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国际能源署发布报告《2021世界能源展望》

来源:中核战略规划研究总院 日期:2021年11月08日

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国际能源署2021年10月13日发布《2021世界能源展望》报告,密切关注当前全球气候变化,在先容全球能源转型现状的同时对未来能源发展前景进行了预测,旨在为2021年11月的第26届联合国气候变化大会提供重要指南,并就净零排放与1.5°C温控目标的实现向与会国提出有关能源转型措施的建议。

1 能源发展现状

目前,在全球能源领域,风能和太阳能等可再生能源的规模持续快速扩大,清洁能源技术快速发展,一种电气化、高效化、互联化和清洁化的能源经济正在形成。然而,2021年,全球煤炭消费量仍在大幅增长,能源产业本身维持现状的强大惯性抵消了能源转型的速度。因此当前能源转型依然面临巨大压力。

1.1 新的全球能源经济正在形成

2020年,尽管为应对新冠疫情采取的封城等措施造成经济下行,但风能和太阳能等可再生能源发电量持续快速增长,电动汽车的销售量创历史新高。新能源经济将朝着电气化、高效化、互联化和清洁化的方向继续发展。政策支撑和技术创新的良性循环,带动了新能源经济的崛起,而成本的降低则进一步推动其发展。目前在大多数市场中,最便宜的新电厂是太阳能或风能电厂。清洁能源技术正成为投资和就业的一个重要新兴领域,也是一个国际合作与竞争日趋活跃的舞台。

1.2 能源转型面临巨大压力

目前的数据显示,能源产业本身维持现状的强大惯性抵消了能源转型的速度。在2020年新冠疫情引发经济衰退后,经济复苏虽然迅速但不均衡,这给当前能源系统的部分领域带来了巨大压力,导致天然气、煤炭和电力的市场价格大幅上涨。尽管可再生能源和电力出现实现了较大发展,但在2021年,煤炭和石油的使用量正在大幅反弹。这也在很大程度上导致2021年全球碳排放的年增长量达到历史第二位。然而,一揽子经济复苏计划分配在可持续能源方面的公共支出仅占能源系统步入新轨所需投资的三分之一左右,其中最大的缺口出现在那些仍然面临着紧迫的公共卫生危机的发展中经济体中。能源可及性计划停滞不前,尤其是在撒哈拉以南非洲地区。2021年5月,国际能源署发布了“2050年净零排放情景”,描绘了一个范围狭小但可实现的路线图,旨在将全球温升稳定在1.5°C,并实现与能源相关的其他可持续发展目标。然而当前形势走向与之相去甚远。

未来几十年,能源系统面临的压力并不会减轻。碳排放已使全球平均气温升高了1.1°C,并对天气和气候极端情况产生了明显影响,其中75%的碳排放量来自能源领域。因此,能源行业必须成为解决气候变化问题的核心角色。与此同时,现代能源与全球人口的生活和希望密切相关。到2050年,全球新增人口数量将达到20亿。届时,收入的增加将推动对能源服务需求的增长,许多发展中经济体处于城市化和工业化的能源和排放密集型时期。当前的能源系统无法应对这些挑战,亟待启动一场低碳排放革命。

2 各国做出的气候承诺与相应措施

国际能源署在报告中指出,能源转型与气候问题息息相关,并就此提出了三种可能的情景,分别为基于已实施政策的“既定政策情景”、气候目标已制定但尚未实现的“已宣布的承诺情景”以及基于1.5°C温升目标的“2050年净零排放情景”。按照现行能源政策推算,到2100年全球平均气温将上升约2.6°C。而在“已宣布的承诺情景”中,到2100年全球平均气温将上升约2.1°C。这表明全球清洁能源转型速度依然过慢。报告表示,为实现到本世纪末将气温上升幅度控制在1.5°C以内的目标,世界各国需在四个关键领域采取行动,即大规模推动清洁电气化、提升能源效率、大量减少甲烷排放以及推进清洁能源技术创新。

2.1 各国已做出新的减排承诺

在第26届联合国气候大会召开之前,许多国家已提出了新的减排承诺,并详细说明其将为实现气候目标做出的贡献。目前,全球50多个国家以及欧盟所有成员国都承诺实现净零排放目标。报告中的“已宣布的承诺情景”详细模拟了及时、全面地实现上述目标的情景,并指出如果目标能够达成,全球碳排放曲线将开始下降。在该情景中,到2030年,绝大部分新增电力产能将来自低碳能源;太阳能光伏发电和风能的年新增装机容量将达5亿千瓦,从而使能源行业煤耗比近期高点下降20%。电动汽车销量的快速增长和燃油效率的持续提高将使石油需求在2025年左右达到一个峰值。燃油效率的提高意味着2030年后全球能源需求将保持在稳定水平。如果各国成功实现各自宣布的净零排放目标,与能源相关的全球碳排放量到2050年将减少40%;所有能源行业的碳排放量都将下滑,其中电力行业的降幅最大。在这一情境中,全球平均气温到2100年将上升约2.1°C,低于既定政策情景下的2.6°C,但仍高于《巴黎协定》中提出的1.5°C温控目标。

2.2 各国可采取具有极高成本效益的能源转型措施来实现1.5°C温控目标

各国政府需要采取更多措施来推进1.5°C温控目标的实现。在既定政策情景中,电力行业的转型速度在加快,因而即使到2050年全球电力需求将翻一番,该行业的碳排放量也可以实现逐步下降。然而,电力行业减少的碳排放量将被持续增长的工业碳排放量抵消,例如水泥和钢铁的生产以及货车等重型运输业的发展将增加碳排放量。这一增长将主要来自正在建设全国性基础设施的新兴市场和发展中经济体。在这一情景中,到2050年,低碳能源几乎能够满足所有的能源需求净增长,但增长的能源需求使得年碳排放量与当前排放水平基本一致。因此,全球平均气温仍将上升,到2100年温升将达到2.6°C。

已宣布的承诺情景预计未来十年清洁能源投资和融资将翻一番,但这一发展速度不足以克服当今能源系统的惯性。此外,报告指出,按照目前世界各国的承诺来看,到2030年能够减少的碳排放量仅为2050年净零排放目标下2030年碳减排要求的20%。造成这种差距的一个关键原因是,各国已宣布的气候承诺在能源转型速度方面存在巨大差异。因此所有国家都需要采取更多措施,调整和加强各自的2030年减排目标,共同合作完成全球能源转型,不落下世界上的任何一个国家。

面对各国当前的碳减排承诺与未来10年为实现1.5°C温控目标所应减少的碳排放量之间的差距,国际能源署在此次报告中提出了四项具有较高成本效益的能源转型措施,旨在弥合这一差距的同时为2030年之后的碳减排工作奠定基础。这四项措施是:

大规模推进清洁电气化。各国需要将新增太阳能和风能装机容量提升至当前承诺的两倍;扩大其他低碳能源的发电规模,包括在可接受的情况下使用核能;推进电力基础设施建设,增强包括水力发电在内所有能源形式的灵活性;快速淘汰煤电;扩大电力在运输和供暖方面的应用。

提升能源效率,通过改变材料效率和特性来调节能源需求。2020年至2030年间,全球经济的能源强度每年下降4%以上,是前十年平均下降速率的两倍多。如果没有能源强度的提升,净零排放情景中2030年的最终能源消耗总量将增加约三分之一,从而显著增加脱碳的成本和难度。

减少化石燃料生产中的甲烷排放量。在各行业迅速减少甲烷排放是阻止近期全球变暖的关键方法,其中最具成本效益且最有可能实现甲烷减排的行业是能源行业,尤其是石油和天然气领域。

推进清洁能源技术创新。虽然技术创新对碳减排目标的大部分影响在较长时间后才能见效,但是各国仍需将其作为21世纪20年代需要填补的重要缺口。在2030年大幅减少碳排放量所需的所有技术目前都已具备,但是在2050年实现净零排放目标所需的技术中,有近一半目前尚处于论证或原型阶段。这些技术对于解决钢铁、水泥和其他能源密集型工业以及长途运输业碳排放问题尤为重要。

3 在未来能源转型过程中将会遇到的问题与相应解决措施

3.1 资金问题或将阻碍发展中经济体部署清洁能源

为实现1.5°C温控目标,到2030年全球在清洁能源项目和基础设施方面的年投资额需要达到近4万亿美金,即需要在当前承诺的基础上增加1.7万亿的投资。在这一新增投资额中,70%将由新兴市场和发展中经济体承担。一些发展中经济体已向清洁能源项目投入了大量资金。例如,印度已为太阳能光伏发电的快速扩张提供资金,旨在到2030年将该国可再生能源提升至4.5亿千瓦。然而,面对当前疫情形势,发展中经济体在资金方面面临较大挑战。受疫情影响,支撑可持续经济复苏的资金稀缺,这些国家的资金需求是发达经济体的7倍。在世界上一些最贫穷的国家,新冠疫情也逆转了这些国家原本在普及电力和清洁烹饪方面稳步前进的趋势。到2021年,无法用电的人数将增加2%,几乎全部位于非洲撒哈拉以南地区。

为加速推进能源转型方面的资本流动,以及支撑发展中经济体规划新的低碳排放发展道路,政府需制订相应政策,并推进能源市场改革。除了必要的政策和监管改革外,在促使私人投资者将资金投向风险和回报的平衡性尚不明确的领域方面,包括国际开发银行在内的公共金融机构和发达经济体的大规模气候性融资承诺也发挥着至关重要的作用。

3.2 逐步淘汰煤炭的战略将会影响就业和电力安全

所有情景都设想煤炭需求会下降,但已宣布的承诺情景预测的是到2030年下降10%,而2050年净零排放情景则预测下降55%,产生这一差异的原因在于二者预估的电力部门逐步淘汰煤炭的速度不同。煤炭淘汰战略主要由四个部分组成:停止批准新建未做减排措施的煤电厂;减少21亿千瓦在运燃煤电厂的碳排放量;开展足够规模的投资,从而替代煤炭发电;对转型带来的经济和社会后果进行管理。近年来,由于可再生能源成本更低且各国对环境风险的认识不断提高,以及融资选择的减少,新建燃煤电厂的审批过程大幅延长。

逐步淘汰煤炭会造成人员失业的问题,同时煤电的减少或将扩大能源供需缺口。面对这些问题,报告提出,政府必须为煤炭行业失业工人最大限度地提供高质量工作机会,让工人发挥现有技能,并动员社会各界为受影响工人提供长期支撑。针对能源供应安全的问题,国际能源署建议在部署可再生能源的同时,改善核电发展前景。例如,新的核电技术——如模块化小堆——可以缩短核电厂的建设和审批时间,有利于弥合能源供需缺口。

3.3 需要密切警惕其他潜在的能源安全漏洞

即使世界正在转向一个电气化的、富含可再生能源的能源系统,贸易模式、生产者政策和地缘政治因素对能源安全仍然至关重要。这在一定程度上与能源转型影响石油和天然气的方式有关,因为供应越来越集中在少数资源丰富的国家。锂、钴、镍、铜和稀土元素等关键矿物价格上涨或波动加剧,可能会减缓全球清洁能源的进程,或使这一进程的成本更高。2021年主要矿物价格的上涨可能会使太阳能组件、风力涡轮机、电动汽车电池和电源线的成本增加5%至15%。在2050年净零排放情景下,如果这一趋势持续到2030年,这些技术所需的投资将增加7000亿美金。关键矿物以及氨等燃料也成为国际能源贸易的关键要素,在已宣布的承诺情景和2050年净零排放情景下,到2050年,其总份额将从现在的13%分别上升至25%和80%。

4 小结

为实现2050年气候目标,世界各国需加快推进能源转型,减少碳排放量。在此次发布的报告中,国际能源署除了强调能源转型在应对气候变化方面的关键性作用外,还指出能源转型将对经济发展产生重要影响。根据2050年净零排放情景,到2050年,风力涡轮机、太阳能电池板、锂离子电池、电解器和燃料电池制造商每年提供的市场价值将超过1万亿美金,同时清洁能源领域将产生大量就业机会。

在报告中,国际能源署除了强调要大力部署太阳能和风能等可再生能源来取代化石燃料外,也对核能的发展前景表示关注。国际能源署指出,核能的前景取决于各国未来在现有反应堆和新建反应堆方面做出的决策。因此,一方面,各国需解决核电行业在市场条件、安全检查和社会认可度方面面临的问题,以便延长现有反应堆的运行寿期;另一方面,各国需推进核技术创新,以缩短新机组的建设周期,并扩大核能的多元化应用,如供热和制氢等。

(中核战略规划研究总院 李晨曦)

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