为何近期内石油不会被新能源所取代？
【嵌牛导读】：新能源发展日新月异，逐渐威胁到传统能源石油的地位
【嵌牛鼻子】：新能源
【嵌牛提问】：近期内石油为何不能被新能源所取代？
【嵌牛正文】：
（文／曼哈顿研究所的高级研究员 Robert Bryce）要说过去 10 年里面最主要的环境问题，很简单——气候变暖，一直以来都没有变过。再有的话，就是世界各国减少或限制 CO2的排放量。
但就是在这个 10 年间，全球 CO2的排放量大约为 33 亿吨，增长了 28.5％ 。据国际能源机构预计，到 2030 年，全球 CO2排放量还会再增加 21％，上升至约 40 亿吨。
CO2排放量将继续增长，因为工业发展会消耗更多的能源，具体来说是更多的碳氢化合物，例如煤炭、石油和天然气。许多理想化的环保主义者以及一些决策者认为我们应该停止使用碳基燃料，转向一个只使用可再生能源的全球经济。不过，我们不得不接受的现实是：碳氢化合物不可能被取代。
碳氢化合物将继续主导未来几十年全球能源结构的原因有三：成本、能源转化的步伐缓慢及能源规模的计算。
可再生能源造价高昂
第一个原因解释起来相对简单。全球能源行业是迄今为止世界上最大的产业，每年花费在寻找、改善以及提供给消费者各种形式能量的资金投入就超过了 5 万亿美元。风能与太阳能等可再生能源有它们的优势，但从经济上讲是不能跟碳氢化合物相比的。
据美国能源情报署（ Energy Information Administration, EIA ）最近的一项分析估计，由陆上风力涡轮机进行的风力发电，成本是 97 美元／兆瓦时，约为天然气产生同等电量所耗成本（EIA估计 63 美元／兆瓦时）的 1.5 倍以上。海上风力发电更贵，成本为 243 美元／兆瓦时。最便宜的一种太阳能发电——光伏电池板发电，成本为 210 美元，比燃烧天然气发电耗资的 3 倍还多。
社会的能源转换是一项长期进程
可再生能源若真能做到比碳氢化合物便宜很多，那或许我们还可以对它将来在全球能源结构中占有较大比重保持乐观。但即便如此，我们的能源结构发生整体变化还需要很长的时间。对能源问题多有著述的马尼托巴大学（ University of Manitoba ）特聘教授瓦茨拉夫 · 斯米尔（ Vaclav Smil ）在 2008 年的时候写道：“所有的能源转换都有一个共同点：它们都是耗时数十年的长期进程。”
确实，在《独立宣言》签署后的 109 年时间里，美国能源的主要来源一直是木材，直到 1885 年被煤炭赶超。煤炭的王者地位一直维持到 1950 年，后又被石油所取代。斯米尔还写道， “现行能源的使用规模越大、替代能源的转换规模越大，更替的时间将越长。” 斯米尔认为，虽然 “不燃烧化石燃料的社会是很理想……然而要发展到那一步，不仅要花相当高的成本，也需要足够多的耐心：未来的能源过渡将会跨越数十年，而不是仅仅在几年之内展开。”
能源问题专家，瓦茨拉夫 · 斯米尔（左）在能源问题上多有著述。这里列出了其中的两部，中间一本是 2008 年出版的《全球性灾难和趋势》（Global Catastrophes and Trends），右边是 2010 年出版的《能源神话与现实：能源政策辩论的科学解析》（Energy Myths and Realities: Bringing Science to the Energy Policy Debate）
碳氢化合物的强大优势
斯米尔的观点可以通过比较石油在美国主要能源消费中所占的份额找到证明。据 EIA 估计， 1949 年的时候，石油在美国能源总需求中所占比重为 37％ 。 2009 年，这一数字保持不变。也就是说，过去 60 年以来，为了减少对石油的依赖，我们砸了几十个亿的美元进去，但石油的地位岿然不动。当然了，阴谋论者这时候肯定会把矛头对准石油寡头。可实际上根本不存在什么阴谋，石油的物理性质本就如此。石油是种神奇的物质：无论你爱也好、恨也罢，我们都喜欢石油带给我们的东西，哪怕心里一直想着该恨那些石油公司。
如果世界上没有石油这种东西，我们早晚也得把它给造出来。若要论能量密度、使用方便，适用场合、运输容易，成本低廉、储量丰富，没有什么能比得过石油。电动汽车可谓时下话题的焦点，不过现在的电池也就是比爱迪生做出来的强一点儿。最好的锂离子电池，能量密度也只有汽油的 1 / 80 。
最后再补充一点。不管你信不信，2009 年，可再生能源在美国主要能源的供能比重跟 1949 年相比，还有所下降。风能和太阳能最近几年确实有大幅度的增长，但在 1949 年，可再生能源（基本上是水力发电）为全美提供了能源需求的 9.3％ 。 2009 年，可再生能源（大部分依然是水力发电）为全美供能 8.2％ 。
原油：全球能耗的统一度量
第三个问题——能源的规模——极少有人讨论。对很多人来说，这可能是理解起来最棘手的一点。这么说并不不奇怪，看看我们常用的那些计算能源规模的单位吧：石油论桶、吨、加仑和升出售；天然气按立方米、立方英尺、英热单位（ BTU ）及其他单位来测量和销售；煤炭分长吨和短吨（ 1 吨 [t] = 1000 千克 [kg] = 1.102 短吨 [ sh.ton ] = 0.934 长吨 [ long.ton ] ），但其价格取决于一大堆其他因素，包括热含量、灰分、硫含量，以及最重要的：煤矿和电厂之间的距离；电力销售按 （千瓦 / 时） 计算， 牵涉的术语面更广，包括伏特、安培、欧姆，还有焦耳、瓦、尔格、卡路里和英热单位，事情变得愈发复杂。
我们需要一个更简便的方法来衡量全球的能源消耗量——目前大约是每天 2.41 亿桶原油。这相当于沙特阿拉伯日产原油量总额的 29 倍。其中，有25个（相当于大约 2.1 亿桶原油）是碳氢化合物提供的。
此外，仅在过去的 10 年中，全球能源消耗已大约增加了 27 个百分点，或者说 6 个沙特阿拉伯的原油日产量。这些增加的能源消耗几乎全部是由碳氢化合物所提供的。
沙特阿拉伯的加瓦尔场油田（Ghawar field），推算储油量约 850 亿桶原油（dailymail.co.uk）
科学家和决策者可以说 CO2不好。我们可以谈风能、太阳能、地热能、氢气以及许多其他形式的能源生产。但少人愿意问及的是：我们要在哪里，用什么方法找到相当于 25 个沙特阿拉伯输出的能量，而且还是无碳的？
残酷的现实是，我们不会。过去几十年间，沙特投资超过数千亿美元用于钻井和修建基础设施，以确保他们世界第一石油出口国的地位。不要忘了，所有这些投进去的美元也让他们产生了对能源的需求，正好是一个沙特阿拉伯的日产能量，约占全球能源需求的 3.4 ％。
两者加起来，世界各国都投入万亿美元的能源和电力传输系统已经到位。对此，斯米尔在他 2008 年出版的《全球性灾难和趋势》（ Global Catastrophes and Trends ）一书中进行了概括， “不存在加速转向非化石燃料社会的紧迫性：地球上的化石燃料供应充足，几个世代都用不完；新能源在性能上并不具有优越性，新能源的生产成本也不会大幅下降。”
斯米尔关于“［石油成本］更便宜”的观点对当前能源转换的规模及速度也有影响。在美国，可再生能源遭受到的最大挑战不是别的，正是来自于廉价天然气价格的持续下跌。天然气是风能和太阳能最直接的竞争对手。过去 3 年间，美国的页岩气革命让全国石油及天然气的市场格局大为改观。
实际上，美国现在脚底下就踩着用都用不完的低成本 页岩气 （天然气的一种）。 2011 年 4 月，据美国潜在天然气委员会（ Potential Gas Committee, PGC，是一个由学界、政府及产业界人士组成的非营利性组织）估计，美国大约存有 2170 兆立方英尺的天然气资源。按照目前的消耗速度来计算，美国存有的天然气足够用上 90 年或更久。
总而言之，在接下来的几十年时间里，可再生能源在全球能源结构中仍将处于比重极小的一部分。在可以预见的未来，碳氢化合物将继续保持当前的主导地位。而天然气，碳氢化合物中最清洁的一种，则会在短期内争取做大，并最终占有全球能源蛋糕的更大份额。
今日读《2018世界能源统计年鉴》和《BP世界能源展望2018版》，整理成阅读笔记以便日后查阅。
2017年， 全球能源需求增长了2.2%， 高于16年的1.2%， 高于十年平均的1.7%。中国能源消费增长3.1%， 连续17年成为全球能源消费增量最大的国家。
石油
1、全球石油消费增长1.8%， 即170万桶/日， 连续第三年超过十年平均增速 （1.2%） 。 中国 （50万桶/日） 和美国 （19万桶/日） 贡献了最多的增量。
2、过去10年间，中南美洲探明了更多的石油。
天然气
1、天然气消费增长了960亿立方米， 上升3%， 是2010年以来的最快增速。消费增长主要来自中国 （310亿立方米） 、 中东 （280亿立方米） 、 欧洲 （260亿立方米） 。 美国的天然气消费下降了1.2% （110亿立方米） 。
2、中国天然气消费增速超过15%， 约占全球天然气消费增长的1/3。 如此快速的扩张归功于中国政府打出的一套力度空前的组合拳， 通过胡萝卜加大棒的策略鼓励工业和住宅用户进行 “煤改气” 或 “煤改电” ， 而多数用户选择了 “煤改气” 。尽管受此政策影响的300万户家庭吸引了更多眼球， 但实际上 工业用户 “煤改气”的量更大。预计中国的天然气需求在今年继续强劲增长， 但在未来几年应该不会出现像去年那样大的增幅。
3、过去10年间，独联体国家及亚太地区探明了更多的天然气。
煤炭
1、煤炭消费增长了2500万吨油当量， 上升1%， 是2013年以来的首次增长。煤炭消费增长主要来自印度 （1800万吨油当量） ， 中国的煤炭消费在连续三年（2014-2016年） 下降后出现小幅反弹 （400万吨油当量） 。 经合组织国家煤炭消费连续第四年下降 （-400万吨油当量）。
2、亚洲的煤多，所以许多发展中国家依然依赖煤炭作为主要能源。
可再生能源、 水电和核能
1、可再生能源发电增长了17%， 高于十年平均值， 也是有记录以来的最大年增长（6900万吨油当量） 。 可再生能源增量的一半以上来源于风电 ， 太阳能虽然在可再生能源中占比仅21%， 却贡献了超过三分之一的增量。
2、中国的可再生能源发电增长了 2500万吨油当量 ， 打破了此前的增长记录。如果把2017年所有国家不同一次能源消费的增量进行排序， 中国的天然气和可再生能源将分列第一和第二。
3、水电增长近0.9%， 相比之下十年平均值为2.9%。 中国水力发电的增量为自2011年以来最低， 欧洲则下降了10.5% （-1600万吨当量） 。
4、全球核电增长了1.1%。 中国 （800万吨油当量） 和日本 （300万吨油当量） 的增长一定程度上被韩国 （-300万吨油当量） 和中国台湾 （-200万吨油当量） 所抵消。
5、2017年太阳能发电装机容量增长约100吉瓦， 仅中国就贡献超过50吉瓦。去年 全球太阳能发电量增长超过三分之一 ， 增长主要源于政策支持， 也得益于太阳能发电成本持续走低。 太阳能发电成本已经普遍低于5美分/千瓦时。
发电
1、2017年， 全球一次能源消费有40%用于发电， 使电力成为最大的用能行业。去年发电量增长了2.8%， 接近十年平均值。 94%的增长来自新兴经济体， 经合组织国家的发电量自2010年以来基本没有增长。 发电量增长的近一半来自可再生能源 （49%） ， 剩下主要来自于煤炭 （44%） 。可再生能源在发电结构中的占比从7.4%提升至8.4%。
2、不同地区的能源结构差异比较大。
3、平均来看，世界发电的主要来源依然是煤炭。
关键材料-钴和锂
1、自2010年以来， 钴产量年均增速仅为0.9%， 而锂产量同期年均增长 6.8%。
2、2017年， 钴的价格几乎翻了一倍， 碳酸锂的价格上升37%。
3、钴产量及储量
3、锂产量及储量
小结
经济背景
1、在渐进转型的情景下，全球GDP预计年均增长3.25%，主要有发展中国家所驱动。超过80%的世界生产增长由新兴经济体驱动，中国和印度占此增长的一半以上。
2、人口增长也是世界经济增长的驱动因素之一，2040年的人口有望达到92亿，新增的17亿人口主要由非洲及除中国外的亚洲国家所贡献，中国进入老年化阶段，人口总量将逐步下降。到2040年，全球城市化的趋势依然会延续，因为新增的人口主要集中在城市的中心地带。 大部分的城市化增长发生在非洲，预计非洲的新增人口占世界的近一半，其中有近6亿新增人口属于城市人口，占全球总增长的三分之一。 可惜的是，由于非洲的生产率低下，人口的爆炸性增长却不能反映在GDP的增长上，其对世界增长的贡献度不足10%，因而难以有效拉动对能源的需求。
3、全球经济日益繁荣驱动能源需求的增长部分被迅速下降的能源强度所抵消，全球能源需求年均增速从过去20年的超过2%，下降至1.3%左右。 到2040年，尽管全球GDP增长超过一倍，但世界能源消费仅增长33%左右，显著低于过去25年的年均增速。
分行业需求-工业
1、总体来看，目前的能源结构中，工业（包括能源的非燃烧使用）占据一半份额，民用和商用建筑占了29%，交通领域占了20%。
2、在工业领域，由于中国的快速工业化接近尾声，未来的工业能源消费增长将明显放缓。中国工业能源需求的增长，在过去15年增长了三倍，未来中国经济将由能源密集型工业行业（如钢铁和水泥）转向较低能源密度的服务业和面向消费者的行业，并因此造成工业能源需求增长的停滞。而且，有一部分工业生产会转向低收入经济体， 包括印度在内的亚洲、非洲的新兴市场国家一起构成工业能源消费增长的约70%。
（注：工业不包括能源的非燃烧使用）
3、工业能源结构中， 天然气和电力满足了全部工业能源的增量需求 ，而伴随着煤改气的普及，尤其在中国，到2040年煤炭所提供的工业能源比例从目前的三分之一下降到不足四分之一。
4、能源的非燃料使用将具有更显著的重要性。非燃料使用是指作为石油化工产品的原料、润滑剂、沥青等用途。在未来，工业行业除非燃烧使用外的消耗增速将放缓至年均1.0%的水平，而非燃烧使用增速却能保持在年均1.9%的水平，使得2040年的能源非燃料使用，在总工业增长需求中的比重上升至近20%。其中，石油占能源非燃料使用增长的三分之二，天然气占所剩的大部分份额。
分行业需求-建筑
1、在建筑领域， 能源消费的增长主要由亚洲贡献，最大的能源种类为电力。
2、建筑能源需求增长的驱动力是 人口增加和经济发达程度增加 ，人们不断追求更加舒适的生活和工作。 亚洲、非洲和中东总计占建筑行业能源使用增长的90% 。
3、建筑行业几乎所有新增能源需求是使用电力给 空间降温和为电器功能 。
分行业需求-交通
1、到2040年，全球对公路、航空和海运的客运及货运服务需求将增加两倍以上，不过由于能源效率提高，对能源的需求仅会增长25%。在道路交通方面，机动车保有量和交通需求上升的影响被效率提升所抵消，但卡车的能源需求增长强劲。 由于卡车的效率提升相对缓慢，导致其在交通行业内消费的能源份额增加。同时，航空客运交通增长也很强劲。
（注：非公路包括航空、海运和铁路；汽车包括两轮和三轮车辆）
2、未来在交通领域，石油依然占主导地位，但可替代能源尤其是天然气和电力的使用逐渐增长。预期到2040年，石油需求占比从目前的94%下降至85%左右，天然气、电力和“其他”类能源各占交通能源需求的5%。
天然气的增长集中于液化天然气在长途货运和海上交通的使用。
电力的增长集中于乘用车和轻型客车的使用。
“其他”种类能源主要是生物燃料，而氢能仅在交通中能源中占很小一部分。 氢能的前景在2040年前后才有看头，能否进一步发展取决于氢能在长途道路货运供能上与液体燃料和电力的竞争力。
3、到2040年，乘用车总量大幅增长（增长至20亿辆），同时电动车数量增加（超过3亿辆），车辆效率显著提升。届时，PHEV和BEV的总量大致持平。展望期间，在监管和政府目标的驱动下，全球汽车总体效率将年均提高2-3%。
4、未来道路交通的能源需求受三大因素的影响： 电动汽车、共享出行和自动驾驶 。
到2040年，乘用车行车公里数有30%是使用电力，显著高于电动车全球汽车总量中的占比15%。更高的比例意味着共享出行中，电动汽车将占据重要地位。此外，届时电动卡车行车公里数的占比将达到15%，主要集中于短途轻型客车。
（注：汽车包括两轮和三轮车辆）
5、液体燃料的需求并不会出现明显的变化。为达到排放标准，汽车制造商的手段包括调整ICE汽车所占销售份额、销售更多的电动汽车；采取减重等方式提升车辆效率。
6、假设在世界范围内，能够实施自2040年起对内燃机汽车销售的禁令，则电动车的销售情况将会更加乐观。到2030年，约三分之一的新售汽车是纯电动车；到2035年，BEV的销售比例会达到三分之二，并在2040年达到100%。另一方面，到2030年，有20%的乘用车行车公里数由电力供能，2040年将达到约三分之二。
分行业需求-电力
1、全球持续电气化，从生产电力的结构上看，可再生能源的重要性持续增加， 在增量当中，可再生能源的比例约占一半 ；天然气与核能的比例保持稳定；煤炭依然是电力的最主要能源来源，到2040年占比依然有近30%。在新增部分中，煤炭的贡献仅为13%，而过去25年中，这一比例是40%。
地区需求
1、可再生能源的普及还看中国和经合组织，而在亚洲其他地区，煤炭发电依然是主流，并占新增发电量的绝大部分。
地区需求-中国
1、中国逐渐向低碳能源转型。至2040年， 可再生能源和核能、水电一起占能源需求增长的80%，可再生能源将接替石油成为中国第二大能源来源 。
地区需求-印度
1、印度将成为全球能源最大的增量市场。不过依然以煤炭作为主要能源，占能源新增需求的45%。为了使全部人口都可以使用电力，将有 超过70%的煤炭消费增量被用于电力行业 。
2、印度的可再生能源增长迅猛，尤其是 太阳能 的增长。
地区需求-美国
1、美国作为全球最大的石油和天然气生产国的地位有所加强。 美国在全球石油（石油和天然气凝析液）生产中的份额从现在的12%上升至2040年的18% ，届时沙特阿拉伯排在第二位，占比13%。 在天然气方面，美国2040年的产量占全球的24% ，届时俄罗斯排在第二位，占比14%。
2、由于美国的能源消耗量也大，因此其净出口在全球贸易份额中的比例不高。同时 美国将失去最大可再生能源生产国的地位 ，其生产比例将从目前的24%下降至2040年的15%。与之相比，届时 中国的可再生能源占比将上升至约30% 。
地区需求-欧盟
1、欧盟继续 引领低碳经济的转型 ，其2040年的碳排放比2016年下降超过35%，单位GDP碳排放是世界均值的一半。到2040年，非化石能源满足欧盟约40%的能源需求，与2016年的25%相比有所提升，远高于世界平均的25%。
能源的供需
1、 2040年的能源结构将呈现前所未有的多元化，届时 石油、天然气、煤炭和非化石能源预计将各提供世界能源的约四分之一 。
（注：非化石能源包括可再生、核能和水电）
能源的供需-石油
1、全球液体燃料（石油、生物燃料和其他液体燃料）的需求增长约1300万桶/日，到2040年达到 1亿9百万桶/日 ，而供应方面主要由美国和石油输出国组织的增产来保障。
2、细分看，交通行业持续主导全球石油需求，占全球需求增长的一半以上。 到2040年，液体燃料的总体增长进入停滞，但非燃烧使用的需求依然会增加。
能源的供需-天然气
1、天然气由于需求广泛（工业化程度和电力需求增加、持续的煤改气），加上低成本供给的增加（美国和中东）和液化天然气供给持续扩张，全球范围内的 可获得性将显著提升 。 在增量当中，美国和中东（卡塔尔和伊朗）占据一半以上的份额。
2、增长的驱动力主要源自 工业和电力行业 。
3、全球贸易进一步繁荣，随着流动性提高，全球价格将更加同步。
能源的供需-煤炭
1、中国和经合组织国家需求下降，印度和亚洲其他国家的需求继续增长，相互抵消后的总体需求平稳。
能源的供需-可再生能源
1、基于风能和太阳能的迅速发展，可再生能源是增长最快的能源来源（年均7.5%），占新增发电量的50%以上。其中，中国是最大的增长来源，新增的可再生能源总量已超过整个经合组织。到2030年，印度将成为第二大增长源。
2、太阳能成本的下降超出预期。在科技的发展与政策的支持下，太阳能的学习曲线以更高的速度下滑。预计累计发电装机每提升一倍，光伏组件成本可下降24%。
能源的供需-核能和水电
1、核能主要靠中国驱动。核能在中国能源需求中的占比从目前的2%将上升至2040年的8%。欧盟和美国的核电站到期且不再进行更换，欧盟年均下降11太瓦时，美国年均下降10太瓦时，导致总体核电增长受阻。
水电靠中国和其他发展中国家驱动。水电年均增长1.3%，合计61太瓦时每年，速度比过去放缓。中国在增长中占比最大，达到16太瓦时每年，其次是南美和中美地区（13太瓦时每年）以及非洲（11太瓦时每年）。
不同报告的观点对比
这两篇报告介绍了各类能源的基本情况，并描绘了世界能源结构变化的可能性。接下来可以在未来的各项增长点中，尝试挖掘一些投资机会。
刺猬偷腥
2018年8月2日
21世纪经济报道新能源课题组
研究员曹恩惠、彭强
特约研究员綦宇
无通知的停水、停电，楼道里的电梯骤然停运……一系列突如其来的变化，让东北的居民从几乎长达十数年的“用电自由”中惊醒。凛冬未至，席卷全国多个省份的“有序用电”，却让人们提前感受到阵阵寒意。
据央视新闻报道，辽阳市委宣传部证实，9月24日该市发生一起重大安全事故。虽然这只是此轮拉闸限电中发生的极端事件，但也折射出供电形势面临较严峻的局面。
今年上半年出现部分省份限电之后，中央层面在七八月份就陆续发出信号，要求各地纠正“运动式减碳”，同时坚决遏制“两高”项目盲目发展。
然而，9月下旬，“限电”仍在各地蔓延，个别地方甚至将限电延伸至居民用电领域。虽然9月29日举行了山西省保供十四省区市四季度煤炭中长期合同对接签订会，但目前来看，10月份的用电压力仍相当大。
在这些现象的背后，有许多待解的疑问：全国各地限电情况究竟严重到何种地步？为何在工业生产淡季还有所加剧？今年以来的限电措施影响到了哪些产业？用电的矛盾为何迟迟无法解决？……
简单将这一轮的“拉闸限电”，归结为“能耗双控要求”甚至“限制低端产能”，都是片面的。要回答这些问题，不仅要剖析国内与国际两个能源供应市场，更要深入到疫情后中国的产业结构中。
21世纪经济报道新能源课题组认为，解决这些问题，需要建立长期更加安全、清洁的能源供给结构、更加市场化的电力交易体系以及推进更加高能效的产业结构调整。
“拉闸限电”缘何突袭
1、电力供应增速不足
今年1-8月，国内电力需求快速增长，国内电力生产和煤炭供应增速，不及需求增速。
国家能源局数据显示，今年1-8月，全 社会 用电量累计达到5.47万亿千瓦时，同比增长13.8%；其中，第二产业用电达到了3.65万亿千瓦时，占总用电量的66%，同比增速达到13.1%。
国家统计局数据显示，今年1-8月，国内发电量5.39万亿千瓦时，同比增长11.3%，而8月电力生产增速已经明显回落。其中，8月份火电同比增长仅为0.3%，水电下降4.7%，风电增长7%，核电增速10.2%。
中国电力企业联合会7月发布报告指出，上半年全国电力供需总体平衡，但局部地区部分时段已经出现电力供应偏紧的现象，1月受寒潮等天气影响，江苏、浙江、安徽等地出现电力缺口，二季度蒙西、广东、云南和广西等地都采取了需求响应和有序用电措施。其中，广东、云南的电力供应尤为紧张。
中电联当时预计，下半年全国电力供需总体仍将保持平衡，但电力供应紧张的情况比上年将增多。
承担电力稳定供应主力的煤电方面，煤炭市场供需紧张、价格暴涨制约着煤电供应。
今年以来，受国内煤炭产能释放幅度有限、进口煤炭增量有限等多重因素的影响，电煤供应持续紧张，下半年煤炭价格一路高涨，煤电企业库存较低，电煤企业的经营压力进一步加大。
国家统计局数据显示，今年1-8月，国内原煤生产量26亿吨，同比增速4.4%，这主要是由于1-2月高增速的带动。自今年3月起，国内原煤月度生产量大多保持同比下滑的趋势，仅在5月和8月有小幅的回升。
目前正处于传统意义上的用煤淡季，但市场却呈现出异常火热的态势。目前，动力煤期货主力合约价格已经突破1300元/吨的大关，实际市场价格约在1600元/吨左右，而往年同期价格不过500-600元/吨。涨幅达300%左右。
高涨的煤价将火电厂迅速推入亏损境地，发电意愿不足。无论是通过长协，还是企业主动降价等手段，一个难以改变的事实是，市场上流通的煤炭已经变少了。
今年夏天以来，高温带来的用电高峰，以及出口强劲（1-8月我们出口总值同比增幅达到23.7%），拉动了工业生产，这些都刺激了用电需求的增长。
2、能耗双控
限电、限产在诸多行业都不罕见。诸如钢铁行业，上半年突飞猛进地生产后，在较大的产量控制压力下，7月开始多地钢铁产业就开始执行限产政策。水泥建材方面，出于环保、用能等因素，一直在进行错峰限产。
但自8月下旬以来，国家发改委点名多个省区能耗双控工作未达标，并进行预警。此后，能耗双控工作紧张的地区，陆续开始在三季度末实施限电限产，试图冲刺完成指标。
目前，能耗双控涉及的主要行业有化工、钢铁、有色、水泥建材、煤电等多个行业，涉及十几个能源消耗较大的省区。
图：各省份上半年能耗双控完成情况
据中金公司研究部测算，上半年能耗强度不达标的省份，合计占到中国工业增加值的70%左右，其中红色预警和黄色预警的省份，分别占比约38%和32%。
但“能耗双控”并不是各地限电拉闸的唯一原因。对于辽宁省、吉林省和黑龙江省来说，用电量增长，电煤紧缺、新能源发电不足等因素，导致当地电力供应不足，因而带动了东北地区大范围的限电停产。
图：各省份能耗双控举措
取暖季即将开始，在传统的消费旺季，煤炭市场供需两侧都没有明显改观的情况下，煤炭市场整体预计仍将维持强势。
限电效应
从工厂停产到电梯停运，“拉闸限电”的影响已经由工业生产渗透到居民生活。一时间，20多家A股相关上市公司纷纷告急，宣布受限电波及。但令人唏嘘的是，本轮限电却一度引发了资本市场的“电力狂欢”。
1、电力市场剧烈波动
由于电力供应吃紧，施行了工业企业的限电限产之后，不少地区的居民用电也都受到了影响。
在国内节能形势较为严峻的地区，出现了严控空调用电，要求优化照明用电的情况。
在东北三省，多地出现未经通知就突发停电的情况，个别地区甚至到了电梯停运、红绿灯停工、停水的地步。工业企业限电限产之余，有地区的商场停业歇业时间提前到了下午4点，楼体亮化全部关闭，晚间路灯都调低了亮度。
今年6月开始，广东、陕西、浙江、广西等地都对当地峰谷电价进行了调整。
但整体上来看，峰谷电价进行的调整一定程度上降低了电网企业的经营成本，也实现了部分电力使用过程中的“削峰填谷”。但对于火力发电企业来说，天然气、煤炭高价带来的高成本，峰谷电价调整仍是杯水车薪。
在工业制造领域，大规模的限电限产持续影响着诸多行业。悖谬的是，供求与价格相互缠绕，某种程度上形成了怪圈。
在光伏产业，能耗双控进一步加剧光伏产业上下游供需不匹配、硅料供不应求的态势，助长了整体价格走高的趋势。下游需求对当前硅料价格的高企起到了支撑作用，能耗双控的推进则对硅料的产出造成了一定程度的影响，进一步限制了供给。
水泥产业方面，由于煤炭价格的走高以及多地限产政策的加持，产品价格短期内出现大幅上涨。而在钢铁产业方面，下半年以来，在限产政策的执行下，钢材价格保持在较高位；在此基础上，多地的能耗双控进一步限制了钢材的产量，增强了减产的预期。
临近传统旺季的末期，钢材市场消费偏弱， 社会 库存保持去化节奏，整体市场呈现供需双弱的格局，减产政策主导市场。钢企的限产直接削弱了铁矿石的市场需求，价格也随之一落千丈。
7月下旬以来，铁矿石价格持续下滑，目前国内铁矿石主力期货价格跌至700元/吨以下，今年5月曾创下1358元/吨的高点。
2、资本市场的“冰与火”
8月初开始，A股电力板块开始持续攀升，7月28日处于1107的低位，到9月28日最高突破1600。同一时期，煤炭开采加工板块也开始显著攀升，8月3日，指数为1498.48，到9月16日最高涨至2483.68，近期已经回落至2100左右。
各行业的数十家上市公司纷纷公告停产、限产消息。据21世纪经济报道新能源课题组不完全统计，截至9月27日，已有23家上市公司发布了限电停产相关公告。最先宣布受到影响的，是广西的陶瓷生产企业蒙娜丽莎（002918.SZ）。
图：部分上市公司受双限影响一览
9月14日，蒙娜丽莎宣布，控股子公司桂蒙公司6条生产线、合计15万平方米/日的建筑陶瓷产能被迫停产，剩余的一条生产线（产能2.5万平方米/日建筑陶瓷）也处于低负荷非正常运行状态，并面临停产风险；公司原计划下半年启动的4条生产线也可能无法如期建设和投产。
此后，帝欧家居（002798.SZ）、晨化股份（300610.SZ）、中农联合（003042.SZ）、优彩资源（002998.SZ）、利民股份（002734.SZ）、润丰股份(301035.SZ)等多家上市公司均表示，受限电影响，生产将分别受到不同程度的影响。
随着限电范围不断扩大，9月27日，有多达10家上市公司发布了限电影响公告；其中，桃李面包（603866.SH）的停产消息甚至冲上了热搜。
据披露，桃李面包旗下位于江苏、广东、吉林、辽宁、山东、天津、黑龙江的9家全资子公司都接到了当地政府的限电通知，分别进行限电甚至是停产。
中金公司研报指出，从具体行业来看，受到能耗双控政策影响较大的行业包括但不限于钢铁、电解铝、水泥、化工化纤四大行业，这些行业的主要特征是高耗电+高碳排，采取的措施包括直接停产、削减产能（20%-90%不等）、错峰生产、分时段限电、削减用电优惠等。
全球“昂贵的冬天”
这一轮的“限电”绝不只发生在中国。事实上，全球正迎来“昂贵的冬天”。
近些年来，各主要经济体大都在推进能源结构转型。但当欧美地区这方面工作取得进展时，阵痛亦相随而至。
1、欧美煤炭、天然气价格暴涨，电价飞升
Wind提供的数据显示，最近一年内，国际动力煤价格已经增长数倍。截至9月24日，欧洲ARA港、南非理查德RB、澳大利亚纽卡斯尔NEWC动力煤的现货价格分别为185.68美元/吨、161.15美元/吨、188.72美元/吨，较一年前分别增长249.68%、172.90%、215.37%。
与此同时，欧美天然气价格正不断刷新 历史 新高。截至9月24日，欧洲天然气期货价格已从2020年5月的每兆瓦时8英镑一度飙升至200英镑左右，涨幅接近25倍。9月27日，美国NYMEX10月天然气期货收涨11.01％，报5.7060美元/百万英热单位，刷新2014年2月以来新高；ICE英国天然气期货收涨8.20％，报190.39便士/千卡，盘中最高触及193.23便士，逼近9月15日录得的 历史 最高位。
随着煤炭、天然气价格暴涨，欧美国家电价也进入上涨的快车道。根据美国能源信息署（EIA）的数据，仅截至7月，意大利、西班牙、德国、法国电价，分别较一年前大幅上涨166%、167%、170%、134%；同期，美国居民用电高达13.9美分/度，创 历史 新高。
对于天然气价格走势，高盛分析师 Samantha Dart表示，如果欧洲的冬天比预期的要冷，那么欧洲可能需要与亚洲竞争液化天然气供应。其预计，今年年底与明年年初可能会迎来进一步上涨，因为今年的冬季温度较以往更为寒冷。
这反过来又会影响包括中国在内的亚洲油气市场供应与价格。
2、欧美能源结构稳定性遭遇挑战
在全球范围内的低碳行动下，火电被走在环保前列的欧洲逐渐弃用。例如，在西班牙、英国，火电占比仅为4%和2%。这与近些年来欧美不断推动能源结构转型有关。
根据BP发布的《世界能源统计年鉴》，最近两年，欧美等国已经较大幅度提升其能源结构的绿色程度。例如，欧洲地区，其整体电力结构已经形成核能、可再生能源、天然气发电占比居前三的格局。此外，美国能源信息署（EIA）的数据也显示，2020年，欧洲（含英国）的可再生能源发展占比（包括水电）已经接近40%，天然气发电占比约20%，而煤炭发电占比已经低于15%。
然而，今年受极端高压、大面积干旱等极端天气侵袭，欧洲大力发展的风力与水力发电量在年内骤降。在欧洲，截至今年7月份，其风力发电占比从年初的17%降至不足11%。且在今年6月份，欧洲地区整体的风力发电占比一度跌破9%，几乎回到了2019年同期水平。
外界普遍将本轮欧美国家的“电荒”原因，归结为极端气候导致部分可再生能源发电“停摆”。于是，此消彼长之下，天然气、火电需求激增。国际能源署（IEA）发布的三季度能源报告显示，今年全球天然气需求将增加3.2%，且未来几年还将持续增加。
然而，一个客观事实是，疫情前后，全球范围内的油气勘采热情不断冷却，产能储备下行。据中国石油经济技术研究院发布的《2020年国内外油气行业发展报告》显示，去年全球共获得179个油气发现，新发现油气储量19.5亿吨油当量，同比大幅下降30%；天然气新增储量同比下降43%，全球天然气产量仅为4万亿立方米，同比下降3.6%。
随着可再生能源的供给波动，欧洲地区对天然气的依赖性增强。截至目前，美国、俄罗斯是欧洲天然气主要的出口国。但如今，这两大出口国正在下调产量预期。8月底，美国因飓风“艾达”导致天然气出口重创；俄罗斯近日预计2021年天然气产量为758.8亿立方米，同时将2022年天然气产量预测下调。
须高度重视供给端
事实上，无论是欧美，还是中国，当前共同面临的问题在于电力供给端上的不足。尽管在分析本轮国内多地出现电力缺口时，不可避免地会谈及疫情以来我国 社会 生产用电需求增速提升。但业内人士亦指出，在全年用电增速高达8.5%的2018年，并未出现大规模限电的现象。
1、煤炭供应偏紧
作为一个“富煤、少气、贫油”的国家，虽然近些年来我国正在不断加大能源结构转型，但在当前的电力结构中，火电依旧是最核心的供电来源。
《BP世界能源统计年鉴》2021年版的数据显示，去年我国的电力结构中，煤炭发电量占比为63%，较2018年和2019年分别下降15个百分点和2个百分点；水电为第二大发电能源，发电量占比为17%；风电、光伏为代表的可再生能源发电量占比已经提升至11%，较2018年和2019年分别增加了9.7个百分点、1.1个百分点。此外，核能、天然气最近两年维持着较为稳定的发电占比，2020年的比例分别为4.7%、3.2%。
现阶段的电力结构，决定着当下煤炭供给依旧是电力供给侧的核心。
国家统计局日前发布的数据显示，今年1至8月份，我国生产原煤25.97亿吨，同比增长4.4%；进口煤炭1.98亿吨，同比下降10.3%。其中，8月份，生产原煤3.35亿吨，同比增速由上月下降3.3%转为增长0.8%；进口煤炭2805万吨，同比增长35.8%。
国家统计局的数据显示，国内煤炭生产和进口量自8月份开始有所好转。不过，煤炭产量的释放还需要一个过程。
不可否认的是，近些年来我国煤炭产能正处于下行周期。尤其是今年7月份以来，国内煤炭供需错配的情况愈发严重。
在需求端，随着疫后经济的复苏，我国工业生产显示出强劲的发展势头。国家统计局数据显示，今年上半年，我国规模以上工业增加值增幅和产能利用率均高于往年同期。此外，电力需求向好，1-8月份全 社会 累计用电量同比上升13.8%。其中，占全 社会 用电量2/3的第二产业用电量增长了13.1%，是推动全 社会 用电量高增长的核心原因。
而在供给端，一方面，国内煤炭产能正处于周期下行的背景中，且另一方面，受国际关系与海外疫情的影响，我国今年从蒙古、澳大利亚的煤炭进口量有所减少。多种因素叠加之下，目前国内煤炭库存遭遇一定的压力。
Wind数据显示，在主要港口方面，秦皇岛港煤炭库存整体下滑，9月上旬日库存量一度低至352万吨；全国重点电厂煤炭库存量今年以来更是持续下滑，8月份的库存量已经降至4890万吨。
2、水力发电量下滑
在目前我国的电力结构中，水电依旧是第二大电力能源。但今年以来，水力发电量增速下滑。
国家统计局的数据显示。今年1至8月份，我国规模以上水力发电量约为7617.1亿千瓦时，同比降低1%。其中，发电量占比较少的华北、东北和华东地区，保持了水力发电的增长，而中南、西南和西北地区主要水力发电省份却呈现发电量下降。
受干旱天气等气候影响，中南地区、西南地区、西北地区今年1至8月份的水力发电量分别为1818亿千瓦时、4482.9亿千瓦时、775.1亿千瓦时。其中的重点水力发电省份发电量均萎缩：湖北省水力发电量966.7亿千瓦时，同比降低5.8%；广西壮族自治区水力发电量342.6亿千瓦时，同比降低2.3%；四川省水力发电量1983.9亿千瓦时，同比降低4.6%。
值得一提的是，自2015年以来，我国水力发电新增装机量整体处于下滑趋势。2020年，我国水力发电新增数倍容量为1323万千瓦，同比增长217.3%。不过，这一高增长的背后得益于总装机1020万千瓦的金沙江乌东德水电站首批机组投产发电。
3、风电、光伏等新能源尚未堪大任
随着双碳目标的推动，风电、光伏等新能源产能正不断扩大，发电量占比持续提升。国家能源局的数据显示，2020年，我国风电、光伏累计发电量占比同比提升0.9个百分点至9.5%，占全 社会 用电量比重在9.6%左右。国家能源局制定的目标是，2021年风电、光伏发电量占全 社会 用电量的比重达要到11%左右，2025年达到16.5%左右。
整体来看，随着光伏、风电发电量占比的提升，不少风光资源丰富的省份也开始倚重风电、光伏。但在今年极端天气多发的年份，风电、光伏发电的稳定性遭遇挑战。
东北此次罕见的居民用电被拉闸背后，风电骤减也被认为是原因之一。据《辽宁日报》消息，辽宁省工信厅9月26日召开的全省电力工作保障会议指出，9月23日至25日，由于风电骤减等原因，电力供应缺口进一步增加至严重级别。
国泰君安认为，“从我国目前的发电结构来看，对于火电的依赖依然较为严重，风电和光伏未能贡献出应有的产出。”该机构分析称，虽然我国目前的风电和光伏装机占比已达到24%，但目前产出仅占发电量的10%左右，说明我国对于火电的依赖较为严重，风电和光伏的装机量和其发电量不成比例，未能贡献出应有的产出。从发电增速来看，风电产出大幅提升，累计同比达到44.7%，而光伏发电的增速依然相对较低，仅9.7%，相反，装机占比不断下降的火电增速反而达到了16.1%。这表明发电结构的不成比例也存在趋势性特征，对于整体的电力供给造成了较大的挑战。
值得一提的是，受自然环境影响较大的风电、光伏，在大规模发展过程中，其上网的稳定性一直是关键问题。为此，与新能源发电密切相关的储能、特高压技术的研究有待提升，以消除新能源的快速发展和配套基建不匹配的矛盾。
能源结构“跳闸”反思
近十年来，国内已经先后三次出现规模性的地方限电现象。
2010年，即“十一五”收官之年，多个省份在能耗强度目标的约束下，于5月份开始实施“拉闸限电”，随后因影响经济生产秩序，当年10月份基本被叫停。
2020年四季度，浙江、湖南、江西、内蒙古先后出台限电措施，应对阶段性供电不足。
这次始于2021年5月份，并在持续发酵的第三次限电潮，其影响目前仍然在扩大。
与此前两轮不同，本轮限电发生的原因，直指当前能源结构本身的“跳闸”现象。
我国正迎来能源结构转型的“快步走”时期，在电力体系的重构过程中，从传统能源向清洁能源平稳过渡时，缓解“电荒”、防止拉闸限电，需要着重注意以下几个问题。
1、未来几年仍需稳住火电供应
本轮限电的关键因素在于供给端，而未来几年我国 社会 用电量需求仍将保持一定的增速。
由全球能源互联网发展合作组织发布的《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》预测：2025年、2030年，我国 社会 用电量由2020年的7.5万亿千瓦时增长至9.2万亿、10.7万亿千瓦时。该报告进一步测算了需求增速——2020年至2025年，我国 社会 用电量年均增速约4.2%；2025年至2030年，用电量年均增速约3%；2030年至2050年、2050年至2060年，用电量年均增速将下降至2%、0.6%。
在此基础上，国泰君安测算，未来随着碳中和对于煤炭产能的限制，以及火电新增装机增速的下降，火力发电量增速将从2021年的5.6%降至2025年的1.3%；风电和光伏的新增装机不断提升，其每年的发电增速将维持在10%以上。
然而，在这样一个电力结构转换中，我国电力供应增速将持续低于电力需求增速，存在一定的供需缺口。而在整个转换过程中，火电供应的稳定性也将关系到电力结构在未来几年的平稳过渡。
2、避免“一刀切”式减碳
本轮拉闸限电，被置于一个较大的背景：“能耗双控目标考核”。不少地方为完成双控考核而拉闸限电。有的地方因为被约谈，而连夜开会“统一安排”拉闸限电。然而，“能耗双控目标考核”并不是此轮拉闸限电的根本原因。
“能耗双控”是执行多年的老政策。从2006年开始，我国将能耗强度作为约束性指标，2011年开始实施能耗双控考核。其中，“十二五”规划在把单位GDP能耗降低作为约束性指标的同时，提出合理控制能源消费总量的要求；“十三五”规划提出，到2020年，单位GDP能源消耗比2015年降低15%，能源消费总量低于50亿吨标准煤的目标。
如前文所言，2010年“十一五”收官之年，我国也出现多个省份在能耗强度目标约束下“拉闸限电”的现象。其结果，最终导致 社会 生产经济秩序受到影响，此为前车之鉴。
尽管“能耗双控”是刚性要求，减碳是大势所趋，但“运动式”减碳，对经济和 社会 生活的伤害巨大，甚至得不偿失。
值得注意的是，针对碳达峰工作的一些偏差，中共中央政治局7月30日的会议已作出明确表态。会议要求，要统筹有序做好碳达峰、碳中和工作，尽快出台2030年前碳达峰行动方案，坚持全国一盘棋，纠正运动式“减碳”，先立后破，坚决遏制“两高”项目盲目发展，做好电力迎峰度夏保障工作。
3、重构电力体系谨防激进思维
当前，在“双碳”目标的指导下，我国电力结构正在进行积极转型。《BP世界能源统计年鉴》2021版的数据显示，从2009年至2020年，我国电力结构正在发生显著变化——2009年，我国煤炭发电量占比为78%，水电占比17%，风电、光伏等可再生能源发电占比为1.3%；2020年，煤炭发电占比降至63%，风电、光伏等可再生能源发电占比升至11%，水电占比保持不变。
这组数据的变化显示，过往十年间，煤炭和可再生能源发电占比主导着电力结构调整过程中的“此消彼长”。
然而，一个现实的问题是，在当前电力结构转型中，我们依然需要正视火电的地位。
Wind数据显示，2020年，我国发电装机结构占比为火电56.6%、风电和光伏24%。但显然，火电56.6%的装机占比对应着63%的发电量，风电、光伏合计24%的装机占比仅对应着11%的发电量。这意味着，在当前我国大力发展新能源的同时，新能源发电还不能承担起当前电力结构供应的主导型重任。
4、加快发展储能、特高压技术
值得肯定的是，经过数十年的发展，我国风电、光伏发电技术成本已经大幅下降，平价上网时代渐行渐近。
无论是从资源获取还是发电潜力上看，新能源将是未来主导世界能源结构的不二之选。但随着发电装机量的提升，如何保持新能源发电稳定上网，避免无序脱网的现象，亦是在大力发展新能源时需要共同解决的问题。
实际上，这方面已有前车之鉴。2019年8月9日，英国电网发生大停电事故，集中于英格兰与威尔士地区，约有100万人受到停电影响。数据显示，2019年，英国风电、光伏等可再生能源发电占比已经升至35%。而此次事故起因，便是英国电网海上风电和分布式光伏出现大量无序脱网，导致系统频率下降至48.9赫兹，引发系统中低频减载装置动作，切除大量负荷。据当时资料，事故发时，英国风电渗透率已达到34.71%。在本次大停电中，抽蓄机组及时增加出力，阻止了事故进一步扩大。
从英国电网停电事故中，我们不难发现，风电、光伏发电存在随机性风险，即受天气、气候影响较大。
国泰君安指出，储能技术能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化，在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出；此外，特高压技术可以将富集区资源运送到负荷中心，解决资源与负荷的区域错位问题。因此，储能和特高压技术值得大力发展。
参考文献：
1、《供给才是主导本轮“电荒”的原因——能源与能耗观察系列之二》，国君宏观研究；
2、《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》，全球能源互联网发展合作组织；
3、《限电限产下的传导路径》，中金公司；
4、《能耗双控、限产限电的宏观分析与展望》，中信证券；
5、《东北拉闸限电与能耗双控无关，这三点才是真实原因》，《 财经 》杂志；
6、《英国“2019•8•9”大停电事故分析报告》，《电力之窗》；
7、《BP世界能源统计年鉴》2021年版，BP；
8、《减产主导市场 下周钢价高位盘整》，兰格钢铁；
9、《2021年上半年全国电力供需形势分析预测报告》，中国电力企业联合会。
2低碳化，可再生能源成本出现大幅下降，将在2020年前后与常规化石能源平价上网。
3电力化，电力在未来全球能源系统中的作用更加突出。
4数字化，数字技术在能源供给与需求中的广泛应用，将提高能源供给能力、降低成本，也将提高能效、节约成本。分布式能源将成为新的能源供给方式。
现阶段世界能源消费呈现以下热点：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；2）世界能源消费呈现不同的增长模式,发达国家因进入后工业化社会,经济向低能耗、高产出的产业结构发展,能源消费增长速率明显低于发展中国家；3）世界能源消费结构趋向优质化,但地区差异仍然很大；4）世界能源资源仍比较丰富,但能源贸易及运输压力增大.未来,伴随着能源消费的持续增长和能源资源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；同时,化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重.面对以上挑战,世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化趋势发展.鉴于国情,我国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,并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
由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段,故随着世界经济的发展,特别是世界各国市场化改革进程的加快,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
为保障能源安全,我国一方面应借鉴国际先进经验,完善能源法律法规,建立能源市场信息统计体系,建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制,积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化,提高市场化程度；另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话,扩大能源供应网络,实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.
不同类型的可再生能源
通过使用以下类型的可再生能源，我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源，还将有助于减少污染。
1.太阳能
当我们想到可再生能源时，太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天，太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终，其中一些到达了地球，我们可以以各种不同的方式利用它。
尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一，但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告，该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。
太阳能光伏
太阳能光伏（PV）是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里，太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后，他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。
这样的太阳能光伏板可以发电。
我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电，供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里，大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。
太阳能热
太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里，我们可以利用来自太阳的能量来加热流体（例如水）。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型，称为“平板”和“真空管”收集器。
太阳能热真空管集热器。
太阳能热电厂也存在，可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中，然后沸腾并产生蒸汽。然后，蒸汽能够为涡轮机提供动力，涡轮机使发电机转动，从而产生电能。
2.风能
风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来，我们一直以风船和风车的形式利用风。如今，我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。
许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置，它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合，可以在陆地（陆上风电场）和海上（海上风电场）中找到。
风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24％，太阳能达到20％。
这样的风力涡轮机可以发电。
3.地热能
地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面，从太阳吸收热量。在地球深处，岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。
家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时，它吸收了地面的热量，并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。
地热热泵使用类似的管道来加热水。
地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中，然后再产生蒸汽，然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效，例如火环。由于这一地理限制，地热发电不如太阳能，风能和水力发电受到欢迎。
4.水能
水能包括利用流动的水来发电。数百年来，我们一直以水车的形式使用该技术。如今，我们主要将其用于发电。
水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括：
水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水，在此过程中旋转涡轮机。
潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出，涡轮机旋转，然后借助发电机发电。
波浪动力–比上面的动力少，但具有利用波浪动能的潜力。在这里，大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时，它们能够将波浪能转化为电能。
在考虑可再生能源时，我们经常忽略水力发电。但是，根据IRENA的2019年报告，到2018年底，水能占可再生能源发电能力的50％。这不仅仅是太阳能和风能的总和！
截至2018年底，水力发电容量最高的三个国家是中国，巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦，领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。
这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。
5.生物质能
生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种：
木材–就发电而言，主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑，锯末，原木和树皮。
作物-包括小麦，玉米，甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物，例如油菜籽，油菜籽，大豆和向日葵。
动物与人类废物–包括肥料，污水，泥浆和动物垫料。
园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。
就生物能源而言，我们可以以不同的方式利用以上内容。
生物质能
在这里，木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽，该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤，石油或天然气的传统发电厂的过程类似。
生物燃料
我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料，例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中，以替代汽油和柴油。
沼气
这使用了称为“厌氧消化”的过程，该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热，它分解得更快并产生甲烷。然后，我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖，有时用于运输。
像这样的厌氧消化池可以产生沼气。
生物能源问题
关于生物质是否可再生存在一些争论。但是，通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持，它所使用的有机物就会一直存在。
当然，生物质确实会带来一些环境影响，应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳，但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。
回顾
随着全球能源需求逐年增加，寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能，风能，地热能，水能和生物质能可以帮助实现这一目标。
可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势，因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。
随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例开始不断增加，并于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。虽然化石能源是当前的主要能源，但化石能源的大规模低效开发和利用会导致大量资源的浪费和污染物、温室气体的排放。国内外许多专家指出，现行的能源生产、使用方式是不可持续的，按照现在的能源发展趋势，在一定时期内，难以达到可持续发展的目标。因此，必须重视研究能源发展的新思路和新模式。此外，化石燃料的不可再生和引发的不断恶化的生态环境后果也促使人们努力开发新的能源技术。现今新能源和可再生能源技术的开发己日益受到重视，预计在21世纪，以化石燃料为主体的世界能源系统将转化以太阳能和生物质能等可再生能源为主体的新的世界能源系统，化石燃料将失去世界能源主体的地位。当然，能源结构从化石能源为主转为以新能源、可再生能源为主的这一革命性变革需要一段较长的技术准备和过渡时期。新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的任务，绝非一朝一夕可以实现的，况且与化石能源相比，目前非水可再生能源依然昂贵。世界能源理事会和国际应用系统分析研究所合作完成的研究认为：在21世纪上半叶，石油、煤炭和天然气等化石燃料仍将界一次能源构成的主体，但在21世纪下半叶，随着石油和天然气资源的枯竭，太阳能和生物质能将获得迅速发展，到2100年，太阳能和生物质能等可再生能源将占世界一次能源的50%以上。 传统的矿物燃料仍将在21世纪上半叶占据世界一次能源构成的主体的另一个理由，是世界能源需求在2020年将达到110-352亿吨标准煤，如此巨大的能源需求是任何一种新能源在短期内都无法满足的，而矿物燃料矿资源目前看依然较为丰裕，价格也比较低廉。有人估计矿物燃料按目前的开发利用强度和回收率，仍可供全世界200多年。同时，矿物燃料开发利用的技术也比较成熟，并己经系统化和标准化，而建立适合新能源开发利用的新技术体系尚需较长一段时间。
在世界能源系统的转换过程中，煤炭将成为承上启下的可靠的过渡能源。这首先是因为相对于石油和天然气资源而言，煤炭资源相对比较丰富。现在世界能源结构中所利用的化石能源主要仍然是煤炭，其次才是石油和天然气，其比例约为68%、17%、15%。根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，但煤炭可以使用220年。其次，随着洁净煤技术的不断成熟，煤炭利用过程中所产生的环境问题将在一定程度上得到缓解。一些学者预测，在21世纪中叶，由于石油和天然气的短缺，煤炭液化生成的合成液体燃料的比例将增加。在替代传统的化石能源的可供选择的能源中，除可再生能源外，核能是人类未来能源的希望。根据国际原子能机构的统计，1999年全世界正在运转的核反应堆电站为436座，总发电能力为3.517亿千瓦时，发电量约占世界一次能源构成的8%左右。近几年，由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响，核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势，但核能的发展在亚洲仍然拥有强劲的势头。为了促进核能的发展，许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时，又加强了受控核聚变的研究，目前受控核聚变己在实验室取得阶段性成果。世界能源理事会认为，如果核技术在21世纪有重大突破，那么到2100年核能将占世界一次能源构成的30%。氢能是替代传统化石能源的理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展，氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。氢能系统由氢的生产、储运和利用三部分组成。用太阳能或其它可再生能源制氢，用储氢材料储氢，用氢燃料电池发电，将构成近“零排放“可持续利用的氢能系统，可广泛作为分布式电源。 综上所述，未来的世纪，核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源，电力将成为主要的终端能源。在21世纪，世界以化石燃料为主体的能源系统将逐步转变成以可再生能源为主体的能源系统。能源多元化将是21世纪世界能源发展的必然趋向，也是世界能源发展历程中的必然阶段。
在全球能源结构中，可再生能源的比重增长最快，从1980年的6.37%增长到2020年的11.4%。若2050年全球要实现碳中和，可再生能源必须成为主角。
可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，是取之不尽，用之不竭的能源，是相对于会穷尽的不可再生能源的一种能源，对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。
中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外，太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2／3以上，年辐射量超过6000MJ／㎡，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量；风能资源量约为32亿kW，初步估算可开发利用的风能资源约10亿kW，按德国、西班牙，丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析，中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW；海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为4亿-5亿kW；地热资源的远景储量为1353亿tce，探明储量为31.6亿tce；现有生物质能源包括：秸秆、薪柴、有机垃圾和工业有机废物等，资源总量达7亿tce，通过品种改良和扩大种植，生物能的资源量可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力，可以为未来社会和经济发展提供足够的能源，开发利用可再生能源大有可为。
2006年底，中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤，（不包括传统方式利用的生物质能），约占中国一次能源消费总量的8%，比2005年上升了0.5个百分点，这为2010年可再生能源占全国一次性能源10%的目标迈出了坚实的一步。
随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施，可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大，2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦，比2004年增加了50%。
2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策，欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标，而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。2007年，全球并网太阳能发电能力增加了52%，风能发电能力增加了28%。全球大约有5000万个家庭使用安放在屋顶的太阳能热水器获取热水，250万个家庭使用太阳能照明，2500万个家庭利用沼气做饭和照明。
可再生能源比重的提升传递着“绿色经济”正在兴起的信息，2012年《京都议定书》到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。
根据中国中长期能源规划，2020年之前，中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要，到2020年，可再生能源的战略地位将日益突出，届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此，中国发展可再生能源的战略目的将是：最大限度地提高能源供给能力，改善能源结构，实现能源多样化，切实保障能源供应的安全。
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北极星大气网讯:10月21日，国务院新闻办公室举行新闻发布会称，截至2019年底，全国实现超低排放的煤电机组占煤电总装机容量86%，中国建成了世界最大规模的超低排放清洁煤电供应体系。放眼国外，煤电在为世界提供了百十年的电力后虽然渐显颓势，但许多国家至今仍在投入技术对其进行污染治理和改造，使它继续为人类服务。
图 国际能源署称世界燃煤发电在2018年到达创纪录的顶峰，然后从2019年开始下降。
印度：控制煤电污染会损失百亿美元
长期以来，煤电一直是全球电力生产的领导者。根据英国石油公司（BP）2018年发布的《世界能源统计年鉴》，本世纪以来，燃煤发电在全球电力生产中的占比基本徘徊在40%上下，几乎是核电、水电和可再生能源发电量之和。从煤电占能源供应比例来看，中国、印度、波兰和南非四国国内超过2/3的电力来自煤电。
图 印度燃煤电厂长期排放不达标，已经成为国家环境问题中的痛点。
以印度为代表的亚洲发展中国家，由于缺乏较为先进的清洁能源、储能技术以及成熟的可再生能源政策框架，使用清洁能源的成本较高，对印度这样的新兴经济体来说，廉价的煤电仍是最佳的发电选择，这就使得南亚和东南亚一带成为全球少有的煤电占比增长地区，但这也给当地煤电治污带来了不小的麻烦。
图 印度杜蒂戈林的一座亚临界燃煤电站，这种电站热效率最低，单位电量的碳排放最多。
几年前，印度科学技术与政策研究中心（CSTEP）进行的一项空气污染研究表明，由于印度的燃煤电厂向大气中排放大量有害气体和颗粒物，到2030年因不遵守排放标准导致的早死病例多达30万至32万例，此外还有5100万人因呼吸系统疾病住院。安装更先进的设备来控制硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等是个不错的选择，但这笔账算下来，印度的燃煤电厂要损失98亿至115亿美元，每度电的成本会因此提高9%至21%，印度当局经过权衡，最后认为控制煤电污值得投入。2015年12月，印度环境、森林与气候变化部（MOEFCC）出台了限制燃煤电厂中硫氧化物、氮氧化物和颗粒物浓度的新标准，给国内燃煤电厂两年限期执行。但到2017年12月，当局发现几乎没有燃煤电厂安装了治理污染的设备，于是被迫将最后期限延长至2022年。”有消息人士说，两年限期让煤电行业承受了巨大的压力，这才导致了延期。但大多数专家认为，到2022年许多燃煤电厂仍不会遵守严格的标准。当局对此有所准备，正从招标和施工审批、杜绝监测数据造假和监督改造成本上加大管理力度。目前，印度正在改造境内所有旧煤电厂，使其排放水平降至国家标准，同时将关闭一批严重超期服役的老旧电厂。
图 印度是世界产煤大国，图为印度一处露天煤矿。
抛开具体的技术不谈，我们可以认为印度在煤电污染治理中遇到的问题是许多发展中国家普遍存在的。不过，好在随着可再生能源发电成本的不断下降，煤电在印度能源结构中的“王者”身份也许会开始动摇。
日本：逐渐淘汰低效燃煤电厂
据国际能源署（EIA）2019年公布的数据，2018年日本90多家燃煤电厂的发电量估计为3170亿千瓦时，在日本电力结构中占比约为1/3。日本煤炭消费总量中99%来自进口。2018年，日本进口煤炭总量超过2.1亿吨，若加上天然气发电量，日本有74%的电力来自于化石能源，这一比例远高于欧美发达国家。
图 福岛核事故发生后，日本煤电建设连续数年增长。
日本煤电高占比的原因是一次 历史 性突发事件。早在2010年时，日本经济产业省就计划减少燃煤发电量，计划到2030年将煤电份额减少一半以上，用核电弥补这一空缺，将核电比例提升至50%。然而，2011年发生的福岛核事故不仅大大削弱了日本电力的“清洁度”，更引爆了公众多年来都无法缓和的“反核”情绪。为弥补关停核电带来的电力缺口，日本启动了很多煤电项目。不过，日本较好地处理了煤电产能扩大和污染治理之间的矛盾，原因是日本在煤电污染控制技术上有底气。
日本自上世纪七八十年代以来，在燃煤发电诸多环节研发了大量先进技术，并投入使用，其中一些技术出口国外（包括中国）。在烟气污染防治技术方面，日本应用的以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线中，湿法脱硫的协同除尘效率可达 70%~90%。再如资源化脱硫技术中的活性焦脱硫技术，是通过移动床利用活性焦吸附解吸二氧化硫，利用硫酸生产工艺制备硫酸，集脱硫和收集工业原材料于一体。该技术在日本等国的大型电厂中投入应用，日本的新矶子电厂已有 2 600兆瓦机组的应用业绩。
在低氮燃烧方面，日本的三菱、日立公司等在低氮氧化物燃烧器开发与应用上均有良好表现。在低氮燃烧技术相关专利申请方面，全球相关专利申请企业排名前10位中，日本占有6家，美国有3家。但好消息是，近几年来我国在这方面的专利数量正迅速增加。
2015年6月，日本成立由政产学各界组成的“促进新一代火力发电技术协会”，开始举全国之力推动下一代火力发电清洁高效利用技术的开发。日本内阁于2018年7月批准第五个战略能源计划，推动日本向高效和下一代燃煤发电转变，以逐步淘汰低效煤炭使用。今年7月，日本经济产业大臣梶山弘志表示，日本将在2030年前逐渐淘汰低效燃煤发电厂，这是其战略能源计划的一部分，日本经济产业省官员开始制定更为有效的新框架，以确保逐步淘汰低效燃煤发电厂。
美国：煤电发电量最大的发达国家
全球能源监测机构发布的数据显示，2019年全球燃煤电站发电总量排名前十的国家由高到低依次为：中国、印度、美国、日本、韩国、南非、德国、俄罗斯、印度尼西亚、澳大利亚。在新建燃煤电站方面，2019年这10国中仅有美国、德国、澳大利亚3个国家没有新建燃煤电站投运，且美国2019年关闭的燃煤电站容量位居10国之首。但如今的美国仍然是煤电发电量最大的发达国家，燃煤电厂对美国空气污染带来的影响（包括PM2.5、臭氧和酸雨等）也不容忽视。在美国，燃煤电厂每年消耗的煤炭占煤炭消费总量的90%以上，燃煤电厂排放的二氧化硫约占全美国排放总量的一半，排放的氮氧化物占10%。
图 美国亚拉巴马州的寡妇溪燃煤电厂停运后，美国谷歌公司2018年开始动工，将其改造成一个使用可再生能源的数据中心。
在美国，大多数燃煤电厂采用湿法烟气脱硫系统（WFGD）来控制二氧化硫排放，用低氮燃烧器、燃尽风和选择性催化还原系统（SCR）来控制氮氧化物排放，用静电除尘器（ESP）来控制颗粒物（PM）。大约有一半的燃煤电厂还会使用带有袋式除尘器的活性碳喷射系统（ACI）来控制汞排放。美国在低氮燃烧领域较为擅长。美国有公司开发了旋转对冲燃尽风技术（ROFA），从锅炉二次风中抽取30%左右的风量，通过不对称安放的喷嘴，以高速射流方式射入炉膛上部，形成涡流，从而改善炉内的物料混合和温度分布，从而大幅降低氮氧化物生成。目前，该技术在欧美发达国家有良好的应用。
全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，而燃煤过程中汞排放占相当大的比重。从上世纪末开始，汞污染治理一直是美国燃煤电厂的防治重点之一。美国环境保护署（EPA）称，在1990年，下列三个工业部门的汞排放总量约占美国的2/3：医疗废物焚化炉、市政垃圾焚烧厂和燃煤发电厂。前两个行业已受到排放标准的约束，但燃煤电厂的汞污染还有待治理。
图 2018年11月，美国北卡莱罗纳州的诺曼湖上热气蒸腾，附近的马歇尔电厂向湖中排放了大量温度较高的废水。
本世纪以来，美国燃煤电厂根据“清洁天空计划”的要求，开始重点解决排汞控制问题，美国能源部为此选择了8项新的排汞控制技术试验项目进行投资。美国电力科学研究院的专利排汞控制技术作为试验项目的一部分，在6个项目中进行试验。此外，美国能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验，尤其是在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验。
欧盟：多国公布淘汰煤电时间表
在欧洲国家中，德国率先向燃煤发电污染开刀，在上世纪80年代制订了《大型燃烧装置法》，要求自 1987年7月1日起，大型燃烧装置排放烟气中的二氧化硫浓度不得超过400毫克/立方米，烟气中的硫含量低于燃料含硫量的15%。因此，几乎所有的德国电厂都在原有的机炉厂房旁建立起高大崭新的烟气脱硫、脱硝设备，这成为德国电厂的一大特色。德国人后来把1983至1988 年期间在全西德范围内加装烟气净化设备的举措称之为“改装运动”。到1988年，西德已有95%的装机容量安装了烟气脱硫装置，燃煤电厂的二氧化硫排放量由1982年的155万吨降低到1991年的20万吨，削减幅度达到87%，在欧盟和世界范围内起到了很好的示范带头作用。
图 位于劳西茨的一个德国燃煤电站，德国已经决定于2038年彻底停运燃煤电厂。
由于燃煤电厂烟气在脱硝、除尘和脱硫的同时，可对汞产生协同脱除的效应。欧盟《大型燃烧装置的最佳可行技术参考文件》建议，汞的脱除优先考虑采用高效除尘、烟气脱硫和脱硝协同控制的技术路线。采用电除尘器或布袋除尘器后加装烟气脱硫装置，平均脱除效率在75%（电除尘器为50%，烟气脱硫为50%），若加上SCR装置可达90%。
在清洁煤领域，欧盟研究开发的项目有整体煤气化联合循环（IGCC）技术、煤和生物质及废弃物联合气化技术、循环流化床燃烧（简称CFB，当前主流清洁煤燃烧技术）技术、固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。
图 英国北约克郡的艾格伯勒燃煤电厂已经于2018年关闭,同年该厂区成为电影《速度与激情》的拍摄场地之一。
在欧洲，煤电发展现状和预期因国家而异。这主要取决于各国监管机构对脱碳、空气质量的政策，以及煤电在各国电力生产中的地位等。为了落实《巴黎协定》中的节能减排目标，欧洲各国政府也相继公布了淘汰煤电的时间表：英国决定在2025年前关闭所有煤电设施；法国计划到2021年关闭所有煤电厂；芬兰考虑到2030年全面禁煤；荷兰将从2030年起禁止使用燃煤发电等。类似情况也在世界其他地方发生。包括美国在内的许多国家正在远离煤炭，因为其他清洁能源正在变得越来越便宜，而环境法规也让这种矿物燃料的市场遇冷——既然燃煤发电有替代选择，为什么还要用呢？
中国：煤电排污标准比发达国家严
由于煤电在我国电力供应结构中占比超过一半，全面实施超低排放和节能改造，有利于提升我国煤电行业清洁、高效、高质量发展的水平。自2014年以来，我国大力推进国内各发电企业实施超低排放和节能改造工程。一方面推行更为严格的煤电能效环保标准，提出全国有条件的新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，具备条件的现役燃煤机组实施超低排放改造。另一方面，有关部门进一步明确超低排放电价政策，有效降低了企业改造和运行成本。
图 燃煤电厂是20世纪最重要的人类遗产之一
据中国电力企业联合会统计，在2012年至2017年这5年间，在全国煤电装机容量增幅达30%的情况下，煤电的二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放量下降幅度达86%、89%、85%。煤电机组供电标准煤耗从325克/千瓦时下降至312克/千瓦时。考虑到我国煤电装机容量全球最大，现在超低排放改造的基础容量已经超过7亿千瓦，这在全世界都绝无仅有。以前，我国的烟气污染物排放标准比发达国家要宽松，但现在我国燃煤电厂烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放水平已与燃气电厂接近，比发达国家的排放要求严格50%以上。
图 印尼中爪哇岛哲帕拉的孩子们在燃煤电厂附近玩耍，对近在咫尺的污染源视若无睹。这种景象在煤电持续扩张的东南亚很常见。
中国的燃煤电厂发生的变化说明，煤电作为上个世纪遗留下来的象征物并没有过时，只要我们有智慧地对其进行充分利用，它就能继续生存并焕发出生机活力。
图 南非国有电力公司新建成的库塞尔燃煤电厂也采用湿法脱硫装置
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