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DNV GL發布《能源轉型展望 2018-全球和區域預測2050》

來源:ERR能研君 ERR能研微訊


2018年9月,DNV GL發布《能源轉型展望 2018-全球和區域預測2050》。對報告的執行摘要進行了翻譯,分享給大家。

執行摘要


在接下來的三十年中,世界能源系統將變得更加清潔,更實惠,更可靠。了解這種能源轉型對企業,投資者和監管機構至關重要。

DNV GL能源轉型展望是什么?


戰略工具

該年度展望基于DNV GL獨立的世界能源系統模型,旨在幫助我們的客戶分析師和決策者以及全球能源供應鏈中其他利益相關者組織的人員開發未來的戰略選擇。

我們的客戶擁有并運營具有數十年有用壽命的資產,在此期間,世界能源系統將發生關鍵性變化。在現在和本世紀中葉之間的這種變化的邊緣,我們認為評估業務戰略并將現有計劃和投資決策與我們準備的基于模型的預測進行比較可能是有益的。

我們的研究結果表明,我們所服務的行業面臨著巨大的挑戰和機遇,我們將在三個“行業影響”補充中進一步探討這些挑戰:

——石油和天然氣

——海上

——電力供應和使用

由于這是一年度展望,因此需要不斷完善,旨在不斷提高其在自己的戰略預測中使用它的準確性和相關性。 因此,隨著我們整合新數據集并根據當代發展和改進的見解改進我們的模型,結果可能會逐年變化。


獨立觀點

DNV GL成立于150多年前,目的是保護生命、財產和環境。從那時起,我們在化石和可再生能源行業建立了穩固的基礎,就像所有其他行業一樣,我們的業務就是創造信任。 這一點,加上完全由基金會擁有,使我們能夠獨立和平衡地看待能源的未來。

作為一家公司,我們是100多個國家的全球領先的質量保證和風險管理服務提供商。 我們的兩個主要業務領域分別關注石油和天然氣,電力和可再生能源。然而,作為世界上最大的船級社,作為原油,液化天然氣(LNG)和煤炭的海運能源運輸也是我們的關鍵業務。 事實上,DNV GL約70%的業務與這種或那種形式的能源有關。

因此,本展望借鑒DNV GL在整個能源供應鏈中的廣泛參與經驗,涵蓋了復雜的海上基礎設施,陸上石油和天然氣設施、大型和小型風能、太陽能、儲能和能效項目、輸電和配電網,以及海運化石燃料貿易。

DNV GL是一個以知識為主導的組織,通常將5%的收入用于研究和創新。本展望的核心模型開發和研究由我們公司技術與研究部門的專職能源轉型展望團隊進行。該團隊依靠我們組織內約100名同事,以及我們在主要報告的開頭頁面中所承認的數十名外部專家。


我們最好的估計

我們從一開始就打算將DNV GL視為到2050年“能源最佳估計未來”的中心案例。這與基于情景的方法形成對比。 場景通常用于對比多種可能的未來; 例如,通過改變從當前能源混合轉變為可再生能源主導的速度。 在不斷增長的不同能源情景中,許多客戶非常簡單地問我們認為最可能的情況。 這是我們在這里提出的這個問題的答案。


前景如何衍生出來?


基于模型的

DNV GL設計了一個世界能源系統模型,包括全球能源需求和供應,以及十個世界區域內和之間的能源使用和交換。 其核心是一個系統動力學反饋模型,在Stella軟件中實現。 該模型整合了整個能源系統 - 從源頭到最終用途 - 并模擬其組件如何相互作用。

該模型包括能源的所有主要消費者(建筑物、工業、運輸和原料)以及所有能源供應(圖1)。 在幾個部門中,該模型使用基于成本訂單成本的算法來推動能源的選擇。因此,每種能源的成本隨時間的演變是至關重要的,并且考慮了學習曲線的影響。人口和經濟增長是該模型中能源系統需求方的兩個主要驅動因素。

說明我們未在模型中反映的內容也很重要。我們沒有明確的能源市場,需求和供應決定價格; 我們的方法集中在能源成本上,假設從長遠來看,價格將跟隨成本。 我們也沒有納入可能徹底改變能源需求或供應的政治不穩定或破壞性行動,接受構成“破壞”的東西是主觀的。例如,我們的EV吸收模型假設在達到成本平價時電動汽車(EV)的份額非??焖僭鲩L,并伴隨著S形增長。價格影響未來需求的反彈效應在我們的模型中得到了一定程度的覆蓋。

        模型輸入       


區域差異

我們發現,不僅要產生全球視野,還要探索區域能源轉型,包括區域間能源貿易關系,這是有意義的。這為任何像我們自己一樣在國際上運營的公司提供了必要的見解。

10個區域中的每個區域(圖2)中包含的國家通常具有一些能源特征。除了一個案例 - “經合組織太平洋”,其中包括日本、韓國、澳大利亞和新西蘭,地理連續性預示我們選擇的地區。


未來的經濟增長預測

未來國內生產總值(GDP)受人口和生產率增長的推動,是能源需求的關鍵驅動因素。

能源預測通常將全球人口作為出發點,他們的預測通常依賴于聯合國經濟和社會事務部每兩年出版的“世界人口前景”。

然而,聯合國因未充分考慮國家特定教育水平而受到批評; 這些數據與未來的生育率和死亡率趨勢相關。因此,我們更傾向于國際應用系統分析研究所(IIASA)在奧地利維特根斯坦人口和全球人力資本中心使用的方法,該方法特別考慮了城市化和教育水平上升與生育率下降的關系。

使用IIASA模型,但調整了撒哈拉以南非洲的教育更新和人口增長速度,這一點落后于其他地區的社會經濟發展,使我們在2050年的全球人口達到92億。 這比2017年聯合國中位數預測低約6%。 在敏感性測試中,我們還使用聯合國低人口和中位數人口預測來運行我們的展望。

隨著世界各地區的發展,它們首先進入一個主要經濟活動階段,如農業,然后是工業化階段,最后服務業占主導地位。 通過這些階段,生產力提高的潛力減弱。因此,雖然我們看到一個更加繁榮的未來星球,但所有地區的生產力增長都將放緩。人口增長放緩和生產率快速擴張的雙重影響意味著全球GDP的增長也將減速。

到本世紀中葉,即使是今天快速發展的新興經濟體也將經歷較慢的增長,因為它們的經濟逐漸脫離工業化并變得更加以服務為導向。

然而,到本世紀中葉,世界仍然有望超過其經濟規模。 我們自1980年以來經歷的約3%/年的歷史增長率預計將持續到2030年,之后在2050年降至約2%/年。

我們對全球GDP的預測與麥肯錫和普華永道最近的預測一致。 國際能源機構(IEA)和BP預測到2050年全球經濟發展將會更高,這也是他們預計能源使用量增長超過我們預測的原因之一。


學習曲線效果

“學習曲線”概念背后的前提是,由于與市場部署和持續研發相關的更多經驗,專業知識和工業效率,每增加一倍的裝機容量,技術成本就會降低一個固定的比例。

風能和太陽能光伏發電(PV)在過去二十年中顯示出顯著的成本降低和市場增長。 對于風能而言,歷史成本學習率為每翻倍18%,我們預計在預測期內這一比例將略微下降至16%。此外,至少在未來十年,我們會考慮對新產能進行重大但區域不均衡的公共部門補貼。 對于PV,學習率一直是18%,我們預計這將持續并降低新裝置的成本,接受隨著裝機容量增加,隨著時間的推移,倍增率將隨著成本的降低而減緩(圖3)。

值得注意的是,對于可變可再生能源占主導地位的系統,2040年后的幾個地區就是如此,存儲容量將至關重要。在我們的預測中,我們通過在可再生能源裝置開始占據主導地位時增加存儲成本來解釋這一點,這在幾個地區的2050年即將發生。

電池儲能的學習曲線預計至少與風能和太陽能相匹配; 在我們的模型中設置為17%。 因此,我們預計到2024年內燃機車輛(ICEV)和電池電動車輛(BEV)之間的車輛價格/性能平等。

在可預見的未來,電動汽車基礎設施以及風能和光伏發電的激勵措施將繼續 - 盡管正在穩步降低水平。但是,經過一兩年,根據地區的不同,我們看到能源轉型獲得了自我強化的動力。這將是相互作用的成本和技術動態的主要結果,使低碳解決方案能夠自立。

在未來的幾十年里,各種力量將會起作用。根據一個國家的自然資源基礎,現有的能源系統結構和現有技術,將有各種政治框架和政策措施來實現氣候或其他政策目標和能源系統變革。并非所有政策都會尋求推動變革; 粗略看一下碳定價的歷史就足以顯示出對立的力量。實際上,我們的預測假設碳定價方案的實施仍然很困難,因此在2050年之前,任何地區的價格通常都可能保持低水平且不超過60美元/噸二氧化碳(以今天的貨幣計算)。

2018年能源轉型展望結果


1需求

我們預計到2050年全球最終能源年度總需求量將達到450 EJ,而2016年為400 EJ。需求在2035年達到峰值,每年470 EJ(EJ /年),然后在本世紀中葉略有下降。 在高峰期之前,需求每年以0.9%的速度增長,但由于能源效率提高和電氣化以及人口和生產力的持續但緩慢增長,這一速度正在緩慢下降。

乍一看,最終能源需求圖表(圖4)在主要需求類別中看似穩定。交通運輸顯示出初期增長,但在2020 - 2030年期間每年約為120 EJ,之后到2050年每年下降到90 EJ,因為道路子行業的大規模電氣化實現了。我們的分析表明,EV的采用將遵循S形曲線,描述技術創新的擴散-其中包括平板電視近十年的快速采用,或上個世紀,從螺旋槳到噴氣發動機的快速轉變更大的飛機。我們的需求曲線中的制造業部門首先增長,后來趨于平穩,而建筑物的能源需求在整個預測期內繼續緩慢增長。


運輸

總運輸需求從今天的110 EJ增長到2026年達到118 EJ,然后在2050年減少到90 EJ,從目前的總能源需求的27%下降到2050年的20%。

公路運輸主導著交通能源的使用。所有新出售的輕型汽車(即汽車)中有一半是電動汽車的時間點,歐洲為2027,北美為2032,經濟合作與發展組織太平洋,大中華區和印度次大陸,2037為世界其他地區(圖5)。全球銷售的所有新車中有一半是電動車的年份是2033年。變化的步伐取決于成本的下降。近期重型汽車電氣化的快速發展-尤其是公交車和城市市區-導致電力的快速增長,并且在2030年之后歐洲和大中華區達到80%的最大模擬吸收量的一半,隨后五年北美和經合組織太平洋地區亦達到此數值。到本世紀中葉,氫可能占據這個市場的一小部分。

我們預計到2020年海運業的增長將恢復。盡管船隊數量不斷增加,但由于發動機效率提高,船體設計先進,蒸汽排放方式緩慢,以及整個船期的運輸能源需求相對平穩,每年11至13 EJ,新船體涂料均可提高效率。為了滿足國際海事組織到2050年實現50%絕對排放量排放的新要求,航運中的燃料組合發生了巨大變化。到2050年,生物燃料將占據主導地位,其次是石油和天然氣,對一些短海航線船只進行電氣化并適度使用氫氣。

雖然預計航空業的規模將大幅增長,但更高效的飛機設計和發動機將實現能源需求在2030年基本持平,其中生物燃料占燃料組合的40%。我們預計到2050年,航空旅行的電氣化仍處于起步階段。鐵路電氣化將繼續,但鐵路仍然是一個小的子行業。



建筑

2016年,建筑物消耗了世界能源的29%,達到114 EJ /年。這一份額每年將增長0.5-1%,預測期開始時增長更為強勁。到2050年,建筑物的總能耗將達到145 EJ /年(圖6)。建筑類別的子行業的能源使用可能會發生重大變化-即空間供暖、空間制冷、水加熱、烹飪、家電和照明。發展中國家的城市化和農村電氣化將導致家用電器和照明以及空間制冷的能源需求大幅增加。即使空間供暖所產生的能量將保持相對穩定,并且盡管在發展中國家轉向使用天然氣和電力烹飪可以節省能源,但這種需求的增長將會發生。工業和社會的持續數字化將使數據中心和計算機的需求增加,但到2050年,這將僅占建筑能源需求的3 EJ或2%。

制造業

制造業的能源需求將以每年1.1%的速度增長,達到2039年的160 EJ,然后在2050年略有下降。與全球和地區GDP增長以及第二產業規模的區域變化相關,全球基礎材料產量將增加68%,從29億噸增加到510億噸,而制成品重量增長130%,由預測期內從13億噸到300億噸。

由于提高了能源效率和增加了回收利用,制造業的能源需求增長緩慢,甚至在2040年后穩定下來。煤炭和電力作為能源載體迅速取代煤炭。盡管如此,即使在后來的幾十年中,中國和印度對煤炭的依賴也意味著轉型將會放緩; 而且,鑒于它們的規模,這兩個經濟巨頭影響著全球的形勢。 盡管中國的高等教育或服務經濟有了顯著增長,但這將有助于扭轉整體增長趨勢。

包括潤滑油和塑料,瀝青和石化產品原料在內的非能源使用部門目前消耗能源的8.8%,其份額將在預測期內緩慢減少至2050年的6.6%。最后一類標記為“其他”,分為農業,林業,軍事和其他一些較小的類別。


2供應

我們的預測表明,供應方面的供給更加活躍。隨著工業和社會的電氣化加速,到2050年主要的供應結構隨著太陽能光伏和風能的注入,以及煤炭,石油和后來的天然氣的減少而急劇變化。

電力

所有需求類別都有強勁的電氣化,我們預測全球電力供應將從2016年的每年25 PWh /年迅速上升160%至2050年的66 PWh /年,從而增加其總需求份額從19 %到45%。

我們的模型允許所有潛在的電力源在成本上進行競爭,這意味著可再生能源也相互競爭。 可再生能源將日益成為世界發電的主導地位-到2050年,太陽能光伏發電占40%的份額,風電占29%(圖7)。80%的風電將在陸上,但海上風電也將成為重要的發電源。利用這種大量可變功率,電力網絡系統的穩定性將變得至關重要。對具有增強的連接性,靈活性,存儲和需求響應的綜合電力系統的需求將變得更加明顯,并且是我們在電源和使用補充中廣泛討論的主題。 動力煤電站的電力將在2020年后達到峰值,燃氣發電也將在2035年達到同樣的效果。


碳氫化合物高峰

從電力到整個能源系統,我們預計一次能源供應會發生巨大變化(圖8)。 石油和煤炭目前分別占全球能源供應的29%和28%。

石油將在20世紀20年代達到頂峰,天然氣將在2026年通過石油成為最大的能源。 全球一次能源供應的化石份額將從目前的81%下降到2050年的50%。生物質和水力發電在整個預測期內將緩慢增長,但核能將在2030年代中期首先增長并達到峰值。在整個預測期內,太陽能和風能將迅速增加,分別占2050年世界一次能源供應的16%和12%。在一些地區,氫氣無論是用于運輸用途燃料電池還是用于天然氣供應的,正在進入能源結構,但我們預計吸收率會很低,到2050年僅占能源組合的0.5%。

因此,隨著碳氫化合物達到峰值,全球能源使用的排放將達到峰值,如圖9所示。2016年至2050年化石燃料燃燒的累積碳排放量為972億噸二氧化碳。


3能源效率

能源效率是能源轉型的一個重要特征。我們的展望表明,能源系統的快速變化與能源效率的大幅度變化有關。 世界能源強度-單位GDP的能源單位-在過去二十年中平均每年下降1.1%。我們估計這將增加一倍,平均每年減少2.3%。主要原因是能量系統的加速電氣化,正如上所述。簡而言之,使用電力而不是化石燃料效率更高,熱量損失更低。

越來越多的太陽能光伏發電和風力發電裝置的安裝能力加劇了這種情況,能量損失可以忽略不計。電動汽車成為汽車市場的主流后,這種效率趨勢將進一步提升,因為它們消耗了ICEV所用能源的四分之一; 在預測期內,電氣化程度提高了道路行業的年度能源效率提升,達到每年3.4%。

其他運輸子行業以及建筑和制造行業的電氣化速度將比道路行業慢,因此他們不會在能源效率方面獲得類似的額外提升。盡管如此,這些行業的年平均能效改進每年在0.9%和2.0%之間變化。

我們預測的能效提升率不僅取決于新的燃燒系統、電池開發和3D打印等其他工程創新,還取決于自動化和數字化,如制造工藝改進,建造設計和運營等關鍵推動因素。


2018年亮點 -新的是什么?


2018年版的ETO中,我們進一步完善了我們的模型,考慮了我們模型的新的和更準確的來源,以及過去一年的變化,包括最近的技術進步,修訂的政府目標,不斷發展的監管制度和標準 ,其他外部顧問意見,客戶和用戶反饋,以及可用的實際歷史發展和數據。


使用此更新的輸入,Outlook中的詳細信息按預期略有變化。改進我們的模型已經導致前述已經呈現的更新的需求和供應圖片。

總體而言,所描述的結果與ETO 2017的結果類似,包括主要結論,即2030年后最終需求趨于平穩以及滿足需求的主要供應量達到峰值(圖10)。話雖如此,在2018年版本的展望中,電氣化更具侵略性(運營商能源需求增加到45%,2017年項目為40%)-在2050年總能源需求略高(6%).在我們的預測期的前15年,需求也增長得更快。

在我們展望的這個(2018年)版本中,到2050年建筑業的能源需求基本沒有變化,但結果更加細致;制造需求有所增加,這是由于制造業生產與二級經濟部門相關的精細建模;隨著重型汽車部分電力的增加,運輸能源需求略有下降。

ETO 2018的2050年能源結構預測大致類似于去年的預測,煤炭的份額略高,石油略低,化石燃料和非化石類別各占能源總供應量的一半。由于煤炭和天然氣的使用量增加,到2050年的累計二氧化碳排放量預測比一年前的預測高出10%。

在我們展望的第二版中,我們將能源系統模型擴展到幾個領域,包括電網和電網成本的細節,氫的作用分析以及數字化對轉型影響的評估。


仍然存在不確定性

與情景相反,預測的確定性特征可能給人一種與“最佳估計”未來相關的不確定性很小的印象。相反,能源轉型的速度和性質存在巨大而重要的不確定性。

因此,我們的主要ETO報告包括敏感性分析,突出了既不確定又重要的問題。我們還分析了與我們的展望與其他預測不一致的假設相關的不確定性。

例如,如果聯合國人口增長的中等案例證明是正確的,那么2050年全球人口將比我們假設的高出6%。我們的模型表明,能源需求因此將比人口增長略微增加(5%),在所有能源之間相當均勻地分配,盡管太陽能光伏發電的增長比其他能源更有利。

我們的展望包括敏感性分析,突出了既不確定又重要的問題。

我們發現生產率假設具有類似的敏感性,其中較高或較低的生產率增長率不會在轉型或能源結構的速度上產生相當大的變化。區域碳價的小幅上漲不會對能源需求產生太大影響,但能源結構將發生變化,排放量將大幅減少。能源使用中最顯著的變化來自能源效率的提高。

能源結構的最大變化來自不斷變化的可再生能源成本學習率。

影響電動汽增長和建筑物電氣化的行為變化也很重要,可以大大改變過渡的步伐。


資源限制

當然,工業和社會的電氣化將增加對相關資源(如鋁和銅)以及鋰和鈷的需求。大多數基本金屬供應充足,近期對鋰儲量的擔憂隨著更多礦床的發現而逐漸消退。有計劃增加產量,雖然需要13%的年均供應增長來滿足我們預測的能源轉型,但我們相信這是可以實現的。鈷資源仍然是一個問題,但新的電池技術將需要發展以解決這個問題,同時增加勘探和更可持續的鈷儲量提取。盡管存在可能的限制,我們認為這些可能會被技術發展所克服,因此資源限制不會對我們預測的過渡造成不可逾越的障礙。

因此,資源限制不會對我們預測的過渡造成不可逾越的障礙。

我們已經調查了到2050年我們設想的能源行業的空間限制,并且發現這不是一個重要的問題,盡管它因地區而異。承載陸上風能和太陽能所需的農業用地數量不會造成重大損失,特別是因為土地通??梢岳^續用于風力發電項目的農業。 將可耕地用于生物量生產需要謹慎管理,以確保其不會取代糧食生產或導致自然棲息地遭到破壞。


突破性的技術

在接下來的32年中,我們可能會看到能夠顯著影響我們未來能源的突破性技術。這些包括核聚變、超導和合成燃料,或激進的新PV或電池技術。由于我們專注于我們的最佳估計,我們的預測不包括對這些難以預測的外卡的任何量化。

然而,我們會討論和量化氫氣的發展,許多人認為氫氣具有改變游戲規則的潛力。然而,我們的建模并不支持氫作為游戲規則改變者;多次轉換期間的高成本存儲和效率損失可能會在本世紀中葉將氫氣的吸收限制在全球年度能源使用量的近半個百分點。


轉型的啟示者


其他基礎設施要求

鑒于我們設想的能源轉型,其中電力占混合物的比例越來越大,而天然氣是主要的能源載體,因此了解連接供需中所需的基礎設施非常重要。

持續需要新的管道將額外的氣田連接到現有的天然氣網,并且將建造一些連接區域的大型干線管道。然而,在今年的展望中,我們關注快速擴張的液化天然氣貿易,這主要受北美頁巖氣出口和中東石油生產商對天然氣出口的戰略重點的推動。我們看到北美的液化能力增加了十倍,中東和北非的產能幾乎翻了一番。接收這種天然氣的再氣化設施的最大增長將發生在中國和印度,此外撒哈拉以南非洲地區的也將大量增加。

我們對電力需求增長的預測表明需要大幅提高電網容量(圖11)。新的可再生能源站點通常遠離現有的一代,因此需要加強許多電網連接。此外,北美和歐洲的老化電網需要現代化。


中國和印度主導著電網的擴張,其地理規模也推動了對用于長距離傳輸的超高壓電網系統的需求。關于電網的主要報告中第4.4節詳細說明了每個區域所需的容量要求,相關的電網資本支出和運營支出,電壓水平和線路類型(例如,AC與DC)。我們對變化的可再生能源產能增加預測還需要更大的儲能能力和新技術,以解決當可再生能源取代火力發電站時的電網穩定性問題。


數字化

數字化是當前能源系統不可分割的一部分,也是能源轉型的重要工具。改進的控制系統,例如,來自整個能源系統中嵌入式傳感器的數據-從發電到輸電和配電以及最終用戶的工廠和機器-對于實現我們設想的能源轉換至關重要。電力系統正處于數字化之中;一個例子是需求-響應,其中基于成本的規則可能使節儉的消費者以及隨著電力需求增加而不太需要增加電網的社會受益。

數字化還可以實現更高的資產利用率,更高的能源效率以及實施新業務模式的能力。數字化的影響遍布整個能源系統,其影響力將隨著機器學習等先進計算方法的應用而增長。

例如,由于數字化(在輕型車輛子行業中)導致的能源需求減少如圖12所示。數字化實現了自動駕駛和乘車共享,從而允許更高的資產利用率,因為私人駕駛汽車被可能會集中使用的公共汽車取代。這導致車輛更小,車輛更新更快。對于傳統燃燒車輛而言,這將帶來好處,這將使新型節能汽車更快地進入車隊。但出于同樣的原因,電力推進的轉換也將加速。


未來的投資和成本


鑒于變化的規模,能源轉型是否會給社會帶來無法承受的財政負擔? 我們不相信這種情況。

考慮到能源融資需求,我們通過考慮石油、天然氣和煤炭的上游和電力相關投資來計算化石燃料的投資。我們估計全球化石燃料年度支出將從2016年的3.4萬億美元大幅下降至2050年的2.1萬億美元。非化石能源支出將出現逆轉趨勢,從2016年的0.69萬億美元增加到2050年的2.4萬億美元,增長兩倍多。電網支出將從2016年的0.49萬億美元增加到2050年的1.5萬億美元。全球能源支出將從2016年的4.5萬億美元增加到2050年的6.0萬億美元,增長33%。但隨著GDP同期增長130%,GDP的能源比例將從2016年的5.5%下降到2050年的3.1%,如圖13所示。

可再生能源發電和電網的資本支出(資本支出)正在加速增長,并將在2029年之前超過化石行業的新投資。到2050年,全球能源支出的47%將是可再生能源和電網的資本支出,高于2016年的17%。

鑒于可再生能源和電網的資本支出負擔較重,能源轉型可能仍然具有財務挑戰性,但我們的預測表明,不太可能證明在經濟上具有破壞性。如果我們選擇保持全球GDP用于能源支出的百分比,那么就有足夠的空間來加快變革的步伐。



行業影響


所有行業都將受到能源轉型的影響,尤其是DNV GL具有特別強大的足跡。


我們的預測對石油和天然氣行業以及發電和相關基礎設施行業,尤其是可再生能源子行業具有重大影響。隨著能源相關貨物的發展和變化,航運業將感受到這種影響。對我們的預測及其對這些部門影響的全面討論是ETO主要報告的三個詳細補充的主題。

重點如下:

電力供應和使用

涉及建立能源行業參與者的重大變化將會擴散和深化。成熟的電力公司和電力供應商正在尋找新的角色和商業模式,并面臨石油和天然氣公司進入其行業的新競爭。

主導可變可再生能源將成為電力市場和監管的主要因素。到2050年,太陽能和風能-供應世界電力的三分之二以上-將推動電力市場基本面的變化。這需要主要的監管干預:監管慣性可能是擴張速度的主要限制。季節性時間尺度的變化在高緯度地區將是至關重要的??稍偕茉催€推動“部門耦合”,利用剩余的可再生電力生產氫氣或其他氣體或液體,同時提供更長時間存儲的機會。

在大規模擴建電力網絡期間分配風險將會遇到困難。規劃和建設電力網絡的時間表可能需要網絡運營商在相當大的不確定性下做出決策。監管機構需要就擱淺資產的風險和成本的最佳分配做出決策。

油和氣

在本世紀中葉之前,天然氣的重大投資即將到來。天然氣將在2026年迅速取代石油成為世界主要能源。在本世紀中葉之前,天然氣將繼續保持領先地位。 到2050年,天然氣將占全球能源結構的四分之一。

雖然對碳氫化合物的需求將從20世紀20年代中期(石油)和2030年代中期(天然氣)下降,但我們預計未來幾十年行業活動將保持強勁勢頭。在需求高峰期過去很久之后,將需要新的油田,以便繼續取代枯竭的儲量。這些資源可能越來越多地從較小的,技術上更具挑戰性的油藏開發,其壽命比目前運行的更短。

在中游和下游天然氣行業,我們將越來越重視對我們使用的氣體進行脫碳。 預計到2020年中期,綠色氣體如沼氣和氫氣的滲透率將進一步提高。

現在需要加強對數字化的關注,以支持未來更快,更精簡和更清潔的石油和天然氣行業。行業必須限制競爭成本上限,我們相信行業的數字化轉型將在實現這一目標方面發揮重要作用。


對社會的影響


退耦

從歷史上看,人口增長和經濟增長導致了類似的能源使用擴張模式。然而,我們的模型預測,盡管人口和經濟增長持續存在,但能源使用將在未來幾十年與碳排放脫鉤,能源需求和供應將達到峰值并緩慢下降(圖14)。 這種脫節與加速全球范圍內的能效增長有關。這主要是由于電力在能源結構中的份額不斷增加,其中很大一部分來自可再生能源。

氣候變化

DNV GL的愿景是為安全和可持續的未來產生全球影響。因此,我們支持“巴黎協定”以及幾乎所有世界各國將全球變暖限制在遠低于工業化前水平2°C以下的努力。 然而,我們的展望并未看到世界有望實現巴黎協定的氣候目標。 可能更令人放心的是,制定一個指出未來氣候變化的風險和影響大大減少的情景,以及避免對氣候系統造成危險的人為干擾的情景; 但這不是我們預測的。

盡管我們的展望是為數不多預測人類能源需求將在未來幾十年內達到峰值并且我們將集體開始使用更少能源的情況之一,但與我們的預測相關的排放仍未將地球帶入所謂的2°C目標。盡管我們在2050年停止了模型的運行,但在此之后,大氣中的二氧化碳排放將持續很長時間。簡單的推斷表明,第一個無排放年份將是2090年。這產生了一個超調,超出了所謂的2°C碳預算,約為770億噸二氧化碳,如圖15所示。如果出現如此大的超調,問題就不可避免地出現:與我們的預測相關的全球變暖程度如何?

我們對引用確定的變暖數字持保留態度,因為這種計算存在相當大的不確定性。有些是與能源有關的不確定因素,包括我們預測中固有的不確定性。其他與能源無關。

它們包括未來的農業、林業和其他土地利用(AFOLU)排放,未知氣候臨界點和其他非線性地球系統反應-例如,儲存在永久凍土中的甲烷-超出了本展望的范圍。此外,正在討論地球的氣候敏感性和碳預算的大小。

然而,我們估計我們的預測指向本世紀末的2.6°C地球變暖。

我們對未能達到氣候目標的預測迫使我們探索如何縮小我們的預測與“巴黎協定”各方所設想的未來之間的差距。例如,碳價格高得多可能會刺激能源結構的脫碳,以及更多的碳捕獲和儲存,或者進一步的政策支持可以促進可再生能源的增長。

只有特殊措施的結合才能實現“巴黎協定”。

然而,我們的主要結論是沒有任何單一措施可以縮小差距,只有多種特殊措施同步工作才能使我們達成關于氣候行動的巴黎協定。

可持續發展目標

關于氣候行動的聯合國可持續發展目標(SDG)(#13)、水下生命(#14)和陸地生命(#15)為所有其他可持續發展目標設定了環境安全界限。能夠迅速實現能源轉型,并將二氧化碳排放與經濟發展脫鉤,是實現構成聯合國2030年議程的所有目標的關鍵。這一雄心必須與SDG#7保持平衡,確保為所有人提供價格合理、可靠、可持續和現代化的能源。

我們預測未來人類能源使用在2032年達到峰值,然后在2050年緩慢下降。今天我們預見到這種情況正在發生,即使世界在SDG#7上取得穩定的積極進展,解決困擾超過10億人的能源貧困問題。能源需求下降主要是因為經濟活動的能源強度正在減速;每人需要的能量更少。但請注意,最終的能源需求減少了,而不是它提供的服務;例如,一個家庭可以安裝幾個太陽能LED燈,取代單個煤油燈。結果是更亮,使用的能量減少了幾個數量級。

我們預測可持續發展目標7.3-到2030年能源效率提高一倍-將無法實現,但我們正在接近正確的水平。我們預測2015 - 2030年每年能源強度每年減少2.0%,并不是2000 - 2015年每年1.3%的歷史性增長的兩倍??沙掷m發展目標7.1:“到2030年,確保普遍獲得負擔得起的、可靠的和現代化的能源服務”,除撒哈拉以南非洲地區外,所有地區都將主要獲得電力供應,而現代烹飪和現代水加熱的使用將得到改善 但在撒哈拉以南非洲,印度次大陸和東南亞地區不會普遍存在。

盡管在2030年之前幾乎沒有出現這些錯失,但我們再次強調,能源效率是即將到來的能源轉型的決定性特征。在接下來的幾十年里,能源效率所起的作用將比能源組合的變化更具決定性。

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