世界能源结构的过去与未来
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
IEA数据显示,2019 年世界煤炭总产量超过 79 亿吨,为 2014 年以来的最高水平,年增长率为 1.5%,仅为近年来的一半。动力煤和褐煤约占该产量的 86%,其余为冶金煤。对 2020 年的最新估计表明,由于冠状病毒大流行期间需求下降,全球产量每年下降 6.5% ,但预计 2021 年将反弹至 760 万吨。
1. 中国——37亿吨
中国在全球煤炭生产中占主导地位,2019 年占世界总产量的近 47%。年内开采量近 37 亿吨,年增长率为 4%。中国还是世界上最大的煤炭消费国,消耗了全球约 53% 的煤炭。中国 2020 年宣布将在 2060 年之前实现碳中和,这可能会促使中国采取措施减少国内能源供应对煤炭的过度依赖。
2. 印度 – 7.83 亿吨
印度在世界上最大的煤炭生产国名单中位居第二,2019 年的产量约为 7.83 亿吨,略低于全球份额的 10%。国有的印度煤炭公司是世界上最大的煤矿公司,占该国产量的 80% 左右,拥有 360 多个矿山在运营。2020 年,印度政府最终确定了向私营部门开发开放该国煤炭储备的计划,以促进国内生产并减少对外国进口的依赖。大约有 40 个煤矿将被拍卖用于开发,尽管据报道早期兴趣很低,这反映出在煤炭越来越不受欢迎且来自可再生能源的竞争日益激烈之际,投资者缺乏兴趣。
3. 美国——6.4亿吨
美国的煤炭产量多年来一直在下降,2019 年达到6.4 亿吨,为 1970 年代以来的最低水平。来自廉价天然气和日益低成本的可再生能源的竞争减少了国内电力部门对化石燃料的需求,预计未来几年下降趋势将加大。国际能源署估计,该国 2020 年的产量低至 4.91 亿吨,同比下降 23%,然后在 2021 年小幅反弹至 5.39 亿吨。2019 年,美国五个州的煤炭产量约占全国的 71%。它们是:怀俄明州 (39%)、西弗吉尼亚州 (13%)、宾夕法尼亚州 (7%)、伊利诺伊州 (6.5%) 和肯塔基州 (5%)。
4. 印度尼西亚——6.16 亿吨
印度尼西亚 2019 年的煤炭产量达到创纪录的 6.16 亿吨,比上一年增长 12%。该国是世界主要的动力煤出口国之一,中国和印度是其两个最重要的贸易市场。高生产率,加上 2020 年冠状病毒大流行导致需求下降,给国内大宗商品价格带来压力,促使矿商降低生产目标。国际能源署预计印尼2020年煤炭总产量约为5.29亿吨,2021年增至5.45亿吨。 印尼政府设定的2021年产量目标为5.5亿吨。
5.澳大利亚——5.5亿吨
澳大利亚在 2019 年生产了 5.5 亿吨煤炭,其中超过一半是动力煤,超过三分之一是冶金煤。该数字同比增长 3.4%,尽管该国 2020 年的产量预计将下降约 9%,抵消了这些增长。澳大利亚在全球冶金煤生产和出口方面占据主导地位,其许多货物供应中国庞大的炼钢业。虽然全国六个州都在开采煤炭,但最多产的地区是昆士兰州和新南威尔士州,尤其是东海岸的鲍文盆地和悉尼盆地。煤炭产品是澳大利亚 2019 年第二大最有价值的出口产品,仅次于铁矿石和精矿。
6.俄罗斯——4.3亿吨俄罗斯在全球最大的煤炭生产国名单中排名第六,2019 年的开采量为 4.3 亿吨,仅占全球份额的 5% 以上。由于全年需求减少,国际能源署预计 2020 年俄罗斯煤炭产量将下降 8%,无论是国内还是欧洲和韩国等主要出口市场。该国拥有仅次于美国的世界第二大煤炭储量,西伯利亚盆地在其估计的 1620 亿吨国家资源中占很大比例。政策制定者已宣布计划在未来几年提高国内煤炭产量——目标是到 2035 年达到每年 6.7 亿吨。
风险评估公司Maplecroft周五公布的二氧化碳排放指数显示,主要依赖燃煤发电的澳洲的人均二氧化碳排放量高达20.58吨/年,远超美国(19.78吨/年),成为全球人均最大的“污染源”。
加拿大排名第四,紧随其后的依次是荷兰和沙特阿拉伯。中国尽管是目前温室气体排放总量第二的国家,人均二氧化碳排放量仅为2.51吨/年,排在第44位,印度则为1.2吨/年。
澳洲、美国与其它大的新型经济体之间人均二氧化碳排放量的差距阐明了为何富裕国家必须在解决气候变化问题上走在最前端。
中国和其它新型国家极力要求富裕国家在2020年前将温室气体的排放量减少至较1990年代低40%的程度。贫困国家需要更多的时间发展经济,逐步摆脱贫困后才能加深减排的步伐。目前,澳洲两党联力支持减排目标是,至2020年减至较1990年代低4%至24%的水平。
各国CO2排放量比较 美国居首中国人均排放仅2吨
作者:李晓军时间:2008-3-3 9:50:46
美国仍是二氧化碳排放最多的国家,由于这个国家的工业化程度很高,火力发电厂较多,因此光美国发电厂二氧化碳排放量就占到了全球发电厂排放总量的25%。
中国是唯一在排放上最接近于美国的国家,不过,中国的人均二氧化碳排放仅为2吨,而每个美国人每年排放二氧化碳不少于9吨。而总排放量位居全球第7名的澳大利亚实际人均排放二氧化碳为11吨,为世界首位。值得一提的是,澳大利亚的电力公司排放的二氧化碳十分惊人,此外其牲畜的排放也是一个主要因素。尽管澳大利亚和美国是全球最大的“污染者”,它们却都不愿意加入任何就减排达成一致的国际协定。他们以前没有签署将于2012年到期的《京都议定书》,看起来以后也不想加入。
俄罗斯由于自1999年-2005年,大规模扩大工业化生产,其以二氧化碳为主的温室气体排放量也有明显增加,不过,即使如此,2005年底,俄罗斯温室气体排放量也只为1990年的74%。环球能源网认为,这不仅由于俄罗斯的主力能源是清洁能源(天然气),也因为俄罗斯自2002年起就开始实施节能增效措施,如对,高耗能、高污染排放企业技术设备升级换代,以及利用自己的碳市场配额吸引国际游动资金投入专项生态项目,以减少温室气体排放和改善环境。
印度的人均年排放只有0.5吨,不过,因为印度的工业化惯性发展,印度总的二氧化碳排放量未来几年将会有明显增加。日本的二氧化碳排放量近年来有明显增加态势,其国内产业部门的减排虽然取得了明显进展,但办公场所和民用减排却无所建树,并且明显滞后。日本有关部门已公开承认,无法完成《京都议定书》制订的相关目标,即到2012年日本的二氧化碳排放量要比1990年减少6%。
德国是可再生能源的领军地和大本营,德国宣称,2020年将电能从再生能源中获取的比例从目前的9.4%,提高到25%。也就是说,德国的减排将更有成效,并用近年来德国从碳排放额中尝到的“甜头”使其国内经济的发展也可圈可点。
中国品牌正错失绿色机会 一半动植物或灭绝
-----2008中国超过美国,成为二氧化碳排放量最大的国家
2009年05月20日 来源:新青年-财富
现在,迫切的经济、环境和社会问题正在对现状提出挑战,并改变着我们的经商方式。
与其他国家相比,中国所处的状态或许更有利于渡过目前的金融危机,据国际货币基金组织(IMF)官员预测,中国2009年经济增长为8.5%,而英国和美国的经济分别萎缩1.3% 和0.7%。
然而,从环境和社会角度而言,中国面临着巨大的挑战,其资源、环境和国家稳定也承受着巨大的压力。众所周知,统计数字并不乐观。中国有13亿人口,但赖以生存的土地面积小于美国。去年,中国超过美国,成为二氧化碳排放量最大的国家。中国拥有全球20%的人口,但仅有世界8%的可再生淡水供给。中国一半的动植物——其中有些尚待发现——可能在21世纪末灭绝。
若不能解决上述问题,可能意味着长远来看无法实现经济正增长。可持续发展或许是今后唯一的解决办法,可持续发展即实现均衡的环境保护、可持续的经济增长和社会公平。
幸运的是,中国正承认上述挑战。2005年,上海投资281亿元人民币,即该市国内生产总值的3%,用于环境保护项目,大大改善了水质和空气质量。在过去1年里,上海市政府还设定了雄心勃勃的可再生能源目标,即到2010年10%的电力来自可再生能源;到2020年10%的初级能源来自可再生能源。中国的中央政府也在督促中国农民采用对环境良好的做法,旨在到2010年使5,000万户家庭使用生物燃气。
中国公司已开始利用由应对可持续性问题带来的商业机会。中国首富施正荣正是首位被记载的太阳能亿万富翁,《华尔街日报》(The Wall Street Journal)早在2006年就曾对他进行报道。尽管目前在很大程度上依靠出口——尚德太阳能电力有限公司(SunTech Power Holding)的产品有98%销往海外——施正荣预测,中国将很快出现太阳能热潮。
美国能源部能源信息管理署(EIA)于2008年6月25日,公布了截至2030年的全球能源消耗量和二氧化碳(CO2)排放量的预测汇总报告《International Energy Outlook 2008》。该报告预测,与05年相比,2050年的全球能源消耗量和CO2排放量均将增加51%。
2005年的全球能源消耗量为487×10^18J,以此次公布的基本脚本进行推算,预计到2030年将增至733×1018J。其中,发展中国家(非经济合作与发展组织成员国=非OECD国)的能源消耗量将大幅度增加,占增加量的8成左右。预计至2030年,化石燃料将是主要能源,因此随着能源消耗量的增加,CO2的排放量也将增加,2030年将由05年的281亿吨增至423亿吨。
此前在全球变暖对策的讨论中,曾提出从2020年到2030年使温室气体排放量由增加转为减少,到2050年减至目前一半的目标。不过,此次的基本脚本中预测,截至2030年能源消耗量和CO2排放量均将增加。
另外,京都议定书基准年1990年的CO2排放量为212亿吨,由此推算,2030年的预测排放量(423亿吨)大约相当于1990年的2倍。(日经BP社报道)
荷兰环境评估机构:中国二氧化碳排放量 已超美国列世界第一
2007-06-21阿姆斯特丹路透电 荷兰环境评估机构说,由于经济发展蓬勃,能源消耗量因此剧增,中国现在已超过美国,成为世界上二氧化碳排放最多的国家。
此前,一些专家估计,在温室气体排放量方面,中国会在几年后才超越美国。如今,二氧化碳排放量排名第一,北京将得面对国际社会的压力,必须做出更大的努力,协助舒缓全球升温的难题。
荷兰环境评估机构在一份文告中说,“2006年,中国的二氧化碳排放量比美国高8%。”在2005年,中国的排放量,还比美国少2%。
该报告说,“在二氧化碳排放量名单中,这是中国第一次名列榜首。”几乎所有科学家都认为,二氧化碳排放量的增加,将带来更多的旱灾、水灾、土地沙漠化、热浪、疾病和海水水位上涨等等不良后果。
该报告说,从能源消耗量和水泥生产量的资料看来,中国2006年的二氧化碳排放总量是62亿公吨,其中5亿5000万公吨来自水泥,而水泥正是主要的工业二氧化碳生产源头。
美国去年的排放总量是58亿公吨,其中5000万公吨来自水泥。
这份报告也说,排第三的是欧盟,接下来是俄罗斯、印度和日本。
此外,国际能源机构(IEA)于今年4月曾说,中国在2007年或2008年可能将超过美国,成为二氧化碳排放量最多的国家。导致地球升温的温室气体,有75%是二氧化碳。
荷兰环境评估机构透露,它是根据英国石油(BP)、美国地质调查局以及国际能源机构所提供的资料和数字进行分析,得出以上的结论。
不同数据来源对世界上的石油储藏量的估算各不相同。2004年艾克森美孚估计世界的总储藏量为1.26兆(万亿)桶(1717亿吨),同年英国石油公司的估计为1.15兆桶(1566亿吨),《科学》杂志甚至估计世界总储藏量为3兆桶。
2008年,英国石油公司曾发表过调查报告,根据世界各国的石油储藏量与石油消耗资料,推断全球石油今天的世界储藏量还够用41.6年。
但由于过去就已经有过类似的预言,而且石油从未告罄,这个数据也被人戏称为“石油常数”。
批评者怀疑这些数据,他们指出,出于政治原因许多国家篡改它们的数据,此外许多国家虽然每年开采大量原油,但其数据始终不变,这说明这些数据已经陈旧了。
有些专家认为21世纪初人类将到达哈伯特顶点,这时开采量将达到顶峰,此后开采量无法继续提高,由于供给无法满足需求,油价将高涨。客观时间上,我们正处在这个阶段。
开采状态
至今为止人类一共开采了约0.95兆桶石油。大多数储藏是在1960年代发现的。2005年的年开采量为304亿桶(相当于每日0.833亿桶)。
各国石油产量
工业国家的人平均石油消耗量比发展中国家的人平均石油消耗量要高得多。2003年美国每年人平均石油消耗量为26桶,德国为11.7桶,中国为1.7桶,印度为0.8桶,孟加拉国只有0.2桶。
平均每人石油消费量(颜色愈深愈多)
现在虽有可再生能源作为选择,但是可再生能源能够取代多少石油以及可再生能源本身可能导致的环境破坏同时存在争议。
阳光、风、地热和其它可再生能源无法取代石油作为高能量密度的运输能源。要取代石油这些可再生能源必须转换为电(以蓄电池的形式)或者氢(通过燃料电池或内燃)来驱动运输工具。
另一个方案是使用生物质能产生的液体燃料(乙醇、生物柴油)来驱动运输工具,但是目前的技术还无法让生质燃料够环保。总之要取代石油作为主要运输能源是一件非常不容易的事情。
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。
1.1 能源安全是最重要的战略目标
在当前全球气候变化的形势下,以及意识到不可再生资源总有一天会日渐耗竭的背景下,随着紧缺的石油资源问题突出,国际油价持续攀升、各国对能源资源安全关注程度也随之普遍上升。维护国家能源安全是当今世界各国面临的重大课题,无论是发达国家,还是发展中国家都将保障能源安全作为国家能源战略的首要目标。
发达国家人均能耗高,需要大量进口补充境内能源资源的短缺,因此,能源发展战略除了考虑本国的资源因素外,极为注重涉及到国外资源开发利用的国际因素影响,甚至关注其他国家能源需求变化对国际能源市场的影响及对自身的影响程度。在历年的石油危机后,针对当前石油资源紧张的形势,发达国家以其较充沛的经济实力逐渐加大石油战略储备力度,建立和加强战略石油储备是发达国家保障能源安全的主要措施。而且,由于国家的经济实力强,对能源发展战略的考虑既重视近期的能源供应安全问题,又重视长远的能源可持续发展。发展中国家在国际竞争中处于弱势,多偏重于建立当前自身的能源安全供应体系。能源资源充裕的发展中国家已认识到利用资源优势发展国家经济的重要性,逐步加大了国家对国外企业开采和资源输出的控制。菲律宾明确国家能源和经济安全的底线是“确保实现国家能源60%自给自足”。巴基斯坦战略目标明确,突出增加本土能源比重,减少对外进口依赖的重要性,并对落实目标,做出了详尽的项目规划。乌克兰在经历了能源供应危机后,能源战略更加强调节能降耗、提高能源自主供应能力的必要性。墨西哥强调能源立法,同时,要及时分析阻碍国家能源发展的主要障碍,进行能源战略调整。
石油战略储备曾是以石油消费为主的发达国家应付石油危机的最重要手段,作为保障石油供应安全的这一战略措施也逐渐为发展中国家所效仿。现在,具有一定经济实力的国家为减少供应风险,都开始着手石油战略储备。石油战略储备已超出一般商业周转库存的意义,更重要的是取得主动,避免受制于人,有利于稳定国内经济发展,增强国际竞争力。
各国能源战略最突出的变化特点就是以减少石油消费、减少进口能源依存度为主要目标。在当前可再生能源尚未能够实现全面替代的形势下,节能是实现这个目标最现实、收效最快的措施。历史上,发达国家曾以减少石油消费的战略赢得了更大的市场利益,在20世纪70年代石油危机的后的20年内,迫使石油价格处于甚至低于10美元/桶的低价运行时期。当前更加强调综合利用法律、经济和技术等手段鼓励节能,从开采、加工、运输、利用和消费等多环节深挖节能潜力,发展节能产业。为达到节能目的,利用市场和企业、消费者行为开发节能机械、节能汽车等;取消石油价格管制,主张由市场机制调节能源供求关系,对能源企业进行私有化改革,提高资源配置能力,加强勘探等措施。
各国经济持续发展和人民生活水准提高的要求,必将加大能源资源的消费量。如何减缓能源消费的增速,只有提高能源效率、加强节能。各国不同程度地采取立法、经济激励、政府补贴、自愿协议和广泛宣传等各种政策措施,并且相互借鉴有成效的举措,体现在各自的能源发展战略中。近年来全球气候变暖,生物多样性锐减,气候灾害频繁的形成与人类过度地消耗化石能源存在密切的因果关系。虽然能源给当代人的生活带来了一定的舒适和便利,但是全球能源消耗量持续增加的趋势不仅对世界能源供应是严峻的挑战,而且给全球减少温室气体排放带来巨大压力。当人类生存环境遭到严重破坏后,很难逆转。
越来越多的国家在制定本国能源战略和政策时,已将环境因素放在优先考虑的地位。不少国家的能源战略强调发展新能源替代化石能源和实现《京都议定书》的温室气体控制目标。在《京都议定书》建立的减、限排温室气体总量机制下,大气中温室气体排放空间凸显为一种稀缺性的经济资源,拥有了这种资源就等于拥有了温室气体排放权和经济发展空间。依据《京都议定书》的规定,可以出售多余的二氧化碳排放配额。美国为了国内集团利益拒绝批准《京都议定书》,俄罗斯于2004年11月批准了《京都议定书》。
由此可见,能源的战略选择不仅是能源本身的问题,也是经济利益的问题,环境保护和人类生存的问题。能源发展在经济发展的推动下,正越来越受到环境因素的制约,能源战略目标由单纯强调能源供应向3E(Energy,Economy,Environment)方向发展,即能源、经济与环境的协调发展转变。 各国的国家能源战略均加重强调实现保障能源安全需要全方位的措施,不过度依赖单一的能源形式,减少经济发展对石油、煤炭、天然气的依赖程度,战略的核心是安全、环境和效益。各国的能源战略都出现了“多元化”的宇样,其含义是非常深刻的:一是能源资源种类的多元化,这可以带来能源产业的繁荣,同时将促进能源科学技术的飞速发展;二是以保障石油安全为核心,积极开拓新的石油供应基地,实现能源进口渠道的多元化,并且各国都有意识地避开主要从中东地区进口的做法,将多元化进口的目标锁定在其他具有一定油气资源输出能力的拉美、非洲或东欧地区。三是关注全球资源状况,将资源开发重心由境内移向境外。无疑,这一策略的普遍采用,又必然将带来新的矛盾和问题。虽然对于能源资源出口国,是本国经济发展的太好契机,但是也会相应带来一些争端,如国内资源保护派的激烈反对,或者贸易国之间各种各样的资源争夺战,由此可能会引发出新的一类局势不稳定问题。
由于石油价格的暴涨,各发达国家的能源结构逐渐发生了变化。坚定不移地奉行能源多元化战略,积极寻求替代石油资源,开发核能、氢能和其他新能源,甚至适度发展国内的煤炭工业,以降低对进口石油的过度依赖程度。重新认识煤炭,加快洁净煤技术的研发和推广。
为确保能源供给的自主性,能源发展的可持续性,21世纪以来全世界已形成转变以石油为主的能源经济,积极开发可再生能源的新高潮。各国能源发展战略措施各有侧重,有的国家积极发展风电、有的国家积极发展核电,但都是以逐步替代油气资源为核心展开的一系列研究方案。可再生能源技术和清洁能源技术的创新将成为世界能源未来发展的制高点,世界能源市场将由目前的资源型转向未来的技术型,是一场更具竞争性的挑战。
从可再生能源发展的状况分析,欧盟是世界上最推崇发展可再生能源的国家集团,其发展可再生能源的战略是:在全面发展的同时,突出风力发电、太阳能发电、生物质液体燃料技术的开发和应用。发展可再生能源方面所采取的主要措施是:制定具体目标、落实经济政策、建立研发队伍、培育产业基础、建立市场氛围、鼓励企业竞争。目前欧洲已成为风力发电、光伏发电技术和市场发展的中心。
印度和巴西是发展中国家发展可再生能源的榜样。印度注重根据自身条件,寻找突破口,所采取的策略是:风力发电以市场换技术,市场规模和产业技术同步发展;适度发展太阳能;生物质能源则以解决农村能源为主;氢能研发有所投入,跟随国际潮流。巴西坚持能源多样化和多渠道,因地制宜发展生物质能源的能源发展战略:依靠水电和生物液体燃料资源优势,减少石油进口,保障国家能源安全,2004年的生物液体燃料产量达到了1500万t,处于世界领先地位,甚至出口生物质能源促进经济发展。
不但一个国家的不可再生能源资源是有限的,而且全球的不可再生能源资源也是有限。资源的有限性与各国能源战略区域向境外转移的特点,意味着国际间的能源资源争夺正在加剧。与过去不同,各国发展所面临的外部环境发生了重大的变化,不能再靠殖民地的方式掠夺资源。资源与市场的国际化,使各国政府意识到,必须加强与能源生产国的外交往来,保证能源供应的来源;同时,必须加强能源消费国之间能源合作,形成联盟,增强话语权,抵御能源价格的上涨。资源进出口国之间的外交关系、资源国之间的战略联盟(如OPEC)的合作以及资源进口国之间的战略联盟(如IEA)的竞争与合作关系更加微妙。突出体现在国际石油问题上,焦点集中在中东。为保障能源安全,能源外交成为能源消费国家21世纪以来的外交重点。各国能源战略普遍出现加强国际化的趋势。例如,韩国对内制定正确的能源政策;对外开展有效的能源外交,实施能源进口多元化。积极倡导区域间的能源合作,加强与产油国的谈判力度。非洲各国强调需要进一步加强团结和合作,协调各国能源政策,明确能源发展战略。无论是产油国还是消费国,积极推动国际合作都是十分必要的。油气出口是印度尼西亚的经济支柱,巩固与邻近国家间的互补合作机制成为国家能源战略的主要目标。
由于能源对国家社会经济发展和国计民生具有重要作用,能源的市场性质已从一般商品转为重要的战略商品,能源问题已呈现出日益全球化和政治化的趋势。由一国自主的能源发展向境外资源的拓展是各国能源需求数量和品种的要求,为避免国家之间对世界有限能源资源的恶性竞争,积极开展能源外交,将能源作为处理国际关系的重,要战略因素,强调能源生产大国之间以及消费大国之间的对话机制,发展多国的能源国际合作是十分必要的。而且,由此也将会进一步促进经济全球化的发展。
欧盟的能源战略就突出体现了以上国际能源战略的特点。欧盟的能源战略重点是保证“经济安全、国防安全、生活安全”,提出“保障能源供应、保护环境和维护消费者利益”的基本原则。在确保本国能源供应方面以节能和发展可再生能源和生物燃料为主要战略措施,加强能源共同体的建设。
欧盟各国的能源战略虽各具特点,但是总体上是一致的。例如,德国的能源战略锁定长远目标,从能源资源利用的经济效益出发,有效控制国内有限的能源资源开发;持续不断地节能;积极开发风能等可再生能源,占据能源新技术的制高点,实现传统能源的替代。能源进口多元化,石油储备法定化,保障安全供应。面对本国不可再生能源资源递减的趋势和全球气候变化的挑战,英国新的能源战略基点是低碳。强调在市场框架和政策相互影响下,培育市场竞争力,实现提高能源效率、发展可再生能源促进能源多样性的战略。能源技术的研发不局限于本国的能源资源,着眼于世界主要的能源应用技术,以实现未来的能源技术出口换能源资源进口的发展战略。法国立足国情,因地制宜地发展能源多样化,积极发展核电,提高能源供应独立性,实现安全供应。比利时的能源战略长远目标是使用更利于环保的能源,逐步向全部使用可再生能源过渡。波兰在长期能源战略目标下,针对当前问题,突出过渡期的能源战略重点。依据国家能源法,明确政府与企业的职责,国家财政将不直接参与能源项目投资,只在法律和税收政策、贷款担保等方面为企业提供支持。美国能源战略的核心是提高能源供应自主性,突出特点是一个具有长期性和综合性的国家战略。战略目标明确,并辅有相应详细的政策和对策目标、措施,易于操作、监管。实际上,美国能源战略还有一个极为重要内容就是充分开发利用全球的油气资源。观察美国国家外交战略圈,几乎囊括了地下埋藏着丰富的石油等战略资源的国家,特别是中东地区。在不断努力巩固海外石油来源的同时,逐渐明确要减少对石油的依赖。发展新技术,包括燃料的替代技术和设备的更新技术。
能源战略和政策是日本政府一贯的工作重点,能源战略的稳定性促进能源政策的有效实施。虽然日本能源资源贫乏,目前日本一次性能源的自给率不足20%,但是政府立足于技术创新致力节能,成立“节能中心”,健全能源管理体系,指导国民和企业的节能以及节能技术的研究开发,积极发展太阳能等新能源;着眼于全球能源资源的利用,坚持实施以保障能源安全为重点的外交策略,以及国内企业联合一致对外,参与国际竞争的做法,不断提高开发国外石油资源的份额。随着社会经济的发展和外部环境的变化,日本不断完善能源构成多样化、进口多元化和以石油储备为依托的能源战略,从政治、外交、经济、科技等全方位考虑能源战略的发展,确保了自身能源的长期安全供给,保障了国家的经济安全,并使得日本成为世界能源效率最高的国家。俄罗斯能源发展战略制定经历了较长的时间。能源战略目标明确,所关系到的对象明确。能源区域发展具有地域资源特点,相应的能源政策针对性强,每一种能源,如石油、天然气、煤、电能(包括核能和热能)、能源输送等的发展预测都提出了经济体制改革问题以及为实现改革所应该创造的必要条件。同时,指明了能源工业和其他工业部门的相互关系,能源工业科技和创新的重要意义。并且明确了能源战略实施系统,包括:联邦政府行动计划,实施国家能源政策的指标体系,原有相关规划的修订,利用国家信息资源建立的能源战略实施监控系统。实现可持续发展已经成为世界各国的共同课题,而对人口众多的中国来说,具有更大的特殊性和挑战。为实现全面建设小康社会的目标和应对能源长远发展遇到的严峻挑战,我国采取正确的能源战略具有决定性意义。只有实现可持续发展的能源战略,才能保证在“能源消耗最少,环境污染最小”的基础上,实现经济社会快速发展和人民,水平的提高。我国必须汲取西方发达国家的成功经验,学习其他发展中国家根据具体国情发展的经验,建立符合中国特色的、能源效率不断提高和环境保护日益加强的中、长期可持续发展能源战略。
该报告预计,在政府政策的支持下,汽车应用的锂离子电池需求将从2020-21财年的2.3 GWh增加到2029-30财年的104 GWh,包括混合动力和电动汽车的快速应用和制造(FAME),以及各州级电动汽车政策。在电信塔、数据中心、电网规模可再生能源(RE)集成和屋顶太阳能的推动下,非汽车应用中对锂电池的需求预计将从
区域供暖、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统和它们的综合集成统称为区域能源。这种区域可以是行政划分的城市和城区也可以是一个居住社区或一个建筑群还可以是特指的开发区、园区等。总之,人类社会发展至今所有一切用于生产和生活的能源,在一个特指的区域内得到科学的、合理的、综合的、集成的应用,完成能源生产、转换、供应、输配、使用和排放全过程,称之为区域能源。
二、区域能源系统
区域能源系统是局域能源网络,通过该网络向综合建筑物提供热水、蒸汽(区域供热)、冷水(区域供冷)、用电(通常称微网)、或者是综合供应。
区域能源系统可以是锅炉房供热系统冷水机组供冷系统热电厂系统冷热电联供系统热泵供能系统太阳能供能系统风电系统等等。所用的能源还可以是:燃煤、燃油、燃气、可再生能源(太阳能热水系统,地下水源热泵系统,地表水源热泵系统,污水源热泵系统,地能热泵系统,光伏发电系统,风力发电系统)、生物质能等。这些服务的不同形式通常是平行运行,服务相同建筑物的部分或全部。应利用当地的条件和应对当地问题,专门地设计区域能源系统。
区域能源系统要适合特有的情况,能够满足特定的当地多种需求(例如准确可靠的医院需求)或者相适应当地特有的资源条件(例如燃烧当地可用的生物质)。为了提供这些能源服务,通常区域能源系统围绕作为系统心脏的中心站建设。一旦中心站运行,能量通过管线或电线易于与建筑物连接。为了提供这些能源服务,通常区域能源系统围绕作为系统心脏的中心站建设。一旦中心站运行,能量通过管线或电线易于与建筑物连接。很像人的血管系统,通常管线以闭式方式运行,从中心站输送热水到建筑物用户,然后凉水返回心脏再加热,往复循环。区域能源系统可以利用当地的可再生资源,通过高效率的中心站对综合建筑物(工业、商业、住宅)供冷与供热。
三、我国能源消耗现状
目前中国能源消耗高、环境压力大。世界能源平均利用效率为50 . 3 2 %,其中,我国为36.81%,印度为39%,美国为51%,日本为56%,丹麦为72%为应对全球气候变化我国政府承诺:到 2 0 2 0 年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%-45%,其中节能提高能效贡献率要达到8 5%以上。2 0 0 9年国际能源署发布报告称,中国消费了32.2亿吨标准煤,而美国消费了31.1亿吨标准煤,中国成为全世界第一大能源消费国。2012年我国一次能源消费量3 6 . 2亿吨标煤,消耗全世界2 0 %的能源(消费了全世界煤炭的一半),单位 G DP 能耗是世界平均水平的2.5倍,美国的3.3倍,日本的7倍,同时高于巴西、墨西哥等发展中国家。中国每消耗1吨标煤的能源仅创造14000元人民币的GDP,而全球平均水平是消耗1吨标煤创造25000元GDP,美国的水平是31000元GDP,日本是50000元GDP。为解决当前问题,发展区域能源已经势在必行。
四、我国发展区域能源的意义与必要性
1、区域能源能够控制能源消费增加过快,降低能耗
区域能源实现多种能源的科学、合理、综合、集成的应用,在需求侧——应用侧实现品位对应,温度对口,梯级利用,多能互补,可以使各种能源得到适得其所,发挥其特长,可降低总能耗,降低单位产品的能耗,降低单位 GDP的能耗。
2、区域能源能够提升能源利用效率
能源革命的目标就是要提高能源利用效率,区域能源科学合理用能,实现能源的对应、对口、梯级、综合利用,把一次能源多级梯次利用,把各种能源综合、集成利用,把能源“吃干、榨尽”,用最少的能源,完成更多的工作。把我国的能源利用率从 36% 逐步提升到50% → 72% → 90%。
3、区域能源能够推动能源消费革命
区域能源能够推动能源方式的改变,把能源用到合理、合适的地方。例如把供暖温度由95℃降到 75℃→ 60℃→ 50℃ 供暖不用一次燃烧能源的1000 ℃。 用吸收式热泵提升工业20 ~ 40℃余热、废热至 50 ~ 60℃,满足供热需要。
4、区域能源能够推进能源供给革命
区域能源能够督促用户选择利用效率高的能源形式。不同的产业需要不同种类的能源,例如工业冶炼、铸压必须用一次高温的能源,服务纺业的洗染可以用低品低温的余热、废热。居民供暖、地板辐射用30~40℃热水暖风机、风机盘管用50~55℃热水散热器用75~55℃热水区域能源为用户的多种选择提供了可能。
5、区域能源推进天然气的梯级综合利用,实现“三联供”
天然气是一种高效清洁的化石能源,是下一代人类社会的主打能源。但现在人们更多的是将它们一次就烧掉了,不仅能效低(仅有40%左右),而且排放污染也高。为实现天然气的综合梯级利用,世界各国都在大力发展天然气的分布式能源。利用天然气的高品位——发电产生高品位二次能源再利用天然气发电的余热——低品位,为各种产业和建筑提供能源。实现汽、热、电“三联供”,梯级利用天然气能效可达90%以上。区域能源为天然气分布式能源提供了广阔的空间,它不仅可以自己形成独立的能源系统,同时它还可以和其他形式的能源集成为一个综合高能效的系统。
6、区域能源能够大力发展利用可再生能源
少用或不用一次化石能,少烧或不烧可燃物质获得能源,是节能减排追求的目标。可再生能源的利用提供了这种可能:太阳能可直接转化为电能或热能风能可转化为热能地热能可转化为电能或热能等等。但是可再生能源转化的能源,多是低品位、不连续、不稳定的。人类利用可再生能源时都要考虑辅助措施或辅助能源。区域能源为可再生能源在区域中的利用提供了这种可能和保证。
7、区域能源能够大力发掘、利用各种低品位能源
各种余热、废热及浅层地能等的低品位热的数量是人类社会消耗有效能源的许多倍,但是目前利用率很低,浪费很大。在区域能耗中,需要量最多、最大的还是低品位能源,特别是建筑用能。所以区域能源可以很好地应用低品位能源,把发掘出来的各种低品位热用于区域能源。
五、发展区域能源需要的条件
1、区域能源要求有现代的市场经济体制
能源是一种商品,可以在市场上自由交易,但目前在我国还不能完全做到,因为我们整个国家的市场经济体制还不够完善,还带有一些计划经济的特点。油、气、电、热还没有完全体现它们的商品属性,还不能进行市场交易,区域能源要求建立平等、合理的市场竞争体制。
2、区域能源要求实现能源管理机制的革命
区域能源可以在一个区域内实现多种能源管理体制的协调融合,形成一个有机一体的管理体制,同时也就要求在更大范围内甚至全国建立健全适合中国特色的能源管理体制和机制。
3、区域能源推进要求能源价格的革命
区域能源是多品种、多品位能源在一个区域内的应用,所以各种能源应该有一个合理的价格,应该按质论价、市场定价、随行就市。而目前我国还没有建立起这样一个能源价格的定价机制,水、煤、气、电、热如何定价?要平衡各方利益,从长计议推进能源价格的革命。
4、区域能源要求完善能源的法律法规
能源的规划建设、运营、管理和服务都应该有法律法规来指导和制约,过去我们只有行业的、条条的、地区的、块块的,供电、供热、供气的规定、规范,缺乏总体的、全面的能源法律法规,缺乏适用于区域能源的相关法律法规。只有完善了区域能源的法律法规,才能真正推进节能减排,实现高能效。
5、区域能源应当学习引进国际能源的新概念、新理念、新观念
国际上区域能源发展有一百多年的历史,有很多理念和概念值得我们学习应用。例如城市能效、区域能效、行业能效、系统能效等等再如品位对应、温度对口、梯级利用等等,加强与国际上在区域能源方面的合作就首先要学习理解先进的概念、理念、观念。
6、区域能源推进能源国际合作
区域能源与国际合作就要学习国际上先进的能源技术,能源的生产技术,转换技术,应用技术,运行管理技术,运营服务技术,若实现能源革命必须掌握先进的技术,改进我们的技术,革现有技术的命,包括软硬件。国际合作离不开人才的交流和培养,应该完善我们的能源行业人才培养体系,编写系统、统一的教材,特别是运营管理方面加强人才的培养,把人送出去参加国际上一些能源企业的运营管理。
7、区域能源呼唤有国际水平的能源装备
区域能源提高能源效率,实现能源的综合、集成利用,对各种能源都要吃干榨尽,对各种利用技术和设备都要高效率、低排放。高品位、高温的能源转换为低品位、低温的能源比较容易实现,但将大量低品位、低温的能源转换为我们需要的能源,这需要更过的新技术、新装备。所以必须有世界当今一流的能源生产、使用、转换的装备,而且是有自主知识产权的,区域能源推动能源装备生产、利用的革命。例如:在燃机、制冷机、余热回收等方面的装备,再如采集井能源采集方面的系统设备等。
六、区域能源的发展与展望
在2015年6月29日生态文明贵阳国际论坛2015年会上,联合国环境规划署发布了《城市区域能源:充分激发能源效率和新能源的潜力》报告中文版。这一报告选取包括中国鞍山内在的全球45个区域能源利用示范城市,为世界各国城市的能源利用和转型提供了参考。主题论坛中,联合国环境规划署技术、工业和经济司长丽嘉诺娜表示,目前城市能源的一半用于供暖和制冷,现代化的区域能源体系,将是降低能源需求的关键。《报告》中选取了45个做区域能源最成功的城市,已经有了区域能源利用的最佳实践。这些经验告诉我们,区域能源是一个非常好的尝试,并且可以为全世界有意试验区域能源利用的城市提供范例。
区域能源为能源与互联网相结合提供了广阔前景,区域能源为多能源同时供应给多用户的多种需求提供了可能,在一个区域实现这种功能,没有信息的支撑也是不可能的。当能源已经危及到生存和发展,能源革命的号角已响起,我们应该用互联网技术改造能源,开启能源革命。
据IEA发布的《世界能源展望2008》预测,从2006年至2030年世界一次能源需求从117.3亿吨油当量增长到了170.1多亿吨油当量,增长了45%,平均每年增长1.6%。全球能源需求的增长率比《世界能源展望2007》预测的要低一些,主要是由于全球能源价格上涨和经济增长放缓(特别是 OECD 国家)。到2030年化石燃料占世界一次能源构成的80%,比目前略低一些。虽然从绝对值上来看,煤炭需求的增长超过任何其它燃料,但石油仍是最主要的燃料。据估计,2006年城市的能源消耗达79 亿吨油当量,占全球能源总消耗量的三分之二,这一比例将会在2030年上升至四分之三。
由于中国和印度的经济持续强劲增长,在2006年至2030年期间,其一次能源需求的增长将占世界一次能源总需求增长量的一半以上。中东国家占全球增长量的11%,增强了其作为一个重要的能源需求中心的地位。总的来说,非经合组织(Non-OECD)国家占总增长量的87%。因此,它们占世界一次能源需求比例从51%上升至62%,它们的能源消费量超过经合组织(OECD)成员国2005年的消费量。
全球石油需求(生物燃料除外)平均每年上升1% ,从2007年8500万桶/日增加到2030年1.06亿桶/日。然而,其占世界能源消费的份额从34%下降到30%。与去年的《展望》相比,2030年石油需求有所下调,下降了1000万桶/日,这主要反映了较高的价格和略为放缓的GDP增长以及去年以来政府实行的新政策所带来的影响。所有预测中世界石油需求的增长都主要源于非经合组织(Non-OECD)国家(4/5以上的增长量来自中国、印度和中东地区),经合组织(OECD)成员国石油需求略有下降,主要是因为非运输行业石油需求的减少。全球天然气需求的增长更加迅速,以1.8 %的速度递增,在能源需求总额中所占比例微略上升至22%。天然气消费量的增长大部分来自发电行业。世界煤炭需求量平均每年增长2%,其在全球能源需求量中的份额从2006年的26 %攀升至2030年的29%。其中,全球煤炭消费增加的85%,主要来自中国和印度的电力行业。在《展望》预测期内,核电在一次能源需求中所占比例略有下降,从目前的6% 下降到2030年的5%(其发电量比例从15%下降到10%),这与我们不期待在此情景中政府改变其政策的惯例是一致的 ,虽然最近对核电的兴趣有了复苏的迹象。尽管如此,除经合组织欧洲区外,世界主要地区的核发电量将在绝对值上有所增长。
现代可再生能源技术发展极为迅速,将于2010年后不久超过天然气,成为仅次于煤炭的第二大电力燃料。可再生能源的成本随着技术的成熟应用而降低,假设化石燃料的价格上涨以及有力的政策支持为可再生能源行业提供了一个机会,使其摆脱依赖于补贴的局面,并推动新兴技术进入主流。在本期预测中,风能、太阳能、地热能、潮汐和海浪能等非水电可再生能源(生物质能除外)的增长速度为7.2%,超过任何其它能源的全球年均增长速度。电力行业对可再生能源的利用占大部分的增长。非水电可再生能源在总发电量所占比例从2006年的1%增长到2030年的4%。尽管水电产量增加,但其电力的份额下降两个百分点至14%。经合组织(OECD)国家可再生能源发电的增长量超过化石燃料和核发电量增长的总和。