键问题。

  煤炭的转型方向是“退煤、改造”。在均衡转型情景下,煤炭消费仍有少量增长空间,预计将于2030年前达到峰值59.3亿吨标准煤。在保障发展中国家合理发展权利的前提下,要加快推动煤电灵活性改造和煤炭清洁利用改造,到2060年煤炭消费量降至12亿吨标准煤,占一次能源的4.7%。加速净零情景则要求煤炭消费即刻达峰并加速下降。需要各国当前基本不再新建常规煤电,加大老旧煤电机组退役力度,实现全球煤电装机2025年达峰。煤电的加速削减推动煤炭消费量在2030年至2040年的年均下降速率达到7.6%,2060年煤炭将接近退出,仅占一次能源的1.3%。

  石油的转型方向是“低碳化、原料化”。在均衡转型情景下,石油消费将于2030年左右达到峰值46.6亿吨,达峰后下降速率将低于煤炭。石油消费的重心逐步从移动碳排放源的交通领域转向固定碳排放源的工业原料领域,有利于碳捕集、利用与封存(CCUS)的耦合发展,并延缓了石油消费的下降,2060年仍保有25.4亿吨。加速净零情景则要求电能、氢能、生物质能对石油进行更深度的替代。陆路交通用油要完全实现净零目标,并在航空航运、工业等领域加快发展形成基于电、氢、生物燃料为主的能源利用体系,石油消费即刻达峰,到2060年下降至7.6亿吨。

  天然气的发展定位是“过渡、支撑”。在均衡转型情景下,天然气消费将于2040年左右达到峰值4.5万亿立方米,2060年下降至3.9万亿立方米。天然气发展路径对天然气价格以及储能、可再生能源、电网等发展的敏感性较高,未来更多的天然气机组将成为调峰或备用电源,推动天然气消费总量达峰后下降,2060年占一次能源比例为20.4%。加速净零情景要求加快储能与终端电氢化发展,同时大幅减少天然气的消费。发电领域要加快储能发展,建筑领域要实现高度电气化,工业领域要加快发展电能、氢能及生物质能,推动天然气消费总量于2030年左右达到峰值4.1万亿立方米,到2060年下降至约0.8万亿立方米,占一次能源比例仅为5.1%。

  大力推动非化石能源发展是实现能源转型和气候目标最主要的方式。当前非化石能源正值快速发展阶段,未来将迎来更多发展机遇,但同时也面临用能安全、成本、效益等一系列需要关注和研究的问题。

  太阳能与风能的发展趋势是“持续扩大”。在均衡转型情景下,风光发电成本持续下降、效率提升,2045年前超过煤电成为前两大电源。到2030年,光伏发电的晶硅电池组件平均转换效率有望达到25%以上,平均度电成本降至3.5美分左右。太阳能、风力合计发电量达到33.7万亿千瓦时。加速净零情景则要求风光发电在2040年前持续保持更高速的增长。风光发电于2035年前即成为前两大电源,2060年太阳能、风力合计发电量达到39.3万亿千瓦时,占比增至63%左右。

  水能与核能的发展方向是“科学适度开发”。在均衡转型情景中,水电、核电发电量稳步提升。受限于安全与技术成本问题,水能、核能发展要比太阳能、风能缓慢。到2060年,水电、核电发电量将分别达到7万亿和5.2万亿千瓦时。2030年至2040年,水电、核电发电量占比下降,2040年后将由于光伏、风电增速的下降,占比略有回升,到2060年分别为12.4%、9.2%。加速净零情景要求深度挖掘水电发展的潜力。需要在充分发展水电大基地的基础上,进一步挖掘小水电、抽水蓄能的发展潜力,到2050年提升至10.8万亿千瓦时,星空体育较均衡转型情景提升65.3%。

  生物质能的发展定位是“广泛应用、补充减排”。在均衡转型情景下,生物质能消费快速提升,结构同步调整。到2030年、2060年,生物质能消费量分别达到11.2亿吨标准煤和17.1亿吨标准煤,更多生物质能经过精加工后被使用。加速净零情景则要求进一步提升生物质能消费量。能源部门的碳汇需求更大,需要加速发展生物质能,到2030年生物质能消费量达到13.9亿吨标准煤,相较均衡转型情景高出23.9%,到2060年将达到26.6亿吨标准煤,比均衡转型情景高出55.9%。

  氢、CCUS、新型储能是能源转型的重要补充和保障。预计氢气消费将呈持续增长态势,到2060年将超过3.4亿吨。全球氢气消费中的能源用途占比将从2023年的2%左右大幅增至2060年的近50%。CCUS应用规模不断扩大,主要发展方向为地质封存(包含驱油封存)、化工利用等。预计到2030年、2060年,全球捕集量分别为1.1亿吨、47亿吨。全球新型储能装机容量将不断扩大。预计2030年新型储能装机容量将达136吉瓦,到2060年将增至2300吉瓦以上。

  相较均衡转型情景,加速净零情景2060年的能源消费总量低13.9%,需要形成更加集约化的能源生产利用方式,经济发展需进一步摆脱对能源消费增长的过度依赖,对技术进步及产业结构的调整要求更高。

  相较均衡转型情景,加速净零情景2060年的可再生能源占比高出28.1个百分点。而以风、光为主的可再生能源是典型的气象依赖型能源,未来大规模发展对电力系统安全保供提出更高要求。

  未来需快速发展氢能、新型储能、CCUS等,为能源转型提供有力支撑和保障。加速净零情景要求新兴领域技术效率与成本获得更大突破,进一步扩大发展规模,尤其是CCUS形成的碳汇规模。

  全球各区域呈现出多样化的转型路径,总体而言,发达经济体能源转型快于发展中经济体。加速净零情景要求发达经济体总体于2050年实现净零目标,并加大能源碳汇贡献力度,发展中经济体大幅提前达峰与净零时间,转型窗口期极短,甚至几乎没可能实现,极大压缩了经济发展空间,可能加剧全球各区域发展不平衡问题。

  加速净零情景下,2023年至2060年全球需要年均4.8万亿美元的能源投资,相当于当前年投资额的1.6倍,资金缺口较大。

  加速净零情景下,净零时间提前约10年,累计排放量大幅减少,更有望实现1.5摄氏度目标,将地球系统和人类社会风险降低到更低水平。

  两种情景都能有效减少污染物排放,加速净零情景减排效果更加显著,人类社会能获得更大的健康效益。

  加速净零情景下,当前传统能源行业和依赖传统能源的行业需要加速转型,大量相关就业人口可能面临失业风险,需要高度兼顾社会公平。

  加速实现碳中和能够将人类社会面临的气候灾害风险降低到更低水平,获得更多的气候环境可持续发展效益,然而也会面临转型成本与资金缺口大、能源安全风险提升、社会公平难以兼顾等挑战。因此,能源转型不能一蹴而就,需要统筹兼顾安全与转型、近期与长期、传统能源与新能源行业、发达国家与发展中国家等多重关系。现实来看,可在保障实现能源均衡转型发展路径的基础上,逐步采取加速净零的政策措施与行动,从而确保实现2摄氏度的温控目标并朝着更高的目标趋近。

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