中国、美国、欧盟及世界一次能源消费现状与展望

2022-05-06刘明亮盖玉龙

煤化工 2022年2期

刘明亮，卫浩，盖玉龙，吕品

（1.航天长征化学工程股份有限公司，北京 101111；2.北京航天长征机械设备制造有限公司，北京 101111）

引言

2015年12月12日，巴黎气候大会通过了全球应对气候变化里程碑式的重要文件《巴黎协定》。《巴黎协定》由《联合国气候变化框架公约》196个缔约方共同签署，主要内容包括：各方将加强对气候变化威胁的全球应对，把全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在2℃之内，并为把温升控制在1.5℃之内而努力[1]。

2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上提出了我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和的“双碳”目标，这是我国为履行《巴黎协定》而做出的庄严承诺。

全球气候变暖已被公认为是全球最大的危机之一，CO2等温室气体排放则是导致全球变暖的主要原因。目前，我国能源消费和CO2排放量均居世界第一。根据国务院印发的《中国制造2025》（国发〔2015〕28号），由于我国仍处于工业化进程中，与先进国家相比还有较大差距，因此，与美国和欧盟发达国家相比，我国能源消费总量在一定时期内仍将持续增长，与此同时我国能源消费结构存在化石能源占比较高等特点，CO2减排压力巨大。

为实现2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳”目标，展望2050年，我国的能源结构与世界能源结构将发生根本性的改变，世界即将进入低碳能源时代。

1 中国、美国、欧盟及世界一次能源消费

1.1 一次能源消费总量及占比分析

2021年7月，BP公司发布了《bp世界能源统计年鉴（2021年版）》报告[2]，根据该报告和过去BP公司各年度的世界能源统计数据，总结了我国和美国、欧盟及世界近20年的能源消费总量及其占比，结果见图1和图2。

图2 中国、美国、欧盟一次能源消费占比

由图1可知：从2001年至2019年，世界一次能源消费总量从398.34 EJ增加至581.51 EJ，2020年受疫情的影响，世界一次能源消费总量降至556.63 EJ。

图1 中国、美国、欧盟及世界一次能源消费总量

由图1和图2可知：美国一次能源消费总量在2007年达到峰值96.97 EJ，从2008年至2019年呈现小幅波动、总体下降的趋势，2019年一次能源消费总量为94.90 EJ，2020年受疫情的影响，美国一次能源消费总量降至87.89 EJ，美国一次能源消费总量占全球一次能源消费总量的比例从2001年的23.32%下降至2020年的15.77%；欧盟一次能源消费总量的趋势与美国基本相同，但下降幅度更大，在2006年达到峰值67.85 EJ，2019年一次能源消费总量为60.74 EJ，2020年受疫情的影响，欧盟一次能源消费总量降至55.74 EJ，欧盟一次能源消费总量的占比从2001年的16.46%下降至2020年的10.01%。

2001年，我国一次能源消费总量为44.84 EJ，占世界一次能源消费总量的11.26%；2005年，我国一次能源消费总量为75.60 EJ，超过了欧盟的67.37 EJ，占世界一次能源消费总量的16.56%；2009年，我国一次能源消费总量为97.53 EJ，超过了美国的89.88 EJ，开始位居世界第一，在世界一次能源消费总量中的占比也上升到20.24%。2020年，我国一次能源消费总量为145.46 EJ（折合标煤49.8亿t），占世界一次能源消费总量的26.13%。从增长速度来看，2001年至2011年年平均增速为9.7%，增长迅速，2012年至2020年年平均增速为2.9%，增速迅速下降，从一个侧面反映出我国能耗强度随着技术的不断进步而逐步下降。

1.2 人均能源消费量分析

虽然我国一次能源消费总量位居世界第一，但从人均能源消费的角度来看，美国和欧盟发达国家更高，根据《bp世界能源统计年鉴（2021年版）》相关数据，得到中国、美国、欧盟及世界人均能源消费情况见图3。

图3 中国、美国、欧盟及世界的人均能源消费量

由图3可知：世界人均能源消耗从2001年的64.0 GJ增加至2018年的75.5 GJ，2019年世界人均能源消耗为75.4 GJ，较2018年下降0.1 GJ，开始出现下降的趋势；2020年受疫情影响，世界人均能源消耗快速下降至71.4 GJ。

2001年至2008年，美国人均能源消耗超过300 GJ，是同期世界人均能源消耗的4～5倍；2009年至2019年，美国人均能源消耗从293.4 GJ下降至288.4 GJ，为同期世界人均能源消耗的3～4倍，2020年受疫情影响下降到265.2 GJ。欧盟在2006年人均能源消耗达到高点155.8 GJ，超过同期世界人均能源消耗的2倍；至2019年欧盟人均能源消耗为136.5 GJ，是同期世界人均能源消耗的1.8倍；2020年欧盟人均能源消耗则为125.2 GJ，是同期世界人均能源消耗的1.75倍。

我国人均能源消耗从2001年的34.5 GJ快速增加至2011年的81.8 GJ，平均增速超过了9%；从2012年的84.6 GJ增加至2020年的101.1 GJ，平均增速约为2.4%，增速大幅下降。目前，我国人均能源消耗超过了世界平均水平，但仍比美国、欧盟等发达国家低许多，约为美国人均能耗的38%、欧盟人均能耗的80%。

从人均能源消耗角度而言，我国人均能源消耗量仍将继续增加，一次能源消费总量也将持续增加。按照目前增长速度，预计2030年我国人均能源消耗与欧盟持平。

1.3 一次能源消费结构分析

与美国、欧盟及世界一次能源结构相比，我国一次能源消费结构具有原煤占比较高的特点，根据《bp世界能源统计年鉴（2021年版）》相关数据，2020年中国、美国、欧盟及世界一次能源消费结构见表1。

表1 2020年中国、美国、欧盟及世界一次能源消费结构%

由表1可见，2020年，世界一次能源消费结构如下：石油占31.21%、天然气占24.72%、煤炭占27.20%、核能占4.31%、水能占6.86%、可再生能源占5.70%。美国、欧盟能源消费结构中，石油和天然气占比高，美国两者的占比超过了70%，欧盟超过了60%；煤炭占比低，美国的煤炭消费占比为10.48%，欧盟为10.60%。

近年来，在深化能源供给侧结构性改革、优先发展非化石能源等一系列政策措施的大力推动下，我国清洁能源继续快速发展，清洁能源消费占比进一步提升，能源结构持续优化。2020年，我国一次能源消费结构如下：石油占19.59%、天然气占8.18%、煤炭占56.56%、核能占2.24%、水能占8.07%、可再生能源占5.35%。

基于能源禀赋的特点，目前我国一次能源消费中煤炭占比是世界平均水平的2倍多，是美国、欧盟等发达国家的5倍多，未来，这一占比将随着光伏、风能等新能源的快速发展而呈现逐年下降的趋势。

2 能源消费与CO2排放相关性分析

全球变暖已被公认为是全球最大的危机之一，CO2等温室气体排放则是导致全球变暖的主要原因。根据《bp世界能源统计年鉴（2021年版）》相关数据，2001年到2020年，中国、美国、欧盟和世界CO2排放情况见图4。

图4 中国、美国、欧盟及世界CO2排放情况

由图4可知，全球CO2排放量从2001年的239.95亿t增加至2019年的340.40亿t，2020年世界一次能源消费总量略有下降，CO2排放量也相应下降为319.84亿t。美国、欧盟、中国的排放情况如下：美国2001年CO2排放量为56.51亿t，2007年CO2排放量达到顶峰约为58.84亿t，2008年之后呈下降趋势，2019年降至49.95亿t，2020年排放量为44.32亿t；欧盟2001年CO2排放量为35.71亿t，2004年CO2排放量达到顶峰约为36.85亿t，2005年之后呈下降趋势，2019年降至29.36亿t，2020年排放量为25.50亿t；我国2001年CO2排放量为35.23亿t，至2011年CO2排放量快速增加到88.23亿t，2012年至2020年，CO2排放量从90.00亿t增加至98.94亿t，为世界最高。

2020年，美国、欧盟一次能源消费总量世界占比分别为15.77%和10.01%，CO2排放量世界占比分别为13.9%和8.0%。与之相比，2020年，我国一次能源消费总量世界占比为26.13%，CO2排放量世界占比为30.9%。这与能源结构密切相关，美国、欧盟一次能源结构中低碳能源天然气占比分别为34.12%和24.54%，而我国低碳能源天然气占比为8.18%，高碳能源煤炭占比高达56.56%。

假设2020年我国一次能源消费结构与美国相似，则我国CO2排放量可由98.94亿t降至73.4亿t，降幅超过25%（2020年，美国一次能源消费总量为87.89 EJ，CO2排放量为44.32亿t，单位能源排放CO2为44.32/87.89=0.504；我国2020年一次能源消费总量为145.46 EJ，按照美国单位能源排放CO2计算，CO2排放总量为73.35亿t，降幅超过25%）。可见，调整能源结构是减少CO2排放的最重要措施，也是世界各国履行《巴黎协定》的重要途径和手段之一。

3 2050年能源消费与消费结构分析展望

BP公司《bp世界能源展望（2020年版）》[3-4]提供了Rapid（快速转型）、Net Zer o（净零排放）和BAU（一切如常）三种情景，用来分析说明未来30年可能出现的多种结果，并展望了2050年世界能源消费情况和能源消费结构。Rapid情景：制定了一系列的政策措施，主要是明显增加的碳价和更有针对性的特定的措施，促使到2050年由能源消耗所造成的碳排放降低约70%，这与到2100年控制全球气温升幅较工业化前水平低于2℃的目标是一致的；Net Zero情景：假定Rapid包含的一些政策措施导致在社会行为和偏好中的变化更加强化，从而加剧了碳排放的减少，到2050年全球由能源消耗所造成的碳排放降低超过95%，与控制全球气温升幅低于1.5℃的目标是一致的；BAU情景：假定政府政策、技术和社会偏好在一定程度和速度上得到保证，碳排放高峰出现在21世纪20年代中期，尽管存在这个峰值，减少能源消耗导致的碳排放也还是有一点进展的，则到2050年碳排放比2018年降低10%[3]。按照这三种情景模式，展望了2050年世界及中国一次能源消费结构，见表2。

表2 2050年世界和中国一次能源结构展望 EJ

由表2可知，2050年世界一次能源消费总量缓慢增加，在Rapid和Net Zer o情景下，世界一次能源消费总量为625 EJ，较BAU情景减少100 EJ，减少幅度为13.8%。Rapid情景下，世界一次能源结构如下：石油占14.2%、天然气占21.4%、煤炭占3.8%、核能占7.0%、水能占9.1%、可再生能源占44.3%。Net Zer o情景下，世界一次能源消费结构如下：石油占6.7%、天然气占13.0%、煤炭占1.9%、核能占9.1%、水能占9.9%、可再生能源占59.0%。可见，2050年在Rapid和Net Zer o情景下，化石燃料大幅度下降，煤炭占比更是小于5.0%，可再生能源占比大幅度提高。

由表2还可以看出，2050年，我国仍将是世界最大的一次能源消费国家，能源消费占比约为22%。在Rapid和Net Zer o情景下，我国一次能源消费总量分别为142 EJ和146 EJ，较BAU情景下的一次能源消费量有所减少。Rapid情景下，我国一次能源消费结构如下：石油占9.2%、天然气占13.4%、煤炭占7.0%、核能占11.3%、水能占11.3%、可再生能源占47.8%。Net Zero情景下，我国一次能源消费结构如下：石油占4.8%、天然气占15.8%、煤炭占3.4%、核能占11.6%、水能占11.6%、可再生能源占52.7%。可见，2050年在Rapid和Net Zero情景下，我国的化石燃料尤其是煤炭消费将大幅度下降，可再生能源将几乎增加10倍。

需要指出的是，以上2050年世界及中国的能源消费总量及消费结构展望，是BP公司根据Rapid、Net Zero和BAU三种“模型”情景得到的，而每种“模型”情景是做了许多理想化的“假设”的，考虑到能源的消费及结构涉及到资源禀赋、地缘政治、经济、国情等诸多因素的影响，笔者认为，以上展望仅仅是一种“趋势性”的展望。

2019年11月22日，能源转型委员会（Ener gy Transitions Commission,ETC）与落基山研究所（Rocky Mount ain Institute,RMI）联合发布报告《中国2050：一个全面实现现代化国家的零碳图景》，认为到2050年，我国将实现大规模的零碳电力，助力工业、交通、建筑等行业实现大规模脱碳，我国将进入低碳能源时代[5]。未来，煤炭可能主要用于生产化学品、新材料等，总量大幅度下降是可期的。