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出⼈意料能源供给的趋势之一是

发布时间:2022-05-01 标签:
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时代已变,能源市场五大趋势

文/徐蕾 中国石化报

美国福布斯网站近期报道称,经历2020年后,预测更像是一种轻率的行为。虽然不能预测今年能源行业会如何发展,但可以预测推动能源市场发生根本转变的五大趋势。

清洁能源股表现出色

虽然市场仍有对新冠肺炎疫情的担忧,但根据彭博新能源财经最新数据,2020年可再生能源投资为3035亿美元,较2019年增长2%。清洁能源在股市中的表现也很出色。彭博新能源财经总编安格斯・麦科隆称,清洁能源类股票飙升至历史新高,由87家公司组成的怀尔德希尔新能源全球创新指数大涨142%,比纽约证券交易所石油指数的表现高180个百分点。

英国帝国理工大学最近发布有关可再生能源投资的报告显示,在美国、英国和欧洲,可再生能源股票为投资者提供了高于化石燃料的总回报。

化石燃料逐渐 失宠

虽然石油市场显示出复苏迹象,但压倒性的趋势还是消极的。对滞留资产和高碳资产泡沫的担忧开始产生影响,投资者对政策和责任风险的担忧对石油巨头构成了挑战。在包括bp、道达尔和壳牌在内的一些石油巨头宣布重大战略转变和资产减记后,可以预期市场会更多关注绿氢和碳捕集与封存(CCS)技术。

美国咨询机构麦肯锡的最新能源报告《2021年全球能源展望》显示,对煤炭的需求已见顶,石油和天然气需求的峰值也分别将于2029年和2037年到来。可以预期的是,能源需求增长将由电气化增长驱动,而其中大部分将由可再生能源产生。

绿色债券市场规模扩大

绿色债券市场2020年表现出色,2007年以来发行量已达到1万亿美元。数据显示,2020年绿色债券市场规模扩大,达到6650亿美元。

麦科隆在对2021年绿色债券的预测中表示,2021年绿色债券市场规模会再创新高,达到9000亿美元,因为越来越多的投资者面临可持续发展的要求。

与此同时,要求企业报告气候风险和环境影响的压力也越来越大。英国发布《气候相关金融信息披露工作组的建议》报告,要求2025年起将气候相关信息与其他主流财务申报信息一同披露。

根据环境、社会和治理(ESG)准则进行的投资也在加速发展。业内人士表示, ESG不再只是公司账目中的脚注,而是必须成为企业发展的核心。难以向清洁能源转型的企业,如煤矿或钢铁公司,将越来越难出售债券。

各国政府承诺致力于绿色经济

英国政府已为实现气候目标制订了计划;欧盟已承诺致力于绿色经济;美国重返《巴黎协定》,新总统拜登宣布计划进行两万亿美元的基础设施和清洁能源投资。Clear Blue技术公司联合创始人兼首席执行官米里亚姆表示,这将推动可再生能源和电动汽车在美国的广泛使用,并有助于促进美国清洁能源技术和制造业的增长。

世界各国在排放问题上不断收紧的政策将改变竞争环境。中国、日本和韩国等国家已承诺,减少温室气体排放,并在本世纪中叶前规划出一条通向零碳未来的道路。2020年12月,中国提出将非化石燃料在一次能源消费中的比重提高至25%的计划。

国际能源署2020年10月曾表示,随着目前的能源政策逐渐到位,包括太阳能、风能,以及水电在内的可再生能源,预计未来十年可满足80%的全球能源需求。

可持续发展驱动企业购电协议发展

作为企业应对可持续发展挑战的一种手段,企业购电协议(PPA)在全球范围内逐渐受到关注。全球可再生能源公司BayWa首席执行官马蒂亚斯・塔夫脱表示,面向工业客户的购电协议和能源解决方案正成为新的行业标准。

不可否认的是,企业,尤其是大企业,采购清洁能源作为电力供应的趋势越来越明显。他们无论是处于企业品牌形象宣传的考虑,还是发自内心的支持可再生能源,都在客观上推动了光伏和风电的发展。

碳中和愿景下中国能源转型的三大趋势

碳中和愿景下能源转型的核心是零碳、低碳能源对高碳能源的逐步替代,是非化石能源消费比重的大幅度提高,这将深度改变未来能源系统。由于非化石能源主要是通过转化为电能供终端使用,非化石能源消费比重的提高必然会提高能源系统的电气化水平:一方面,一次能源电能转化的比重趋于提高;另一方面,电能占终端能源消费的比重趋于提高。对于电力系统而言,非化石能源消费比重的大幅度提高则意味着电源结构发生深度改变,非化石能源发电比重将在电力系统中逐步占据主导地位。此外,考虑到非化石能源尤其是风能、太阳能等新能源资源的分散性和间歇性特征,能源电力系统形态也必将发生深刻变革,需要集中式与分布式并举开发利用新能源。因此,能源系统电气化、电力系统低碳化和能源电力系统去中心化是碳中和愿景下能源转型的三大趋势,也是三大必由之路。

一、碳中和愿景下中国能源转型趋势之一:能源系统电气化

注:2000-2019年数据来自《中国能源统计年鉴》;2020年数据来自国家能源局发布

碳中和愿景下能源系统绿色低碳转型,一方面,需要加快调整一次能源结构,大幅度提升非化石能源消费比重;另一方面,需要加快改变终端部门用能方式,实施电能替代。现阶段工业、交通、建筑等终端部门的化石能源消费量和二氧化碳排放量仍居高位,随着生产侧非化石能源大比例接入电力系统,加强终端部门电能替代将可以有效削减煤炭等化石能源消费从而减少二氧化碳排放。在生产侧和消费侧两方面的协同作用下,未来能源系统电气化水平必然会进一步提升。

表1 能源消费结构情景设定

二、碳中和愿景下中国能源转型趋势之二:电力系统低碳化

当前,煤电在中国电力系统中仍占主导地位,装机容量比重近50%,发电量比重超过60%。这种以高碳能源为主的发电结构不可避免地造成二氧化碳的大量排放,难以满足碳中和的要求。未来随着电气化水平持续提升,电力需求不断增加,电力系统在能源转型和碳减排中的作用将尤为凸显。在能源生产侧,由于非化石能源主要通过发电进行转化,非化石能源对煤炭等传统化石能源的清洁替代将有效作用于电力系统。随着非化石能源的大力发展,电源结构将逐渐优化,电力系统将趋于绿色低碳化。

对于电力系统的低碳化程度,可以用非化石能源发电比重,即总发电量中非化石能源发电量的占比进行衡量。具体公式为:非化石能源发电比重=(非化石能源消费比重×非化石能源电能转化比重)/一次能源电能转化比重。考虑到非化石能源主要通过转化为电能而得到利用,非化石能源用于发电的比重变化不会太大。因此,非化石能源发电比重的变化将主要取决于非化石能源消费比重和一次能源电能转化比重的变化。以2020年为例,非化石能源消费比重为15.9%,一次能源电能转化比重约为45%。与此相对应地,非化石能源发电比重为33%左右。未来非化石能源消费比重和一次能源电能转化比重都将趋于提高,非化石能源发电比重也将随之提高。

三、碳中和愿景下中国能源转型趋势之三:能源电力系统去中心化

满足碳中和下能源转型要求的非化石能源尤其是风能、太阳能的大规模开发利用要求能源电力系统形态发生深刻变革。由于风能和太阳能等具有间歇性的特征,在传统集中式开发利用模式下,需要在大规模建设风电、光伏电站的同时,配套建设相应的火电机组以满足电力系统灵活性要求,保障电力供应安全。例如,十三五期间,中国风电、太阳能发电装机容量增加了3亿多千瓦。与此同时,火电装机容量也增加了2亿多千瓦。长远看,可再生能源与火电比翼齐飞式扩张的能源转型之路无疑会不断增加冗余,大幅提高系统成本并最终体现为用能成本。因此,满足碳中和要求的非化石能源的大规模开发利用需要突破传统的能源电力系统形态,突破集中式、中心化的开发利用模式,更多地采取分布式、去中心化的开发利用模式。正如里夫金在《第三次工业革命》一书中所构想的:每一栋楼都变成即时收集可再生能源资源的微型发电厂;在每一栋建筑采用氢能和其他存储技术,使建筑的每一部分都能存储间歇性能量;用互联网技术把电网转变成一个能够实现能源共享的互联电网;逐步将交通车辆转为电动和燃料电池汽车,并与智能电网互联互通(杰里米里夫金,2012)。

可以预见的是:开放互联、多源协同、多能互补、能源与信息深度耦合的能源互联网将会是未来能源电力系统的主要形态特征,这种去中心化的能源电力系统主要包括以下几大关键元素:

一是可再生能源资源的分布式开发利用。与煤炭、石油等化石能源不同,风能、太阳能的分散性特征使其开发利用无需再囿于一处,分布式开发、就地转化和就近消纳可以最大程度地利用可再生能源。中国可再生能源资源丰富、分布较为广泛,分布式新能源资源可开发潜力巨大,据评估可开发潜力高达54亿千瓦左右(李琼慧等,2020)。随着技术进步和成本下降,未来分布式新能源开发利用形式将愈发多样化。例如,发展建筑光伏一体化,将每一栋建筑变成一个小型发电厂;在农村推进风能、太阳能、生物质能等资源的分布式开发利用,因地制宜建设农光互补等复合光伏发电项目。

二是微电网和智能电网。高渗透率的分布式可再生电源直接接入配电网会给电网安全稳定运行带来巨大挑战,而以分布式电源、配电设施、控制设备、负荷以及储能装置等构成的微电网既可以离网独立运行,实现电力供需自平衡,也可以接入大电网,在电力短缺时从大电网购电,在电能过剩时为大电网提供调峰服务,这种分布式能源组织方式可以有效降低大电网的负担,提高电网安全可靠性。未来随着大数据、云计算、物联网、移动互联等先进信息技术和智能技术在电力系统的应用,电力系统的各个环节将全面智能化、数字化、互动化。一个个微电网通过智能电网相互联接,电力系统中所有节点之间的信息和电能都将可以实现双向流动。

三是储能。鉴于可再生能源间歇性的出力特性,储能将成为能源电力系统不可或缺的元素。储能的使用可以突破电力发、输、配、用同时连续进行的传统模式,实现电能的跨时间转移。因此,通过发展可再生能源+储能的模式可以有效减少可再生能源出力波动及不确定性,有望成为未来主流的发展方向。按照技术原理,储能主要有物理储能、化学储能和电磁储能三类,其中物理储能技术的典型代表抽水蓄能是当今最为成熟的储能技术,而化学储能如锂离子电池等目前技术进步最快、最受关注。考虑到技术可行性、建设的经济性、安全性等因素,能源转型前期抽水蓄能仍将是最主要的储能形式,转型后期随着化学储能技术的成熟以及成本的下降,电化学储能容量预计将显著增加。

五是新能源交通。智能技术以及新能源的使用是交通行业低碳转型的必然方向,未来传统燃油车将逐步被清洁、智能化的电动车所替代。技术成熟时,电动汽车可以作为储能设备,通过合理机制的引导参与电力系统调节,在电网负荷较低时进行充电,在电网负荷较高、电力供应不足时为电网回输电能。考虑到未来电动车的广泛使用,这种储能资源将具有巨大潜力,新能源交通将成为去中心化能源电力系统不可缺少的部分。此外,随着以新能源为动力的运输工具在交通全域的广泛应用,绿色清洁的运输体系逐步形成,这将极大助力碳中和的实现。

四、结语

满足碳中和目标的能源转型要求大幅度提高非化石能源消费比重。随着非化石能源占一次能源比重逐步提升,一次能源通过电能转化的比重和电能占终端能源消费的比重将趋于提高,能源系统的电气化水平将不断提升。对于电力系统而言,随着非化石能源消费比重和生产侧电气化水平的持续提升,非化石能源发电比重也将不断提高,非化石能源在电源结构中将逐步占据主导地位,电力系统将呈现深度低碳化特征。为支撑非化石能源规模化发展,能源开发利用模式需要由传统的集中式转向去中心化模式,能源电力系统形态将迎来深刻变革。碳中和愿景下能源转型将呈现三大趋势:能源系统电气化、电力系统低碳化和能源电力系统去中心化。

①中国煤炭和天然气用于发电的比重根据《中国能源统计年鉴2020》计算,美国煤炭用于发电的比重和天然气用于发电比重的世界平均水平根据IEA 统计数据计算。

②相对低碳的天然气在碳中和实现过程中作为一种过渡能源,其消费量可能先增后减。

③在中国石油用于发电的比重很小,因此忽略不计。

参考文献:

能源 现状 发展 趋势 分析

能源是人类社会发展的重要基础资源。但由于世界能源资源产地与能源消费中心相距较远,特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高,世界能源需求量持续增大,由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环境污染加重和环保压力加大。近几年我国出现的油荒、煤荒和电荒以及前一阶段国际市场超过50美元/桶的高油价加重了人们对能源危机的担心,促使我们更加关注世界能源的供需现状和趋势,也更加关注中国的能源供应安全问题。

一、世界能源消费现状及特点

1.受经济发展和人口增长的影响,世界一次能源消费量不断增加

随着世界经济规模的不断增大,世界能源消费量持续增长。1990年世界国内生产总值为26.5万亿美元(按1995年不变价格计算),2000年达到34.3万亿美元,年均增长2.7%。根据《2004年BP能源统计》,1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿吨油当量,2003年已达到97.4亿吨油当量。过去30年来,世界能源消费量年均增长率为1.8%左右。

2.世界能源消费呈现不同的增长模式,发达国家增长速率明显低于发展中国家

过去30年来,北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太等六大地区的能源消费总量均有所增加,但是经济、科技与社会比较发达的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢,其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降,北美由1973年的35.1%下降到2003年的28.0%,欧洲地区则由1973年的42.8%下降到2003年的29.9%。OECD(经济合作与发展组织)成员国能源消费占世界的比例由1973年的68.0%下降到2003年的55.4%。其主要原因,一是发达国家的经济发展已进入到后工业化阶段,经济向低能耗、高产出的产业结构发展,高能耗的制造业逐步转向发展中国家;二是发达国家高度重视节能与提高能源使用效率。

3.世界能源消费结构趋向优质化,但地区差异仍然很大

自19世纪70年代的产业革命以来,化石燃料的消费量急剧增长。初期主要是以煤炭为主,进入20世纪以后,特别是第二次世界大战以来,石油和天然气的生产与消费持续上升,石油于20世纪60年代首次超过煤炭,跃居一次能源的主导地位。虽然20世纪70年代世界经历了两次石油危机,但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势。此后,石油、煤炭所占比例缓慢下降,天然气的比例上升。同时,核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用,形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局。到2003年底,化石能源仍是世界的主要能源,在世界一次能源供应中约占87.7%,其中,石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%。非化石能源和可再生能源虽然增长很快,但仍保持较低的比例,约为12.3%。

由于中东地区油气资源最为丰富、开采成本极低,故中东能源消费的97%左右为石油和天然气,该比例明显高于世界平均水平,居世界之首。在亚太地区,中国、印度等国家煤炭资源丰富,煤炭在能源消费结构中所占比例相对较高,其中中国能源结构中煤炭所占比例高达68%左右,故在亚太地区的能源结构中,石油和天然气的比例偏低(约为47%),明显低于世界平均水平。

除亚太地区以外,其他地区石油、天然气所占比例均高于60%。

4.世界能源资源仍比较丰富,但能源贸易及运输压力增大

根据《2004年BP世界能源统计》,截止到2003年底,全世界剩余石油探明可采储量为1565.8亿吨,其中,中东地区占63.3%,北美洲占5.5%,中,南美洲占8.9%,欧洲占9.2%,非洲占8.9%,亚太地区占4.2%。2003年世界石油产量为36.97亿吨,比上年度增加3.8%。通过对比各地区石油产量与消费量可以发现,中东地区需要向外输出约8.8亿吨,非洲和中南美洲的石油产量也大于消费量,而亚太、北美和欧洲的产消缺口分别为6.7亿、4.2亿和1.2亿吨。

煤炭资源的分布也存在巨大的不均衡性。截止到2003年底,世界煤炭剩余可采储量为9844.5亿吨,储采比高达192(年),欧洲、北美和亚太三个地区是世界煤炭主要分布地区,三个地区合计占世界总量的92%左右。同期,天然气剩余可采储量为175.78万亿立方米,储采比达到67。中东和欧洲是世界天然气资源最丰富的地区,两个地区占世界总量的75.5%,而其他地区的份额仅分别为5%~7%。随着世界一些地区能源资源的相对枯竭,世界各地区及国家之间的能源贸易量将进一步增大,能源运输需求也相应增大,能源储运设施及能源供应安全等问题将日益受到重视。

二、世界能源供应和消费趋势

根据美国能源信息署(EIA)最新预测结果,随着世界经济、社会的发展,未来世界能源需求量将继续增加。预计,2010年世界能源需求量将达到105.99亿吨油当量,2020年达到128.89亿吨油当量,2025年达到136.50亿吨油当量,年均增长率为1.2%。欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量的比例将继续呈下降的趋势,而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势。伴随着世界能源储量分布集中度的日益增大,对能源资源的争夺将日趋激烈,争夺的方式也更加复杂,由能源争夺而引发冲突或战争的可能性依然存在。

随着世界能源消费量的增大,二氧化碳、氮氧化物、灰尘颗粒物等环境污染物的排放量逐年增大,化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重。据EIA统计,1990年世界二氧化碳的排放量约为215.6亿吨,2001年达到239.0亿吨,预计2010年将为277.2亿吨,2025年达到371.2亿吨,年均增长1.85%。

面对以上挑战,未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化方向发展。

1.多元化

世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代,现在正在向以天然气为主转变,同时,水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加,在某些地区,燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来,在发展常规能源的同时,新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中,风电要达到4000万千瓦,水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略,到2010年,英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的3%提高到10%,到2020年达到20%。

2.清洁化

随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格,未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展,不仅能源的生产过程要实现清洁化,而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源,清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中,煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%,而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%,石油的比例将维持在37.60%~37.90%的水平。同时,过去被认为是脏能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展,洁净煤技术(如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术)、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家,如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电,它们认为核电就是高效、清洁的能源,能够解决温室气体的排放问题。

3.高效化

世界能源加工和消费的效率差别较大,能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步,未来世界能源利用效率将日趋提高,能源强度将逐步降低。例如,以1997年美元不变价计,1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元,2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元,预计2010年为0.2759吨油当量/千美元,2025年为0.2375吨油当量/千美元。

但是,世界各地区能源强度差异较大,例如,2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元,2001~2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3~3.2倍,可见世界的节能潜力巨大。

4.全球化

由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性,世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求,越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应,世界贸易量将越来越大,贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例,世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2亿吨和2002年的21.8亿吨,年均增长率约为3.46%,超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来,世界石油净进口量将逐渐增加,年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日,2020年将达到4080万桶/日,2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快,世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。

5.市场化

世界能源利用的市场化程度越来越高,世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少,而政府为能源市场服务的作用则相应增大,特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面,政府将更好地发挥作用。当前,俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家,正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施,这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高,有利于境外投资者进行投资。

三、启示与建议

1.依靠科技进步和政策引导,

提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路

中国有自己的国情,中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色,决定在可预见的未来,我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变,我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在,这就要求中国的能源政策,包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限,以及正处于工业化进程中等情况,应特别注意依靠科技进步和政策引导,提高能源效率,寻求能源的清洁化利用,积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。

2.积极借鉴国际先进经验,建立和完善我国能源安全体系

能源发展四大趋势

大唐未来能源科创中心 发布时间: 2021-02-07 10:46:08

综合国内外能源技术发展现状和存在的主要问题,综合考虑能源安全、环保要求、能源效率及科技进步等要素,大唐未来能源科创中心认为,在未来10年乃至更长时间,我国能源领域的发展趋势将主要呈现以下几个趋势。

一、一次能源由化石能源为主逐步转向以可再生能源为主转变

化石能源逐渐枯竭,在此过程中由于供需关系转变以及开采成本的提升,化石能源的价格还会上升,导致经济社会寻求新的能源替代。即使化石能源能够维持更长时间的能源需求,环境的承载能力也不能接受化石能源的更大规模的使用。

以风电、光伏发电为代表的可再生资源利用成本的大幅下降,也给这种趋势提供了现实的可能性。

石油、天然气的对外依存度居高不下,威胁国家能源安全。值得庆幸的是我国有丰富的风光资源,可以从源头上解决我国能源短缺问题。

二、二次能源由以电为主转向电氢结合为主转变

作为一种清洁、高效、便捷的二次能源,电是一种十分理想的终端能源。电是最优质的二次能源,电的发明催生了上一轮的能源革命。

但电作为能源载体也具有明显的局限性,这就是电能无法大规模、长周期储存。这一特点导致电网为了维持稳定运行付出了巨额成本,也导致了目前可再生能源开发利用存在的大量弃风弃光弃水现象。在我国,由于大量的可再生资源分布在三北地区,而能源需求更多集中在东部沿海地区。这种不平衡性导致了大量可再生能源因送出原因而无法得到开发。

氢能作为二次能源,可以实现长周期、大规模存储,因而有效弥补电作为二次能源的局限性。氢与电的互补可以让更大规模的可再生资源得到开发利用。大规模可再生能源开发利用可以发电,还可以制氢。在电氢结合的二次能源体系中,氢能除了可以承担大规模储能的功能外,与其它储能相比,氢能还可以作为终端能源广泛使用。

氢气可应用于燃料电池汽车,替代车用燃油消费,也可以用于家用热电联产,减少电力和热力需求,还可以直接燃烧或者将氢气掺入到天然气管网直接燃烧;此外,氢气可以很方便快捷地应用于分布式能源中,代替燃气在分布式能源中的作用。氢还可以直接作为化工原料,代替油气和煤。

相当长时间内,电能仍然是最主要的二次能源。随着可再生能源的大规模开发,电氢结合将是二次能源的发展趋势。

三、能源产业由产供用相对独立向综合服务系统转变

在传统的能源集中发展模式中,服务对象主要是成点状分布的工业用户,采用大机组和大电网能够发挥规模效益优势,以提高能源利用效率和规模效益,这也是第三次工业革命的要求。随着第四次工业革命的到来,工业生产呈现个性化、智能化、分散化的趋势,这也要求能源产业产业必须适应这一趋势。而新型能源技术、通信技术的的进步以及数字化智能化技术的发展,也给这种转变提供了可能。

随着我国能源消费的增量逐渐向居民生活、商业建筑和战略性新兴产业的转变,分布式能源供应体系的效率优势和灵活性逐渐显现。随着能源市场竞争日益激烈,实施以需求侧响应为目标的能源供应侧改革,将成为能源供应商的市场争夺重点。由于分布式供能系统更容易根据用户的消费习惯提供定制化的能源服务,能够充分利用可再生能源,符合我国实现节能减排要求。未来我国增量能源市场将由集中大型能源供应转为以分散为特征的分布式综合能源供应,用能与供能的融合将日益增强。

以可再生能源资源为基础,以风、光、地热、生物质等构建多能互补利用系统,以互联网+智慧能源技术、抽水蓄能、电池储能、储氢、蓄热、储气等技术,实现用电、热、冷等能源服务需求的智能调度和自动匹配,这是未来能源体系的一种典型的打开方式。

四、能源行业由自成一体向与其它行业将深度融合转变

能源产业由产供用相对独立向综合服务系统转变,必然要求能源行业要充分关注其它行业的特点及用能的个性化需求,提供更匹配的专业服务,提高能源利用效率。这就要求能源行业必须与其它行业深度融合。

在生产生活领域,利用自动化、信息化、数字化等技术进步,对生产生活过程中的能源生产、输配和消耗环节实施动态监控和数字化管理,实时改进和优化能源平衡,实现系统性节能降耗的管控一体化。通过能量的分级管理,将能源供应、能源转换、能源传输、能源存储和能源需求统筹纳入区域综合能源管理系统,发挥大数据、物联网、云计算等信息技术进步,提高能源综合管理水平。

能源行业将走进楼宇,走进园区,走进工厂,走进各行各业,走进千家万户,提供最高效的能源服务,真正实现能源让生活更美好。碳达峰碳中和时代,绿色能源还将与化工、冶金、建筑、农业等产业深度融合,助力我国的能源结构转型与工业体系的绿色再造,以保障3060目标的实现。

能源供给结构和需求结构有什么变化趋势?

但需要看到的是,全球经济增长面临人口增速放缓、老龄化加速和环境保护日益严格等诸多约束,全球经济整体增速未必能恢复至历史平均水平。其一,人口增速的放缓和老龄化程度的加剧,将成为拖累发达国家和部分发展中国家经济增长的重要因素。根据预测,全球人口将由2015年的73.5亿增长至2035年的88.9亿和2050年的97.7亿,全球老龄人口(65岁以上)的比重将由2015年的8.3%上升到2035年的13.0%、2050年的15.8%。其二,在能源资源利用领域,新技术的涌现将改变全球能源供给和产业分工的格局。其三,尽管长期来看全球化仍将继续深入发展,但近期内全球化面临诸多挑战。

全球能源未来发展的五个趋势

各能源智库分析机构对全球能源展望始于上个世纪70年代初。时值中东危机导致高油价,使得主要能源消费国意识到,需要有成熟的预测模型成为制定能源规划、能源政策的依据。每年,国际能源组织、主要石油公司、能源咨询机构都会按照各自预测模型体系发布数十份全球能源展望,在预测全球经济走势基础上,分析中长期世界能源发展趋势。

今年年初以来,国际能源署(IEA)、美国能源信息署(EIA)、欧佩克(OPEC)、BP、埃克森美孚、中国石油经济技术研究院(ETRI)、IHS、挪威船级社等相继发布2018版全球能源展望,受到业界的广泛关注。

如今能源展望报告不仅预判未来能源发展情景,更会影响到未来能源走势,尤其在当今全球能源格局转型的十字路口。

通过总结对比不同机构的能源展望,在迥异中寻求共性,更有助于我们把握新的趋势,对未来能源发展大势有的放矢。

(黑色:煤炭,橘色:石油,蓝色:天然气,黄色:核电,绿色:水电+生物质能+其他可再生能源)

趋势1:能源需求增长放慢脚步

经济发展判断是能源预测的基础。根据各家机构展望,未来20年,全球人口增长速度显著放缓,经济增速小幅下降将成为经济社会发展的大趋势。最乐观属欧佩克,预测世界经济将以3.5%增速增长,其他机构基本预测在3%左右。到2040年,世界经济将在2015年的基础上翻一番,达到100万亿到130万亿美元,而人口也将达到90亿左右。

然而未来能源需求增长和经济增长幅度并不是完全趋同。各家展望表示,从现在到2040年世界能源需求增长在25%到35%之间。中国石油经济技术研究院(ETRI)发布的《2050年世界与中国能源展望》指出,未来30年,一次能源增速远低于同期经济增速,全球将以36%的能源消费支撑170%的经济增长。

不同国家能源需求增长出现一涨一降。埃克森美孚、EIA、BP都认为未来世界能源需求增量主要来自新兴发展中国家,如中国、印度等,在人口增长下,中东、拉美、非洲能源需求也将显著增长。而经合组织国家能源需求将基本保持不变,甚至有所下降。

经济增速与能源需求增长脱钩,能效提高、能源强度下降是主要原因。埃克森美孚认为,到2030年的人均能耗基本保持不变,到2040年会比2010年有所下降。ETRI也认为,未来30年,能源强度将降至0.88吨标油,比2015年下降50%,能耗年均下降2%。国际能源署也认为,能效提高在消除供应侧压力方面发挥了巨大作用,如果没有能效提高,预测的最终能源消费增量将会翻一番还多。

值得注意的是,作为能源消费最大国,中国能源需求虽然仍保持增长,但是未来30年增速不断放缓,能源强度随着产业转型不断下降,将不再是最主要的需求增长国。ETRI预测,2035年后,中国能源需求逐步回落,在全球一次能源比重稳定在23%,届时,单位能耗将比2015年下降54%。美国能源信息署预测中国的能源需求增速未来将不足1%,这和21世纪以来8%的需求增速形成鲜明对比。

取而代之则是其他发展中国家和地区,成为能源增长主力。国际能源署在展望中认为,未来印度对需求增长贡献最大,占到将近30%,到2040年时,印度在全球能源消费中的占比将会上升到11%。东南亚是全球能源行业中另一增长巨擘,其能源需求增速是中国的两倍。OPEC表示,2040年印度取代中国成为全球最大能源消费国,不过,这一变化主要是中国的能源需求预期被下调的结果,而不是因为印度的能源需求前景更加积极。

能源需求发展趋势

趋势2:能源格局四分天下

世界一次能源消费结构趋向清洁、低碳和多元化,并且转型速度要快于之前的预期。

EIA认为,到2040年,世界范围内,除煤炭外其他燃料消费量均呈增加态势。BP在近三年的展望里大幅上调了风电和太阳能到2035年装机的预估值,上涨达到150%。ETRI在展望中认为,清洁能源将主导世界能源需求增长,到2050年天然气、非化石能源、石油和煤炭将各占四分之一,清洁能源将占比将超过54%。同时,油气仍然在未来占据主导地位,几家报告都预测,2040年,石油和天然气占比是55%。可见,世界能源结构在逐渐向四分天下的多元格局前进。

在结构转变过程中,不同领域的能源消费变化同样显著。BP、ETRI、IEA都注意到,全球范围内工业部门能源消费增长在逐渐放缓,建筑是增长最快的部门。工业部门能源需求在2040年达到峰值,之后保持稳定,并且电气化率还将不断提高。BP认为,天然气和电力将满足未来工业领域能源增量,2040年成为工业部门主要能源。

IEA表示,在全世界各种能源的终端用途中,电力是一股崛起的力量,到2040年时,电力会占到最终能源消费增量的40%——这是石油在过去25年能源消费增长中的占比。

各家报告认为,能源结构转型最典型的国家是中国。ETRI在能源展望中指出,中国能源消费已经进入新旧动能转换期。未来,随着中国工业化进入后期,城市化稳步推进,对能源需求的重心将由生产用能逐步转向生活用能,工业用能占终端用能比重将逐步回落,交通和建筑用能则将稳步提升。BP、IEA也关注中国经济结构中服务业占比提高,能源结构中清洁能源占比增加。

ETRI指出,中国工业部门用能将在2025年达到峰值。在终端能源消费结构中,2050年煤炭占比将大幅降至17%,天然气将上升至15%,石油将保持在20%左右。结构变化一方面是因为工业部门中气代煤、电代煤趋势加快,另一方面则是因为家庭电气化水平快速提升。

国家发改委能源研究所副所长王仲颖表示,到本世界中叶,中国能源结构有望2/3是可再生能源和核电清洁绿色能源,1/3是化石能源,中国一次性能源消费总量只需36亿吨标煤。

可再生能源年均增长幅度

此外,部分报告还指出低油价时期投资减少,可能会阻碍能源转型进程。IEA在《2017年世界能源投资报告》中指出,上游投资接近腰斩,投资不足导致储量发现减少,基础设施建设不足,而经济复苏下能源需求不断上升,供需两端的反向作用会带来油价的大幅上涨。在全球能源转型过渡期内,平稳的油气价格和供需态势更为有利,一旦短期油价暴涨,可能阻碍能源转型的有序推进。

趋势3:石油利用加快转向非燃烧领域

本轮低油价直接造成上游投资锐减,引发了未来石油供应短缺的忧虑。国际能源署署长法提赫·比罗尔表示,2014年至2016年间,全球能源投资持续下降,每年下降比例约为25%。尽管从2016年起投资呈现回升,但仍未达到高油价时代的水平。欧佩克秘书长巴尔金多认为目前上游领域投资状况仍不乐观,全球能源业应对这一尚未显现的风险提高警惕。陆地和海上一些回报周期长的项目投资缩水幅度尤为明显,而这与全球经济发展目标相悖。

然而,各家的展望表明,要确保全球石油供应,投资跟进已经刻不容缓。ETRI认为,未来35年,全球石油生产面临更加严峻的挑战,全球现有油田产量将从现在的36亿吨下降到2050年的不足12亿吨,年均下降3.2%,相当于全球每年减少两个大庆油田。强调,要维持供需平衡,必须持续投资发现新油田。

BP也认为,未来全球石油增长主要依靠低成本的欧佩克国家和美国、俄罗斯,绝大多数非欧佩克国家将下滑。但即便如此,石油生产仍然需要非常可观的投资。如果现在新投资停滞不前,现存产量将会以每年3%下降,到2040年供给量仅为4500万桶/日,还不及目前石油需求的一半。BP预计,到2050年世界需要消费油气量为2.5亿万桶油当量,技术可采已经达到4.8亿万桶油当量,但是多数为提高采收率、海上浮式平台开发、高精成像等技术,需要投资及时跟进。

石油需求方面,在预测2030年世界石油需求总量时,除BP以外,欧佩克、美国能源信息署和国际能源署的预测值均随着时间推移总体呈下降趋势。ETRI也认为,世界石油需求2035年后基本停滞,增长基本全部来自非OECD国家。

非燃烧在油气消费总量中增长比例

挪威船级社在展望中看好新原油直接制化学品工艺,指出这一工艺将代替传统炼化技术。最近,沙特阿美宣布了一项大型原油制化学品项目,预计将日处理40万桶原油,其规模为全球目前唯一的新加坡埃克森美孚原油制化学品项目的5倍。这一全新工艺具有降低原料成本、能耗和碳排放等优点。两个项目投产后,制乙烯成本将比亚洲同类产品每吨低160美元和200美元。这将大大促进原油利用向化工领域的转移。

趋势4:天然气消费重心正在转移

天然气一直是能源发展展望持续关注的热点。早在6年前,IEA就曾乐观表示,天然气产业进入黄金时代。这一看法很快成为当时全球油气行业的主流观点。然而,之后的天然气市场并没有达到预期的繁荣程度,夹在煤炭与可再生能源之间,天然气消费保持年均1.5%的增长,2014年甚至一度低于1%。

然而近年来,世界天然气发展重拾强劲势头,各家展望也纷纷表示了乐观态度。2017年,全球天然气消费量增长2.2%,主要消费市场重回增长轨道,亚洲增速达10年来最高,欧洲也从负增长变为快速增长。此外,天然气大量替代煤炭用于发电,在传统领域继续保持增长。

EIA、IEA、埃克森美孚均预测,未来世界天然气增长将保持1.4%—1.9% 的年均增长,到2050年天然气需求量比2015年增长64%。而且未来30年,天然气在所有领域将全面开花,居民、商业、工业、交通增长会比较快,发电部门的需求也将维持较大基数。

IEA指出,与前10年不同的是,未来10年,工业部门将超越电力部门,成为天然气需求主要驱动力。这主要是亚洲地区工业增长,越来越多将天然气作为能源以及原料进行加工。在北美和中东,化工领域的发展也促进了天然气的需求增长。过去十年,电力部门贡献了天然气增长的一半,然而未来,工业领域将占到天然气消费增量的4成。

在今年第27届世界天然气大会上,许多企业家表示,天然气的黄金时代并不是没有了,而是姗姗来迟。BP认为,天然气未来快速增长,尤其是工业部门增长,主要得益于低成本供给和LNG贸易推动天然气可获得性大大提升。

但是天然气同样也面临着低油价导致的投资不足问题。IEA认为,当前所知的所有LNG基础设施都会在2020年前投产,这一波供给会导致市场偏于宽松。但是上游基础设施投资不足,会导致LNG设施利用率在2025年上升到2017年前的紧张水平。

不少机构预测,在中国,天然气黄金期将持续到2040年。得益于人口增长、天然气管网设施日趋完善、分布式能源快速发展以及大气污染治理的推动,中国天然气产业将长期处于黄金发展期,2015年到2035年,由于工业、居民以及发电对天然气需求快速增长,中国天然气消费增速有望达到5.8%。预计2050年中国天然气消费量接近7000亿立方米。

分行业天然气消费占比

趋势5:制约可再生能源瓶颈正逐一打破

在2018年BP发布的《世界能源统计年鉴》中,首次涵盖了在能源转型中发挥作用的关键材料——锂和钴。

BP的《年鉴》显示:作为储能技术的关键材料,自2010年以来,钴产量年均增速为0.9%,而锂产量同期年均增长 6.8%,到2017年,钴的价格几乎翻了一倍,碳酸锂的价格上升37%,体现出在储能技术进步下,相关材料需求增大。

世界落实锂储量占比

锂电池、石墨烯这些新材料开始受到BP的关注,透露出可再生能源时代越来越近。彭博社的最新分析显示,现在,独立的电池在成本上越来越有竞争力,廉价电池储能的到来意味着越来越有可能从风能和太阳能中获得电力供应,因此,即使在没有风的情况下和太阳也不发光时,这些技术可以帮助满足需求。

过去几年,业界认为的制约可再生能源的瓶颈正在注意打破。例如成本问题,国际可再生能源署(IRENA)数据显示,未来两年内,包括生物质能、水力等在内的可再生能源发电成本将会与化石燃料发电成本几近持平,而发电成本的下降也是世界能源发展进入新时代的重要信号。

彭博社表示,2010年以来,锂离子电池价格已下降了79%。从2030年左右开始,全球电池的重要性将会增加,支持可再生能源的渗透。公用事业公司将继续用更廉价的天然气和可再生能源取代旧的煤炭和核能,比如开式循环的燃气发电厂和其他的选择如抽水的水力发电。

在各家展望中,可再生能源一直被认为是未来增长最快的能源。BP认为,核电、水电和其他可再生能源加起来将占到全部新增能源供给的一半,在一次能源中占比在2035年升至23%。其中太阳能增长超过8倍,风能增长超过4倍,2040年,可再生能源增长将超400%,占全球发电量增长的50%以上。EIA认为,未来25年,可再生能源增幅最大,年均增速为2.3%。

彭博社预计,从2018年至2050年,全球新增发电装机容量投资为11.5万亿美元,其中大部分将流向可再生能源。大约8.40万亿美元将用于风能和太阳能,另外还有1.5万亿美元用于其他零碳技术,如水力和核能。

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