湖北能源集团股份有限公司,国际能源署发布

11月13日,国际能源署在英国伦敦发布《世界能源展望2018》报告。

1月23日,IEA与电力规划设计总院在北京举办《世界能源展望2018》中国发布会。《展望》基于全球能源市场和技术发展最新数据与能源行业根本发展问题的分析,对全球目前到2040年的能源发展前景进行了展望,重点分析了电气化水平的进一步提升带来的机遇和挑战,拟定了不同电力发展场景下能源系统转型的路线图。

报告指出,全球能源结构正在发生重大变化——从电气化不断发展到可再生能源的扩张,从石油产量的动荡到天然气市场的全球化。不管是在全球的什么地方,不管是何种能源,各国政府作出的政策抉择都将决定未来能源系统的形态。

电力领域将成为能源行业碳减排的第一重点

世界正在逐步建成一个不同于以往的能源系统,但能源系统的三大关键支柱仍存在明显缺陷。

“全球能源行业二氧化碳排放近两年之所以呈现上升态势,主要与同期的经济复苏、交通领域燃油消费进一步增长有关,我们认为交通用油的消费近期不会达峰,同时,随着可再生能源技术的持续进步,能源行业的数字化应用逐渐普及,以及电力重要性日益凸显,未来电力领域将成为能源行业碳减排的第一重点。”在《展望》发布会上,IEA首席能源模型官劳拉·科齐女士表示。

首先,是可负担性:虽然太阳能和风能发电成本继续下降,但2018年油价在4年来首次攀升至每桶80美元以上。在一些国家,化石能源消费补贴改革正陷入困境。其次,是可靠性:从委内瑞拉石油产量急转直下可以看出,油气供应的风险依然存在。全球八分之一的人口仍用不上电,而电力行业的新挑战——从电力系统灵活性到网络安全——也接踵而至。再其次,是可持续性:全球能源相关的二氧化碳排放在连续3年持平后,于2017年再度增长了1.6%,且年初的数据表明,2018年排放还将继续增长,这与实现气候变化目标的要求相去甚远。与能源相关的空气污染每年仍导致数百万人过早死亡。

电力是IEA本次《展望》的特别关注领域。劳拉·科齐表示,对于更依赖轻工业、服务业和数字技术的经济体,电力日益成为首选“燃料”。至2040年,全球近半数汽车都会是电动汽车,电力在最终能源消费中的占比将增至近三分之一。

报告指出,全球能源消费主要阵地正在转向亚洲,但2018年能源市场较之以往更加复杂多样。例如,石油市场正在进入一个新的不确定性和波动性并存的时期,21世纪20年代初可能出现供应缺口。随着包括中国在内的消费大国需求的增加,以往关于天然气将会出现过剩的说法逐渐被人遗忘。包括太阳能在内的可再生能源继续向前发展,但一些低碳技术的发展不尽如人意,还需要各国政策的大力推动。

“目前,发达经济体电力需求增长温和,而发展中经济体不断攀升的电力需求,使得更清洁、人人可用、可负担的电力成为经济发展和减排战略的核心,风电、光伏发电仍是下一步电力发展重点。”劳拉·科齐认为,电气化虽然可以提高城市空气质量,但如果要充分释放潜力、实现气候目标,需采取进一步措施实现电力供应低碳化,否则就会出现二氧化碳排放只是从终端领域向上游转移到发电环节的风险。

在IEA的新政策情景(New Policy
Scenario)下,2040年,全球能源需求将较2018年增长25%,在这期间,每年都需要超过2万亿美元的新能源投资。

劳拉·科齐进一步指出:“通过分析不同国别的电力装机结构,我们发现到2040年,可再生能源发电需要达到80%~85%才可能实现碳减排目标,可从中看出电气化在碳减排方面的潜力。”

报告分析指出,由于石化产品、交通运输的需求增长,石油消费量也将会出现增长。但在短期内,要想实现这一增长,传统石油项目的审批速度要比当前提高1倍才行。美国的页岩油产量在过去几年以创纪录的速度增长着。到2025年,全球每消费5桶石油几乎就有1桶来自美国页岩油。

报告显示,随着光伏发电竞争力日益增强,其装机容量在2025年前会超过风电,2030年左右超过水电,2040年前超过煤电。可再生能源发电占比将从当前的25%增长到40%左右。中国核电发电量在2030年前将超过美国和欧盟。

电力方面,由于成本下降和政府政策的支持,可再生能源已经成为发电商的首选能源,到2040年,全球的可再生能源发电能力将较当前提高三分之二。这将大大改变全球电力结构——到2040年,可再生能源电力在全球电力消费总量中的占比将会从今天的7%提高至40%以上。

光伏发电和风电的崛起使电力系统的灵活性变得空前重要

可再生能源的发展带来巨大环境效益的同时,也为政策制定者带来了一系列的新挑战。随着电力供应能源组成结构的变化,电力系统需要将灵活性作为未来电力市场的基石,以保证稳定而充足的电力供应。由于世界各国迅速发展太阳能和风能,这个问题的解决变得日益迫切起来。这就需要对电力市场、电网技术等进行改革,推动包括智能电表、电池存储技术等的应用与发展。

《展望》强调,光伏发电和风电的崛起,使电力系统的灵活性变得空前重要。“下一步,各国需要在提升电力系统灵活性方面付出巨大努力,这将关乎到全球能源转型与电力安全供应。”劳拉·科齐说。

数字经济的发展、电动汽车的普及和其他技术变革正让电力市场经历一场独特的转型。报告分析了更高的电气化程度对交通、建筑和工业的影响。分析发现,到2030年,电气化程度的加深将会推动石油需求达到峰值,并帮助各地有害空气污染物的排放减少,但如果不加大力度提高可再生能源和低碳能源的份额,电气化程度加深对碳排放的影响可以忽略不计。

《展望》认为,传统电厂依然是保持系统灵活性的主力,新的电网互联、储电和需求侧响应技术起支持作用。随着电池存储成本迅速下降,电池与燃气调峰电厂在应对短时供需波动方面的竞争也将日趋激烈。而欧盟致力于建设“能源联盟”的努力说明,区域融合有助于推动可再生能源消纳。

在IEA的可持续发展情景(Sustainable Development
Scenario)下,全球能源相关的二氧化碳排放量将在2020年左右达到峰值,然后急剧下降,与实现《巴黎协定》目标所需的发展轨迹完全吻合。

国网能源研究院院长张运洲表示,从全球范围来看,随着经济合作与发展组织成员国能源需求逐渐饱和,未来一次能源和电力需求的增长将主要来自新兴经济体。当前可再生能源发展势头强劲,新兴经济体能源路径选择更加多样化,已经成为全球能源转型的主导力量。

但是,需要看到的是,能源基础设施的碳排放量变化不大,特别是燃煤电厂。当前,燃煤电厂的碳排放量占到能源相关基础设施碳排放量的三分之一,到2040年,这一数字将保持不变甚至略有上升。这些燃煤电厂大多数位于亚洲地区,平均服役年限只有11年,未来还将继续运营几十年,而美国和欧洲的燃煤电厂平均服役年限已经达到40年,在不久的将来很可能会陆续关停。

当前,能源需求高速增长给新兴经济体的能源转型带来了严峻挑战,原因在于新兴经济体在能源消费结构的变革中既要处理好需求存量,又要兼顾需求增量。在此背景下,能源技术创新被认为是新兴经济体破解能源转型困局的重要抓手。

报告对全球当前已有的和建设中的能源基础设施,如发电厂、炼油厂、工业锅炉、家用取暖设施等进行了统计分析,发现未来几十年,这些设施的碳排放量将占实现全球气候目标允许的排放量的95%左右。

张运洲认为,新兴经济体应探索多样化的能源发展路径,可加快风电、光伏发电、核电以及储能技术的发展与创新,深入分析与研判技术应用的成本,走出一条与自身发展阶段和资源禀赋相符的能源转型之路。

“这意味着如果要实现《巴黎协定》的气候目标,从现在开始就需要加大在可再生能源技术方面的投资力度。”IEA署长比罗尔说,“但我们还需要更加了解现有能源系统的使用方式。我们还可以通过推广碳捕获、利用和储存技术,提高能源效率等方式来为实现气候目标加码。为了取得成功,这些需要各国政府前所未有的通力合作。”

此外,虽然2017年全球无电人口首次降至10亿以下,但《展望》预计,到2040年仍有超过7亿人用不上电。这些人口主要位于撒哈拉以南非洲的农村定居点。

报告指出,快速、低成本的能源转型,需要加速对更清洁、更智慧、更高效的能源技术的投资。但政策制定者也需确保包括电网在内所有能源供应的关键要素都能保持稳固可靠。

在油气方面,《展望》认为,轿车石油消费将在未来五年左右达到峰值。不过,石化、卡车、飞机和船舶工业依然会使石油需求处于上升趋势。至2025年左右,美国在全球油气产量增长中的比重会达到一半以上。全球近五分之一的石油和四分之一的天然气产自美国。页岩革命会给传统油气出口国带来巨大压力。

核电方面,核电是当前仅次于水电的第二大低碳发电能源,到2040年,其发电量占比将保持在10%左右,中国核能发电量在2030年前将超过美国和欧盟。目前,发达经济体约三分之二的核电站已运行30年以上。对于这些核电装机,进行技术升级改造或者关停的决定将对能源安全、投资和排放产生重大影响。

《展望》预计,天然气将超越煤炭成为全球能源结构中的第二大燃料。2030年全球的天然气使用量将增长45%。

实现全球碳减排目标需要能源行业协同作战

“全球能源相关的二氧化碳排放量在连续3年持平后,2017年再度上涨了1.6%,且今年年初的数据表明,2018年排放还将继续增长,与实现气候变化目标所需的发展轨迹相距甚远。而与能源相关的空气污染每年仍导致数百万人过早死亡。”劳拉·科齐说。

《展望》预计,从现在到2040年,能源相关的碳排放将呈缓慢上升态势,远远跟不上科学界测算的应对气候变化所需的减排步伐。为实现全球碳减排目标,除电力之外,也需要其他能源行业的协同。

《展望》认为,交通、工业领域比电力领域碳减排难度更大。IEA目前重点关注的二氧化碳捕集、利用和封存技术,以及工业领域其他低碳技术的不断创新将为全球能源行业的低碳转型作出重要贡献。

从交通领域看,当前乘用车约占石油消费的20%,随着世界各国对乘用车的减排要求逐渐趋严,传统燃油车能效水平将不断提升,目前全球已经有约70%的乘用车普及了能效标识。加之电动汽车的进一步发展。《展望》预计,未来乘用车的保有量还会翻倍,但石油在乘用车领域的消费约在本世纪20年代中期达到峰值,并维持平衡状态。

过去两年,大气污染治理措施使得中国天然气的消费增长大大超出预期。2018年,中国超过日本成为全球第一大天然气进口国。《展望》认为,以中国为首的发展中经济体不断上涨的需求将支撑全球天然气消费规模继续扩大。

劳拉·科齐认为,天然气毕竟不是零碳排放的能源,其碳排放主要来自于燃烧过程以及天然气在开采过程中的甲烷泄漏。尤其后者的有效控制将对碳减排贡献非常大。目前IEA已经牵头制定了一个导则,旨在推动天然气生产企业通过天然气生产工艺与作业过程的优化以降低甲烷泄漏。除此之外,天然气与氢能或生物甲烷的结合也将是低碳天然气的一个重要发展方向。

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