能源转型的技术要求高的原因
全球能源转型:势在必行,难以逆转
来源:董秀成闲说能源
能源转型,并非易事,但难以逆转。能源转型,一场深刻革命,需要高度重视。能源转型,事关气候变化,是全球性博弈。能源转型,需要借助市场力和技术力。
一、全球能源结构现状决定能源转型将十分艰难
众所周知,能源问题事关人类文明,对人类社会发展具有重大意义。
能源可以划分化石能源和非化石能源,能源转型本质上就是化石能源与非化石能源之间的接替或博弈,也就是哪类能源在能源结构中占据主导地位。
另外,能源又可以划分为可再生能源和不可再生能源,而能源转型也是上述两类能源之间的转化或替代,核心是可再生能源逐渐取代不可再生能源,进而成为主导能源。
可再生能源,也就是那些可以再生的能源,范围十分广泛,主要包括太阳能、风能、水能、海洋能、地热能和生物质能等。
而不可再生能源,是指那些不可再生的能源,消耗一点就减少一点,如果无限消耗下去,最终将消耗殆尽,主要包括煤炭、石油、和核燃料等。
目前,从全球能源结构来看,占比最大的是石油,其次是天然气,再次是煤炭,其余依次为水电、可再生能源和核能等。
但是,总体来看,化石能源在能源结构中仍然占据主导地位。
从全球能源结构来看,2020年化石能源的耗用量占比约为83%,而非化石能源占比比约为13%,从占比上看,化石能源仍然为能源主体。
1.煤炭消费情况
从全球范围来看,煤炭整体消费增速从2003年开始下降,2014年达到高峰,随后便逐步回落,2020年全球煤炭总消费量为151.42艾焦耳。
从煤炭消费区域来看,亚太地区是全球煤炭的主要消费地区,2020年煤炭消费占比接近全球煤炭消费的80%。
而在亚太地区中,中国煤炭消费量最大,2020年在能源消费结构中占比为68%。
目前,中国也是世界最大的煤炭消费国,2020年中国煤炭消费占比为全球煤炭消费总量的54%,因此二氧化碳等温室气体减少排放的难度非常大。
2.石油消费情况
从全球范围来看,石油消费在2000-2019年期间保持稳定增长,年均增长率在1.15%。
从石油消费区域来看,亚太地区目前是全球石油消费的主要地区。
以2020年为例,亚太地区石油消费量占全球石油消费总量的40%,北美地区石油消费占全球石油消费总量的24%,欧洲地区石油消费占全球石油消费总量的16%。
从国家层面看,2020年石油消费最大的国家是美国,其次是中国,再次是欧盟。
3.天然气消费情况
最近十几年,全球天然气产业快速发展,2020年全球天然气消费量较2000年增加了60%,其中增长幅度最大的地区是中东地区。
目前,全球天然气消费量最大的地区为北美地区,其次为亚太带去,其他为欧洲地区、中东地区和前苏联地区等。
2020年,全球天然气消费量最大的国家为美国,其次为俄罗斯,然后是中国,其占亚太地区消费总量三分之一。
在进一步推进降低量的政策大环境下,预计全球天然气消费量保持上升趋势。
4.核能消费情况
进入21世纪以来,全球核能消费逐年下降。
2020年,核能为全球消费量最小的一次能源。
核能对于技术要求较高,主要分布在北美地区、欧洲地区以及亚太地区,在以发展中国家为主的中南美洲及非洲等地区消耗量极少。
由于核能安全事故曾经多次发生,而且导致后果十分严重,因此欧洲部分国家纷纷制定了政策,逐步关停了核电站,并向其他替代能源转移。
2020年,核能消费量最大的两个国家是美国与法国,美国核能消费量达到7.38艾焦耳,占全球比例为30%,而法国核能消费量为3.14艾焦耳,占全球比例为14%。
5.水能消费情况
2020年,全球水电消费量占一次能源的7%。
亚太地区水电消费量增加最为明显,主要增加在中国,其余地区大体保持平稳。
2020年,中国水电消费量最大,共消费11.74艾焦耳,占全球比例为30.77%。
北美地区、南美地区和欧洲地区水电消费量最高的国家分别为加拿大、巴西和挪威,加拿大和巴西水电消费量占其一次能源消费比例超过25%,挪威水电占比接近65%。
6.其他可再生能源情况
最近几十年来,全球可再生能源发展迅速。
2020年,全球可再生能源的消费量为2000年的12倍。
目前,可再生能源消费量最大的地区是亚太地区,最大消费国是中国,其次为美国。
从历史上看,人类任何一次颠覆性的革命都将带来经济和社会的变革,有时候可能带来强烈的不适应性,当然也需要付出时间和成本的巨大代价。
能源转型意味着改变能源格局,而格局改变必然冲击传统能源的既得利益者。
对于既得利益者来说,往往存在惯性思维,惰性而不求变或许早已固化,这其实很正常,也容易让人理解,有谁愿意揭竿而起而革自己的命呢?
对于能源转型,既得利益者当然是传统化石能源产业,劳动力就业将面临前所未有的巨大压力,已经形成的庞大能源利益集团(尤其是油气利益集团)将受到巨大冲击,进而对能源和金融资本产生强烈冲击。
历史经验告诉我们,能源转型很难在短时间内完成,绝对不可能一蹴而就。
煤炭取代木柴是人类的第一次重大能源转型,时间跨越了两个世纪。
1709年1月,一位名叫亚伯拉罕·达尔比的金属工匠发现了如何利用煤炭“提高炼铁效率”的技术,这可以说是第一次能源转型的开始,然而经过漫长的200年之后,煤炭才取代木柴和废弃物成为世界第一大燃料。
1859年,美国宾夕法尼亚西部开始大规模商业开采石油,预示着第二次能源转型的开始,然而直到20世纪60年代,石油才取代煤炭成为世界头号能源来源。
能源转型过程,需要重构供应链,需要技术创新,而目前第三次能源转型需要的供应链和相关产业确实还没有真正建立起来,这当然需要给人类一定的时间。
当然,人类必须清醒意识到,人类任何新生事物都将面临矛盾和困难,同样能源转型的困难也是显而易见的,人类也切不可以盲目乐观。
客观现实是,全球85%的一次能源仍然来源于化石能源,这些能源构成了一个规模庞大且极其复杂的能源体系,支撑着体量庞大的全球经济。
如果人类改变这个客观现实,那么就肯定遇到诸多问题。
首先,能源转型需要大量的资金,而资金便是一个巨大问题。
目前,各国政府为了应对一次次危机而已经负债累累,是否还有足够的资金来支撑前所未有的能源转型,这本身就是一个大大的问号?
根据权威数据,由于新冠疫情蔓延和肆虐,2020年世界GDP大幅度缩水,主要经济体中除了中国以外,全面出现负增长。
2022年世界经济难以恢复到2019年的水平,而如果新冠疫情控制无力,叠加地缘政治因素,那么世界经济复苏可能会更加缓慢。
新冠疫情带来的全球经济创伤非常惨痛,其对人类的影响及其深远,尤其是大规模的失业潮和大批小微企业的经营困境,构成了一幅伤痕累累的痛苦画卷。
谈到目前全球经济,我有感而发,草写一首词,取名《沁园春-大势》。
股市添霜,
房产失光,
百业萎荒。
见投资渐慢,
消费乏暖;
外需落下,
暮色苍苍。
趋缓能源,
煤油气电,
价飚飘飘盛往芳。
期来岁,
望龙飞凤舞,
四海逍遥。
东西南北红妆,
有华夏精英尽弛张。
睹金砖各国,
尽失牵力;
西欧日美,
经历沧桑。
回望华邦,
朗朗担当,
牵动东西力气刚。
看如今,
有东西逐鹿,
还靠中方。
其次,能源转型需要建立低碳所需的全球供应链。
为了实现2050年“净零排放”的目标,人类需要以前所未有甚至难以想象的速度和规模部署新兴产业或新兴技术,这对于全球供应链构建来说就是巨大的挑战,因为目前支撑能源转型所需供应链的规模严重不足,有些甚至尚未建立起来。
能源转型之难,难于上青天。
人类要实现2050年的目标,全球需要共计1.4万吉瓦的风力和太阳能发电能力,这是现有各类发电站装机容量总和的两倍之多,其困难程度便可想而知。
在实现能源转型过程中,必然带来全球能源产业链的重构。
从原材料的获取和运输,再到使用寿命到期后的弃置处理或回收利用,这些新型供应链的构建必然需要接受政府和投资者的科学评估,分析其可持续发展能力和对社会和环境可能带来的深远影响。
二、能源转型是人类历史上又一次深刻革命
最近几年,我经常参与各种会议,也经常到国外考察和交流。
我无论走到哪里,见到什么样的人,大家讨论的重点似乎已经不再是国际油价,也不是伊朗核问题或朝鲜半岛无核化问题,更不是地缘政治的复杂性和多变性,以往过热的中东地缘政治演变似乎也是持续弱化的话题。
相反,人们关注的话题过多的其实是全球性的能源转型,无论在美国和西欧等西方国家还是在日益崛起的中国,我们看到的惊人一幕都是电动汽车在街道上迅速增加,人们可能难以相信,怎么到处都是。
1.全球能源转型意味着权力转移
权力争夺和权力转移,与能源转型密切关联。
回顾过往,有谁预料到俄乌冲突、亚洲金融危机、全球金融危机、美国页岩革命、电动汽车的迅速发展、太阳能和风能成本的急剧下降、新冠病毒的全球蔓延、美国特朗普总统的任性妄为,如此等等,都十分惊奇地改变了我们所处的这个小小地球。
无容置疑,能源转型确实将给全球政治经济格局带来了巨大的影响,甚至还会影响到世界各国的军事、外交和文化等领域,或许还有可能会加剧国际冲突和地缘政治博弈,进而影响到世界主要经济体的冲突和实力演变。
尤其是中美关系的未来也必然体现到能源转型这个具有全球性、普遍性、博弈性的方面,结果必然会归结到制度冲突,将能源转型逐渐演变到体制、机制、文化、技术、智能网络、金融和商务等诸多方面。
能源转型意味着能源权力的转移,导致全球能源博弈的重点发生重大改变,能源资源国和消费国之间的战略博弈格局将发生根本性的改变。
全球权力转移过程从来都不可能是完全渐进的,演变轨迹更不是线性的,有时也具有不可预见性,因为一件颠覆性事件发生就很有可能影响时代走向,因此才有百年未有之大变局之说,这或许目前的最难以预料的趋势。
2.能源转型当然需要创新,包括技术创新和管理创新
突如其来的事件,影响可能更加深远。
一场突如其来的新冠疫情大爆发,没有人事先预料其发生,但是发生了,而且对人类产生了一场巨大灾难,对全球经济的打击更是难以估量。
人类的正常生活秩序被打烂,众多的人间悲剧造成了,大量的人被迫失业,政府救助的财政压力庞大,众多中小企业生死存亡,有些人因疫而贫,有些国家因疫而陷入困境,多少人希望破灭,多少国家债台高筑,如此灾难,有谁预知呢?
疫情直接导致人们的出行方式,发生了难以想象的很大改变,避免人群聚集,影响出行和社交活动,对教育方式和公司经营模式产生重大冲击。
数字经济在疫情期间得到前所未有的发展机遇,工作方式发生了巨大变化,虚拟世界取代了现实世界,集中办公可以转换为远程办公,面对面教育被网络教学替代,学术论坛、商务会议改在线上举办,交通市场和旅行市场被急剧压缩。
我们有理由预计,在新冠疫情结束之后,上述这种影响还将长期存在,人工智能、机器学习和自动化技术领域的发展将持续改变人类的工作和生活方式,进而改变能源在人类社会中的地位和角色,加快能源转型的步伐。
可以这样说,什么可以让人直接感受到能源转型在路上,电动车开始快速在街道上增加,而且迅速进入大众视野便是最明显的例证。
资本是趋利怪物,资本家往往只看未来,而淡漠当今。
市场任何经济现象均会反应到资本市场上,资本家的眼镜力充满金钱,而资本以获利为本性,可以说,资本市场的反应代表着未来。
目前,全球汽车产业正在经受大调整、大洗礼和大阵痛,其中电动汽车的异军突起就是一个鲜活的现实,虽然电动汽车从目前汽车保有量上显然还没有占据优势,但是市场的渗透率却正在以惊人的速度提高。
在资本市场上,股市一直就是经济、市场或产业发展的晴雨表,股票价格或许可以说明一切问题,可以预示着资本家对未来的预判。
以 2019年为例,销量为36.8万辆,与丰田、通用、福特、等共计4200万辆的销量相比,还似乎没有形成大的气候,然而特斯拉的市值却比这几家传统汽车企业市值的总和还要大,那么问题来了,或许让人充满疑惑。
难道资本家都疯了吗?
资本市场的上述变现,到底说明了什么?
是否意味着能源转型已经成为现实?
化石能源是不是走到头了呢?
大型能源公司路在何方,传统化石能源企业是不是应该静候如何发展?
世界许多国家陆续出台了“燃油车”退市时间表,中国海南省也出台了在2030年禁售燃油车的政策,意味着未来世界各地将禁止燃油车进入销售市场,能源是不是确实在发生根本性的革命,市场是不是在革化石能源的命?
……。
如此等等,伴随着能源转型,问题多如牛毛,疑惑无穷无尽!
我们若不服从自然,我们就不能支配自然。
当然,时代往往会造就奇迹,能源转型过程也不可能是历史的简单重演,尤其在推进过程中不可能复制以往的历史。
从人类进步的视野来看,当今时代的政府政策、金融能力、社会意识和技术创新能力等等要素与几个世纪前相比,早已今非昔比,人类的智慧和能力与以往相比已经无法比拟,能源转型不可能遥遥无期。
尽管能源转型困难重重,但是大趋势已经无法逆转,气候变化和政治压力肯定会推动世界由高碳经济转向低碳经济,这是不以人的意志为转移的必然趋向。
三、能源转型已经超出气候变化范畴
目前,“能源转型”成为全球气候变化的核心议题。
在全球范围内,围绕能源转型和碳排放等议题,国际社会、国内党争、行业之争、企业之争,已经是客观现实,尤其对于国际社会,可谓矛盾多多,明争暗斗,此起彼伏,一场针对能源转型议题的国际博弈正在全面开打。
客观上讲,直到目前,国际气候变化的谈判依然面临困难,任重道远,预计还会面对挑战,因为在全球范围内尚未完全取得一致意见。
联合国气候大会年年召开,但年年吵闹,收获其实还很有限。
在全球气候大会之外,往往是暗流涌动,在科技、资金和贸易等领域竞争激烈,博弈趋势日益加剧,大有“山雨欲来风满楼”的气氛。
在全球气候谈判中,发展中国家也难免卷入到全球碳排放的博弈之中,不得不在国家产出函数中强行增加碳排放的约束条件,而且还需要应对发达国家通过一系列国际规则和国际公权力所强加的额外约束条件。
面临日益严峻的全球气候博弈,发展中国家如何坚守底线,维系自身的经济和社会发展,这就是他们目前面临的严峻考验。
围绕能源转型和碳排放,世界各国将持续博弈,应对全球气候变化任重道远。
在气候博弈中,很显然,目前欧洲走在前沿,日本也比较积极主动。
在能源转型和碳排放博弈中,欧洲作为气候变化的全球引领者,表现显得更加突出,比如燃煤电站在碳排放交易机制下,市场竞争性已经逐步丧失,不得不相继实施关停措施,个别国家还宣布要弃核,今后要逐渐关闭核电厂,不再建设新的核电厂。
但是,对于欧洲大陆来说,围绕着气候变化、温室气体排放和能源转型等诸多问题上,欧洲各国客观上也存在较大的争议或分歧。
以德国、法国和英国为首的西欧国家(老欧洲),似乎站在人类道德伦理的制高点上,试图主导“全球气候治理”格局,而以波兰为代表的的大部分东欧国家(新欧洲)却对气候变化问题采取比较淡漠的态度。
如果仅仅依靠欧洲,无论采取何种激进措施,都无法真正起到关键作用,而不见硝烟的碳排放国际“大战”有可能愈演愈烈。
有些国家,似乎认同气候主义理念,与欧洲有共识,但是左顾右盼,态度不清晰,口号多而务实少,采取比较消极被动的应对措施。
还有某些国家,可能并不太认同气候主义,而是志在本国经济发展,不甘于受二氧化碳减排的制约而牺牲自身的经济发展,而对能源转型和温室气体排放采取措施。
比如,作为二氧化碳排放前四个大国,中国、美国、印度和俄罗斯目前尚未确定一致目标,彼此之间存在冲突或矛盾,博弈将继续持续加剧。
在上述四大国中,目前有明确碳中和的目标的国家只有中国和美国。
作为世界第二大经济体,同时也是世界最大的能源消费大国和二氧化碳排放大国,中国在全球应对气候变化中的角色至关重大,不过中国政府已经制定了应对气候变化的全方位政策体系,坚定了温室气体减排的信心。
中国为世界大国,需要大国担当和全球使命,也提出了2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”,因此火电机组年发电小时数逐年下降,而且在碳交易政策、控制煤炭和价格等制约下,火电企业面临巨大的挑战,未来发展空间正在逐步缩小。
作为世界上二氧化碳第二大排放国,美国在这个问题上表现却出现了反复和矛盾,针对能源转型和碳排放这个议题,共和和民主两党之争加剧。
由于在美国政坛,共和党和民主党竞选剧烈,而且往往轮流坐庄,因此美国政府反复加入或退出相关国际气候协定,确实备受全球关注。
观察美国政治,能源转型和碳排放已经成为美国两党政治博弈的核心议题,你进我退,你来我往,一方积极推动,而另一方却是不屑一顾。
美国是一个世界强国,无论在政治、军事还是经济、文化上都对全球格局演变具有无与伦比的影响力,因此美国政策决定着人类应对气候变化的前途。
在应对气候变化乃至引发的能源转型和碳排放等议题上,预计美国党派之争还将持续下去,目前拜登政府采取积极主动的应对气候变化政策,而一旦共和党再度执政,那么很有可能再度出现政策反复。
对于印度和俄罗斯来说,目前这两个大国尚未提出应对气候变化和碳排放的具体目标,俄罗斯可能是事不关己,高高挂起,而印度似乎是犹豫不决,瞻前顾后,这为全球应对气候变化带来了很大的变数。
四、政治因素不是推动能源转型的决定性力量
从历史发展实践看,能源转型的最主要推动力是市场因素和技术因素。
从能源发展历史经验看,一种能源之所以能够替代另一种能源,其根本力量是市场经济因素和技术进步共同作用的结果,绝对不是由政治因素所决定。
人类社会之所以用煤炭来替代柴薪、用石油来替代煤炭,其关键因素是替代能源与被替代能源相比,在技术和经济上具有可行性和优势。
1.政治力量成为能源转型的推动力
能源转型,政治或许不可能缺位。
从目前来看,人类社会正在处于或者提倡“新能源革命”,试图用新能源来替代传统化石能源,但这种“能源转型热”在很大程度上主要为政治因素所驱动。
政治力,有时候更具有驱动力。
现实上,对于能源转型来说,世界的政治力超越了市场力和技术力,而从“幕后”直接走向“前台”,政府政策扶持成为新能源和可再生能源发展的主要推动力。
能源问题看似是经济问题,但其实也是政治问题。
政治力量往往渲染能源安全和气候变化议题,这本身其实并没有问题,从人类社会“道德、伦理”角度来看,确实值得肯定。
那么,对于全球能源转型,政治力是否应该介入呢?
我个人认为,政治力量肯定要介入到能源转型,但是政治力的介入只不过是为人类社会的能源转型提供了一种压力和紧迫性而已。
或者说,政治力的介入有利于强化人类社会和国际社会应该加快发展新能源的良好意愿和共识,进而形成一种强大的舆论氛围。
政治一旦介入,便存在政治正确问题。
在当今世界,在某些西方国家,政府尤其是某些政府领导人已经陷入到能源革命或能源转型的“神话”或“宗教”陷阱之中。
在欧洲,作为一个政治人物,呢是否提出能源转型或者是否主张发展低碳经济已经成为一个政治问题,能源问题已经演变成为敏感的政治议题或是否“政治正确”的问题。
从个人观点上,我非常反对将政治力与能源问题过度结合在一起。
世界各国的政治力量之所以如此热衷于发展新能源,我们当然可以找出诸多的理由,如确保国家能源安全需要、化石能源排放太多而导致地球气候变化、国家可持续发展需要新能源、化石能源已经逐渐枯竭、石油峰值即将来临等等。
但是,上述这些考虑或观点在很大程度上还缺乏理性的思维,往往都带有较为强烈的“主观”色彩,甚至还是一种非理性的“臆断”而已。
在我看来,美国政府提出“能源独立”战略,日本政府提出“摆脱石油”目标,欧洲提出“放弃化石能源”政策,这些政策宣示在很大程度上可以理解为是“政治口号”而不是经济和社会发展目标。
能源转型和低碳经济能否如期实现,归根结底不是政治问题,而还是技术问题和经济问题,尤其是市场和技术力量能否真正推动这些目标的实现。
人类社会确实需要摆脱对化石能源的依赖,以应对全球气候变化给人类带来的各种挑战,这是我们必须高度重视的大方向。
从政治、安全和道德层面来看,上述逻辑思维绝对值得称颂和肯定,为了应对全球气候变化,人类需要摆脱化石能源,需要实现温室气体“净零”排放的美好目标。
但是,理想和美好的目标,未必就是现实可行的目标,尤其不能依靠政治力量来实现目标,政治家的“纸上谈兵”其实没有实际意义。
2.市场力和技术力是能源转型的真正驱动力
政治力固然不容忽视,但是市场力和技术力才是真正驱动力。
政治力量只有在一种能源快要替代另一种能源之时,提供一种帮助和支持作用,本质上还是要依靠市场和技术创新力量的“借势推力”而已。
我们可以大胆想象,未来能源转型的推动力依然是市场力量和技术力量,而绝对不应该是政治力量,政治主张难以成为真正意义上的推动力。
在本人看来,新能源体系是否能够建立,绝对不会由政府或学者如何鼓吹化石能源枯竭、全球能源安全、气候变化或人类可持续发展等等所决定。
新能源体系的建立,取决于是否出现一种或几种在资源潜力、技术创新、供应能力、使用效能和价格水平等综合指标上能够超越传统化石能源的新能源,取决于新能源体系是否具有市场价值和技术经济的可行性。
本人认为,化石能源是否真正到了发展的“晚期”,目前仍然还是一个未知数。
俄罗斯与乌克兰之间的冲突导致整个欧洲爆发了能源危机,迫使部分欧洲国家重新启用煤炭或核电等措施,足以让我们清醒,化石能源不可能很快寿终尽寝。
目前,在欧洲和美国,化石能源价格暴涨,有人由开始重新审视化石能源,认为化石能源或将持续保持主导能源地位,能源转型将被迫推迟或延缓,甚至可能失败。
当然,上述论调不可能成为主流,我也不赞同这种论调。
暂时发生的现象,并不代表长期的趋势。
我们应该充分认识到,化石能源价格持续上涨或持续下降,并非意味着化石能源的寿命多长或多短,而且价格涨跌其实均具有十分明显的“双重”作用。
一方面,化石能源价格涨或跌,可以促进或抑制新能源开发和能源节约。
另一方面,化石能源价格涨或跌,也可以促进或削弱化石能源自身的勘探与开发的投资动力,而投资有利于延长或缩短化石能源的生命周期。
中国能源结构:以煤为主、多样化发展,受自给率约束。
中国能源消费中,煤炭消费占比64%,石油消费占比18%,天然气消费占比6%,可再生能源消费占比约为12%。其中非化石能源消费比重达到13.3%,比提高1.3个百分点,化石能源费占比86.7%。
化石能源具体包括石油、天然气、煤炭,由于我国的资源禀赋一直是“富煤缺油少气”,因此我国化石能源大幅偏重于煤炭。化石能源份额中国与全球平均水平相当为85%,美国略低为84%,日本较高为88%,欧盟较低仅为75%。
中国能源结构调整目标
2014年底,国务院颁布的《能源发展战略行动计划2014-2020》指出,我国优化能源结构的路径是:
降低煤炭消费比重,提高天然气消费比重,大力发展风电、太阳能、地热能等可再生能源,安全发展核电。到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%;天然气比重达到10%以上;煤炭消费比重控制在62%以内;石油比重为剩下的13%。
到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。
1979~2004年中国能源消费弹性系数为0.490,但不同时期波动较大,1981~1985年为0.461,1986~1990年为0.658,1991~1995年为0.488,1996~2000年为-0.016,2001~2004年为1.23。从某种意义上说,近几年中国经济增长是靠增加能源消耗取得的,特别是高耗能产业的发展使能源消费量急剧增加。
从能源资源和生产供应情况看,中国能源消费增长不可能超前和同步于经济增长。在实现到2020年国内生产总值比2000年“翻两番”的宏伟目标中,中国能源领域再次面临“以能源翻一番确保经济产值翻两番”的严峻任务,即2001~2020年能源消费弹性系数将维持在0.5左右,但随着工业化进程的推进及节能工作的大力开展,预计中国的能源消费弹性系数“十五”期间为0.45,2010~2020年为0.4。
“十五”期间中国经济增长的年平均速度达到9.5%,这个速度高出“十五”计划确定的7%的增长速度。“十一五”期间,中国经济计划保持7.5%左右的增长速度。
依据能源消费弹性系数进行计算,中国“十一五”期间的能源消费增长速度将维持在3.375%的水平;如果设定2010~2020年的中国GDP平均增长速度在7%左右,则计算得出的2010~2020年期间中国能源消费的增长速度为2.8%。
推测可知,2010年中国能源需求将达到25.47亿吨标准煤,2020年中国能源需求将达到33.57亿吨标准煤,结合中国目前能源消费结构、发展趋势及国际能源消费结构演变的特点,我们可以推测出2010、2020年各种类型能源的需求量。
2003年中国一次能源消费中,煤炭占67.6%,石油占22.7%,天然气占2.7%,一次电力占7.0%。2004年中国一次能源消费中,煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然气、水电、核电、风能、太阳能等清洁能源总计所占比重上升到9.6%,其中天然气占2.6%,水电、核电占接近7.0%左右,风能、太阳能等可再生能源的消费量目前仅占很小的比例。
世界主要发达国家的能源消费结构则比较均衡,石油基本上是各国的主要能源,但其占能源消费总量的比例一般在30%~40%左右,比例高一些的国家在50%左右,低一些的国家在20%左右;煤炭在世界其他国家的能源消费总量中仅占到10%或20%左右,仅有产煤大国——澳大利亚的煤炭消费占能源消费总量的43.4%;相比中国天然气消费仅占能源消费总量的2.7%而言,其他国家的这一比例要高出很多,俄罗斯天然气消费占能源消费总量的比例高达54.4%,相对较少的韩国也占能源消费总量的11.4%,可见中国的天然气开发利用还存在较大差距;一次电力在能源消费总量中的比例法国为44%,加拿大为29.3%,其他国家一般在10%左右,相对较少的有澳大利亚占3.2%、意大利占5.5%,中国应该也属于比例较小的国家之一。
未来20年仍将是中国经济增长的关键时期,要保证能源需求,支撑经济持续、快速、健康增长,必须优化能源消费结构。目前中国能源结构优化战略为:逐步降低煤炭消费比例,加速发展天然气,积极发展水电、核电和可再生能源的利用。用20年的时间,初步形成结构多元化的局面,使优质能源的比例明显提高。能源结构的优化有助于提高能源利用效率,对能源需求总量影响很大。有研究表明,中国天然气的平均利用效率比煤炭高30%,石油利用效率比煤炭高23%;能源消费结构中煤炭的比重每下降1个百分点,相应的能源需求总量可降低2000万吨标准煤。
预计到2010年,煤炭占能源消费总量的比例为61.2%,石油占25.2%,天然气占5.3%,一次电力占8.3%。预计2010年中国能源消费总量为25.47亿吨标准煤,煤炭、石油、天然气和电力的消费量分别为15.59亿吨标准煤、6.42亿吨标准煤、1.35亿吨标准煤、2.11亿吨标准煤。
预计到2020年,煤炭占能源消费总量的比例为54%,石油占27%,天然气占9.8%,一次电力占9.2%。预计2020年中国能源消费总量为33.57亿吨标准煤,煤炭、石油、天然气和电力的消费量分别为18.13亿吨标准煤、9.06亿吨标准煤、3.29亿吨标准煤、3.09亿吨标准煤。
1.1、“碳中和”提升非化石能源占比,煤炭短期仍是支柱
我国是世界上最大的能源生产国与消费国,同时也是最大的碳排放国,根据英国石油公司 BP 数据,2019 年我国二氧化碳排放量为 98.26 亿吨,全球占比 28.8%,位列第一。对煤炭的大规模利用是我国碳排放的主要来源,从能源结构来看,2019 年我国一次能源消费中,煤炭消费占比为 57.7%。因此,为实现“2030 年碳达峰、2060年碳中和”的承诺,能源减排以及低碳转型势必会对能源结构进行重塑。
“碳中和”实现路径可分三阶段有序实施。根据全球能源互联网发展合作组织发布的《中国 2060 年前碳中和研究报告》,我国实现全 社会 碳中和可分为三个阶段:(1)尽早达峰阶段(2030 年前);(2)快速减排阶段(2030~2050 年);(3)全面中和阶段(2050~2060 年)。根据国网能源研究院发布的《中国能源发展展望 2020》报告,能源消费产生的碳排放于 2025 年前后达峰,2035 年后进入快速下降通道,2050年单位 GDP 二氧化碳排放量将比 2005 年下降 90%以上。
提升非化石能源占比是实现“碳中和”承诺的关键。从我国做出“3060 碳达峰、碳中和”目标以来,多项国家层面的政策文件均对非化石能源占比的提升做出要求:
根据总书记在气候雄心峰会上的承诺,我国 2030 年非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以上;根据国家发改委发布的《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》,2025 年非化石能源消费占比提高到20%左右,单位GDP能源消耗降低13.5%,单位GDP二氧化碳排放降低18%。
参考对于非化石能源消费占比、单位 GDP 能源消耗以及单位 GDP 碳排放量等已有的政策指引,我们对碳中和进程中的能源结构趋势进行预测。预计 2025、2030、 2050、2060 年四个关键时期,我国非化石能源消费占比可分别达到 20%、25%、60%、 80%;对应煤炭消费比重分别为 50%、45%、20%、6%。即在 2025 年煤炭消费占比降至总量的一半,在“碳达峰”之后的快速减排阶段,非化石能源会对煤炭加速替代。
煤炭需求或于 2030 年触及天花板,但短期内能源支柱地位不会动摇。根据国家统计局数据,2020 年全国能源消费总量为 49.8 亿吨标准煤,其中 56.8%为煤炭消费,约为 28.3 亿吨标准煤。在“碳中和”背景下,我们认为煤炭消费量或将呈先增后降趋势:短期内煤炭作为能源支柱仍有增长,但增速或持续放缓,预计于 2030 年前后伴随“碳达峰”而触及需求天花板,其后伴随风光电等非化石能源机组装机量的提升,火电占比下降,煤炭作为能源的消费量将持续下滑。短期来看(2035 年之前)根据国家发改委发布的“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要,煤炭仍起到能源兜底的作用。短期内,风光电等清洁能源仍面临消纳、储能的问题,尚无法稳定供应电 力,“富煤、贫油、少气”的能源结构也决定了在国家积极降低能源对外依赖的战略背景下,在保障国家能源的安全稳定供应方面,煤炭作为国内能源压舱石的地位短期内无法替代。
CCUS 技术的未来突破或可为煤炭赢得发展空间。CCUS 技术即二氧化碳捕集、利用与封存技术,可将二氧化碳从排放源中分离后捕集、直接加以利用或封存,以实现碳减排。通过 CCUS 技术可以将二氧化碳资源化,目前主要包括二氧化碳制塑料以及二氧化碳驱油等方向。目前该技术由于高昂成本仍不能实现产业化和经济化,在“碳中和”政策背景下,随着研发力度的加大以及产业投资的加入,CCUS 技术或可迎来实质性的突破,为煤炭能源的利用赢得发展空间。
1.2、 “碳中和”加速推进行业供给侧改革
供改政策持续深化,行业集中度加速提升。根据中煤协制定的煤炭行业“十四五”发展规划,化解过剩产能、淘汰落后产能仍是下一阶段推动行业转型升级的重点任务,到“十四五”末,全国煤矿数量将减少到 4000 处左右。具体来看,煤炭产能将更多的集中在大型煤企手中,行业集中度仍有提升空间,并且伴随小产能加速退出单矿产能规模将进一步提升。2020 年,全国煤矿数量约 4700 处;国内前 8 家大型企业原煤产量为 18.55 亿吨,以产量计算 CR8 为 47.6%;平均单矿产能为 110 万吨。
另一方面,产能将进一步向资源禀赋好、开采条件好的西部地区集中,不具备大规模资源赋存、开采效率较差的东部、中部地区将持续发力退出落后产能。2020 年西部地区产量占比为 59.7%,中部地区占比为 33.4%,其余地区占比为 6.9%,由此可见,在“碳中和”背景下,全国产能供给仍有优化调整的空间。
能源产业集群化趋势也在促进煤炭产能向优势地区集中。国家发改委在《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》文件中提到,将推动煤炭生产向资源富集地区集中,完善煤炭跨区域运输通道和集疏运体系,提高特高压输电通道利用率,建设一批多能互补的清洁能源基地。在“碳中和”背景下,能源产业集群化发展趋势将会加速,一方面集群化发展可有效发挥规模优势,充分提升能源生产及运输效率,同时可以高效地对能源碳排放进行集中控制,另一方面多能互补可有效保障能源供应的稳定性。
1.3、 “碳中和”助力龙头煤企突围
在“碳中和”压减煤炭消费占比的趋势下,我们认为动力煤价格中枢在长周期内或呈先升后降的趋势。2030 年之前,供给端收紧,需求端仍有增长,动力煤价受益紧平衡的供需基本面稳中有涨;2030 年之后,煤炭消费量开始下滑,对动力煤价格形成压制。
短期来看,供给收紧,龙头煤企受益定价优势。在 2030 年碳达峰前,煤炭需求仍有增长空间,而煤炭供给端在经历“十三五”供给侧改革之后产能增量受到政策约束,2018 年以来产量同比增速持续放缓,随着“十四五”加快推进中小产能退出,供给弹性相对难以释放,相比之下,需求增速或快于供给增速,因此会导致煤炭供需处于紧平衡状态。作为供给端的主要存量,龙头煤企的定价能力将得到提升,在优势煤价作用下获益。
长期来看,需求收缩,龙头煤企具备防御优势。在 2030 年碳达峰之后,由于非化石能源的加速替代作用,煤炭消费量或逐步下滑。需求端的持续收缩将会对煤价形成打压,势必会引起煤炭行业的竞争与变革。在这个阶段,龙头煤企通过资源禀赋,优质的开采条件,规模效应,以及高度机械化、智能化、信息化装备,所打造出的低成本优势将更能对冲煤价下行所带来的影响,从而保障盈利能力的稳定性和持续性。
2、 双焦行业:冶金刚需较难替代,碳中和或收紧供给
双焦之于钢铁短期较难替代。不同于动力煤消费可被清洁能源替代,炼焦煤与焦炭需求则与钢铁生产息息相关,焦炭作为还原剂仍是冶金刚需,较难通过其他技术工艺实现大范围替代。目前具备替代传统长流程炼钢潜力的技术工艺主要有短流程电炉钢和氢能炼钢技术,但均存在一定发展障碍,如电炉钢所需的废钢供应仍无法廉价获得,且电力成本较高经济性不足;氢能炼钢则面临氢气成本高昂,储氢较难等困境。长期来看,在“碳中和”政策背景下,传统炼钢的碳排放成本或将提升,而替代技术的突破降低成本或使传统炼钢失去成本优势,从而促使双焦需求下滑。但短期内,双焦在炼钢流程中仍较难替代。
“碳中和”背景下,钢材需求仍具备增长潜力。2016 年以来,钢铁行业不断深化供给侧改革,落后产能持续出清,供给端结构的到优化,伴随经济稳定增长,基建力度加大,国内粗钢及钢材产量重新进入持续增长通道。2020 年即使在新冠疫情冲击影响下,国内钢铁行业仍然实现了明显的产量正增长,钢铁消费量创下 历史 新高,全年新增钢铁消费高达 1 亿吨。“十四五”期间“两新一重”指引下新老基建共同发力,同时“碳中和”背景下特高压电网布局、风光电等清洁能源建设、新能源 汽车 普及等多方面贡献需求增长点,钢铁需求仍有增长潜力。虽然近期政策端提出控制钢产量以达到环保及减排的目的,但我们认为市场化原则应是主要手段,限产仅是手段而不是目的,控制钢产量应是长期目标,在需求具备增长潜力的基础上,对于产量的控制重心更多是在供给端过快增长以及产能结构优化调整等方面,高质量的供需匹配或是未来主要方向。
“碳中和”推动焦炭行业再度供改,供给收紧预期增强。2020 年焦炭行业去产能力度加大,多地政府出台相应政策,推进焦化环保改造规划任务按期完成,各主产地省份均加大了去产能力度,河北、山东、河南、江苏四省同比减产明显。2020 年全国焦炭累计产量为 4.71 亿吨,同比持平。根据 Mysteel 数据,2020 年或共计淘汰产能达 7600 万吨,实现产能净减少 2100 万吨左右,约占 2019 年总产能的 4%。“碳中和”背景下,政策对于新增产能的批复愈发严格。例如 2021 年 2 月内蒙古发布能耗“双控”规划,其中提到对新上焦炭项目实行能耗量等量或减量置换,不得突破现有能耗上限。可以预见,焦炭行业将面临存量减少、增量受限的供给格局,供给端收紧的预期增强。
紧供给格局铸就焦炭高盈利性。中长期来看,焦炭供给将处于收紧趋势,基本面利好焦价中枢上移。从 2020 年去产能过程中来看,焦炭价格在去产能收紧供给后快速上涨,焦企盈利性在供需改善过程中达到 历史 新高。“碳中和”背景下,焦化行业壁垒提升,将有利于巩固供给侧改革所带来的盈利改善。
焦煤集中度提升,或受益产业链价格传导。与动力煤供改逻辑同理,炼焦煤供给结构伴随去产能及产业整合也将得到优化,集中度得到提升。不同的是,炼焦煤由于其资源分布相对分散、产业链上下游联系紧密,主要呈区域性集中,主要为山西、安徽、贵州等地。由于焦炭价格中枢上移,在产业链价格传导作用下,焦煤价格或预期向好。
3、 投资建议:布局龙头,“剩”者为王
动力煤:短期煤炭需求仍处于增长阶段,“碳中和”背景下供给弹性难以释放,煤炭供需处于紧平衡状态,龙头煤企可在优势煤价作用下获益;长期来看,由于非化石能源加速替代,煤炭消费或逐步下滑,对煤价形成打压,龙头煤企通过资源禀赋,优质开采条件,规模效应,以及高度机械化、智能化、信息化装备,所打造出的低成本优势将更能对冲煤价下行所带来的影响,从而保障盈利能力的稳定性和持续性,中国神华、陕西煤业或将受益。另外,兖州煤业发展出海外扩张的独特路线,对澳洲煤炭资源的布局可助力其走出国内“碳中和”对煤炭的限制。
受益标的:中国神华、陕西煤业、兖州煤业
炼焦煤:“碳中和”将加速行业供给侧改革,炼焦煤由于其资源分布相对分散、产业链上下游联系紧密,主要呈区域性集中,主要为山西、安徽、河南、贵州等地。由于焦炭价格中枢上移,在产业链价格传导作用下,焦煤价格或预期向好。山西焦煤在山西国改深化背景下,有望凭借集团力量整合省内优质焦煤资源,进一步巩固焦煤龙头地位。盘江股份作为区域性龙头,在西南独立市场中的影响力将愈发凸显。
受益标的:山西焦煤、盘江股份
焦炭:“碳中和”背景下,焦炭存量减少、增量受限,供给将处于收紧趋势,行业壁垒提升,利好焦价中枢上移,将有利于巩固供改带来的盈利改善,存量中龙头焦企将具备更高盈利弹性。同时,龙头焦化企业在炼焦基础上积极延伸下游煤化工及精细化工产业,综合利用副产焦炉煤气发展氢能产业,顺应了“碳中和”背景下固碳减排以及清洁能源利用的趋势,可有效对冲焦化环节的碳排放,中国旭阳集团、美锦能源或将受益。另外,金能 科技 转型布局低碳低能耗的丙烷脱氢业务,开辟第二增长曲线,顺应“碳中和”趋势。 受益标的:金能 科技 、中国旭阳集团(H 股)、美锦能源。
4、 风险提示
非化石能源加速替代;
供给侧改革政策执行不及预期;
碳排放成本超预期;
1.数据差距有多大?主要是哪些行业造成的?
上述文章所指出的数据差距是基于2015年8月印刷的《中国能源统计年鉴2014》与2013年12月印刷的《中国能源统计年鉴2013》中的不同,在两本年鉴均出自国家统计局能源统计司,但在2012年的煤炭消费量前者为41.2亿吨,后者为35.3亿吨,两者相差5.9亿吨。
分行业来看,化学原料和化学制品制造业2012年的煤炭消费量被上调了8066万吨,其次为电力、热力及水生产、供应业和石油加工、炼焦和核燃料加工业和黑色金属冶炼和压延加工业,分别被上调了6817万吨、5388万吨和3808万吨。这四个行业的被上调的煤炭的数量占总调整量的40%左右。
2.为什么会出现这么大的数据差距?
我国的煤炭消费数据一直存在全国性的煤炭消费数据与各省煤炭消费数据的总和之间总存在一定的差异,2012年这种误差达到相差8.4亿吨。这种巨大的误差既有地方统计重复或高估的因素,又有全国统计低估的因素,难以准确区分。
这种巨大差异的背后原因是中国煤炭消费统计体系的不完善,如果这种统计体系问题持续存在,给政策研究和决策带来很大的困扰,也会导致中国政府在出台和落实控制煤炭消费政策时有所顾虑。
3.新的统计数据是否意味着中国煤炭消费在“十一五”期间增长停滞甚至下降的说法并不成立?
统计数据的调整并不改变对煤炭颓势的判断。《中国能源统计年鉴2014》中修订了2000年以后中国的能源和煤炭消费等数据。但此次对历史数据的修订并不影响中国煤炭消费增速正在逐渐放缓甚至出现负增长的趋势。即使按照修正后的数据来计算,在2007至2011的五年中,中国的煤炭消费年均增速达到7.6%,而2012至2013年,中国的煤炭消费年均增速下降到4.5%左右。
2015年2月发布的2014年国民经济和社会发展统计公报提出:经初步核算,2014年煤炭消费量同比下降了2.9%,以及根据行业快报,2015年电力、冶金、化工、建材等主要耗煤产业在前三季度的煤炭消费量均出现了同比负增长,中国2015年的煤炭消费量在“十二五”的最后两年不会有大幅的增长。
4.这会推翻对于煤炭未来的发展趋势和空间的判断吗?
此次对能源数据的修正有可能进一步压缩了未来中国的煤炭消费增长空间。中国政府在2014年6月发布的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》中提出2020年中国的能源消费总量控制在48亿吨标煤,煤炭占能源消费的比重占到62%以内,消费量控制在42亿吨左右原煤;在2020年前,中国的煤炭消费占能源消费比重要降低5.4%。近期有国际组织美国自然资源保护协会呼吁2020年的中国煤炭消费占比应该进一步下降到58%,这意味着2020年中国的煤炭消费量需要控制在39亿吨左右,中国的煤炭消费量在未来的五年已经没有进一步的上涨空间,甚至要减少2至3亿吨的煤炭消费。
2013年中国消费了27.5亿吨标准煤的煤炭,而同期世界一共消费了54.7亿吨标准煤的煤炭,也就是说中国一个国家就消费了世界一半的煤炭,相当于世界其他国家的总和。
中国煤炭工业协会副会长姜智敏在中国中长期煤炭供需形势分析时预计,未来一个时期煤炭消费增速将保持在3%左右,到2020年,煤炭在我国一次能源消费结构中的比重仍占60%左右,全国煤炭需求总量将在48亿吨左右。