自2016年起，國網(wǎng)能源院供需所每年中英雙語出版《全球能源分析與展望》報告，滾動更新全球、大洲及主要國家在經(jīng)濟、人口、能源、電力、環(huán)境等方面的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，總結(jié)發(fā)展軌跡、提煉短期特點；跟蹤經(jīng)濟社會、能源戰(zhàn)略、行業(yè)政策、技術(shù)效率等因素變化，滾動開展全球中長期展望；聚焦熱點地區(qū)、關(guān)鍵技術(shù)、重大議題，開展專題研究。本專欄將圍繞全球能源現(xiàn)狀特點及發(fā)展趨勢、世界能源展望對比分析、國際能源統(tǒng)計方法比較、主要國家能源轉(zhuǎn)型啟示借鑒、新冠疫情對全球能源發(fā)展的影響等議題分享工作思考與研究成果。
文章導(dǎo)讀：每年，全球十余家不同機構(gòu)都會發(fā)布自己的“世界能源展望”，其中絕大部分都采用了情景展望的方式。本文中，國網(wǎng)能源院《全球能源分析與展望》團隊立足世界能源發(fā)展現(xiàn)狀，聚焦國際主流能源展望，將眾多情景劃分為“延續(xù)發(fā)展”、“變革轉(zhuǎn)向”、“目標倒逼”三類，對比不同情景設(shè)計思路下的世界能源未來圖景，淺談在情景展望數(shù)字之外的思考和啟示。
基于情景的世界能源展望歸納研究（2019）
執(zhí)筆人：李江濤、張春成、翁玉艷、單葆國
國網(wǎng)能源院經(jīng)濟與能源供需研究所
世界能源展望，是國際組織、政府部門、能源企業(yè)、研究學者普遍關(guān)注的熱點議題，事關(guān)全球治理變革、國家能源安全和企業(yè)經(jīng)營決策。每年，全球十余家不同機構(gòu)都會發(fā)布自己的“世界能源展望”，其中絕大部分都采用了情景展望的方式。面對眾說紛紜與莫衷一是，我們應(yīng)如何把握和判斷世界能源發(fā)展的未來趨勢？
國網(wǎng)能源院《全球能源分析與展望》團隊立足世界能源發(fā)展現(xiàn)狀，聚焦國際主流能源展望，將眾多情景劃分為“延續(xù)發(fā)展”、“變革轉(zhuǎn)向”、“目標倒逼”三類，對比不同情景設(shè)計思路下的世界能源未來圖景，淺談在情景展望數(shù)字之外的思考和啟示。
1、世界能源發(fā)展現(xiàn)狀簡述
基于國際能源署（IEA）的歷史數(shù)據(jù)及最新報告，本文從能源消費、電力供需、能源相關(guān)碳排放三個方面簡述世界能源發(fā)展現(xiàn)狀。
在能源消費方面，2018年全球一次能源消費達到204億噸標準煤，較1980年接近翻番；近年，部分發(fā)達國家能源消費或飽和或下降，新興市場及發(fā)展中國家能源消費保持較快增長。
分品種看，2018年煤炭占全球一次能源消費的比重約26%，占比有所下降，但仍是第二大能源品種和第一大發(fā)電能源；石油占比約31%，為全球第一大能源品種，其中近年化工、航空等領(lǐng)域消費增長較快，交通領(lǐng)域的汽油消費增長有所放緩；天然氣占比約23%，近年增長勢頭良好，對煤炭產(chǎn)生一定替代；核能占比約5%，近年增長形勢較為平穩(wěn)；水能占比約3%，水力發(fā)電占據(jù)全球可再生能源發(fā)電的約60%；剩余12%的份額由非水可再生能源占據(jù)，包括風能、太陽能、生物質(zhì)能等。
在電力供需方面，2018年全球電力消費超過23萬億千瓦時，占全球終端能源消費的比重接近20%，保持快速增長勢頭；2018年全球電力生產(chǎn)約26.7萬億千瓦時，其中燃煤、燃油、燃氣發(fā)電占總發(fā)電量的比重分別為38%、3%、23%，核電、水電占比分別為10%、16%，非水可再生能源發(fā)電占比約10%（其中風電、光伏占比分別為5%、2%）。
在碳排放方面，過去40年全球能源相關(guān)碳排放總體穩(wěn)步增長；2018年再創(chuàng)歷史新高至331億噸，徹底打破了2014-2016年的平緩增長態(tài)勢，較1980年增長超80%；燃煤發(fā)電是最大的碳排放來源，2018年貢獻率約30%；2018年全球大氣平均二氧化碳濃度達407.4ppm，全球年均地表溫度較工業(yè)化初期升高約1℃。
2、世界能源展望情景分類
本文研究選取了國際主流機構(gòu)在2019年6月之前發(fā)布的代表性世界能源展望報告，有國際能源署（IEA）的《World Energy Outlook2018》、國際可再生能源署（IRENA）的《Global Energy Transformation: A Roadmap to 2050（2019）》、世界能源理事會（WEC）的《World Energy Scenarios to 2060》（2016）、美國能源信息署（EIA）的《International Energy Outlook（2017）》（2018版數(shù)據(jù)有限）、日本能源經(jīng)濟研究所（IEEJ）的《IEEJ Outlook 2019》、英國BP公司的《Energy Outlook 2019》、埃克森美孚（Exxon Mobil）的《Outlook for Energy: A View to 2040（2018）》、殼牌石油（Shell）的《Sky：Meeting the Goals of The Paris Agreement》（2018）、挪威國家石油（Equinor）的《EnergyPerspectives 2019》。
第一類情景設(shè)計思路是“延續(xù)當前，我們走向何方”，有IEA的當前政策情景（CP）、WEC的硬搖滾情景（HD）、EIA的參考情景（RE）、IEEJ的參考情景（RE）、BP的漸進轉(zhuǎn)型情景（ET）、美孚石油的參考情景（RE）、Equinor的競爭情景（RV），簡稱“延續(xù)發(fā)展”情景集。
第二類情景設(shè)計思路是“采取行動，我們轉(zhuǎn)向何處”，有IEA的新政策情景（NP）、WEC的現(xiàn)代爵士樂情景（MJ）、IEEJ的先進技術(shù)情景（AT）、Equinor的改革情景（RF），簡稱“變革轉(zhuǎn)向”情景集。
第三類情景設(shè)計思路是“目標導(dǎo)向，我們?nèi)绾螌崿F(xiàn)”，有IEA的可持續(xù)發(fā)展情景（SD）、IRENA的2050能源轉(zhuǎn)型路線圖情景（RM）、WEC的未完成的交響樂情景（US）、Shell的天空情景（SK）、Equinor的更新情景（RN），簡稱“目標倒逼”情景集。
3、未來世界能源發(fā)展趨勢
不同機構(gòu)的世界能源展望報告中展望期不同、側(cè)重點各異、計量法有別，本文研究選取2040/2050年為主要的觀察“橫切面”；聚焦于全球?qū)用娴哪茉葱枨蟆⑵贩N結(jié)構(gòu)、電力供需、碳排放等，未深入至分地區(qū)和分部門層面；主要從增長幅度、結(jié)構(gòu)占比、達峰時間等維度進行對比，未考慮計量單位、折算方法、統(tǒng)計口徑等差異將不同展望情景的絕對數(shù)值劃歸至統(tǒng)一口徑。
關(guān)于能源需求，未來二三十年增長動力依然充沛，為實現(xiàn)減排目標必須嚴控需求增長。
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在“延續(xù)發(fā)展”情景集下，2050年全球能源需求較當前水平增長25%-40%，增長動力依然較為強勁；在“變革轉(zhuǎn)向”情景集下，得益于各種節(jié)能增效舉措，全球能源需求增速有所放緩，增幅約在15%-25%之間；在“目標倒逼”情景集下，全球能源需求增長必須嚴格控制，2050年與當前水平基本相當或略有下降，其中Shell的天空情景試圖謀求高需求與低排放的同時滿足。
關(guān)于品種結(jié)構(gòu)，未來世界能源結(jié)構(gòu)趨于多元，可再生能源的快速增長是普遍共識。
在“延續(xù)發(fā)展”情景集下，2050年全球化石能源份額在73%-79%區(qū)間，較當前的80%下降有限，油、氣占比變化不大，下降主要來自煤炭；可再生能源占比基本不超過20%，較當前的15%增長有限，一定程度上還是填補了傳統(tǒng)生物質(zhì)能萎縮留下的份額。
在“變革轉(zhuǎn)向”情景集下，2050年全球化石能源份額在67%-70%區(qū)間，煤炭占比進一步降至20%以下；可再生能源占比在20%-30%區(qū)間。在“目標倒逼”情景集下，2050年全球化石能源份額降至45%-60%，煤炭降至5%-12%之間，油、氣占比也分別降至15%-25%；核能占比有所增長，達到10%左右；可再生能源占比增至30%-45%。
關(guān)于煤炭，其未來發(fā)展雖不被看好但仍面臨一定不確定性，歐美發(fā)達國家需求無疑將延續(xù)下降態(tài)勢，但以印度為代表的亞太發(fā)展中國家能否擺脫對煤炭的依賴有待觀察。
總體上，多數(shù)“延續(xù)發(fā)展”情景認為中長期煤炭需求保持平穩(wěn)或略有下降；多數(shù)“變革轉(zhuǎn)向”情景認為中長期煤炭需求持續(xù)下降；在“目標倒逼”情景集下，煤炭需求快速下降，Shell天空情景中煤炭降幅較小主要是假設(shè)了較高水平的碳捕捉與封存（CCS）規(guī)模。
關(guān)于石油，其需求峰值終將到來，只是出現(xiàn)時間和峰值高度有所不同。
在“延續(xù)發(fā)展”和“變革轉(zhuǎn)向”情景集下，石油都能保持第一大能源品種地位，未來二十年份額下降較為有限，這主要得益于發(fā)展中國家運輸、航空、化工等領(lǐng)域的需求增長；在“目標倒逼”情景集下，2050年石油占比降至20%-25%之間；若著眼于更長時間維度，多數(shù)“延續(xù)發(fā)展”和“變革轉(zhuǎn)向”情景中石油需求增長都會放緩、停滯，而“目標倒逼”情景集下石油需求較早達峰，約在2030年前后。
關(guān)于天然氣，在多數(shù)情景下超越煤炭成為全球第二大能源品種，2050年份額在20%-30%之間。
在短期內(nèi)，幾乎所有情景都預(yù)計天然氣快速增長，原因是天然氣相對低碳、相對清潔，得到了政府認同、行業(yè)推崇、用戶青睞，是可再生能源發(fā)展的重要支撐，是電力系統(tǒng)靈活性的重要組成；在中長期，“延續(xù)發(fā)展”情景集下天然氣需求較快增長，“變革轉(zhuǎn)向”情景集下天然氣需求增長溫和，“目標倒逼”情景集下天然氣需求較早達峰，約在2035年前后。
關(guān)于核能，其未來消費在所有情景中都增加，只是增長幅度有所不同。
在“目標倒逼”情景集下，2050年核能份額在10%左右，但在“延續(xù)發(fā)展”和“變革轉(zhuǎn)向”情景集下核能份額僅較當前略有增長。此外，核電潛在災(zāi)害、核廢料及核電退役等風險導(dǎo)致社會對核電的接受度有限；核電是在實現(xiàn)能源脫碳進程中的“過渡選擇”，還是邁向可再生能源未來的阻礙，各界認識還未統(tǒng)一。
關(guān)于電力需求，電氣化發(fā)展是所有世界能源展望情景的一致判斷，區(qū)別只是提升速度存在差異。
在“延續(xù)發(fā)展”情景集下，2050年全球電力需求約為當前的1.6-1.9倍，主要得益于中產(chǎn)人口的增加、城市化進程的推進以及制冷需求的增長；在“變革轉(zhuǎn)向”情景集下，2050年全球電力需求約為當前的1.6-1.7倍，比“延續(xù)發(fā)展”情景集還低主要是終端能源需求有所下降、電氣化水平未明顯提升；在“目標倒逼”情景集下，全球電力需求大幅增長，Shell天空情景、IRENA能源轉(zhuǎn)型路線圖下2050年分別為當前的3.1、2.2倍，主要得益于交通電氣化的快速推進以及工業(yè)電氣化的持續(xù)滲透。
在電氣化水平方面，“延續(xù)發(fā)展”情景集下，2050年全球電能占終端能源需求的比重在23%-26%之間；“變革轉(zhuǎn)向”情景集下，2050年全球電氣化水平在25%-29%之間；在“目標倒逼”情景集下，終端電氣化水平大幅提升是實現(xiàn)減排目標的核心舉措，其中IRENA能源轉(zhuǎn)型路線圖、Shell天空情景中2050年全球水平分別為49%、43%。
關(guān)于電力供應(yīng)，風電、太陽能、天然氣提供了大部分新增裝機，煤電占比持續(xù)下降。
從結(jié)構(gòu)看，燃煤發(fā)電占比毫無疑問地持續(xù)下降，在“延續(xù)發(fā)展”情景集下2050年降至23%-30%，在“變革轉(zhuǎn)向”情景集下2050年降至10%-18%，在“目標倒逼”情景集下降至5%以下；燃氣發(fā)電占比在“延續(xù)發(fā)展”和“變革轉(zhuǎn)向”情景集中有所增長，但多數(shù)2050年不超過30%，在“目標倒逼”情景集中2050年降至10%-22%區(qū)間；水電占比在各情景中有所不同，但絕對規(guī)模大致相當；非水可再生能源發(fā)電占比在“延續(xù)發(fā)展”情景集下達到20%-33%，在“變革轉(zhuǎn)向”情景集下達到30%-37%，在“目標倒逼”情景集下達到40%-70%，其中IRENA能源轉(zhuǎn)型路線圖、Shell天空情景均略超70%。
關(guān)于碳排放，實現(xiàn)全球溫升控制目標異常艱難。
在“延續(xù)發(fā)展”情景集下，全球能源相關(guān)碳排放持續(xù)增長，雖增速有所放緩，但2050年仍較當前水平增長10%-30%，達到360-420億噸；在“變革轉(zhuǎn)向”情景集下，全球能源相關(guān)碳排放在2030-2040年間進入下行態(tài)勢，2050年約為當前水平的90%；在“目標倒逼”情景集下，全球能源相關(guān)碳排放需在2025年前達峰，2050約為當前水平的30%-50%，IRENA能源轉(zhuǎn)型路線圖、Equinor更新情景下2050年分別降至98、106億噸。
4、數(shù)字之外的思考和啟示
在數(shù)字之外，世界能源展望通常還會涉及政策、技術(shù)、投資等廣泛議題，本文淺談在規(guī)模、增速、占比之外有關(guān)未來世界能源的思考和啟示。
首先，從眾多世界能源展望中可以得到的一個確切結(jié)論是《巴黎協(xié)定》框架下的國家自主貢獻承諾并不足以將全球平均溫升控制在2℃以內(nèi)，全球變暖的程度和速度將不可避免地超過人類設(shè)定的目標。
展望未來全球氣候變化與人類應(yīng)對舉措，既不能高估《巴黎協(xié)定》自主貢獻機制能夠取得的成效，也不能低估全球攜手實現(xiàn)減排溫控目標所要付出的努力。
其次，總結(jié)眾多世界能源展望減排手段，實現(xiàn)全球溫升控制目標有三大核心舉措。
一是加快能源效率提升以延緩能源需求增長并爭取絕對規(guī)模下降；二是以發(fā)電能源的清潔化支撐終端各部門電氣化進程的全面加速；三是通過能源技術(shù)創(chuàng)新推動能源行業(yè)的深度脫碳，包括氫能利用、生物質(zhì)能利用、配備CCS的化石能源利用、地表固碳、空氣直接碳捕獲等。
再次，一個必須承認的事實是全球能源轉(zhuǎn)型緩慢而艱巨，當前可再生能源發(fā)展依然微小而脆弱，未來二三十年或許只能做到“增量優(yōu)化”，尚難言及“存量替代”。
以電為主加快可再生能源利用，不僅要關(guān)注出力間歇性對系統(tǒng)靈活性的需求，在市場設(shè)計、電網(wǎng)互聯(lián)、需求響應(yīng)、高效儲能等方面給予支持，還要關(guān)注設(shè)備制造給原料供給帶來的巨大壓力、低能量密度對土地的較高訴求等非常規(guī)需求。
此外，能源低碳轉(zhuǎn)型是一項系統(tǒng)性工程，不可能單靠某個部門、某一品種來完成。
分部門看，工業(yè)用能要更多轉(zhuǎn)向電力，在制熱、化工等暫時無法取代化石能源的領(lǐng)域要配備CCS；電氣化要在交通運輸各個領(lǐng)域廣泛推廣；建筑領(lǐng)域要同步推進能效標準與建筑翻新。
從品種看，是否存在“過渡能源”以及通過哪種能源向未來過渡仍待商榷，電力是否為終極“未來能源”以及氫能在未來發(fā)揮何等作用仍需回答。
還有，能源轉(zhuǎn)型所需要的創(chuàng)新不只在于技術(shù)，更在于政策機制和商業(yè)模式。能源轉(zhuǎn)型是否具有經(jīng)濟性，主要由各能源品種開發(fā)利用的技術(shù)成本決定；但能源轉(zhuǎn)型能否成功，離不開政府的引導(dǎo)、企業(yè)的推動。能源轉(zhuǎn)型不會自主發(fā)生，轉(zhuǎn)型之路是開放的，政府決定了未來能源命運何去何從。
當前，能源行業(yè)低碳化、數(shù)字化、智能化融合發(fā)展，行業(yè)新競爭者不斷涌入，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式亟待重塑，公用事業(yè)、油氣公司等都要進行商業(yè)模式創(chuàng)新以適應(yīng)外部環(huán)境、滿足客戶需求。
最后，決定能源轉(zhuǎn)型成敗的關(guān)鍵，或在能源行業(yè)之外。其一，氣候變化是全人類面臨的共同挑戰(zhàn)，離不開國際合作與區(qū)域協(xié)調(diào)，要避免政治失信與利己主義。其二，可再生能源重塑全球能源系統(tǒng)，能源治理規(guī)則與貿(mào)易格局發(fā)生調(diào)整，不以石油為中心的能源地緣政治會是全球能源轉(zhuǎn)型的推動者還是阻礙者？其三，能源基礎(chǔ)設(shè)施投資巨大，能源轉(zhuǎn)型需要財政、稅收、金融等領(lǐng)域給予全面支持。
專家介紹
李江濤，博士，高級研究員，高級工程師。長期從事電力經(jīng)濟分析、電力供需預(yù)測、中長期能源展望、國際能源統(tǒng)計等領(lǐng)域研究咨詢工作。牽頭承擔多項重大研究咨詢課題，曾獲國家能源局軟科學研究優(yōu)秀成果獎、國家電網(wǎng)公司科技進步獎、國家電網(wǎng)公司軟科學成果獎等。工作以來，發(fā)表內(nèi)參專報30余篇、期刊報紙60余篇。主筆編著《全球能源分析與展望》年度報告（中英雙語），牽頭運營《電力供需研究》微信公眾號。曾獲國家電網(wǎng)公司優(yōu)秀共青團員，國網(wǎng)能源院青年崗位能手、先進工作者、優(yōu)秀課題負責人等榮譽稱號。
張春成，碩士，國網(wǎng)能源院經(jīng)濟與能源供需研究所研究員。主要從事電力供需分析預(yù)測、能源供需及中長期能源展望等方面的研究，編寫出版《全球能源分析與展望》（中英雙語）等著作，參與多項國家能源局、國家電網(wǎng)公司等單位委托項目，曾獲國家電網(wǎng)公司軟科學成果獎、國家電網(wǎng)公司管理創(chuàng)新獎、國網(wǎng)能源院科學技術(shù)進步獎等數(shù)項，發(fā)表文章十余篇，曾獲國家電網(wǎng)公司優(yōu)秀共青團員榮譽稱號。
翁玉艷，國網(wǎng)能源院經(jīng)濟與能源供需研究所研究員，管理學博士。主要從事能源與電力供需展望、低碳發(fā)展與碳市場、能源系統(tǒng)分析模型等領(lǐng)域的研究咨詢工作。負責或參與國家能源局、國家電網(wǎng)公司等單位委托的重大課題10余項；編寫出版《全球能源分析與展望》（中英雙語）等著作、發(fā)表SCI/EI/中文核心期刊論文10余篇；獲得國網(wǎng)能源研究院有限公司科技進步獎多項。
單葆國，國網(wǎng)能源院副總經(jīng)濟師兼經(jīng)濟與能源供需研究所所長，教授級高級工程師，享受國務(wù)院特殊津貼專家，國家注冊咨詢工程師，國家電網(wǎng)公司規(guī)劃計劃專業(yè)領(lǐng)軍人才，國家電網(wǎng)公司重點實驗室（電力供需研究實驗室）負責人，經(jīng)濟與能源供需分析預(yù)測技術(shù)攻關(guān)團隊負責人，中國電機工程學會智慧用能與節(jié)能專業(yè)委員會副主任委員兼秘書長。長期從事宏觀經(jīng)濟運行、能源電力供需分析、節(jié)能及電力需求側(cè)管理、能源經(jīng)濟等領(lǐng)域的研究與咨詢工作。承擔了國家能源局、國家發(fā)改委、國家電網(wǎng)公司等單位委托的重大課題，多項研究成果獲得中國電力科學技術(shù)進步獎、國家能源局軟科學優(yōu)秀成果獎、國家電網(wǎng)公司科技進步獎等。共發(fā)表文章150余篇，出版專著2部，參編培訓教材2部，擁有發(fā)明專利1項，發(fā)布團體標準2項。曾獲得國家電網(wǎng)公司抗震救災(zāi)先進個人、電力市場分析工作先進個人、信息工作先進個人、品牌建設(shè)先進個人，國家電網(wǎng)公司勞動模范、最美國網(wǎng)人之敬業(yè)楷模等榮譽稱號。
團隊簡介：國網(wǎng)能源院經(jīng)濟與能源供需研究所（簡稱供需所）是一個具有優(yōu)良歷史傳統(tǒng)的研究所，前身是國電動力經(jīng)濟研究中心電力市場研究所（1999年成立），2006年更名為電力供需與節(jié)能研究所，2009年更名經(jīng)濟與能源供需研究所。主要負責宏觀經(jīng)濟、能源電力供需、電力需求側(cè)管理、電能替代、電力營銷等領(lǐng)域的研究工作。
供需所內(nèi)設(shè)宏觀經(jīng)濟研究室、電力供需研究室、節(jié)能與營銷政策研究室，專業(yè)覆蓋宏觀經(jīng)濟、能源經(jīng)濟、電氣工程及其自動化、技術(shù)經(jīng)濟等。共有24名員工，平均年齡33歲，其中博士18人，具有高級職稱18人，1人獲國務(wù)院特殊津貼。曾獲得“國家電力公司先進集體”、“國家電網(wǎng)公司先進集體”、“國網(wǎng)能源院先進集體”以及“課題攻關(guān)黨員創(chuàng)新團隊”等稱號。
