前言

《電力國際信息參考》，是中電聯(lián)國際部編輯發(fā)布的電子刊物。刊物收集世界各國的最新的能源戰(zhàn)略、電力政策、先進的電力經(jīng)營和管理理念、電力領(lǐng)域新技術(shù)的應(yīng)用等信息，既包含國際能源電力的實時動態(tài)，也開設(shè)了“關(guān)注”、“政策與市場”、“世界看中國”等專題欄目，從不同角度深入剖析國內(nèi)外能源電力熱點話題。《電力國際信息參考》以月刊電子版形式向讀者發(fā)送，是中電聯(lián)國際部向會員單位提供的品牌服務(wù)項目之一。

【《2018年能源轉(zhuǎn)型展望》節(jié)選】未來幾十年，世界能源系統(tǒng)面臨著迅猛的變化，特別在發(fā)電、網(wǎng)絡(luò)和電力使用方面。

《能源轉(zhuǎn)型展望》中列舉的主要全球主題如下：

終極能源需求增長緩慢，2035年左右達到470EJ/年峰值，比2016年高17%，之后逐漸下降，于2050年達到450EJ/年。造成這種趨勢的原因包括人口和生產(chǎn)率增長速度下降，最終用途(尤其是交通電氣化)能效大幅提升，以及熱效率相對較低的化石燃料在能源組合中所占份額降低。

電力消費增長率迅速增長，超過了2050年電力消費在能源需求中所占份額的兩倍。這是由于所有地區(qū)和領(lǐng)域中，尤其是電動汽車，能源需求中大規(guī)模的電氣化。這也導(dǎo)致了輸配電系統(tǒng)的大規(guī)模擴大。

全球主要能源供應(yīng)將在2030年到2039年初期達到峰值，并不再以煤炭、石油和天然氣主導(dǎo)。到2050年，能源供應(yīng)組合由化石燃料和非化石燃料平分，可再生能源更多，同時煤炭和石油的數(shù)量也將減半。

電力生產(chǎn)將由可再生能源按以下順序主導(dǎo)：太陽能光伏、陸上風(fēng)能、水能和海上風(fēng)能。這些可再生能源在2050年將占全球電力生產(chǎn)的80%。其中大部分是大規(guī)模公共事業(yè)級太陽能光伏和海上風(fēng)電場。太陽能和風(fēng)能的可變性將需要通過儲能和需求側(cè)響應(yīng)等若干選擇，獲取額外的靈活性。

世界能源系統(tǒng)成本從業(yè)務(wù)支出(主要是燃料)轉(zhuǎn)向資本支出。盡管高資本成本的可再生能源和電力網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模擴大，但總能源支出占GDP的比例將在2050年大幅下降。

主要影響

這些重要主題和其他結(jié)果，對跨能源價值鏈的利益相關(guān)者、消費者、決策者和監(jiān)管者都產(chǎn)生了重要影響。在這里，我們總結(jié)了其中一部分，并進行分析討論。涉及現(xiàn)存能源行業(yè)參與者的重大變化將擴大并深化。

我們已經(jīng)看到石油巨頭的大量投資，例如在電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)方面。一些人開始從“石油和天然氣”過渡到“天然氣和石油”，最后到“能源”供應(yīng)商。在這個過程中，他們發(fā)現(xiàn)自己在與建成的電力公共事業(yè)(無論是作為電力網(wǎng)絡(luò)所有者還是作為電力供應(yīng)商)競爭，這些電力公共事業(yè)也在尋求新的角色和商業(yè)模式。這些趨勢將會持續(xù)下去。

同樣值得注意的是，像谷歌和亞馬遜這樣的大型技術(shù)公司，以及老牌工程公司都在開發(fā)新的商業(yè)模式，考慮在能源供應(yīng)和使用方面的新角色。商業(yè)模式的變化可能會導(dǎo)致產(chǎn)品需求和能源需求發(fā)生重大變化，而在能源領(lǐng)域，經(jīng)濟的一些領(lǐng)域從所有權(quán)轉(zhuǎn)向“按使用付費”的服務(wù)模式。

主要的驅(qū)動因素包括：

數(shù)字化提供的新的可能性;

正如我們預(yù)測中所反映的，能源需求大規(guī)模電氣化;

與屋頂太陽能光伏不同規(guī)模的發(fā)電技術(shù)更加多樣，主要是太陽能和風(fēng)能。

主導(dǎo)可變可再生能源將是市場、監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)的主要因素。

太陽能和風(fēng)能的高比重將使許多國家更多使用目前的市場機制和電力市場基本面變化。這需要有力的監(jiān)管干預(yù)。

可再生能源收入存在一個問題，這是批發(fā)電價基于時間的影響。這導(dǎo)致風(fēng)能和太陽能的平均價格下降。

太陽能和風(fēng)能的可變性需要多種選擇來提供額外的“靈活性”。他們包括儲能、需求側(cè)響應(yīng)和更大的互聯(lián)容量。化石燃料發(fā)電機將朝著“頂峰”的角色邁進。季節(jié)性的可變性對高緯度地區(qū)，尤其是北歐、北美洲和大中華地區(qū)來說至關(guān)重要。在低緯度地區(qū)，可能存在不同的解決方案。以市場為基礎(chǔ)的價格信號對于激勵創(chuàng)新和發(fā)展經(jīng)濟高效靈活性具有重要意義。

應(yīng)對太陽能和風(fēng)能可變性所需成本沒有達到限制可再生能源增長的程度。

可變可再生能源也促進所謂的“領(lǐng)域聯(lián)合”，即利用過剩的可再生能源去生產(chǎn)氫氣或其他燃料氣體或液體，或補給供暖網(wǎng)絡(luò)。這兩種選擇都為更長時間的儲能提供了機會。

我們預(yù)計輸配電網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)大規(guī)模擴大化和自動化。

這將由需求的電氣化以及太陽能和風(fēng)能的分散性質(zhì)驅(qū)動。例如，配電系統(tǒng)的變壓器安裝率將會翻倍。

規(guī)劃和建設(shè)電網(wǎng)所涉及的時間跨度可能要求運營商在不確定的情況下做出決定。監(jiān)管機構(gòu)將需要就風(fēng)險合理分配以及相關(guān)擱淺資本成本做出決定。大型熱能發(fā)電機將面臨相當(dāng)大的不確定性。

目前在農(nóng)村地區(qū)，電力網(wǎng)絡(luò)薄弱或缺乏;然而好的可再生能源，村莊級的家用“微電網(wǎng)”預(yù)計將會增加;目前這些“微電網(wǎng)”是否優(yōu)于加強版的傳統(tǒng)電網(wǎng)尚不清楚。

在工業(yè)、商業(yè)和住宅領(lǐng)域，將會有更多“電表后端”發(fā)電，同時需求側(cè)響應(yīng)也會增加。系統(tǒng)運營商任務(wù)將會變得更加復(fù)雜;然而，跨網(wǎng)絡(luò)的能源流動將會減少，從而導(dǎo)致固定成本在總成本中的比重增加。

對電力網(wǎng)絡(luò)的依賴性日益增加，這就需要充分的運營安全。電力網(wǎng)絡(luò)可能很脆弱，因為它們分布范圍較廣，服務(wù)終端眾多，而且所用設(shè)備來自多個供應(yīng)商，每天都有增加或者修訂的項目。加強網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和自動化能力是明確的應(yīng)對措施。將會需要更高級別的網(wǎng)絡(luò)安全。

電動汽車的使用將快速升級和改變消費者對能源供應(yīng)的看法。

交通電氣化，尤其是私人汽車和“最后一英里”的發(fā)展將會加快。電動汽車家用充電將成為家庭花銷的主要方面，可以用于向能源供應(yīng)商和電網(wǎng)運營商提供服務(wù)。電動汽車充電的商業(yè)模式可能會合并，同家庭供電一樣，包括電表后端太陽能光伏和儲能。

電動汽車的總量可能為可再生能源整合提供巨大的靈活性優(yōu)勢。重要的是要確定這些優(yōu)勢可以或?qū)槠囀褂谜咛峁┍憷?/p>

電力需求

我們預(yù)測，世界電力需求(不包括能源行業(yè)內(nèi)的使用量)將增加170%，由2016年21 PWh/年增加到2050年57PWh/年。(如圖)

這是因為能源需求增加和電氣化規(guī)模擴大。考慮到輸配電損耗以及發(fā)電機和儲能的自耗，預(yù)計全球發(fā)電量將從25PWh/年上升到66PWh/年。雖然到2050年，交通領(lǐng)域?qū)﹄娏Φ男枨蟠蠓黾樱c建筑和制造業(yè)等主要領(lǐng)域相比，其需求仍然相對較小。

能源供應(yīng)

隨著2050年工業(yè)和社會電氣化加速，能源供應(yīng)比能源需求表現(xiàn)出更明顯的變化。

全球主要能源供應(yīng)或?qū)⑦_到峰值

為滿足需求的全球主要能源供應(yīng)體現(xiàn)了報告中的預(yù)測，即能源需求將在2030-2039年中期達到峰值隨后逐漸下降。然而，雖然需求在2050年從峰值下降到17EJ/年，供應(yīng)下降了76EJ/年。造成這種影響的主要原因是發(fā)電效率的提高，該效率通常為35-45%，取而代之的是可再生能源發(fā)電，沒有等值的能源轉(zhuǎn)換損耗。

碳氫化合物或?qū)⑦_到峰值

我們預(yù)測主要能源供應(yīng)將會發(fā)生巨大變化。目前，石油和煤炭供應(yīng)分別占全球能源供應(yīng)的29%和28%。到2023年，天然氣將超過煤炭，并在2027年超過石油，成為最大的能源來源。

我們預(yù)測，2023年石油達到峰值，隨后天然氣在2036年達到峰值。煤炭已經(jīng)達到峰值。預(yù)計2050年天然氣供應(yīng)量為150EJ/年，與目前持平。化石燃料在主要能源組合中的份額目前為81%，在本世紀(jì)中期下降到50%。

能源組合中生物能、水能和核能的比重將保持平穩(wěn)。太陽能光伏和風(fēng)能將迅速增長，到2050年在世界主要能源供應(yīng)中分別占16%和12%。

電力

太陽能光伏和風(fēng)能迅速增加，2050年成為能源組合中的主導(dǎo)力量。

到2050年，太陽能光伏占比40%，風(fēng)能29%。陸上風(fēng)能占主導(dǎo)地位，而海上風(fēng)能貢獻力在本世紀(jì)中期不斷增加，達到風(fēng)能發(fā)電量的20%。可再生能源的增加是以煤炭、以及后來的天然氣和核能為代價的。盡管在這段時期，發(fā)電量增加約2.5%，但是化石燃料發(fā)電將比2017年下降約60%。