【经济政策研究之六】2021全球能源展望(预测到2050年)

题目：2021全球能源展望 （预测到2050年）

文章出处：

美国能源信息署（Energy Information Administration——EIA）

参考情况和辅助情况的关键要点

如果目前的政策和技术趋势继续下去，由于人口和经济增长，全球能源消耗以及与能源相关的二氧化碳排放量将持续增加到2050年。

1. 在参考情况中，液体燃料仍然是最大的能源来源，但可再生能源的使用也增长到几乎相同的水平。

2. 在所有情况中，非OECD国家的所有最终用户部门将推动全球能源使用恢复到新冠疫情前的水平。

3. 到2050年，参考情况中的全球能源使用量与2020年相比增加了近50%，这主要是由于非OECD国家的经济增长和人口增长，尤其是在亚洲。

4. 在参考情况中，尽管区域政策、可再生能源增长和能源效率提高会一定程度上减缓全球排放量增长，但在整个预测期间中全球总体的排放量仍然在上升。

可再生能源将是新发电的主要来源，但天然气、煤炭和越来越多的电池将用于满足负荷和支持电网的可靠性

1. 发电的增加主要来自可再生能源。

2. 在参考情况中，到2030年，世界燃煤发电量将下降，但它仍是全球发电组合的重要组成部分。

3. 尽管电力需求大幅增长，但全球电力部门的二氧化碳(CO2)排放量依旧保持稳定。

为了支持亚洲发展中经济体不断增长的能源消耗，石油和天然气产量将继续增长

1. OPEC和非OPEC地区的石油和其他液体能源供应继续增加，以满足到2050年全球不断增长的需求。

2. 非OECD亚洲缺乏足够的产量来满足日益增长的需求；它使用的大部分原油来自中东。

3. 全球天然气产量增加有助于满足关键需求市场。

参考情况提供了衡量各种假设影响的基准

1. 参考情况包括一些随时间变化的预期：

a)区域经济和人口趋势变化

b)关于基础设施的一些已在计划中或已知的变化，包括新建以及拆除

c)根据历史趋势假设的现有技术的增量成本和性能改进

2. 参考情况不包括的某些未来不确定性：

a)国界和国际协议的变化

b)重大破坏性的地缘政治或经济事件

c)未来的技术突破

d)反映在法律、法规和既定目标中的预期政策变化

辅助情况解决了不确定性的两个重要来源

1. 为了衡量经济增长对能源消费的影响，我们在高经济增长和低经济增长情况中采用了围绕区域增长因素的假设。由此得出的预测期（2020-2050 年）全球国内生产总值 (GDP) 的复合年增长率与参考情况不同，如下所示：

a)每年 3.7%，高经济增长情况

b)每年 2.8%，参考情况

c)每年 2.0%，低经济增长情况

2. 高油价和低油价情况分别建立在高经济增长和低经济增长情况的基础上，以解决与世界能源价格相关的不确定性。我们改变了对石油供应的假设，以实现更高和更低的油价，如布伦特原油 2050 年的价格（2020 年美元），如下所示：

3. 每桶 176 美元，高油价情况

4. 每桶 95 美元，参考情况

5. 每桶 45 美元，低油价情况

在参考情况中，经过2030年的煤炭消费下降期后，所有主要燃料的消费从2030年到2050年都在增长。2020年至2050年间，可再生能源消费翻了一番多，到2050年可再生能源消费几乎等于液体燃料消费。此外，到2050年煤炭在全球能源使用中的份额将稳步下降。煤炭消耗量的绝对值到2030年将会下降，原因包括天然气价格较低、各国碳排放交易计划、放缓的燃煤电厂投资等。

在我们的参考情况中，尽管天然气消费在预测期内增长了31%，但可再生能源在能源消费中的份额(从2020年的15%增长到2050年的27%)限制了以天然气为燃料的全球能源消费的份额。天然气在全球能源消费中的份额在同一时期从24%略微下降到22%。预计到2050年液体燃料消费将继续以接近恒定的速度增长。出行将随着COVID-19的减轻而增多，大多数客运和货运车辆继续使用消耗液体燃料的内燃机(ICEs)。石油和其他液体的工业用途，特别是化学原料，在预测期内也会增加。

尽管能效有所提高，但到2050年全球最终用户部门的能源消耗仍在增加。我们预计所有行业的电力需求都将增长，增速将超过全球人口增长速度。家庭中的电力使用比其他任何能源都增长得更快，根据我们的参考情况，到2050年电力将占到所有家庭能源使用的一半。商业建筑的用电量也在增加，到2050年超过60%的商业能源需求将由电力满足。随着家庭收入和服务业的增长，生活水平提高，空间冷却技术(如空调)在建筑中变得更加普遍。因此，到2020年建筑用电量将从一个相对较大的基数迅速增长，但增长最快的是交通部门。

区域经济增长是长期能源消耗的主要驱动因素。在IEO2021参考情况中，经济增长最快的地区是亚洲的非OECD国家。同一情况中，亚洲各区域的经济增长差异较大。最值得注意的是，与2000年至2010年GDP年均10%以上的增长速度相比，中国的预期GDP增长速度明显放缓。我们还预计日本和韩国的经济增长将放缓，因为中国对中间品和制成品的需求和贸易量下降、其他结构性和人口因素。非OECD国家的经济快速增长转化为更多的能源消耗，虽然美洲仍然是OECD能源消耗的最大份额，但到2050年亚洲消耗的能源是其他所有非OECD地区总和的两倍多。

• 在所有情况下，非OECD国家的所有最终用户部门推动全球能源使用恢复到新冠疫情前水平

• 在抵消了2020年与疫情相关的能源消费下降之后，非OECD国家的旅行需求和人口增长继续支持交通部门恢复到2019年的能源消费水平。

在新冠爆发之前，非OECD国家交通运输部门的能源消耗几乎已经增长到OECD国家的水平。2020年，由于应对新冠疫情这两个区域的能源消耗均有所下降。包括对新冠疫情的不同应对措施、新冠疫情对中国交通能源消费的较小影响等多因素将有助于非OECD地区消费水平更快地恢复。此外，不断增长的人口和旅行需求抵消了新冠疫情的影响，推动非OECD国家更快地恢复到新冠疫情前的能源消费水平。因此，在参考情况中，非OECD国家在交通部门的能源消耗在2020年首次超过了OECD国家。尽管我们预计非OECD国家的交通能源消耗到2022年将恢复到2019年的水平，但OECD国家的交通能源消耗不会恢复到2019年的水平，部分原因是燃料经济标准日益严格。

• 与非OECD国家相比，OECD国家采取的缓解新冠疫情措施对建筑平均能耗的限制更大。

2020年，所有OECD国家和非OECD国家的建筑能源总消耗量较2019年水平有所下降。平均而言，到2021年，非OECD国家的建筑能耗恢复速度更快。对于OECD国家，我们预计新冠疫情的影响将延续到2024年，波及整个商业建筑库存。OECD家庭要到2030年才能恢复2019年的能源消费水平。

服务业的经济产出是商业建筑能耗的主要驱动因素。平均而言，OECD国家2020年商业能源使用量的降幅更大，因为缓解新冠疫情病的措施对服务业的打击更大。非OECD国家(特别是中国)的服务业受到的影响相对较小，这支持非OECD建筑的能源使用尽快恢复到2019年的水平。由于更多的工作可以在家里完成，OECD国家在2020年的家庭用电量普遍高于2019年;而非OECD国家的平均情况则相反。能源效率的提高和人口的稳定限制了OECD国家总体家庭能源使用恢复到2019年水平的速度，参考情况项目将在2030年后实现。

• 随着重工业继续向非OECD国家转移，特别是印度和亚洲其他地区，全球工业能源使用到2021年将恢复到2019年的水平。

在2030年之前，重工业（也被称为能源密集型制造业）将从OECD地区转移到非OECD地区，特别是印度和其他非OECD亚洲地区，这些地区的重工业增长最快。从2020年到2030年，非能源密集型制造业在整体工业能源消费中所占的份额相对稳定，在OECD国家中为21%，但在非OECD国家中，非能源密集型制造业的份额从34%上升至37%。推动这些趋势的主要因素有两个：（1）随着人口增长和生活水平提高，非OECD国家对制成品的需求也会增加。这种对商品的需求为位于客户附近的制造供应链创造了市场。因此，IEO2021参考情况预测供应链迁移将回到以前的趋势，这将支持全球工业部门迅速恢复到新冠疫情前的水平。（2）随着时间的推移，重工业的能源效率提高有助于降低能源密集型制造业在能源消耗中所占的份额。

• 到2050年，参考情况中全球能源使用较2020年增长近50%，这主要是由于非OECD的经济增长和人口增长，特别是在亚洲

• 到2050年，非OECD国家的GDP将是OECD的两倍，这主要是由于人口的快速增长。然而，两国在生活水平上仍然存在巨大差异。

在IEO2021参考情况中，到2050年OECD和非OECD国家的能源消费都将继续上升，这主要是GDP和人口增长的结果。随着生活水平的提高，尤其是在非OECD的亚洲国家，对商品和制造这些商品所需能源的需求增加。在工业部门，能源消耗增长，但该部门的能源强度(工业部门每一美元总产出所消耗的能源)下降。到2050年，OECD国家的旅客旅行能源消耗仍低于2019年的水平，但到2025年，非OECD国家的旅客旅行能源消耗将超过OECD国家。在建筑方面，到2050年非OECD国家的用电量是2020年水平的两倍多。

• 在IEO2021参考情况中，由于区域经济构成的变化和能源效率的提高，工业部门的能源强度(单位总产出的能源使用)在2020年后通常会下降。随着发展中经济体扩大其工业部门，并投资于技术先进、效率更高的资本，以2020年为基数年，经济合作与发展组织和非经济合作与发展组织国家之间的平均能源强度会出现分歧。

• 在OECD国家中，乘客旅行的能源消耗在2050年之前仍低于2019年的水平;到2026年，非OECD国家的旅客旅行能源消耗将超过OECD国家。

根据IEO2021参考情况，到2050年，全球客运总需求(包括轻型车辆、巴士、铁路和航空旅行等)将继续保持历史增长趋势。由于非OECD国家轻型车辆旅行的增加，在2023年恢复到2019年的水平后，全球旅行几乎翻了一番，从44万亿乘客英里到预测期结束时的80万亿乘客英里。

• 到2050年，电力满足了超过一半的非OECD建筑能源需求。

建筑使用的能源量与非OECD能源消耗的增长成比例增长，在未来30年里建筑将占非OECD国家全部电力消耗的10%，到2050年将占非OECD国家电力消耗的一半以上。2026年，非OECD国家的建筑用电量首次超过OECD国家的建筑存量用电量。一般来说，由于家庭收入和人口增长不如非OECD国家强劲，导致对新资本存量和设备的投资减少，OECD国家的建筑存量显示扩大电气化的机会较少。

• 尽管区域政策、可再生能源增长和能源效率提高会一定程度上减缓全球排放量增长，但在整个预测期间中全球总体的排放量仍然在上升

• 政策、燃料选择、技术和经济因素降低了碳强度和能源强度，但并没有阻止排放的增长。

在IEO2021参考情况中，到2050年全球能源相关二氧化碳排放将上升，这主要是由非OECD国家推动的，它们2050年的排放较2020年水平增加了35%，而OECD国家的排放仅增长了5%。与能源相关的二氧化碳排放往往随GDP和人口增长而增加，而GDP和人口增长通常与能源需求增加相关。然而，燃料结构和能源效率的变化直接影响排放与能源消耗的关联程度。

碳强度和能源强度是衡量能源消费、排放和经济活动之间关系的两个有用指标。碳强度(单位能源消耗的碳排放量)在很大程度上取决于一个地区的燃料结构，在参考情况下，OECD和非OECD国家的碳强度在预测期内都有所下降。经济合作与发展组织以外的亚洲地区下降幅度更大，原因是可再生能源的比重增加以及技术效率的提高。然而，到2050年非OECD国家的平均碳强度仍高于OECD国家，这主要是因为化石燃料的留存率较高，尤其是煤炭，其碳含量高于其他燃料。平均而言，在预测期内，非OECD国家的煤炭发电份额是OECD国家的两倍多。

• 电动汽车有助于减少排放，到2050年将占乘用车总量的31%。

在IEO2021参考情况中，2020年与疫情相关的经济低迷之后，经济活动、人口和个人流动性的增加将使得现有的全球轻型车辆数量增加。在一些地区，人均GDP的快速增长导致轻型车辆的增长比人口增长更快。非OECD地区——特别是中国、印度和其他非OECD亚洲地区——将占增长的大部分，非OECD国家轻型车辆将在2026年超过OECD国家。我们的研究显示非OECD成员国的机动化率将大幅增长，从2020年的每千人92辆汽车增长到2050年的每千人173辆汽车。我们还预计，在同一时期OECD地区的汽车拥有率将保持相对平稳，从每千人527辆车降至每千人533辆车。

在OECD区域，终端使用效率的提高有助于将2013年至2019年的三年平均发电量增长率保持在1%以下，直到2020年OECD国家的发电量因新冠疫情的经济影响而下降。到2023年，发电量恢复增长，并在参考情况预测期的剩余时间内保持每年1%左右。在高经济增长和低经济增长的情况下，这一数字仅略高或略低。随着电力价格相对于其他能源的下降，以及终端使用部门从化石燃料消费转向使用成本较低的可再生能源发电，预计的增长率将高于过去十年。

从历史上看，非OECD地区的发电量增长水平高于OECD地区，因为更大比例的非OECD人口获得了电力服务。然而，在新冠疫情的经济影响下，非OECD区域也经历了发电量的急剧下降。在迅速恢复到新冠疫情前水平后，非OECD地区的发电量增长仍比OECD地区快，但在整个预测期内增长放缓，部分原因是随着时间的推移，无法使用电力的人口比例下降并导致市场饱和。

• 可再生能源发电量显著增长，几乎占到2050年全球发电量增长的全部。

从 2025 年开始，全球增量发电量主要来自可再生能源。随着可再生能源（尤其是太阳能和风能）变得具有成本竞争力，IEO2021 参考情况预测，OECD地区 2020 年后的所有发电量增长都将来自这些来源，它们将取代越来越多的现有不可再生资源，主要是基于化石燃料的资源。在非OECD地区，我们预计从 2020 年到 2050 年可再生能源发电量约占发电量增长的 90%。因为在参考情况中，非OECD地区的发电量增长速度几乎是OECD地区的两倍，与OECD地区相比，非OECD地区的可再生能源发电量增加了两倍以上。

可再生能源的这种预期增长存在不确定，因为监管政策和市场规则的变化、支持可再生能源装置的大型且具有成本效益的供应链，以及足够数量的传统发电技术或存储来支持间歇性可再生能源容量。

• 政策支撑欧洲不可再生能源发电的替代。

尽管可再生能源发电在成本上与新的化石燃料发电相比具有竞争力，但在电力需求增长较慢的OECD地区，如果没有政策鼓励，可再生能源发电的增长机会更少。OECD欧洲国家以碳限额和交易体系的形式出台政策和激励措施旨在促进新可再生能源发电，并取代现有的非可再生能源发电此外，该地区的个别国家计划逐步停止核能发电，这将进一步导致现有非再生能源的减少。尽管全球核能发电量在整个预测期内增长了15%，但OECD地区的核能发电量减少了近三分之一，其中一半发生在OECD的欧洲地区。

• 根据每个区域各自的资源，不同的技术支持不断增长的间歇性能力。

随着越来越多的间歇性发电能力被纳入一个地区的电网，一系列的发电源将被建立起来以支撑太阳能和风能资源，因为它们的输出可能会发生变化。无论安装地点在哪里，太阳能发电都只在白天进行。这种资源的规律性，以及典型的每日电力需求，都由放电数小时的电池存储提供支持。相比之下，风力发电的变化往往更大大，这就需要使用更传统的、不受能源限制的能源，比如天然气涡轮发电厂。

• 在参考情况中，到2030年，世界燃煤发电数量将会减少，但它仍然是全球发电组合的重要组成部分

• 由于天然气价格或将在2030年后上涨，天然气发电增长放缓，现有燃煤电厂发电变得更经济。

世界上大多数燃煤发电机组由锅炉和汽轮机组成，与使用最新技术的天然气联合循环发电机组相比，其效率可能低30%。由于天然气发电机在将燃料转化为电能方面比燃煤发电机效率更高，因此天然气发电通常是一个成本较低的选择，即使天然气的燃料价格略高于煤炭的燃料价格。然而，2030年后天然气价格的上涨，尤其是在亚洲和其他依赖高成本液化天然气(LNG)资源的地区，叠加缺乏可执行的全球减排政策或法规，导致燃煤发电在支持间歇性发电方面变得更加经济。这一转变逆转了近几十年来观察到的趋势。尽管煤炭开采成本在2030年后将面临一些上升压力，但我们预计煤炭价格相对于天然气将保持较低水平，为天然气发电提供一个具有成本竞争力的发电选择。同样，在一些地区现有燃煤发电的成本仍然低于电池储能。

• 在非OECD国家的亚洲，煤炭继续被大量用作发电燃料，因为它仍然是一种丰富而廉价的当地自然资源。

从2030年到预测期结束，仅印度尼西亚、越南、泰国等非OECD国家的燃煤发电增长量就占世界燃煤发电增长量的四分之三以上。在其他非OECD亚洲的国家中，虽然可再生能源（主要是风能和太阳能）占预计期间新增发电量的60%左右，但燃煤发电几乎占剩余增长的全部。由于地理位置多样，这些地区的一些国家国内天然气资源有限，天然气管道和液化天然气再气化终端的使用受到限制。考虑到碳减排政策或法规的缺乏、丰富的煤炭资源、天然气价格预计将在2030年后上涨等因素，从2030年到预测期结束，这些地区燃煤发电将取代部分天然气发电。随着燃煤发电的稳步增长，到2050年，燃煤发电在发电组合中的份额将从2020年的约三分之一增加到预测期结束时的近一半。

• 尽管电力需求大幅增长，全球电力部门的二氧化碳排放仍保持稳定。

尽管在IEO2021参考情况预测期间，全球经济范围内的二氧化碳排放稳步增加，电力行业的排放在前十年达到峰值后将保持持平稳。在参考情况中，尽管世界经济范围内的二氧化碳排放因地区和部门而异，但整体来看，整个预测期间将增加25%，而发电的排放则保持相对平稳。尽管同期全球电力需求增长超过三分之二，但排放量仍保持不变。这种稳定在很大程度上是可再生能源发电增长的结果。2030年后，随着燃煤发电开始取代天然气发电，电力行业的排放略有增加，但可再生能源发电的扩张也减缓了这一趋势。

为了满足参考情况中液体燃料消费的预期增长，我们预计在整个预测期间原油和凝析油产量将稳步增长。原油是石油炼制过程中使用的主要原料，也是各个经济部门所需要的许多成品油(如汽油、柴油、燃料油)的必要原料。在参考情况中，OPEC和非OPEC国家的石油产量都在预测期内保持增长。在2020年至2050年期间，OPEC国家的产量增长速度几乎是非OPEC国家的三倍。为了满足日益增长的需求，各国将需要依赖更多的勘探(以确定更多的资源)，更多的钻探(以收获新的和已探明的储量)，以及技术进步(以获得更高的产量)。

• 受工业部门需求的推动，到2050年，全球天然气生产将增长50%以上。

液化天然气(NGPL)是天然气生产的副产品，在我们的参考情况中，由于工业部门对液化天然气的高需求，到2050年液化天然气产量增长约50%，比原油产量增长更快。NGPLs包括乙烷、液化石油气(丙烷、正丁烷和异丁烷)和天然汽油。这些产品通常在世界各地作为工业原料，对塑料和其他石化产品的生产至关重要。近年来，加工NGPLs并将其转化为高需求消费材料和工业材料的基础设施有所增加。这一增长将支持天然气供应的增加。

• 非OECD亚洲区域等国家缺乏足够的原油产量来满足日益增长的需求;它使用的大部分原油来自中东

• 由于预计中东地区产量将大幅增长，OPEC原油产量将在2050年前增长。

在参考情况下，OPEC国家的原油产量在预测期间增加。与俄罗斯、美国、加拿大和巴西这四个最大的非OPEC产油国相比，OPEC的原油产量显示出显著增长。尽管非洲和南美的OPEC成员国对石油产量做出了贡献，但中东推动了OPEC产量的增长，从2020年到2050年，该地区的产量将增加50%以上。中东已经是亚洲主要的原油供应国，我们预计这一地位将继续保持下去，因为对液体燃料的需求继续增加，而且许多亚洲炼油厂配置了加工中东原油的设备。

• 四个最大的非OPEC产油国以适度的速度增加产量，而美国的产量在2030年后下降。

在参考情况下，非OPEC原油和凝析油产量在预测期内增加。俄罗斯毗邻不断增长的非OECD亚洲市场，这为其继续提高产量提供了强大的动力。到2050年，俄罗斯的产量将接近美国的水平。与此同时，美国将以更温和的水平增加产量。美国的产量将在2030年后开始下降，同样，加拿大的产量增长将在2040年后开始放缓。由于致密油开发转向产能较低的地区，油井产能下降，北美地区的产量趋于平稳。将北美原油运往亚洲的运输成本相对较高，这也导致了产量的平稳。巴西石油产量的额外增长依赖于油价的整体上涨以及技术和效率的持续提高。巴西未来的生产主要来自技术上具有挑战性的海上环境。

• 全球天然气产量增加，以满足主要需求市场

• 继过去十年的产量增长之后，全球天然气产量在预测期内继续以稳定的速度增长。

在参考情况中，全球天然气产量稳步增长，在2020年至2050年间增长约30%。在此之前，在新的开采技术和扩大的基础设施的帮助下，天然气产量在2010年至2020年间增长了25%。到2050年，全球天然气需求的预期增长以及全球加工和运输基础设施的扩展将推动天然气产量的增长。

• 到2050年，美国、俄罗斯和中东仍然是最大的天然气生产国和出口国。

美国、俄罗斯和中东目前是最大的天然气生产国，其拥有大量已探明的天然气和石油储量，以及配套的加工和运输基础设施，以支持稳定的生产水平。除了满足国内需求，这些地区不断增长的产量也满足了全球市场对天然气日益增长的需求。三大天然气产区的天然气出口均超过进口;他们出口到欧洲和亚洲的关键地区。我们预计这些地区对天然气的需求将进一步增长。在参考情况中，这三个国家将在整个预测期内继续扩大产量，美国仍将是世界上最大的产油国，到2050年产量将接近43万亿立方英尺(Tcf)。

• 天然气出口的主要目的地是欧洲和亚洲，而非OECD的亚洲增长最快。

2020年，OECD欧洲是最大的天然气进口国，其次是日本、韩国和非OECD的亚洲。所有这些地区都是天然气净进口国，因为相对于不断增长的需求，这些地区的国内天然气供应有限。在预测期内，这些地区仍是最大的天然气出口目的地。

在参考情况中，非OECD的亚洲和OECD的欧洲都增加了对进口天然气的使用，在中国和印度经济持续增长的推动下，非OECD的亚洲将在2050年成为最大的天然气净进口国。到2050年，中国、印度和其他非OECD亚洲国家的天然气净进口量将增加两倍以上。这些市场的天然气供应既通过管道输送，也通过俄罗斯的液化天然气出口。这些地区还接收来自美国、中东、澳大利亚和非洲等地区的液化天然气出口。

https://www.eia.gov/outlooks/ieo/pdf/IEO2021_Narrative.pdf