热点资讯 点击： 2008-12-22
压力下的能源系统
全球能源系统危机四伏，一直以来对其寄予的希望和预期可能会落空。中东——仍然是仅有的低成本石油的主产区——的部分地区出现了自20世纪70年代石油危机以来少有的大动荡。俄罗斯和乌克兰之间的冲突则引发了天然气安全问题。核电对于一些国家的能源安全来说具有重要的战略地位（《世界能源展望2014》对其进行了深入分析），但其未来正面临着不确定性。电力对于很多人来说尚遥不可及，这些人中包括2/3的撒哈拉以南非洲地区的居民（这是《世界能源展望2014》着重关注的一个地区）。气候谈判有望在2015年达成结果，但是目前的起点并不让人乐观：全球温室气体排放量依然在持续攀升，与此同时，世界上许多快速发展的城市，空气污染到了让人窒息的程度。
技术进步和能源效率的提高给了我们带来些许乐观，但是要使能源趋势向好，持续的政治努力才是关键。如果不是因为能源效率提高，持续努力的创新和降低诸如太阳能光伏（PV）等新兴能源技术的成本，能源系统承受的压力或将更加严重。但要改变全球能源趋势并不容易，对于能源供应的安全性和可持续性的忧虑不会自行消失。这需要政策制定者、企业和其他利益相关者的共同努力。《世界能源展望2014》首次将能源的预测和分析扩展到了2040年，并提出了深刻见解，以帮助能源系统变革以有意识的设计的方式得以实现，而不是将其寄希望于偶然事件。
能源：一些亟待解决问题的因或果
我们的核心情景设置是，2040年全球能源需求增长37%，世界人口和经济仍然继续增长，但与过去相比，走上了较低能源强度发展路径。在核心情景下，全球能源需求增长明显放缓，从过去的二十年里每年2%，下降到2025年之后每年1%。造成需求放缓的原因包括：能源价格和政策效应，全球经济结构转型，服务业和轻工业部门比重上升。全球能源需求格局也会出现更为显著的变化。欧洲、日本、韩国和北美地区的能源消费水平基本不变，消费需求的增加主要集中在亚洲的其他地区（约占全球新增量的60%）、非洲、中东和拉丁美洲。2030年将会是一个有里程碑意义的时间点，届时中国将超过美国成为全球最大的石油消费国，美国的石油消费将回落至数十年未见的水平。但是，这时印度、东南亚、中东和非洲撒哈拉以南地区将接力成为全球能源需求增长的引擎。
到2040年，世界能源供应结构中，四类能源将平分秋色：石油、天然气、煤炭和低碳能源。这段时间内，资源不会成为约束因素。但是，这四类支柱性的能源将面临着不同的挑战。到2040年，政策选择和市场发展会使化石燃料占一次能源需求结构中的比例下降到四分之三以下，但是这并不足有效遏制二氧化碳排放量的上升，能源相关的二氧化碳排放量仍将增长五分之一。与这一排放量相对应的是，全球气温将上升3.6℃。政府间气候变化专门委员会估计，为了将温度控制在2℃以内（国际社会已经达成共识，该目标可避免气候变化带来最严重和最广泛的影响），全球二氧化碳的排放量从2014年开始应控制在10000亿吨以下。在我们核心情景下，这个排放预算将于2040年用完。但是达到这个预算值之后，并不意识着立刻就能采取零排放措施。很明显，要实现2℃的控制目标，需要采取紧急行动以引导能源系统走上一条安全的发展道路。在2015年的年中，巴黎联合国气候谈判之前，我们将有一期《世界能源展望特别报告》聚焦该问题。而不是将其寄希望于偶然事件。
对能源安全的关注度提高
当前石油市场供应呈现出一幅充裕的景象，但这不应该掩盖原油市场越来越依赖于数量有限的几个产地所面的各种挑战。不同地区的石油需求出现了明显不同的趋势：经济合作与发展组织（经合组织，OECD）国家每减少一桶石油的消费，都会被非经合组织国家新增两桶所抵消。虽然价格升高和新的政策措施将限制原油总消费量的持续增长，需求将逐步趋稳，但在交通和石油化工部门的推动下，原油需求量将会进一步提高，将从2013年的9000万桶/天增加至2040的10400万桶/天。为满足2030年的需求预期，石油和天然气上游开发需要投资9000亿美元，但这一投资目标能否实现仍然面临着很多的不确定性。特别是，一旦美国致密油产量在21世纪20年代早期进入平台期，美国的石油总产量将开始回落。开发巴西深水油田的复杂性和资本密集性特点，美国致密油经验难以复制到北美之外，加拿大油砂产量增长前景面临着一系列未解决的问题，对俄罗斯制裁导致其获得技术和资本受限，以及最重要的是，伊拉克的政治和安全挑战，等等这些因素，都有可能导致能源投资低于需求水平。中东地区局势是一个主要的需要关切的问题，新增石油产量将主要依赖于该地区。特别是亚洲国家，到2040年2/3的国际原油贸易将进入这些国家。
天然气的需求将增长50%以上，是化石燃料中增长最快的。日益灵活的全球液化天然气（LNG）贸易降低了天然气供应中断的风险。推动全球天然气需求增长的主要地区是中国和中东。但是，到2030年左右，天然气也将在经合组织国家的能源结构中成为主要燃料，一个重要原因是美国新法规限制电力部门的二氧化碳排放。与石油形成明显对比的是，世界各地的天然气产量几乎都在增加（欧洲例外），非常规天然气占到了全球新增天然供应量的近60%。主要的不确定性（除北美地区）是，天然气的价格能否在保持对消费者的吸引力的同时，还能对天然气生产所需要的大规模的投资提供必要的激励。这是许多新兴非经合组织国家，尤其是在印度和中东地区，需要解决的一个国内监管问题，也是国际贸易中关注的一个问题。亚洲一些地区以及欧洲的进口需求将会上升，但对未来天然气供应的安全性的担忧正在得到部分缓解，这主要是因为：一是，大批的国际天然气供应商的出现——全球液化天然气供应商将是现在的近三倍；二是，一部分新增份额会流向日益联系紧密的区域性市场以应对这些地区的短期需求增加。
煤炭资源丰富，供应能得到保障，但其未来消费量的多少则取决于污染控制和二氧化碳减排的需要。全球煤炭需求到2040年将增加15%，但是，其中几乎2/3的增长将出现在下一个10年中。中国煤炭需求占全球煤炭消费比重将停滞在50%稍多的水平上，2030年之后会出现下降。经合组织包括美国的煤炭需求里会下降。美国煤电将会下降1/3。2020年之前，印度将替代美国成为世界第二大的煤炭消费国，并将很快超过中国，成为世界最大煤炭进口国。当前煤炭价格下跌给全球煤炭生产商造成成本消减压力，但是，高成本产能的逐步退出以及需求的增长将会对价格的上涨形成支撑，从而足以吸引新的投资进入煤炭生产行业。到2040年，中国、印度、印度尼西亚和澳大利亚占全球煤炭产量的70%，这也显示了亚洲在煤炭市场上的重要性。采用高效率的燃煤发电技术，以及长期来看采用碳捕获和储存，是一项平稳地向低碳电力系统过渡的战略，也可以防止出现产能闲置，减少投资不能回收的风险。
采取适当的价格和政策将提高能效与能源结构调整相融合
能源效率是缓解能源供应压力的一个重要的手段，同时也能部分地缓解地区之间因为能源价格差距对竞争力的影响。许多国家已经采取了新的能效政策，其中交通运输部门是能效政策的重点针对领域。现在全球有超过3/4的在售汽车需要满足各类能效标准，受此影响，尽管到2040年世界上小汽车和卡车的数量将翻一番，但交通用油的需求仅增加25%。到2040年，各种能效提升措施每天将能减少2300万桶的石油需求量——超过目前沙特阿拉伯和俄罗斯的石油产量之和；发电和工业领域的能效举措将减少天然气消费9400亿立方米，超过北美地区的天然气产量。能源效率除了节省能源进口成本和减少环境影响外，对于一些进口依赖度非常高的地区，还有助于缓解由于高昂的天然气和电力价格对其能源密集型产业的竞争力的不利影响。但能源区域价格差距仍将会存在，特别是北美洲，在2040年之前，仍将是低成本能源地区。甚至到21世纪20年代，美国每单位能源的平均成本仍然会低于中国。
2013年化石燃料补贴总额达到了5500亿美元，是可再生能源的4倍多，这已经成为阻碍能效和可再生能源投资的一个障碍。在中东地区，每天200万桶原油和石油产品用于发电。如果没有补贴，可再生能源技术将会与这些燃油发电形成有力的竞争。在沙特阿拉伯，一辆能效是现在平均能效水平两倍的汽车，其节油带来的收益需要16年才能弥补额外付出的购车成本，而如果没有汽油补贴的话，这个回报期将会缩短至3年。改变能源补贴并不容易，也没有普适的成功经验。然而，我们对埃及、印度尼西亚和尼日利亚的案例研究显示，设置清晰的改革目标和时间表，仔细对可能的影响以及消除影响的措施进行评估（如果必要），以及在实施各个阶段进行全面地征求意见和进行良好的沟通，是成功改革的关键要素。
电力部门引领全球能源转型
电力是增长最快的终端能源形式。与其它能源相比，电力对于减少全球能源结构中化石能源的份额发挥更重要的作用。总体而言，到2040年，为应对电力需求的增加，以及替代现有退役装机容量（约占现役装机容量的40%），需要新建7200吉瓦（GW）的装机容量。到2040年，一些国家可再生能源的强劲增长，将会使可再生能源发电量占全球发电力量的比重提高到1/3。为了配合可再生能源投资，维持电力供应的可靠性，需要释放适当的价格信号来确保新增热电装机的及时投资。这就需要对市场制度进行改革，或者某些情况下进行电力定价改革。在大多数国家，转向资本密集程度更高的能源技术和提高化石燃料价格，将导致平均供电成本的增加，以及抬高终端用户电价。然而，终端用电效率的提高有助于减少家庭用电成本支出。
可再生能源技术是低碳全球能源供应的重要支柱。在补贴的支持下，可再生能源技术正迅速地发展。2013年，全球可再生能源技术补贴金额达到1200亿美元。随着成本的快速下降和持续的政策支持，到2040年，可再生能源发电量将占全球新增发电量的近一半，而生物质燃料的使用量将是现在的三倍，达到460万桶/天，可再生能源供热量将翻一番。可再生能源占发电比重增加最多的是经合组织国家，达到37%，可再生能源的净增量与经合组织国家的净增电力供应持平。然而，非经合组织国家可再生能源发电量水平增长两倍多，以中国、印度、拉丁美洲和非洲为代表。在全球范围内，风力发电量占可再生能源的增长份额的比重最大（34%），其次是水电（30%）和光伏发电（18%）。随着风电和光伏发电在世界发电结构中的比重翻两番，无论从技术和市场的角度，对其进行整合都更具挑战性。在欧盟，风电已经占到了总发电量的20%，而在日本，在夏季用电高峰期，光伏发电量占总发电量比重则达到了37%。
影响核电发展决策的一系列复杂因素
核电相关的政策是国家能源战略的一项重要内容，即使对于那些致力于逐步淘汰核电技术的国家，也必须考虑寻找替代核电的能源。在我们核心情景下，全球的核电装机容量将增加近60%，从2013年的392吉瓦增长到2040的620吉瓦以上。然而，核电在全球的发电份额（与现在比）仅会上升一个百分点，达到12%（核电比重的峰值约在二十年前出现的）。核电的这种增长模式，一方面反映了所有类型热电装机容量在竞争性电力市场上面临的共同的挑战，另一方面也反映了核电发展需要克服的一系列特殊的经济、技术和政治挑战。核电的增长主要集中在受到价格管制的市场，发电企业要么有政府的支持，要么是政府出台了促进私人投资措施。到2040年，新增核电装机容量中，中国占45%，印度、韩国和俄罗斯三国的总和占30%。美国核电将增加16%，日本的核电会有所反弹（但仍不会达到福岛第一核电站事故之前的水平），欧盟核电装机会下降10%。
尽管面临着诸多挑战，核电的特性促使一些国家仍会积极将其作为未来能源发展的一个选项。核电厂增加了电力系统中发电技术的多样性，有利于提供电力系统的可靠性。对于能源进口国家，核电可以减少对外国能源的依赖度，减缓国际市场价格波动的影响。在“低核电案例”中——全球核电装机容量比目前下降7%，对于某些核能利用国来说，其能源安全指标将会出现恶化。例如，相对于核心情景，国内能源自给量占总能源需求的比例会出现下降的国家有：日本（下降13%）、韩国（6%）和欧盟（4%）。
核电是少有的、可选择的能源选项之一，它在大规模提供或取代其他形式的基荷发电的同时，还可以减少二氧化碳的排放量。自1971以来，核电减少了560亿吨二氧化碳的排放，或者说，按目前的排放水平，减少了将近两年的全球总排放量。到2040年，核电每年减少核电国家碳排放量（占那时的预计排放量的比重）分别是，韩国50%，日本12%，美国10%，欧盟9%，中国8%。通过新建核电装机避免碳排放的平均成本取决于所在国的能源结构和替代燃料的成本，有些成本非常低，而最高的有些则达到了每吨80美元以上。
2040年之前，大约有200个核电反应堆（2013年底运转的反应堆有434个）退役，大多数分布在欧洲、美国、俄罗斯和日本。替代退役装机、弥补缺口最为急切的是欧洲。电力公司现在需要开始进行筹划，或者开发替代产能，或者在其许可证到期之前，继续运营现有的核电厂。为了顺利完成这一过程，政府需要对可能需要关闭的核电厂关闭之前，提供清晰的政策方向，明确许可证延期的方法以及监管的详细步骤。我们估计，在2040年之前，让到期退役核电厂退出的成本会超过1000亿美元。具体的成本核算仍然有相当大的不确定性，主要是因为到目前为止这方面的经验非常有限，这包括拆解、净化反应堆以及恢复这些地点作为其它途的成本。监管机构和电力企业需要准备足够的资金，以确保未来能支付这些费用。
需要认真听取和解决公众对核能问题的关切。最近的经验表明，在一些国家，公众的意见对核电是可以发生迅速转变的，公众的意见对未来核电的发展起着决定性的作用。安全是主要的关注点，涉及到反应堆的运转、放射性废物管理和防止核武器扩散等方面。对于监管能力和监管的独立性的信心至关重要，尤其是在核电扩张时期：在我们核心情景下，运营核电反应堆的经济体的数量将从31个增加到36个，新建核电设施的经济体数量超过了淘汰核电的经济体的数量。在整个预测期，累计产生的核废燃料将增加一倍，超过70万吨。但是，到目前为止，还没有哪一个国家建立了一个永久性处置设施，以隔离这种商业反应堆产生的超长寿命、高放射性的废物。所有曾生产过放射性废物的国家都有义务制定一套永久性处置方案。
电力将塑造撒哈拉以南非洲的未来
对于那些无法受益于现代能源的人来说，他们遭受着能源不安全性最极端形式的影响。撒哈拉以南非洲没有通电的地区拥有6200万人口，而对于那些已经通电的地区，供电量通常不足，供电不稳定，而且也是世界上电价最昂贵的地区。这一地区大约7300万人口靠固体生物质能源烹饪。当在室内使用这些燃料时，炉灶燃烧并不充分，会造成空气污染，非洲每年有60万人因此而过早死亡。撒哈拉以南非洲的人口占全球人口总量的13%，但只消费了4%的全球能源（其中超过一半是固体生物质）。该地区资源丰富，但大部分未被开发。在过去的五年里，全球近30%新探明的石油和天然气分布在该地区。该地区还具有丰富的可再生能源，特别是太阳能和水能，以及风能和地热。
撒哈拉以南非洲的能源系统将迅速扩张，但是，即便如此，也只能部分地克服现有的能源系统中的困难。到2040年，该地区的经济规模将翻两番，人口几乎翻一番，能源需求增长80%左右。发电装机容量翻一番，几乎近一半的新增量来自于可再生能源，这些小功率和离网电力系统将为农村地区不断提供电力。总体而言，近10亿人可以获得电力，但是在2040年之前仍将有超过5亿处于无电生活状态。目前尼日利亚、安哥拉和许多小生产者正在对外输出石油，这表明撒哈拉以南非洲地区仍然是全球石油供应的一个重要中心——虽然输出的石油越来越多地被该地区内部消费。莫桑比克和坦桑尼亚的东海岸发现了天然气，加上尼日利亚和其他地方天然气产量逐步增加，使得该地区也成为天然气市场中的重要一员。
在撒哈拉沙漠以南的非洲，能源行业对于包容性增长可发挥更多的助推作用。在“非洲的世纪案例”中，能源部门的三个行动——如果同时进行更一般化的公司治理改革——可以促进撒哈拉以南地区的经济在2040年增长30%，从人均收入上看，相当于为该地区赢得了另一个十年增长量：
升级电力部门：追加额外的投资，减少一半的停电事故，城市地区普遍接入电力。
深化区域合作：不断扩大市场，开发非洲大陆水电潜力，提高水电比重。
更好地管理能源资源和收入：提高融资的效率和透明度，支持非洲基础设施的重大改善。
一个现代化的综合能源系统需要考虑更有效地利用资源，给更大的撒哈拉以南非洲最贫穷的地区分配更大的能源份额。如果21世纪将会是非洲的世纪，那么采取更为协调的行动，提高能源部门的作用就显得十分重要。
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