第二节 世界能源转型趋势与特征

一 当前能源消费态势

当前，世界经济处于深度调整期，全球经济低速增长带动能源需求增速放缓，尤其是化石能源呈现出供给充足而需求乏力的局面，越来越多的国家将能源发展重心转向清洁能源，可再生能源发展速度加快，能源消费结构进一步优化。

（一）能源消费结构多元化发展

从能源消费增速来看，2015年，世界一次能源消费仅增长了1.0%，低于十年间平均水平的1.9%，这是自1998年以来的最低增速（除金融危机时期以外）。煤炭消费的增长率呈现负增长，创历史新低。除石油和核能以外，其他所有能源消费增长都低于过去十年的平均增速。用于发电的可再生能源持续稳健增长，增速达到15.2%，稍低于其十年平均水平的15.9%，但增量创历史新高。

从能源消费结构来看，20世纪60年代以来，石油逐步完成对煤炭的替代，成为第一大能源，石油占比大幅度提高，煤炭占比大幅下降，天然气占比逐年提升。70—90年代，以1973年第一次石油危机爆发为节点，石油占比从高位大幅回落，并持续下降，但一直保持主导地位的煤炭占比却呈小幅波动，基本维持在固定范围，而此时天然气得到了快速发展，占比稳步提升。与此同时，人们开始寻找新的替代能源——核能，核电占比大幅提升，从1975年的1.4%上升到1995年的6.1%。进入21世纪，煤炭消费崛起（主要是中国因素），石油消费占比下降较多，天然气占比维持稳定水平，由于核事故及核技术被少数国家所掌握，核能占比小幅下降，可再生能源逐步登上历史舞台，占比稳步提升。目前，全球形成了相对均衡的化石能源消费结构，煤炭、石油与由天然气、核能、水电和可再生能源组成的清洁能源已形成了“三足鼎立”的格局，三分能源消费份额，2015年占比分别为29.2%、32.9%和37.8%（见图1-3）。

图1-3 世界能源消费结构变化
资料来源：《BP世界能源统计年鉴》（2016）。

在当今世界的能源结构中，石油、煤炭和天然气牢牢占据前三名的位置。但从演进趋势来看，随着能源需求的不断变化，全球能源结构也将发生重大调整，呈现多元化发展，总体趋势可以概括为低碳化和可再生化。为应对能源安全挑战以及气候变化，重塑能源格局是世界发展大趋势。各国均在设法提高能源效率，控制和减少碳排放，从而提升国家竞争力。美国在全球范围内主打“技术领先战略”，欧盟主打“低碳战略”，已经持续了二三十年。综观世界各国，经济发展从中等收入国家跨入高收入国家无一例外地要求以优质能源供应作为保障。以煤为主的能源结构可以支撑我国进行快速的工业化和城镇化，但难以支撑我国成功跨越“中等收入陷阱”，顺利进入后工业化时代，因此，不断优化能源结构是国家发展的根本途径。

（二）能源消费格局分异明显

能源消费始终是伴随着经济的发展，能源消费大国主要是发达经济体或是人口大国，一次能源消费总量位居前五的国家分别为中国、美国、印度、俄罗斯和日本（如表1-1）。能源消费呈现不同的增长模式，发达国家增长速度明显低于发展中国家。当前中国的经济正在进入新常态且正在经历着巨大的结构转型，虽然仍保持其世界最大能源消费国、生产国和净进口国的地位，但能源消费增速有所放缓，2011年之后更是快速下降，2015年增幅为1.5%，仍远远超过美国的0.9%。这主要是由于中国正处于快速工业化和城镇化的发展阶段，使得中国成为世界上连续15年一次能源消费增量最多的国家。除了欧洲及欧亚大陆以外，所有地区的能源消费增长都低于10年间平均水平，但新兴经济体占全球能源消费增长的97%。俄罗斯和日本的一次能源消费大幅度下降。

表1-1 世界主要国家一次能源消费量

从能源消费的区域格局来看（见图1-4），能源消费结构趋向优质化，但地区差异仍然很大。亚太地区在煤炭、石油和水电消费上领先，而欧洲及欧亚大陆则在天然气、核能和可再生能源消费上领先。亚太地区主导全球煤炭消费，2015年占全球能源消费的72.9%。天然气是唯一一种在任何区域消费占比都未超过全球消费总量30%的燃料，这也说明各个地区都在积极推动天然气消费，是实施能源转型的主要目标。中东能源结构最单一，石油和天然气占总能源消费的98%。可以看出，发达国家的经济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，能源消费向高效、清洁、可持续的能源种类发展。

图1-4 2015年分区域的能源消费量
资料来源：《BP世界能源统计年鉴》（2016）。

能源消费重心正在发生转移。能源领域的长期传统格局开始改变，全球能源需求的重心正在向新兴经济体转移。“供给西进”和“需求东移”是当今全球能源的主导路径。在供给端，随着页岩油气、油砂、重油等新技术的大规模应用，以美国为代表的非常规油气产地逐步替代中东、俄罗斯等传统油气产地将成为可能。在需求端，美欧发达国家的工业化进程已经逐步走出了依靠能源消耗换取经济发展的阶段，对能源的新增需求显著减少，转而在能源利用效率的提升和优质能源的替代领域开启了能源革命。与此同时，中国、印度等新兴市场对于能源的需求正在与日俱增，从目前来看，这两个国家的能源消费数量多但质量不高，煤炭消费占一次能源消费总量的一半以上（如图1-5），在未来的新增能源需求中应逐步转向清洁能源，从而实现能源转型。美国和俄罗斯以油气为主的能源结构就是中国下一步能源结构调整的目标。

图1-5 部分国家一次能源消费结构
资料来源：《BP世界能源统计年鉴》（2016）。

二 未来能源消费趋势

世界政治经济格局的变化、金融危机和绿色能源革命，是影响能源未来走势和结构变化的三大主要因素。随着全球化、现代化和信息化趋势的不断发展，世界各国都在力求使能源利用、经济增长、环境保护与社会和谐协调一致地发展，能源消费结构将发生深刻调整，主要体现为化石能源消费内部结构的调整以及化石能源与非化石能源结构的调整。据英国石油公司发布的《BP世界能源展望》预测，化石能源仍是为世界经济提供动力的主导能源，约占预计能源增加量的60%，以及约占2035年能源供应总量的近80%，但内部结构将会发生显著变化，煤炭增长将急剧放缓（年均0.5%），到2035年煤炭将在一次能源的比重达到有史以来的最低点，而天然气是增长最快的化石能源，将取代煤炭成为第二大燃料。在非化石能源中，可再生能源（包括生物燃料）迅速增长（年均6.6%），导致其在一次能源中的占比将从2015年的大约3%上升至2035年的9%（如图1-6）。

图1-6 一次能源结构变动趋势预测
资料来源：《BP世界能源展望》（2016）。

当前，全球正在兴起一股“绿色”浪潮，人们越来越认识到社会、环境、能源资源和经济发展的协调性与整体性是可持续发展的关键。绿色发展要求我们减少经济增长对资源的消耗，更多地依靠资源循环来发展经济，建设“减量化、再利用、资源化”的经济体系。加快转变经济和能源发展方式，从单纯追求增长速度，转向追求经济发展、社会和谐、生态良好的综合目标。因此，绿色能源将成为未来能源发展的主基调，未来二十年，新能源与可再生能源的比重将提高8%（如图1-7）。大规模地开发利用可再生能源，鼓励可再生能源进入能源市场，已成为世界各国能源战略的重要组成部分。发达国家纷纷制定“绿色能源计划”和“绿色能源新政”，给予新能源和可再生能源前所未有的政策支持。作为这轮绿色能源的先行者，美国通过立法的形式确立了能源绿色发展国家战略，保持领先的绿色能源生产水平。欧盟于2007年制定了应对能源和气候变化问题的目标，到2020年，欧盟国家实现“三个20%”，即可再生能源占能源消费总量的比重提高到20%，温室气体排放减少20%，能源利用效率提高20%。2016年底，欧委会通过的“欧洲人的清洁能源”新战略展望提出，2030年前绿色能源份额将增长至50%。这充分体现了欧盟国家进行绿色能源革命的决心和信心。

图1-7 世界化石能源和非化石能源结构变动
资料来源：根据《BP世界能源展望》（2016）提供数据计算得出。

中国作为世界上最大的能源消费国，在过去20年中成为全球能源需求增长的主要来源。但由于中国正在向更可持续的发展路径进行调整，能源需求将发生改变（如表1-2）。第一是增速的改变。中国的能源需求预计在2035年的展望期内将以不到年均2%的速度增长，远慢于2000年以来8%的年均增长率。中国能源需求放缓不仅是由于经济增速处于换挡期，也部分地反映了能源效率的改善，以及经济增长模式的改变。在经济增长新动能的驱动下，中国的经济增长将减少对高能源密集度的工业部门的依赖，最终实现经济增长与能源消费的强脱钩。第二是结构的改变。由于经济结构转型升级以及环境和气候政策推动，中国将减少对煤炭的依赖，从而降低煤炭对于支持经济增长的重要性。据《BP世界能源展望》（2016）预测，未来二十年中国煤炭消费将仅以年均0.2%的速度增长，并且煤炭在一次能源中的比重将从2015年的约2/3下降至2035年的50%以下。非化石能源和天然气的消费都将快速提高，它们在能源结构中的合计比重将从目前的17.8%上升至2035年的大约1/3。

表1-2 2035年中国能源消费预测

续表

作为绿色能源主要倡导者和推动者的欧、美、日等发达国家，已经完成了能源结构的前两个转变，即煤炭时代向油气时代的转变，以及电力系统的大规模发展。而对于正处于工业化、城镇化快速发展阶段的中国来说，未来需要同时面临能源结构的三重转变，即化石能源革命、电力革命和绿色革命。逐步控制化石能源的大规模扩展、大力发展可再生能源是中国实现碳减排目标的必然选择，中国政府不遗余力地向这一方向迈进。《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》提出“绿色低碳”的发展战略，2030年非化石能源占比将提高到20%左右。2014年，中国和丹麦可再生能源发展项目发布的《中国可再生能源发展路线图2050》为中国可再生能源明确规划了发展路线，并提出2050年风电、太阳能发电有望主宰电力系统，可再生能源发电占比将达到86%。

三 世界能源转型轨迹

世界能源转型已进入加速期，随着气候变化压力的加大，能源结构调整势在必行，非化石能源发展成为趋势。国际能源署（IEA）发布的《2016年世界能源投资展望》报告中明确指出，可再生能源发电的增量已经超过了世界电力需求的增量。也就是说，世界新增电力的需求已被可再生能源发电的增量满足。全球可再生能源发展速度并没有明显减缓，逐步替代传统常规高碳能源发电的进程不可避免。纵观能源演进的历程，能源转型是由技术创新和技术进步推动的，也是与工业革命同步推进的。第一次工业革命（工业1.0）进入煤炭时代，第二次工业革命（工业2.0）进入石油时代，第三次工业革命（工业3.0）迎来天然气时代，第四次工业革命（工业4.0）将以发展新能源和可再生能源作为核心任务，促进新能源经济的发展将成为未来世界各国竞争的重点。

（一）转型特征

1.能源结构由高碳向低碳方向发展

在能源发展过程中，人类一直在不断寻找更多种类的能源，但不同发展阶段的主导能源有所不同。随着需求的变化和技术的发展，主导能源不断升级，总体是朝着更加低碳的方向发展。从薪柴到煤炭、石油、天然气，再到水能、核能、风能、太阳能以及其他清洁能源的发展过程，就是逐步减少碳排放甚至是无碳化的过程。也可以看作是从低密度能源向高密度能源转型的过程。化石能源碳排放强度高，人类持续上百年的开发利用已经排放了大量二氧化碳，对全球气候变化产生了深远影响，同时碳基能源资源的有限性开始显现。要减缓气候变化、实现人类社会可持续发展，必须降低能源结构中化石能源比重、提高清洁能源比重。现在，全球拥有丰富的太阳能和风能资源，大规模开发利用的潜力巨大，将成为未来最重要的清洁能源。在能源新技术和“绿色新政”的驱动下，新能源产业将引领世界经济发展方向，并带动人类社会新的变革。

2.能源利用由低效向高效方向发展

随着能源种类的演进，人们对于能源利用技术的革新也在不断升级，使得能源利用从低效的直接燃烧向高效的终端电能利用发展。提高能源开发利用效率的关键在于技术创新，能源工业未来的方向将从能源资源型走向能源科技型。电能是清洁、高效、便捷的二次能源，电能的终端利用效率远高于化石能源直接利用的效率，电动机效率可以超过90%。一次能源都可以转化为电能，通过电网进行优化配置和利用，终端能源消费都可用电能替代。因此，未来能源利用效率将主要取决于作为一次能源的风电、太阳能发电、水电的开发转化效率，大规模开发清洁能源并转化为电力，全球能源利用效率将获得极大的提升。当前，通过信息与通信技术对能源系统的渗透，实现能源生产和消费的智能化，可以减少浪费，提高整体系统效率。

3.能源配置由集中化向共享式发展

传统能源发展强调的是规模经济，规模越大，单位成本越低。随着新能源技术和能源系统数字化的发展，包括微电网在内的新能源分布式就地利用、就地分享的模式发展迅猛。能源配置逐步从点对点输送向物流网、管网方向发展，呈现强烈的网络化趋势。未来，在以清洁能源为主导、以电能为中心的能源发展模式下，将形成以电网为主要载体的能源全球配置新格局。面对世界能源发展新趋势，中国提出了构建全球能源互联网的倡议，增进南南合作、南北合作，推进能源与信息、材料、生物等领域新技术深度融合，实现清洁能源大规模开发、大范围配置和高效率利用。

（二）三个消费峰值

不同的能源结构反映了各个国家的工业发展水平及社会文明状态。全球三大经济体的能源演进特征可以反映出能源转型的区域差异。当前，世界能源转型呈现出“三个消费峰值”的特征。

——中国煤炭消费峰值。中国是以煤为主的典型的高碳能源结构，因此世界煤炭消费比重与中国煤炭消费走势息息相关。中国煤炭消费在2013年达到峰值，使得石油在世界能源消费结构中得以继续保持主导地位，对于推动世界能源转型具有重大意义。

——美国石油消费峰值。美国是世界第一石油消费大国，美国60%以上的石油消费在交通运输上，由于技术进步推动能源使用效率持续提高，因此在汽车数量增加的情形下，美国石油消费量在2006年到达峰值后开始出现下滑。体现出技术进步对能源转型的影响。

——欧洲天然气消费峰值。欧洲天然气消费在2010年到达峰值，有经济发展放缓的原因，而更重要的原因在于可再生能源的快速发展，低碳环保政策的推动，以及风能、太阳能发电成本大幅降低。体现出新能源替代效应对能源转型的影响。

（三）三种驱动模式

从主要国家能源转型的动因、目标和路径来看，主要呈现三种驱动模式。

美国模式：为减少对进口石油的依赖、确保能源安全、实现能源独立而推动的能源转型。在充分市场竞争的经济环境下，通过一系列政策进行新型燃料的科技研发，2005年“页岩气革命”效果显现，石油进口量开始回落，改善了美国的石油安全状况。可以说，美国的能源转型是技术引领的供给侧革命。

德国模式：以能源安全、负担得起的能源、与环境兼容的能源供应作为其能源转型的指南。德国社会和政府的低碳环保理念推动了可再生能源革命，政府政策以及能源消费成本快速增加的公众支持是德国模式的基础，促使德国走上坚定的弃核弃化石能源的道路。

日本模式：日本福岛核电事故后，社会主动节能导致电力消费持续下降，其积极寻求可再生能源发电来弥补关闭核电造成的电力短缺，属于灾变驱动消费侧转型。

以上模式都是从本国国情出发，在能源供给与需求不断产生矛盾，以及国际共识的影响下演化而来的。中国是世界最大的能源消费国和投资国，在未来全球能源转型格局中占有举足轻重的地位，也必将会出现适合自己的“中国模式”。2017年5月18日，中国成为全球第一个实现在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家，为天然气水合物资源的商业性开发利用奠定了基础。未来由中国引领的新一轮“天然气水合物革命”，将推动整个世界能源利用格局的改变。