電力成為現代能源安全的核心。可再生能源成本降低和數字技術進步為能源轉型帶來了巨大的機遇，同時也帶來了一些新型能源安全風險。儲能市場的設計、電動汽車與電網的雙向互動、數據隱私等問題都有可能使消費者面臨新的風險。電池儲能非常適合于提供印度電力行業所需的短期靈活性，可以幫助其將太陽能光伏在中午供電高峰期產生的電力儲存起來，用以滿足傍晚用電高峰期的電力需求。在既定政策情景中，隨著電池成本的大幅降低，到2040年印度將安裝約1.2億千瓦的儲能設備。

世界能源發展現狀與目標之間仍存在一系列巨大差距。包括：人人享有能源的倡議與仍存在近10億無電人口之間的差距；最新科學研究表明需要加大全球溫室氣體減排力度與數據顯示2018年能源相關的排放創下歷史新高之間的差距；可再生能源推動能源快速轉型的愿景與當前能源系統對化石能源的依賴程度仍居高不下這一現狀之間的差距；以及謀求充足穩定的石油供應與地緣政治局勢持續緊張和不確定性增加之間的差距。

能源決策者比以往任何時候都更需要以客觀事實為基礎，認真審視當前能源發展現狀和所做決策可能產生的影響。《World Energy Outlook》（《世界能源展望》）并不對未來發展進行預測，而是旨在通過一系列的情景分析，描繪未來全球能源發展的各種可能性，分析影響這些結果的作為（或不作為）以及能源系統不同環節之間的關聯等。

了解我們的情景

“當前政策情景”描繪世界繼續沿著當前的路徑發展，各國政府不對政策進行任何新的調整，全球能源將如何發展。在此情景中，2040年之前，全球能源需求年均增速為1.3%，進一步提高能效的努力并不能抑制能源需求的不斷增長。雖然這一增速遠低于2018年2.3%的增速，但這將導致能源相關排放持續上升，能源安全所涵蓋的各方面壓力也都將不斷增大。

相比之下，“既定政策情景”包含了當前已公布的政策取向和目標。該情景在以往版本中被稱為“新政策情景”，此次重新命名是為了強調該情景只考慮已經公布的具體政策舉措。其目的是為當前決策者的計劃樹立一面鏡子，并闡述其未來影響，而不是猜測這些政策取向在未來可能會發生何種調整。

在既定政策情景中，2040年之前，全球能源需求年均增速為1%。其中一半以上由低碳能源提供，光伏在其中的貢獻最大。同時，得益于液化天然氣貿易的增加，天然氣提供了未來三分之一的能源需求增量。2030年至2040年，石油需求會趨于平穩，而煤炭需求量則將有所下降。以電力為代表的一些能源子部門將經歷快速變革。一些國家，特別是那些要實現“凈零”排放的國家，在重塑其能源供應和消費的各個環節都做了大量工作。然而，清潔能源技術發展不足以抵消全球經濟發展和人口增長造成的能源環境影響。雖然排放增長放緩，但2040年之前仍然無法達峰，世界遠不能實現共同的可持續發展目標。

“可持續發展情景”為全面實現可持續能源目標指明了一條道路，提出對能源系統各個環節進行迅速而廣泛的變革。該情景描繪了一條完全符合《巴黎協定》的能源發展路徑，將全球氣溫上升控制在“2攝氏度以內……努力將（氣溫上升）限制在1.5攝氏度”，并實現能源可及性、清潔空氣等相關的目標。全球能源需求的多樣性意味著沒有簡單或單一的解決方案。本研究表明，多種能源和技術聯合發力，共同提供高效、經濟的能源服務，可以實現大幅減排。

圖：世界一次能源需求以及能源相關二氧化碳排放量，按情景劃分

能源安全仍然至關重要，石油依舊是焦點所在

快速發展的能源行業凸顯了對能源安全采取全面綜合、動態跟進思路的重要性。2019年9月發生在沙特阿拉伯的襲擊事件警示我們，傳統的能源安全風險并未消失。與此同時，從網絡安全到極端天氣等一系列新型能源安全風險也需要各國保持警惕。我們測算，2018年全球能源消費增長的近五分之一是由于更加炎熱的夏季推高了對制冷的需求和寒流導致了更高的采暖需求所致。

美國頁巖油氣產量長期保持在較高水平，重塑了全球能源市場、貿易流向和能源安全形勢。在經歷了前幾年的高速增長后，目前美國的油氣產量增速有所放緩，但基于最新官方資源量估算數據的測算表明，在既定政策情景中，當前到2030年，美國石油產量增量將占到全球石油產量增量的85%，其天然氣產量增量占全球天然氣產量增量的30%。美國作為油氣出口國的地位進一步鞏固。2025年，美國頁巖油氣總產量將會超過俄羅斯的油氣總產量。

美國石油產量增加將降低歐佩克國家和俄羅斯在全球石油供應中的份額。后兩者的占比將會從2005年前后的55%下降到2030年的47%，全球石油供應更加多元，這意味著單一組織控制國際石油市場將更加困難。部分主要生產國在油氣收入方面面臨較大壓力，進一步凸顯了這些國家努力實現經濟多樣化的重要性。

無論全球能源如何發展，世界仍然嚴重依賴中東的石油供應。到目前為止，中東地區仍然是國際石油市場最大的凈供應者，也是液化天然氣的重要出口地區。這意味著，作為世界上最繁忙貿易通道之一的霍爾木茲海峽，仍然是全球能源貿易重要運輸大動脈，特別是對中國、印度、日本和韓國等嚴重依賴進口油氣的亞洲國家而言。在既定政策情景中，2040年，在印度進口需求翻番帶動下，80%的國際石油貿易目的地在亞洲。

電力成為現代能源安全的核心

可再生能源成本降低和數字技術進步為能源轉型帶來了巨大的機遇，同時也帶來了一些新型能源安全風險。在既定政策情景中，風能和太陽能光伏占當前到2040年全球新增發電量的一半以上；在可持續發展情景中，幾乎所有新增發電均來自風能和太陽能光伏。政策制定者和監管者必須迅速采取行動，以跟上技術變革的步伐并滿足電力系統靈活運行的需求。儲能市場的設計、電動汽車與電網的雙向互動、數據隱私等問題都有可能使消費者面臨新的風險。

圖：由于需求、風能和太陽能的變化，電力系統需要按小時作出的調整

非洲能源消費區的崛起

非洲是2019版《World Energy Outlook》的特別關注地區，其對全球能源發展趨勢的影響越來越大。在既定政策情景中，從現在到2040年，非洲石油需求增長幅度會大于中國，同時受近年來該地區一系列重大氣田的發現等因素影響，其天然氣需求量也將大幅增長。對非洲而言，最大的變量是未來其太陽能光伏的增長速度。作為太陽能資源最豐富的大陸，目前為止，其太陽能光伏發電裝機僅為500萬千瓦左右，不到全球總裝機的1%。非洲大陸尚有6億人口未能用上電，太陽能光伏可以為其中許多人提供最便宜的電力。

到2040年，非洲將增加5億多城市人口。遠高于1990年至2010年間中國城市人口的增長速度，在此期間，中國鋼鐵和水泥等材料的需求量迅猛增加。非洲的基礎設施建設并未走上同樣的發展道路，但城市化趨勢對其能源需求的影響將是深遠的。非洲最熱地區人口的預期增長，使得到2040年，將有多達5億的新增人口需要使用空調或其他制冷設施。我們對非洲的分析突出表明，發展中城市的規劃、設計和管理，建筑材料的使用，及其居民交通方式的選擇等，都是影響全球能源需求展望的關鍵因素。

迫切需要充分利用全球“第一能源”

全球能源效率改善進展緩慢，令人深感擔憂。在供暖、制冷、照明、出行和其他能源需求不斷增加的背景下，全球能源強度（單位產值所消耗的能源量）的下降速度正在放緩。2018年，全球能源強度降低了1.2%，約為2010年以來平均水平的一半。這一結果從側面反映出新的能效政策和已有能效措施的強化工作相對弱化。

加速提高能效是使世界邁向可持續發展情景最重要的決定性因素。充分利用所有經濟可行的能效提升技術和方法，每年可使全球能源強度降低3%以上。包括努力提高鋼鐵、鋁、水泥和塑料等材料的高效設計、使用和回收。提高“材料效率”足以降低這些行業排放量的增長。同時也包括使用數字化、智能化的創新工具，如將電力需求調整到一天當中成本更低、排放強度更低的時段，降低消費者的電費支出，維護電力系統平衡，同時也有助于減少排放。

圖：最終能源消費量變化，按部門劃分2000~2018年，按情景劃分到2040年

主體能源品種競爭結果仍有待觀察

煤炭、天然氣和可再生能源三者正在爭奪在亞洲快速增長經濟體中電力和熱力部門的份額。煤炭是大多數亞洲發展中國家目前使用的主要能源，雖然新建燃煤基礎設施的投資急劇放緩，但大量的存量燃煤電廠和以煤炭為主要能源的工廠（以及全球在建的1.7億千瓦燃煤項目），在既定政策情景中會讓煤炭保持較大份額。在以中國和印度為代表的國家中，可再生能源是煤炭在電力行業的主要挑戰者。亞洲發展中國家占到全球可再生能源發電量增長的一半以上。

工業天然氣需求和中國居民天然氣需求的持續快速增長，激發了全球范圍內對新建液化天然氣供應和天然氣管網的投資浪潮。在我們的展望中，亞洲天然氣消費增長的70%需要依靠進口來滿足（主要是液化天然氣），但這一地區對天然氣價格較為敏感，未來其競爭力仍然存在不確定性。

在既定政策情景中，2025年之后全球石油需求增長會明顯放緩，2030年至2040年石油需求將趨于平穩。未來一段時期，長途貨運、水運、航空以及石化行業對石油的需求將繼續增長。但由于燃油經濟性提高和燃料替代（主要由電能替代），乘用車石油需求在2030年前達到峰值。電池成本降低是其主要推動因素。在部分主要市場上，按購買和使用綜合成本計算，電動汽車很快可以與傳統燃油汽車實現成本競爭。

消費者對運動型實用汽車（SUV）的偏好會抵消電動汽車帶來的替代效果。消費者對更大、更重汽車（SUV）日益增長的需求，已經造成了全球石油消費的額外增長。SUV更難完全實現電動化，同時傳統SUV每公里油耗比中型車高出25%。如果SUV的占比繼續按照近期的趨勢增加，2040年全球石油需求將會在我們預測基礎上再增加200萬桶/天。

不論全球能源需求總量增速如何，電力需求都以更快的速度增長

電力是現代經濟的核心，在既定政策情景中，電力需求的增長速度是能源需求總量增速的兩倍多。在既定政策情景中，工業（特別是中國的工業）是電力需求增長最主要部門，其次是家用電器、制冷設備和電動汽車。在可持續發展情景中，電力是除了可再生能源直接利用和氫能外，2040年需求還在不斷增長的少數能源之一，其增長主要來自電動汽車。到2040年，電力在終端能源需求中占比將超過石油，而目前其占比不到石油的一半。

在既定政策情景中，太陽能光伏成為全球電力裝機中占比最大的發電類型。2025年左右，可再生能源在發電結構中占比將超過煤炭，這主要得益于風能和太陽能光伏發電的持續增加。到2040年，低碳能源在總發電量中占比將會超過一半。風能和太陽能光伏發電增速最為搶眼，但水力發電（2040年占總發電量的15%）和核能發電（占8%）仍占據主要份額。

電池成本影響重大

電池成本下降的速度是影響電力市場和電動汽車發展的一個關鍵變量。在今年的《World Energy Outlook》中，印度是能源需求總量增長最多的國家。我們研究了低成本的電池儲能和太陽能光伏發電組合而成的高性價比方案如何在未來幾十年重塑印度電力結構。電池儲能非常適合于提供印度電力行業所需的短期靈活性，可以幫助其將太陽能光伏在中午供電高峰期產生的電力儲存起來，用以滿足傍晚用電高峰期的電力需求。在既定政策情景中，隨著電池成本的大幅降低，到2040年印度將安裝約1.2億千瓦的儲能設備。我們還研究了電池成本下降更快的情景，當規模效應進一步凸顯或電池技術取得重大突破時，2040年電池成本可以再多降低40%。在此情景中，太陽能和電池儲能結合的發電站將是一個非常有吸引力的經濟和環境方案，將使印度大大削減對新建燃煤電廠的投資預算。

海上風電正在加速發展

在歐洲北海取得的海上風電成本降低和建設經驗正在開啟一種潛力巨大的可再生資源。海上風電資源開發潛力巨大，可以滿足數倍于當前的全球電力需求。盡管海上風電具有波動性，但由于其采用更大的風力機組，可以在遠離海岸的地方獲得更強更穩的風力，因此其運行小時數比太陽能光伏和陸上風電更高。此外，還有更多的新技術即將涌現，包括可以開辟新資源和新市場的浮動式風力發電機。

到2040年，海上風電項目越來越具有成本競爭力，有望吸引萬億美元投資。歐洲在海上風電領域取得的成功激發了中國、美國和其他國家的興趣。在可持續發展情景中，海上風電與陸上風電聯合發力，成為歐盟的主要發電來源，為歐洲電力行業的全面脫碳鋪平了道路。如果海上風電成為制氫的主要能源，其推廣速度甚至會更快。

直面歷史遺留問題

若要改變當前的全球排放趨勢，不僅要關注新的能源基礎設施，還要關注現有能源系統“鎖定效應”帶來的排放。這意味著要解決現有發電廠、工廠、貨船和其他資本密集型基礎設施的排放。盡管電力行業變化迅速，但在既定政策情景中，與電力相關的二氧化碳年排放量并未下降。一個重要的原因是，存量燃煤機組還有很長的服役期，而它們占當前能源相關排放總量30%的。

在過去的20年里，亞洲占全球新建燃煤發電裝機的90%，這些發電機組未來的服役期可能會很長。亞洲發展中經濟體現有燃煤機組平均只有12年的已運行年限。我們提出了三種可以減少存量燃煤電廠排放量的方案：一是增加二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）裝置，或對現有燃煤電廠進行耦合生物質發電技術改造；二是調整燃煤電廠定位，在降低運行小時數的同時，為電力系統提供可靠容量和靈活性；三是讓燃煤機組提前退役。在可持續發展情景中，20.8億千瓦存量燃煤機組中的大部分將采用上述三個方案中的某一個。

天然氣將如何發展？

天然氣管網是將能源輸送到消費者的重要通道，通常情況下其比電網輸送的能源更多，并且其輸送的能源品種不局限于天然氣，具有很好的靈活性。從能源安全的角度來看，并行的天然氣管網和電網可以成為互補。從能源轉型的角度來看，天然氣可以替代污染更嚴重的燃料，快速實現短期環境效益。從長遠來看，天然氣管網能否輸送真正的低碳或零碳能源，如低碳的氫能和生物甲烷，是一個更重要的議題。盡管氫能目前生產成本相對較高，但已經引起各界的關注。將其摻入天然氣管網提供了一種擴大供應和降低成本的新方案。我們對生物甲烷供應（利用有機廢物和殘渣進行生產）的可持續發展潛力進行的新評估表明，生物甲烷可以滿足目前約20%的天然氣需求。隨著對減少二氧化碳和甲烷排放的價值認識的提高，以上兩種方案的成本競爭力將進一步提高。

頁巖革命和太陽能光伏的發展表明，快速變革是可能，但發展方向和速度需要政策引導

十年前，幾乎沒人認為美國可以成為石油和天然氣凈出口國。然而，頁巖革命以及上游和中游超過1萬億美元的投資正在將其變成現實。頁巖革命的起點是20世紀70年代開始的一項由美國政府資助的研究和開發項目，之后政府繼續提供稅收優惠政策、市場改革措施和合作計劃，為私營企業自主創新發展，參與項目投資和快速降低成本提供了平臺。

如今，太陽能光伏和其他一些可再生能源技術（主要在電力行業）同樣正經歷著從最初的靠政策和財政支持轉向大規模商業開發。實現能源系統整體轉型需要在更廣泛的能源技術領域取得進展，包括能效、二氧化碳捕集利用和封存、氫能、核能和其他方面。同時，還需要所有相關行業采取行動，而不僅僅是電力行業。

既要滿足包括能源可及性在內的日益增長的能源需求，同時又要減少排放，是一項艱巨的任務，需要各界廣泛參與，但各國政府必須發揮引領作用。來自個人、民間組織、企業和投資者的倡議可以產生重大影響，但各國政府才是重塑能源體系、推動全球能源變革的最重要力量。只有政府能夠營造決定能源創新和投資的環境，只有政府能夠向業界傳遞關于能源行業未來發展道路的明確信號和清晰方向。