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麦肯锡咨询公司发布《全球能源视角2019:参考案例》(下)

作者:ERR能研微讯
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文长5564 - 时长14分

摘要:
2019年1月,麦肯锡咨询公司发布《全球能源视角2019:参考案例》,ERR能研微讯研究团队对报告进行了翻译。

1、尽管人口和经济增长强劲,但2035年后全球一次能源需求仍处于停滞状态

总结

2035年以后尽管人口爆炸和经济快速增长,全球主要能源需求总体上保持停滞

(1)在持续将近一个世纪的快速增长,全球能源需求在2030年左右将会停滞不前,主要原因是可再生能源加入到能源结构中导致。

(2)同时,下降的能源强度抵消了增长人口的收入增长,导致了能源需求增速的放缓。

(3)服务产业占全球经济很大一块份额,最终用户细分化使得服务产业高效,也是导致能源强度下降的主要因素。

(4)高效的技术在各个方面更加有效,导致能源消费下降,甚至是在中国这样的工业大国。

(5)能源需求发展反应了局部动态;大部分经合组织成员国家呈现一个下降趋势,只有非洲和印度到2050年大约有两倍增长。

(6)全球能源愿景项目参考案例比长期能源展望减缓了能源需求增长。

在持续将近一个世纪的快速增长,全球能源需求将会在2030年左右停滞不前,主要原因是可再生能源加入到能源结构构比中导致。

—尽管在2016年到2050年之间全球GDP增长了将近两倍(按照实际计算),全球主要能源需求仅仅增长了14%。

—历史上第一次出现,能源需求增长与经济增长不挂钩的。

—可再生能源的快速应用是一个关键驱动因素,正如可再生能源资源替代低效率的化石能源发电技术。

—通过核电可再生能源补充,几乎可以实现全球能源占比的双倍增长,从现在的19%到2050年的34%,到2035年将会提高超过一半的电力供应。

全球一次能源需求(TJ)

2、到2050年,电力消费实现双倍增长,可再生能源到2035年将会占据超过50%的发电量

总结

到2050年,电力消耗翻了一番,而到2035年,可再生能源将占总发电量的50%以上。

(1)到2050年,主要终端领域(尤其是建筑和道路运输)的电气化将推动电力需求翻倍。

—在交通运输领域,电动汽车的经济成本问题得到了大幅度改善,到21世纪20年代初将达到和传统燃料汽车同等的成本水平。

—在建筑领域,非经合组织国家(主要是中国和印度)较高的生活水平支持了制冷和家电需求的快速增长。

—在工业领域,大规模的工业电气化要求电价远低于50美元/兆瓦时。

(2)风电和光伏在装机容量结构中所占份额迅速上升,2015~2017年净新增装机容量中,风电和光伏所占比例超过一半。

—到2030年,可再生能源将比大多数地区现有的煤炭和天然气更便宜。

—因此,到2035年,全球近一半的发电能力将来自光伏能和风电,中国和印度将是主要贡献者。

—2035年后,可再生能源发电占到全球电力供应的50%以上,这与历史上以化石燃料为基础的发电截然不同。

(3)因此,根据技术进步水平和市场结构的不同,全球煤炭需求将在2040~2050年减半。

—随着光伏和风电在总发电量中所占的比例达到30~50%,电力系统在平衡需求方面将出现强劲增长。

(4)特别是在2030年后,新的灵活性选项将发挥更大的作用,届时新增容量将达到灵活安装的80%。

到2050年,主要终端领域(尤其是建筑和道路运输)的电气化将推动电力需求翻倍

—到2050年,电力需求将翻一番,随着对其他燃料的需求总和趋于平缓,电力在最终能源消耗总量中所占的比例将从目前的19%上升至29%。

—到本世纪20年代初至中期,随着电动汽车成本价的降低,电动汽车在所有路段的普及速度都将增加。

—非经合组织国家(主要是中国和印度)生活水平的提高,支撑了供冷和设备需求的快速增长。

—由于中高温热的电气化需要较低的电价,工业上进一步的电气化受到限制。工业用低温供暖的电气化在目前是可行的。

终端能源消费

在交通运输领域,电动汽车经济性的大幅改善推动了电动汽车的电气化,在本世纪20年代初,电动汽车的成本将达到与传统燃料汽车相当的水平

—在未来5~10年,电动汽车将成为各市场中成本较低的选择。

—电动汽车成本将迅速下降,主要原因是电池组成本的下降(2017~2030,电池组成本从220美元/千瓦时降至73美元/千瓦时)。

—美国和中国的总成本平价的时间与欧洲相当,中国稍早,美国稍晚,反映出了燃料税和电动汽车补贴方面的差异。

—未来电池技术的改进(例如,能量密度)将使目前最难充电的重型电池实现电气化。

电动车和传统汽车成本相等的时机(在欧洲基于TCO)

在2030年之前,大多数地区的可再生能源将比现有的煤炭和天然气便宜

—到2030年,新建成的可再生能源将在能源成本上将会低于大多数国家现有的化石燃料发电—这是能源转型的关键转折点之一。

—大多数国家将在未来5年内达到这一转折点。

—在化石燃料价格相对较低以及太阳能潜力较低的推动下,美国西北地区在2035年后将达到转折点,这属于一个特例。

到2035年,全球总装机容量的近一半将来自光伏和风电,中国和印度是主要的贡献者

—到2035年,光伏和风电占全球装机容量的近一半。中国,印度和经济发展和合作组织国家是可再生能源建设的主要贡献者。

—气电装机容量将进一步增加,特别是在北美和中国。到2035年全球装机容量净增加约675吉瓦,相当于经合组织欧洲国家目前的气电装机容量的3倍。

—大多数地区的全球煤电装机容量下降,反映出经济不利和监管不断增加的问题。

与2016年相比,中国煤电装机容量将持续扩张,但增长率远低于近期。

在印度,煤炭对能源供应的作用和需求的快速增长远小于早先的预测,特别是光伏成为更具吸引力的替代方案。

全球电力装机容量2016和2035

可再生能源发电占2035年后电力供应的50%以上,这是传统化石燃料发电到清洁能源发电的突破

—可再生能源在发电中的作用正在加速增长。从目前的25%左右开始,到2035年,可再生能源的全球发电量将增至50%左右,到本世纪中叶接近75%。

—煤炭和石油发电迅速减少,部分由可再生能源取代,部分由天然气替代品取代,成本更低或碳排放更低。

—天然气发电仍然是可再生能源系统中稳定的基荷和可调度能力供应商,但确实会在2035年左右达到峰值。

全球发电情况

3、天然气需求:天然气继续增长其在全球能源需求中所占的份额—这是唯一的化石燃料—并在2035年之后达到平稳水平

总结

(1)4个主要转变和1个连续性正在塑造天然气需求,直到2035年

—电力部门的可再生能源:由于可再生能源的竞争力不断提高,电力产能的进一步增加将受到限制。

—中国:中国将成为天然气需求增长率高于包括美国在内的下一个十大增长最快的国家,并且占到2035年需求增长的近一半。

—中东:尽管行业增长,中东的天然气需求在2030年之前达到峰值,这主要是由于可再生能源的经济性和天然气出口机会成本的提高所致。

—化工部门:化工产品需求的基本增长与美国,俄罗斯和伊朗等主要市场的原料价格相结合,实现加速增长,增加需求约200亿立方米。

—交通:我们继续看到交通运输的增长率非常高,但小基数意味着交通无法抵消所有其他部门的趋势。

(2)即使考虑到显著的敏感性,天然气需求仍然在+/- 3%的范围内保持强劲。

(3)从长期来看(2035年后),天然气需求整体下滑,原因是电力的急剧下降,从2035年至50年间下降了228亿立方米。

(4)鉴于可再生能源与天然气相比具有越来越强的竞争力,即使将天然气价格减半,也只能实现边际增量需求。

尽管增长率下降,天然气是唯一的化石燃料在总能源需求中的占比出现增长(直到2035年)

—在电力行业的推动下,过去二十年来天然气每年的需求增长远高于2%(p.a.),相比于1995年,增加了一半以上。

—特别是在短期(直到2025年)和中期(直到2035年),在工业需求的带动下,所有部门的天然气需求继续增长。总体而言,这导致2035年的天然气需求比现在高出20%的原因。

—2035年后需求的平稳主要是由于可再生能源的竞争加剧。

—由于海运领域的采用,运输业保持高增长率。然而,小基数限制了对整体趋势的影响。

—由于加速液化天然气(LNG)的加速和经济性与公路运输中的电动汽车相比,其他增长受到限制。

—石油和天然气(O&G)行业自身的天然气使用量预计将与天然气需求总量保持一致。

天然气需求 按部门划分

4、石油需求增长显著减缓,导致21世纪30年代前期达到峰值

总结

石油需求增长显著减缓,预计21世纪30年代前期达到峰值

(1)尽管历史增长率稳定在每年超过1%,石油需求增长率预计将放缓,在21世纪30年代前期达到108MMB/d的峰值。

(2)在未来的15年中化工领域占了增量的一半,电力部门和陆上交通部门的需求量减少的最多。

—化工部门是石油需求增长主要的驱动力,但是在2030年之后随着塑料需求增长的下滑以及塑料循环使用增加而放缓。

—2035年全球年度电动汽车的销量预计超过1亿,引发陆上交通所需的石油减少。

(3)在加速转型期的情况下,石油需求可能在2025年前就达到峰值,2050年大概达到目前水平的一半。

—即使在加速转型的情况下,石油生产方面也需要新的投资。

—更少需求导致的更低的石油价格将把电动汽车成本平价推迟几年,但是不会逆转这一趋势。

尽管历史增长率稳定在每年超过1%,石油需求增长率预计将减慢,在21世纪30年代前期达到108MMB/d的峰值

—石油需求已经以超过每年1%的速度增长了超过30年,但是增长预计于2020年之后显著减慢。

—在我们的参考案例中,我们预计全球石油需求将在2033年达到顶峰,比我们去年的展望提前了4年。

—陆上交通需求的石油是关键驱动,日益增长的电动汽车的应用导致其将于2025年达到峰值,然后降低。2050年,相关需求预计为每天30MMB/d,在目前水平的三分之一以下。

—化工部门是石油需求增长的重要动力,将在2030年之后变缓,因为塑料循环利用率的增长。

全球石油需求 按部门划分

未来15年,化工部门占石油需求增长的一半以上,而石油需求降幅最大的是电力部门和道路运输部门

—直到2035年,在塑料需求增长的推动下,化学品是石油需求增长最大的部门,特别是在新兴经济体。

—电力部门石油消费是未来几年石油需求下降最大的部门。由于石油是发电效率最低的燃料,将被竞争日益激烈的可再生能源挤出。特别是在中东,各国正在迅速用天然气或可再生能源取代石油。

—由于经合组织国家和中国的电动汽车转型部分抵消了世界其他地区国家继续使用内燃机汽车的增长,对于公路运输部门,石油需求下降幅度并不大。

—在非经合组织亚洲和迪拜等枢纽国家航空业石油需求增长最为突出。

2018~2035年石油需求增长按部门划分

5、由于煤炭需求减少,预计碳排放量将下降,但2度的路径仍遥遥无期

总结

(1)全球碳排放量预计在2024年达到峰值,到2050年下降约20%,主要原因是煤炭排放量的减少。

(2)到2050年,煤炭需求将下降40%,主要原因是由于中国电力部门需求减少。

(3)所有部门都需要采取影响深远的脱碳举措,以达到1.5度的局面。

(4)为了达到1.5度的情况,可能需要氢来使原本难以减少的部门去碳化。

(5)然而,电解和SMR+CCS(蒸汽甲烷重整+碳捕获和储存)制氢需要大幅降低成本才能具有竞争力。

(6)在渐进的情景下,电解制氢或将在2030年前与SMR+CCS竞争。

全球碳排放量在2024年达到峰值,到2050年下降约20%,主要原因是煤炭排放量减少。

—与能源相关的碳排放量(约占全球总排放量的60%)将持续增长直到2024年,但随后或将呈现稳步下降态势。

—碳排放下降的原因是电力部门煤炭逐步淘汰的速度相对较快,这将导致二氧化碳减少6吉吨(Gt)(约20%),相当于目前美国和日本总排放量之和。

—然而,本次展望仍然远远没有达到按照IPCC提出所有设想方案的中值所界定的2度路径目标。

全球能源相关的单二氧化碳排放量/燃料

到2050年,煤炭需求将下降40%,主要原因是中国电力部门需求减少。

 

—尽管印度和非经合组织亚洲区域国家的煤炭使用大幅增长(2050年之前增加了60~65%),但煤炭需求仍下降了40%

—这是由中国煤炭使用量下降造成的;中国煤炭需求或将下降5300万TJ,相当于目前中国总需求的三分之二。

煤炭需求,按区域划分(单位:百万TJ)

本文系碳视界授权转载,转载、复制或以任何其他方式使用请联系原作者。

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