智库视角下的全球能源转型趋势展望

当前，全球气候行动、地缘政治博弈等因素推动国际秩序重构，全球能源格局在复杂环境中加速嬗变。为准确研判并刻画未来全球能源发展走势，今年以来国际知名能源智库相继发布情景展望报告，英国石油公司（BP）发布《能源展望2023》^[1]报告提出能源发展四大趋势，国际可再生能源署（IRENA）发布《2023年世界能源转型展望：1.5 ℃路径》^[2]报告将电气化和能效确定为推动能源转型的关键因素，国际能源署（IEA）发布《世界能源展望2023》^[3]报告深入分析地缘政治和脆弱能源市场背景下的能源系统变化趋势，美国能源部能源信息署（EIA）发布《国际能源展望2023》^[4]探讨迈向2050年的全球能源长期趋势。本文盘点了上述机构对全球能源转型趋势的最新研判，以供参考。

一、世界能源系统清洁转型进程受挫，但处于可知可控阶段

近年来，世界碳密集型经济复苏和俄乌冲突等地缘政治事件引发并加深了全球能源危机。长期来看，未来资源约束、需求降低和技术成本变化等因素将推动能源系统从化石能源向非化石能源的转变，但当前政策措施还不足以降低全球能源部门的排放量，近两年能源部门碳排放量持续上升且再创纪录。从IEA既定政策情景来看，能源转型技术部署速度离实现净零排放目标还存在显著差距。在IEA《清洁能源进展2023》^[5]评估报告中，53项能源转型技术中仅有太阳能光伏、电动汽车和照明3项技术完全“步入正轨”，其他清洁能源技术转型偏离正确轨道较多。

另一方面，全球性能源危机也将成为加速能源清洁安全转型的转折点。能源安全问题已引起各国高度重视，并将加快太阳能和风能等部署，以减少对进口化石能源的依赖，从而全面推进可再生能源空前发展。近年来，各国加大对清洁能源政策支持力度，例如美国《通胀削减法案》、欧盟REPowerEU计划、印度“可再生氢能计划”等，巴西、中东、北非、东盟等地区也在加速可再生能源部署，COP28会上欧盟联合118个国家共同发起“全球可再生能源和能效承诺”倡议，为动荡的能源市场注入强劲动力。

尽管实现《巴黎协定》1.5 ℃路径较为困难，但清洁能源产业发展前景良好。目前，能源转型技术的部署与实现《巴黎协定》目标所需水平之间仍存在较大差距。根据EIA分析，资源、需求和技术成本将推动从化石能源向非化石能源转变，但随着印度等新兴市场国家的快速发展，人口和收入的增长将抵消了能源强度和碳强度下降对排放的影响，当前政策尚不足以降低全球能源部门的排放量。2020年以来，全球清洁能源投资增长40%，清洁能源关键部件制造能力正迅速扩大。在各国能源安全战略部署的大力推动下，清洁能源技术投资较化石能源的领先优势越来越大，2023年全球清洁能源与化石能源投资比达到1.8，且投资正流向清洁能源制造领域^[6]，预计将达到创纪录的1.8万亿美元（增长超过24%），包括可再生能源电力、核能、电网、储能、低排放燃料、能效提升及终端可再生能源和电气化^[7]。其中，低排放电力投资占比将接近90%，太阳能投资将首次超过石油。

二、清洁能源转型依然是长期趋势，可再生能源将逐步成为主体能源

化石能源需求有望2030年前达峰。IEA既定政策情景预测，清洁能源转型强劲势头将使全球煤炭、石油和天然气需求在2030年前达到峰值，预计2030年化石能源占比将从80%左右降至73%。根据BP预测，世界能源低碳转型将逐步削弱化石能源作用，未来10年左右全球石油需求将进入平稳期，天然气需求前景仍不明朗。此外，清洁能源转型过程中确保油气安全仍至关重要，IEA既定政策情景显示，从中东到亚洲的海运原油贸易份额将从目前的40%上升到2050年的50%，亚洲几乎是中东所有新增LNG供应的需求方。

可再生能源将迅速扩张，并抵消化石能源需求减弱的影响。得益于成本竞争力的提高及低碳能源政策的普遍支持，可再生能源将以前所未有的速度融入能源系统。根据IEA的既定政策情景，到2030年全球可再生能源将提供80%的电力装机增量。根据BP预测，到2050年可再生能源在一次能源中占比将从2019年的10%左右增加至35%~65%。而根据IRENA的1.5 ℃情景，可再生能源在全球能源结构中占比将从2020年的16%增加到2050年的77%。根据EIA预测，2050年全球发电量将较2022年增长30%~76%，新增装机容量中将有81%~95%采用零碳技术，而化石能源装机容量将下降至27%~38%。

太阳能和风能发电将主导可再生能源扩张。根据IEA《可再生能源2022》^[8]报告，理想情况下到2025年可再生能源发电量将超过煤炭，到2027年风光将占全球可再生能源新增容量的近95%。未来五年光伏将创纪录增长，并占可再生能源装机增量的60%以上，到2027年光伏装机容量将超过煤电占据全球最大份额，风电迅速扩张也将超过水电，成为仅次于光伏的第二大可再生能源电力来源。

能源系统电气化水平将持续提升。根据BP预测，到2050年电力在终端能源消费中的占比将由2019年的约20%增加至30%~50%。而根据IRENA预测，到2050年电力将成为主要的能源载体，超过终端能源消费总量的50%，可再生能源部署、能效提高以及终端用能部门电气化将是主要驱动力。几乎所有终端用能部门都将提高电气化水平，电动汽车、电池、储能、可再生能源供热、大型热泵以及数字化等技术应用，将推动建筑、交通、工业部门深度节能减排。

低碳氢能将在能源转型中发挥重要作用。氢能将在终端用能部门脱碳和电力系统灵活性方面发挥关键作用。根据IRENA预测，到2050年氢能占终端能源消费总量的比例将从当前的忽略不计增至14%，且全球94%的氢气将通过可再生能源制取。根据BP预测，从2030年代开始低碳氢的发展速度将加快，2030—2050年间低碳氢需求量将增长10倍，到2050年低碳氢及氢基燃料在工业部门终端能源消费占比为5%~10%、在交通部门终端能源消费占比为10%~20%。

能源转型还将带来良好的社会经济综合效益。根据IRENA能源计划情景，2023—2050年期间全球实际GDP年均复合增长率将达到2.8%，在1.5 ℃情景下GDP年均增长率还可增加1.5%达到4.3%、就业率将增加2.1%，其中公共投资将发挥积极的作用^[9]。

中国深刻影响了全球能源格局。目前，中国是最大的煤炭生产国和消费国及主要油气消费国。同时，中国大力推进绿色发展，为全球气候治理作出重要贡献，2022年二氧化碳排放强度比2005年下降超过51%，非化石能源装机占比提高至50.9%；中国也是许多清洁能源技术的全球领先者和主导者，新能源汽车产销量稳居全球第一，保有量超过1800万辆、占世界一半以上，供应了全球50%的风电和80%的光伏设备^[10]。据IEA预测，中国有望提前五年完成2030年国家自主贡献（NDC）目标，太阳能和风能装机容量达到1200吉瓦。

随着中国经济结构调整以及清洁能源部署增长，其影响正在演变。当前中国经济总体保持回升向好态势，基础设施进一步扩展的空间正在缩小甚至饱和，水泥和钢铁等能源密集型行业的能源需求将下降。IEA认为，中国经济增长动力正在减弱，如果进一步放缓，化石能源需求下行潜力将更大，燃煤发电量有望在2025年左右达到峰值且在2030年前下降，煤炭相关碳排放量将从2022年86亿吨降至2050年11亿吨，燃煤发电占比可从当前的63%左右最低降至2050年的25%，而零碳电力占比将增至60%以上。

三、实现碳中和目标较为严峻，能源转型进程需加快速度和广度

要保持全球能源转型步入正轨，全球能源体系必须在30年内发生系统性深刻变革，重点由供应部门脱碳转向以可再生能源为主体的新型能源体系。关键路径如下：

（1）继续加快可再生能源扩张。根据IRENA 1.5 ℃情景、IEA净零排放情景预测，到2030年全球可再生能源装机容量需要增加两倍，达到约12000吉瓦，太阳能光伏和风能约占新增容量的90%。终端可再生能源消费水平继续提升，交通和建筑等部门的高电气化率将使得到2050年可再生能源发电装机容量比2020年增加12倍，年均新增装机容量达到1066吉瓦。

（2）提升能效和推动深度电气化。能源转型需采用一系列节能技术，降低整个经济的能源强度。根据IRENA 1.5 ℃情景、IEA净零排放情景，到2030年全球能效提升率必须提高一倍，达到每年4%，这需要终端用能部门的高效技术和广泛电气化技术相结合。

（3）采用多元化技术组合。多样化和创新是解决清洁能源技术和关键矿产供应链依赖性的最佳战略。随着新型电力系统快速发展和能源系统变革，未来每种清洁技术将发挥关键作用，包括电动汽车、光伏、电网、新型储能、绿氢、热泵、现代生物质及耦合技术等。此外，能源安全也至关重要，需要发挥储能电池和灵活响应技术以及针对季节性变化的低排放技术保障作用，包括水电、核能、化石能源+CCUS、生物能源、氢/氨等。

（4）加大能源投资力度。能源转型需在广泛价值链上进行大量投资，并从化石能源转向清洁能源技术和基础设施。根据IEA分析，全球能源投资在2030年代需提高至每年4.5万亿美元左右，才能与实现净零目标保持一致。IRENA分析，能源年均投资必须增加四倍以上，到2030年累计达到44万亿美元（清洁能源技术投资占80%），到2050年需较已承诺投资额外再增加47万亿美元，达到150万亿美元。

（5）调整优化政策工具以实现能源转型的经济社会效益。单靠能源转型不能解决长期存在的深层次问题，因此需重塑一个综合经济、社会和环境等因素的整体政策框架，这包括物理基础设施、政策和监管互促、劳动力资源等方面。

[1] BP Energy Outlook 2023 edition. https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/energy-outlook/bp-energy-outlook-2023.pdf

[2] World Energy Transitions Outlook 2023: 1.5°C Pathway. https://www.irena.org/Publications/2023/Jun/World-Energy-Transitions-Outlook-2023

[3] World Energy Outlook 2023. https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2023

[4] International Energy Outlook 2023. https://www.eia.gov/outlooks/ieo/