2019年世界前沿科技发展态势及2020年趋势展望——能源篇

一、世界能源消费现状和趋势

据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测，全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量，世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计，全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的，将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明，全球石油探明储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为，到2030年世界能源需求将增长60%，届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门，运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出，C02排放也将增多，减排温室气体是一个严峻的挑战。

国际能源署认为，中东将增加投资以扩增常规石油资源产能，非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用，氢能将有少量应用，可再生能源将有更大发展潜力。到2030年，替代能源尤其是可再生能源，不仅将成为不可或缺的重要能源，而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分，目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%，世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。

据预测，目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50，大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右，均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年，中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量，原油和天然气的生产则不能满足需求，特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约，提高能源利用效率，加快可再生能源的开发利用，对于中国来说既重要又迫切。

二、世界可再生能源发展趋势

世界大部分国家能源供应不足，各国努力寻求稳定充足的能源供应，都对发展能源的战略决策给予极大的重视，其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应，污染环境等，这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。

从目前世界各国既定能源战略来看，大规模的开发利用可再生能源，已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快，世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看，风能、太阳能和生物质能发展最快，产业前景最好，其开发利用增长率远高于常规能源。

风力发电技术成本最接近于常规能源，因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术，风电是世界上增长最快的能源，年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明，在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下，到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%，可再生能源在能源消费中总的比例将达30%，无论从能源安全还是环境要求来看，可再生能源将成为新能源的战略选择。

三、世界部分国家可再生能源发展目标

2004年，美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%；到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%；到2020年将都提高到20%以上；到2050年，德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右，2020年分别达到20%和15%。

四、世界部分国家可再生能源利用进展

美国正在加大可再生能源研发和利用力度，2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元，其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划，克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里，安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。

德国新的《可再生能源法》，为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发，迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年，德国可再生能源发电量占总发电量的8%，年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%，太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划，2007年之前将生物燃料的产量提高3倍，使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂，年均生产能力达到20万吨，生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨，用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍，法国已出台一系列优惠措施，鼓励生物燃料的生产和消费。

英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口，设立了5000万英镑的专项资金，重点开发海洋能源。不久前，在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展，目前风电装机总量已达650兆瓦，可满足44万多个家庭的电力需求，近期还将建设10座类似规模的风电场。

日本官方报告，将从2010年正式启动生物能源计划，并与美国和欧盟共同开发可再生能源，建设500个示范区。预计将投资2600亿日元，而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。

其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家，越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》，编制了《可再生能源中长期发展规划》，将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部，政府全力推动可再生能源资源的开发利用，目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划，包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划，到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦，其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。

目前新能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与新能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等。据预测研究，在未来30年能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

世界可再生能源发展的现状

从20世纪70年代开始，尤其是近年来，新能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模，逐渐成为常规能源的一种替代能源，世界上许多国家或地区将可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。国际能源机构（IEA）对2000～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自新能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为，在未来30年内非水利的新能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快，年增长速度近6%，在2000～2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年，它将提供世界总电力的4.4%，其中生物质能将占其中的80%。2002年全世界消费的可再生能源近30亿吨标准煤，约相当于全球一次能源消费总量的1/3，其中传统可再生能源约占85%，新的可再生能源约占15%。在新的可再生能源中，风力发电是发展最快的。在过去的6年里，风电的年平均增长率达到了22%，2004年新增装机797.6万千瓦，全球累计风电装机达到4731.7万千瓦。欧洲是世界风电发展最快的地区，2004年全球新增风电装机的72.4%在欧洲，15.9%在亚洲，6.4%在北美。2003年，欧洲风力发电量达到600亿千瓦时（相当于欧盟15国2.4%的电力），满足1400万户家庭的电力需求。太阳能发电也发展很快。2004年，全球光伏电池的生产首次超过了100万千瓦，比2003年增长了60%。太阳能热水器是完全商业化了的可再生能源技术，我国是世界上最大的太阳能热水器生产国者和消费国。国际能源机构（IEA）的一项研究提供的2001年统计数据表明，太阳能集热器的全球总计安装面积为1亿平方米，排在前位的国家是中国（3200万平方米）、美国（2340万平方米）、日本（1210万平方米）和欧洲（1120万平方米）。无论是光伏发电还是太阳能热水器产业，未来的主流趋势是发展太阳能一体化建筑技术。

生物质资源是多样化的，在全世界应用广泛。2002年底全球生物质能源发电装机超过5000万千瓦，生物液体燃料超过2000万吨。德国在利用厌氧发酵（沼气工程）处理废弃物发电技术方面走在了世界的前列，目前已建成1900个沼气工程，2004年沼气发电装机27万千瓦。与此同时，地热能和海洋能的开发利用也都取得新的进展，为进一步发展奠定了基础。

世界可再生能源发展的趋势

纵观世界可再生能源发展，有以下几大趋势：

（1）技术水平不断提高，成本持续下降。以风力发电为例，自20世纪80年代初以来，风力发电的单机容量从10千瓦，上升到几千千瓦。2003年世界安装的风机平均单机容量已经达到1300千瓦，风电成本从80年代初的每千瓦时20美分，下降到目前的每千瓦时5美分，其中自20世纪90年代以来，成本就下降了50%。据预测，2000至2010年风电成本还可以下降30%。届时，风电成本基本上可以和常规能源发电相当。

（2）发展速度加快，市场份额增加。进入20世纪90年代，以欧盟为代表的地区集团，大力开发利用可再生能源，取得了积极的成果，连续十多年来，可再生能源的年增长速度在15%以上。近年来，以德国、西班牙等国为代表，一些国家通过立法等方式，进一步加快了可再生能源的发展步伐，1999年以来年均增长速度达到30%以上。发展较快的西班牙，2002年风力发电占到全国电力供应量的4.5%，德国在过去的11年间，风力发电增长了21倍，2003年占全国发电量的4%；瑞典和奥地利的生物质能源在其能源消费结构中的比例高达15%以上；巴西生物液体燃料替代了50%的石油进口。

（3）可再生能源已成为各国实施可持续发展的重要选择。可再生能源，由于其清洁、无污染、可再生，符合可持续发展的要求而受到发达国家的青睐。世界各发达国家都制定并实施了一系列宏大的计划和工程。欧盟是世界可再生能源发展最快的地区，也是受益最多的地区。北欧部分国家甚至提出了利用风力发电和生物质发电逐步替代核电的战略目标。

（4）可再生能源是一种朝阳产业，孕育着巨大的潜在经济利益。当今世界上，新能源作为新兴产业在国民经济中的作用和影响已越来越大。据欧洲风能协会统计，2002年全世界风电市场产值在70亿欧元，开发出的电力可以满足4000万人的需求；预计2020年全世界风机规模将达到12亿千瓦，年营业额在670亿欧元。光伏发电市场发展前景也很广阔，据欧盟估计，全球光伏市场到2020年将增加到7000万千瓦，光伏发电将解决非洲30％、经合组织（OECD）国家10％的电力需求。澳大利亚在新世纪能源规划中，提出2010年前建立年销售额40亿美元的可再生能源市场；美国进一步加强了光伏发电技术开发与制造，估计到2020年美国将占领全球太阳光伏电池的一半。另外，全世界生物质能源的商业化利用将达到1亿吨油当量，并形成千万吨级规模的生物液体燃料的生产能力。根据欧洲太阳能协会的预测，到2020年，全球可能拥有14多亿平方米的宏大市场。欧盟计划到2015年安装大约1.9亿平方米的太阳能热水器，相当于提供3700万千瓦和930亿千瓦时的电力和电量。

可再生能源不仅拥有良好的经济前景，而且，随其产业化的发展，将提供越来越多的就业机会。美国学者认为，投资于能源效率和太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍。在欧洲已经形成了相当数量的可再生能源方面的就业人口。据欧盟的估计，当2010年欧洲风力发电达到约4000万千瓦、光伏发电300万千瓦、生物质能发电1000万千瓦和太阳能集热器1亿平方米时，总计可提供约150万个就业机会，而且这还不包括每年可能有170亿欧元商业出口所创造的、额外的潜在35万个就业机会。由此可见，可再生能源产业对经济发展的潜在影响和作用是巨大的。

据外媒报道，国际能源机构说，在大多数国家，太阳能发电机比新的燃煤或燃气发电厂更便宜。

国际能源署表示，太阳能产量预计将在未来10年引领可再生能源供应的激增，在目前情况下，可再生能源将占全球发电量增长的80%。

在周二发布的年度《世界能源展望》中，国际能源机构在其核心情景中表示，到2025年，可再生能源有望取代煤炭，成为主要的发电方式。该情景反映了国际能源机构已宣布的政策意图和目标。

该报告称，太阳能光伏和风能在全球发电中的总份额将从2019年的8%上升到2030年的近30%，太阳能光伏发电能力将以平均每年12%的速度增长。

国际能源署执行干事法提赫·比罗尔说，“我认为太阳能将成为世界电力市场的新霸主，根据目前的政策设置，2022年以后每年的部署都将创下新的记录。”

国际能源署称，成熟的技术和政府支持机制降低了大型太阳能光伏项目的融资成本，有助于降低总体产出成本。它说，在大多数国家，太阳能光伏发电比新的燃煤或燃气发电厂更便宜。可再生能源发电是2020年持续增长的唯一重要能源。

报告称，希望到2050年采取净零排放目标，将使光伏发电的表现更加强劲。报告还指出，尽管太阳能和风能发电有所增长，但碳排放预计在2020年下降24亿吨之后，将在2021年回升，并在2027年超过2019年的水平，到2030年达到36亿吨。

国际能源署表示，在许多情况下，长期目标与具体的近期减排计划之间仍存在差距。该报告还说，将新的风能和太阳能发电整合起来，将取决于包括配电网络在内的系统各部分的充分投资。潜在的原因是需求低于预期、未支付账单或发展中经济体公用事业财务状况恶化，这可能会使电网成为一个薄弱环节。

据外媒报道，国际能源署在关于可再生能源的报告中预计，2019年至2024年期间，全球可再生能源总装机量将增长1200GW，增幅达到50%，太阳能光伏将成为主导。其中，仅太阳能光伏一项就占了预期增长的60%，而大陆上风能则占据了增长中的四分之一。尽管水力仍占可再生能源总装机量增量的十分之一，但其增长速度正在放缓。报告指出，到2024年，中国占全球可再生能源装机量增长总量中的40%。对中国的预测值高于去年，主要是因为中国的系统集成有所改善，更低的弃风率，以及增强的太阳能光伏和陆上风能的竞争力。

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作者：吃多不长肉

责编：路一斯

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。 生物质能、阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

国际能源署(IEA)对2000 ~ 2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA 的研究认为，在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电增长得都要快，年增长速度近6%，在2000 ~ 2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年

它将提供世界总电力的4.4%，其中生物质能将占其中的80%。

中国政府高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。在国家的大力扶持下，中国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。新能源(或称可再生能源更贴切)主要有:太阳能、风能、地热能、生物质能等。

光伏发电行业主要上市公司：目前国内光伏发电行业主要上市公司有中环股份(002129)、隆基股份(601012)、通威股份(600438)等。

本文核心数据：光伏发电、产业链、热力图、投资情况

光伏发电行业产业链全景梳理：产业链完整，硅片已经呈现双寡头格局

光伏发电的产业链主要有上游主要为光伏电池相关原材料组成，包括形成电池的单晶硅和多晶硅中游主要为电池片、电池组件生产企业和系统集成企业下游为光伏发电应用领域，包括分布式光伏发电和集中式电站。

目前，上游多晶硅和单晶硅生产业企业主要有保利协鑫、隆基股份、通威股份、中环股份等。而硅片生产企业已经呈现双寡头格局，中国的太阳能硅片占据全球市场份额的大部分，而中国的市场中，主流的厂商主要有包括隆基、中环、中晶等，产能格局仍高度集中，2020年中环股份、隆基股份硅片对外销售规模约分别为168.29亿元和155.13亿元，两家公司占据绝对领先地位。

中游电池片和组件生产企业主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中逆变器生产厂商主要有阳光电源等企业涉及系统集成的包括亿晶光电、正泰电器等。部分企业，如隆基股份基本已经形成从单晶硅到组件到电站光伏运营一套完整的光伏发电产业链。

光伏发电行业产业链企业区域热力地图：山东分布最集中

从我国光伏发电行业产业链企业区域分布来看，山东和福建是光伏发电企业分布最多的省份，其次如江苏、山西、安徽等省份光伏发电企业也较多。

注：本图片数据通过企查查搜索“光伏发电”，选择归类于“电力、热力、燃气及水生产供应业”的企业获得

从代表性上市公司分布情况来看，浙江、江苏、广东等地代表性上市公司较多，同时陕西、四川、天津等省市也拥有如隆基股份、通威股份以及中环股份等光伏行业的龙头企业。

光伏发电行业园区分布：江苏最多

目前，江苏拥有的光伏产业园区数量最多，为12个，其次是浙江，山东排名第三。

光伏发电行业代表性企业产量情况

目前，光伏产业链较长，涉及到的企业较多，其中部分企业在产业链多个环节布局，相比之下，隆基股份在组件和硅片产量方面优势较位突出，其余企业在各自的布局领域产量情况如下：

注：统计的企业为公布相关产量数据的上市企业，未公布具体产能/产量数据的上市企业未纳入统计中。

光伏发电行业代表性企业最新投资动向

2020年以来，光伏发电行业代表性企业的投资动向主要包括对子公司增资、投资新建项目等。光伏发电行业代表性企业最新投资动向如下：

2.国际能源机构——发达国家的能源“俱乐部”01国 际 能 源 机 构（Internationa1 Energy Agency，英文简称“IEA”）是经济合作与发展组织中的一个独立机构，是在第一次石油危机冲击下，发达国家石油消费国共同发起和组建的石油联盟和经济联合组织，创立于1974年，总部在法国巴黎。30多年来，尽管能源市场和世界形势已经在很多方面发生了变化，IEA的成员国也已由创建之初的16个扩大为29个，但确保能源安全仍是IEA及其成员国的基本目标。

第一次石油危机期间和危机之后，能源问题成为西方石油消费国政治生活中的头号大事，各国政府纷纷试图通过制定和强化能源政策，组成国际性组织涉入国际石油市场，干预石油业务。西方发达国家意识到以前仅以市场力量为导向，放手石油公司去经营的做法已不足以保证充足的石油供应，只有联合起来才能应付未来可能发生的危机。

各国首先在国内制定了能源政策和应对措施。如当时的日本首相大平正芳率先穿上了短袖衬衫，并提出将日本产业结构由能源密集型转向知识密集型的政策；法国政府为了节约能源，限制银行、商店和办公室的室内温度，并大力发展核电；美国政府更是提出了能源“独立计划”，要求美国人民做出牺牲，减少石油消费，降低石油进口，增加战略石油储备和开发新能源，使美国能基本达到能源自立。美国国会还通过了能源立法，并在联邦政府内成立了能源部。

为了增强抵抗风险的能力，西方国家还酝酿成立国际型组织以共同应付石油危机。1974年2月，西方主要工业国在华盛顿举行能源会议，讨论能源政策问题。会上，美国倡议成立一个国际组织共同制定能源政策，以应对可能出现的下一次危机。但由于日本和西欧国家主意未定，未达成协议。同年11月15日，经济合作与发展组织各国在巴黎通过了建立IEA的决定。11月18日，16国举行首次工作会议，签署了《国际能源机构协议》，并开始临时工作。1976年1月19日，经各国审批通过，IEA正式成立。

IEA成立之初，提出了应对石油危机的两条主要对策：一是节流开源，即制定各成员国能源节约计划，减少能源消费，同时加速开发新能源，实现能源独立；二是要求各成员国建立石油储备并制定了分享石油储备的应急计划。

IEA的宗旨是协调成员的能源政策，发展石油供应方面的自给能力，共同采取节约石油的措施，加强长期合作以减少对石油进口的依赖，提供石油市场情报，拟订石油消费计划，石油发生短缺时按计划分享石油，以及促进它与石油生产国和其他石油消费国的关系等。

IEA的成员国必须拥有不少于90天石油净进口额的石油储备；此外，必须限制消费，在出现大规模供应中断的情况下，IEA成员国必须动用储备，与其他成员国分享石油储备。许多国家实际上拥有超过90天的储备。当一个或几个成员国的石油供应短缺，并且供给不足超过普通消费的7%时，可以启动IEA石油储备再分配体系。根据义务，现有的石油储备按照一定的方案在承受损失的国家间重新分配。除了从储备体系中供应石油以外，还规定要降低石油消费水平，并定量分配石油消费。

在经历了两次石油危机之后，通过开发北海等油气田，同时加强利用煤、天然气、核能和可再生能源，IEA成员国大幅度降低了对石油进口的依赖。IEA成员国在节约能源方面也采取了一些措施，提高了工业和公共生活部门中的能源消费效率。所有这些措施都显现出了一定成效。从1974年至今，IEA成员国的能源消耗量水平降低了32%，石油消耗量降低了80%，而一次能源的自我保障水平也从63%增加到73%。

在国家之间石油储备再分配体系的发展过程中，IEA还制定了补充措施，对石油供应不足进行补偿，降低石油消费水平，利用其他一次性能源，增加本地生产能力，限制一些公司购买一次能源的投机体系。这一体系在20世纪70和80年代都发挥了有效的作用。在1990—1991年的海湾战争时期，IEA成员国在动用战略石油储备维持油价方面取得了极大成功。在战事紧急之际，IEA成员国从本国的石油储备中向世界市场大量“抛出”石油，在必要的限度内满足了需求。期间，IEA还与许多OPEC成员国——首先是与沙特阿拉伯进行了卓有成效的合作。在伊拉克和科威特石油供应大幅减少的情况下，仍将国际油价维持在原有水平，大大减轻了西方国家受到的供应减少的影响。

目前IEA的成员国共有26个（2006年），包括爱尔兰、澳大利亚、奥地利、比利时、丹麦、德国、法国、芬兰、荷兰、加拿大、卢森堡、美国、挪威、葡萄牙、日本、瑞典、瑞士、土耳其、西班牙、希腊、新西兰、意大利、英国、韩国、匈牙利和捷克。

30多年来，IEA关注的焦点已由石油扩展到天然气、电力、核能等，对能源安全政策的关注也不仅限于“可靠获得买得起的能源”，而进一步拓展到推动能源行业通过放宽管制和促进竞争追求更高的经济效益，以及减少能源生产和消费对环境产生的恶劣影响等方面。2002年在约翰内斯堡举行的可持续发展世界首脑会议上，IEA成员国强调了该机构更为丰富的新使命——“探索能够满足我们的经济持续、强劲发展的能源需求之路，同时保护我们的环境，改善全人类的社会生存条件”。

IEA于1996年10月与中国政府签订了《在能源领域开展合作的政策谅解备忘录》，要加强与中国在包括有效利用能源等许多领域的合作，建议中国采取积极措施促进天然气终端用户市场的开发；使环境保护成为发展洁净能源的真正动力；推进天然气定价和税收政策改革；针对西气东输和广东LNG项目也提出了相关建议。1999年11月，IEA在北京召开了“国际能源机构—中国联合发展天然气会议”。2002年IEA在北京公开发表了重要的研究报告——《开发中国的天然气市场：能源政策之挑战》，显现出该机构对中国这个能源消费大国的能源市场及相关政策的极大关注。

IEA每年出版的《世界能源展望》和定期出版的《石油市场报告》等已成为全球广为引用和参考的重要能源研究报告。详情可登陆该机构网站：http：//www.iea.org。