2能源o1技术展望o到2050年的能源情景执行概要与战略
国际能源署国际能源署(IEA)是一个自治机构,创立于1974年11月,其使命有两重:通过对石油供应的实际中断做出集体响应来促进其成员国的能源安全;就良好能源政策为成员国提供咨询。 国际能源署在28个发达经济体之间开展全面的能源合作计划,每个经济体都有义务持有相当于其90天净进口的石油库存。国际能源署的目标是: n 确 保成员国获得可靠、充足的各种形式能源供应;特别是,在石油供应中断时要通过维持有效的应急响应能力来实现。n 促 进在全球范围内推动经济增长和环境保护的可持续能源政策,尤其是要减少导致气候变化的温室气体的排放。n 通 过采集和分析能源数据改善国际市场的透明度。n 支 持全球能源技术协作,保障未来能源供应并减轻其环境影响,包括通过改善能源效率以及开发和推广低碳技术。n 通 过和非成员国、产业界、国际组织及其他利益相关者进行接触和对话找到全球能源挑战的解决方案。国际能源署的成员国包括: 澳大利亚 奥地利 比利时 加拿大捷克丹麦芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰 意大利日本韩国卢森堡荷兰新西兰 挪威波兰Chinese translation葡萄牙斯洛伐克西班牙 OECD/IEA, 2010瑞典International Energy Agency 9 rue de la Fédération 瑞士 75739 Paris Cedex 15, France土耳其英国请注意本出版物在使用和分发时美国有具体限制。相关条款请参照: 欧洲委员会也参与了国际能源署的工作.
执行概要1国际能源署执行概要国际能源署(IEA)是一个自治机构,创立于1974年11月,其使命有两重:通过对石油供应的实际中断做出集体响应来促进其成员国的能源安全;就良好能源政策为成员国提供咨询。 国际能源署在28个发达经济体之间开展全面的能源合作计划,每个经济体都有义务持有相在能源行业,气候变化的威胁是近年来关注的焦点。与此同时,其他两当于其90天净进口的石油库存。国际能源署的目标是: 个问题也从这阴影中重新浮现出来。2008/09年的金融危机(一些分析师认为n 确 保成员国获得可靠、充足的各种形式能源供应;特别是,在石油供应中断时要通过维持其同石油价格波动有关)更使人们担忧居高的能源价格可能削弱经济增长。新有效的应急响应能力来实现。闻头条报道,乌克兰天然气供应量削减,索马里海岸油轮被劫持,尼日利亚n 促 进在全球范围内推动经济增长和环境保护的可持续能源政策,尤其是要减少导致气石油管道爆炸,墨西哥湾的石油钻机被飓风摧毁,这些都表明能源安全威胁在候变化的温室气体的排放。以多种形式在各个意想不到的地方发生着。几年来,国际能源署提出需要一场基于低碳技术广泛应用的能源革命来应对气候变化的挑战。Energy Technology n 通 过采集和分析能源数据改善国际市场的透明度。Perspectives 2010 (ETP 2010)(《能源技术展望2010》)表明,低碳未来也是加n 支 持全球能源技术协作,保障未来能源供应并减轻其环境影响,包括通强能源安全和促进经济发展的有力工具。过改善能源效率以及开发和推广低碳技术。n 通 过和非成员国、产业界、国际组织及其他利益相关者进同样重要的是,ETP 2010 强化了能源技术革命正在进行这一早期迹象。风行接触和对话找到全球能源挑战的解决方案。能和太阳能为主的可再生能源投资正在大幅增加。许多国家正在考虑建设新核国际能源署的成员国包括:电站。经合组织国家能源效率提高的速度经过多年温和上升后开始再次加快。 澳大利亚用于低碳技术研发和示范的公共投资正在增加。在交通运输行业,各大汽车公 奥地利 司都把混合动力和全电动汽车加入到他们的产品线中,许多政府也已推出计划 比利时来鼓励消费者购买这些汽车。然而,这些令人鼓舞的进展仅代表在转变能源供 加拿大应和使用方式这一漫长征程中迈出了微小破碎的第一步。推动能源需求和与气捷克候变化相关的二氧化碳排放量增加的各种趋势将继续以不屈不挠的步伐前进。丹麦芬兰目前的能源和二氧化碳趋势与联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)法国多次发出的警告背道而驰。IPCC得出结论,与2000年水平相比,到2050年需德国希腊要全球二氧化碳排放量至少削减50%才能把全球长期平均温度上升限制在oo匈牙利—。最近研究表明,气候变化正在以比此前预期快得多的速度发生,爱尔兰 甚至“2050年削减50%”的目标都可能不足以阻止危险的气候变化。意大利日本虽然各国为应对气候变化正在继续努力建立一个长期的政策框架,但联合韩国国气候变化框架公约第15次缔约国会议显示,在设立“自上而下”具有法律约卢森堡束力的目标问题上达成协议非常困难。然而,第15次缔约国会议在一些关键问荷兰题上也取得了进展。《哥本哈根协定》虽然没被第15次缔约国会议正式采用,新西兰 但在许多重要问题上也都达成了很大程度的共识,包括:把全球温度上升控制挪威在小于°C;到2050年实现全球温室气体深度减排;技术在实现上述目标中的波兰重要作用;为发展中国家提供额外资金的必要性。许多国家政府已经在通过增葡萄牙斯洛伐克加资金投入支持低碳能源研发、制定更有效的新政策、设立国家减排目标来支西班牙 OECD/IEA, 2010持哥本哈根协定原则。瑞典International Energy Agency 9 rue de la Fédération 瑞士ETP 2010提供了国际能源署关于低碳能源技术如何促进二氧化碳深度减排 75739 Paris Cedex 15, France土耳其的视角,为这一发展势头注入真知灼见。本书使用技术经济方法评估成本和效英国益,探讨实现能源政策目标应采取的最低成本路线,同时也提出了克服技术障请注意本出版物在使用和分发时美国碍和政策障碍的措施。具体来说,ETP 2010探讨了发电和工业、建筑、交通运有具体限制。相关条款请参照: 欧洲委员会也参与了国际能源署的工作.
执行概要2组织欧洲、美国、中国和印度的分析,这四个区域合计占目前全球一次能源需求总量的56%。然后指出要实现一个可持续能源的未来所需的技术转变,并提出了一系列技术路线图描绘发展路径。ETP 2010的其它新元素包括融资、行为变化、在发达国家和新兴经济体中间传播技术、以及关键能源技术对环境的影响等章节。显然,目前能源技术革命正 “自下而上”地发生着。从许多方面来说,这是一个健康的迹象:许多能源挑战对当地人口的影响最大——这些人需要找到适合当地情况的解决方案。最终,需要一个全球战略来应对挑战的规模,这不仅仅是因为全球化使主要经济体在贸易、投资和技术传播方面日益相互依赖。另一个引人注目的发展是,这些努力反映出政府、工业和民间社会之间的联系已得到加强。 ETP 2010强调要采取能够保证全面考虑和更广泛应用的创新政策和行动。未来十年至关重要。如果2020年左右排放量没有达到高峰且之后没有稳定回落,到2050年实现减排50%的成本将更加昂贵。事实上,可能会完全丧失机会。在以后某个时间重获减排50%需要更大的二氧化碳减排量,需要更短时间内采取更为激进的行动,且需要比政治上可以接受高得多的成本。对能源安全的关注、气候变化的威胁和满足不断增长的能源需求的必要性(特别是在发展中国家)都对能源决策者构成了重大挑战。推进低碳技术革命将涉及众多利益相关者(指所有个人或专业领域中的个体)数百万的选择。然而,选择本身可能是一个障碍:整合大量信息最终达到最佳选择这一过程可能使其陷入瘫痪。本书展示了应对这些挑战所需的现有技术和新型技术的组合,规划了行动的重点领域和可以帮助实现变革的机制。这种做法旨在帮助各个领域的决策者确定具体情况下哪些技术和政策组合奏效。ETP 2010纳入旨在促进技术推广的详细路线图,希望推动能源革命的两个方面:在进步速度方面进行必要的逐步变革和所有国家、行业、利益相关者的更广泛参与。ETP情景呈现的是可选方案而不是预测ETP 2010对各种情景进行分析和比较。这种做法的目的并不是要预测将会发生什么,而是要展示创造一个更安全、更持续的能源未来的许多机会。ETP 2010基线情景参考World Energy Outlook 2009(《世界能源展望2009》)中到2030年的情景,将其延伸到2050年,假定政府没有推出新的能源和气候政策。相比之下,BLUE Map情景(有几种变体)具有目标导向性:它设定到2050年要减少全球一半与能源有关的二氧化碳排放量(相比2005年),并探讨了通过应用现有和新型低碳技术实现这一目标成本最低的方法(图ES1)。BLUE情景还能加强能源安全(如减少对化石燃料的依赖),并能带来促进经济发展的其他好处(如降低空气污染使健康状况得到改善)。快速比较ETP 2010各种情景结果,可以看出低碳技术能提供一个完全不同的未来(表1)。
执行概要3表 1 基线情景和BLUE Map 情景下能源和排放趋势:2050年和2007年相比基线情景 BLUE Map 情景• 与能源相关的二氧化碳排放量大约增长1倍• 与能源相关的二氧化碳排放量减少50%• 一次能源使用上升84%;能源使用碳强度增加10%• 一次能源使用上升32%;能源使用碳强度下降64%• 液态燃料需求增加57%,要求大量使用非常规石油• 液态燃料需求降低4%,生物燃料占燃料总量的20%和合成燃料;原煤需求增加138%;天然气需求量;煤炭需求下降36%;天然气下降12%;可再生能增加85%源提供将近40%的一次能源供应• 发电产生的CO 排放量增加1倍多;CO 强度稍有下• 发电产生的CO 排放量减少76%;CO 强度降低到2222降,达到459 g/kWh67 g/kWh• 化石燃料占电力生产的2/3多;可再生能源发电略有• 可再生能源发电48%;核能发电24%;运用二氧化碳增加至22%捕集和封存技术(CCS)的发电厂发电17%• 二氧化碳捕集和封存技术没有商业化• 利用二氧化碳捕集和封存技术捕集到吉吨CO:2其中55%为发电产生,21%为工业行业产生,24%为燃料转化产生• 建筑行业二氧化碳排放量(包括与电力使用相关的• 通过低碳电力、能源效率和转而使用低碳和零碳排放)增长将近1倍技术(包括太阳能采暖和制冷、热泵和热电联产技术),建筑行业CO排放量减少2/32• 轻型汽车销售的近80%依赖于常规汽油或柴油技• 轻型汽车销售的几乎80%为插电式混合动力车、电术;石油产品满足超过90%的交通运输能源需求动车或燃料电池汽车;最终交通运输需求中石油产品份额下降到50%• 随着工业生产增加,工业行业二氧化碳排放量增长• 主要由于能源效率、燃料转换、循环利用、能源回近50%收和二氧化碳捕集和封存技术,工业CO排放量下降2大约四分之一• 能源供应和使用的总投资额为270万亿美元• 投资额比基线高46万亿美元(17%);累计节省燃料价值比基线高112万亿美元• 能源需求增长的近90%发生在非经合组织国家,占全• 相比2007年,非经合组织国家CO减排约为30%;经2球二氧化碳排放量的近3/4合组织国家占全球CO排放总量不到1/4,比2007年2排放减少70% ~80% 框 1 模型中的讯息ETP 2010调查结果加强了以往版本中的结论,同时也提醒大家,自从第一版于2006年发布以来,世界仍在继续向着错误的方向发展——甚至以更快的步伐发展。从1990年到2000年,全球二氧化碳排放量年平均增加%。在随后7年中,排放量年增长率上升到%。两个主要因素是显而易见的:以煤为基础的经济体能源需求日益上升;较高油价和天然气价格情况下燃煤发电增加。煤使用产生的排放量年增长率由%(1990年至2000年期间)上升至%(2000年至2007年期间)。最重要的信息仍然不变:目前趋势——如基线情景所说明——相对于环境、能源安全和经济发展来说显然是不可持续的。对化石燃料(特别是煤)的持续依赖继续推动了二氧化碳排放量的增长和化石燃料价格的提高。例如,假定石油价格到2050年会达到每桶121美元(以2008年价格计算)。
执行概要4但碳密集的未来不一定需要发生。利用现有技术和新技术的结合,如BLUE情景所设想,到2050年可以将全球与能源有关的二氧化碳排放量减少一半。实现此目标具有挑战性,并需要大量的投资。但对提高环境质量,加强能源安全和减少能源账单将大有裨益。此情景下,到2050年估计石油价格仅为每桶70美元(以2008年价格计算)。 • 低碳技术组合(完全商用时所需成本高达175美元/吨二氧化碳)对实现到2050年二氧化碳减排50%是必须的。没有一种技术或一小组技术可以单独实现所需的变化规模。• 低碳技术的广泛应用到2050年可使全球石油、煤和天然气需求低于目前水平。即便如此,在可预见的未来,化石燃料仍会是世界能源供应的重要因素。• 能源效率的提高(其中大部分可以通过低成本来实现),在至2050年期间为二氧化碳减排提供了最大潜力,短期内应该是最重要的任务。• 电力行业脱碳作为减排的第二大来源是至关重要的,要求大幅度增加可再生能源和核电的份额,化石燃料发电时要利用二氧化碳捕集和封存技术。 • 脱碳电力供应通过电气化(如从内燃机汽车转换为电动汽车和混合动力汽车,从化石燃料供暖转换为高效热泵)为终端用能行业减排提供了大量机会。• 需要新型低碳技术来保证2030年以后能继续减排,特别是在终端用能行业,如交通运输、工业和建筑行业。未来本身具有不确定性,而且将始终如此。经济增长趋势(从而还有能源使用和排放趋势)和技术发展难以预测。低碳技术开发和推广的组合方法可帮助应对这种不确定性。图 1 BLUE Map 情景下CO 减排关键技术260 19% 57 55 17%50 6%4540
5%35 15%3025
38%2015BLUEMap 14 105WEO2009450ppmETP2010 0201020152020202520302035204020452050要点:需要 广泛的技术来大幅减少与能源有关的二氧化碳排放量。 CO2
执行概要5技术政策目前许多最有前途的低碳技术与使用化石燃料相比成本较高。只有通过技术研发、示范和推广才会减少这些成本,且技术才会表现出经济性。因此,各国政府和工业行业需要通过并行和相互关联的若干途径进行能源技术创新。大多数新技术在某个阶段都需要研发和示范的“推动力”和市场推广的“拉动力”。在制定有效技术政策方面,各国政府的作用至关重要:政策要确立坚实的基础和框架以作为其他利益相关者(包括工业行业)的基础。适当情况下,政策需要涉及整个研发、示范和推广阶段,这样可以减少其他参与者在技术发展早期的风险,然后逐渐让技术应对更激烈的竞争,同时当低碳经济站稳脚跟之时允许参与者获得合理的投资回报。图 2 低碳技术配套政策 (,4.ÑÒÓÔ ÕÖרÙÚ¡¢ £¤)¹º»
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2.âÁ 3.Þßàá4.ÈÝ 注: 此图包括广义技术分类;多数情况下,既定时间内各种技术属于多个范畴。要点:需要根据技术发展的不同阶段制定有针对性的政府配套政策各国政府需要在未来十年中以前所未有的水平进行干预以避免锁定高排放的低效技术。必须迅速采取行动,执行一系列旨在减少成本竞争力差距范围、反映个别技术和市场的竞争力及成熟度的技术政策(见图ES2)。首要目标应是减少风险、加大推广和降低成本。有证据表明,大部分突破性创新都来自于
执行概要6敢于挑战现有商业模式的新兴公司。因此,政府逐步消除新兴公司进入和成长障碍的政策对低碳能源技术的发展可能意义重大。近年来,把给碳排放定价作为一种刺激能源革命所需清洁技术开发和推广手段的政策的重要性备受关注。《哥本哈根协议》承认把市场手段作为提高成本效益的方法。虽然这种政策(如碳交易)有可能成为变革的重要驱动器,但它们并不一定是实现具有较长期减排效益的更为昂贵的技术短期投资的最有效方式。此外,一个真正的全球碳市场可能要很多年后才会发生。政府可以借鉴其他各种工具为符合国家政策目标的技术创造市场,包括法规、税收减免、自愿项目、补贴和市场宣传活动。但他们也需要有退出路线:政府支持力度应随时间而减少,并当技术具有竞争力之时全面取消——或者实际上他们明显不可能这样做。 ETP 2010估计,要达到二氧化碳减排50%的目标,政府对低碳技术研发和示范的投资需要比现在水平高2~5倍,这种观念被许多国家所重视。主要经济体论坛成员政府和国际能源署各国政府已同意大幅度增加和统筹公共部门低碳研发和示范投资,到2015年投资增加一倍。然而,单纯增加经费不足以提供必要的低碳技术。目前政府的研发和示范方案和政策需要通过设计和实施中的最佳实践得到改善。这包括设计符合国家政策重点和能够满足资源可用性的战略方案;如果需要,严格评价结果和调整支持力度;加强政府与业界的联系、基础科学与应用能源研究界的联系以加快创新。表 2 国际能源署技术路线图应八国集团部长会议的要求,国际能源署正在制定路线图,以加快最重要低碳技术的开发和推广。每个路线图都提出了2050年的共同目标并指明了国际、国内各利益相关方需要采取的行动。这种集体做法是非常重要的,其使新技术研发、示范和推广投资净效益最大化。该路线图还涉及区域和全球范围内的一些交叉问题来保证新技术的成功开发。国际能源署许多技术路线图建议加强各部门之间的伙伴关系,以加快创新和从示范到商业应用的转型。这种伙伴关系对于二氧化碳捕集和封存技术、电动汽车技术可能尤为适当,这两种技术都将取决于产业和技术的新商业模式的建立。二氧化碳减排最终取决于行业、企业和个人消费者对低碳技术的消化吸收。迄今为止,鼓励采用节能和低碳技术的努力主要集中在克服技术、经济障碍上。事实上,研究表明消费者的选择受社会和行为因素影响更为严重。更好地了解人类对能源消耗的看法,尤其在住宅和商业部门和个人交通运输方面,将有助于决策者促进技术为基础的能源节约。对ETP 2010强调的成功项目进行抽样表明,影响消费者选择的政治策略应以消费者为目标,教育、激励消费者,并让消费者成为主人公。
执行概要7各国政府在鼓励其他各方在相关领域发挥领导作用方面具有重要作用。工业行业可以通过积极发展公私伙伴关系起示范领导作用。各高校可扩大培训和教育,以发展和部署所需的人力资源来开发创新能源技术。非政府组织有助于和公众进行交流,宣传大规模应用新能源技术的紧迫性、成本和回报。最后,所有利益相关者必须共同努力加强国际技术合作,加速技术研发、示范和推广、传播、投资。技术路线图可以成为帮助实现这一过程的有效工具。加强国际技术扩散ETP 2010使用的所有情景都强调了一个有点令人吃惊的事实:几乎所有未来能源需求和排放量增长都发生在非经合组织国家。因此,加快低碳技术向非经合组织国家的扩散是一个关键挑战,特别是对于快速增长的大型经济体如巴西、中国、印度、俄罗斯联邦和南非。传统上认为非经合组织国家获取新技术是工业化国家技术转移的结果,所以会预先假定一个大趋势——技术知识从较高技术能力的国家流向较低技术能力的国家。然而,目前情况越来越复杂,技术在经合组织国家、非经合组织国家、建立强大生产基地并依靠自己成为出口国的新兴经济体之间多方流动。成功实现低碳经济要以市场规律为基础,使能源技术主要通过商业交易传播。我们面临的挑战是要给这些交易重新定位,支持低碳技术转让,同时也帮助新兴国家成为技术开发者和市场参与者。必须仔细考虑各国吸收新技术的能力。以中国为代表的一些新兴经济体正在迅速提高自身开发和应用关键低碳技术的能力。鉴于其经济增长率,这些国家必须以更加快速的步伐使其经济活动和二氧化碳排放量脱钩。融资和投资回报ETP 2010 显示需要非常大规模的投资来满足全球不断增长的能源需求。1基线情景估计, 2010年到2050年之间,总投资为270万亿美元1。其中大部分(240万亿美元或者接近90%)为需求方的投资,因为能源消耗者要使用消耗能源的资本设备,包括汽车、电器和重工业工厂。既能满足能源需求增长又能实现“2050年减排50%”的目标,代价将会相当昂贵:BLUE Map情景预测投资要求为316万亿美元,比基准情景多17%(46万亿美元)。过去3年中,低碳能源技术的平均年投资额约1650亿美元。实施BLUE Map情景要求到2030年年投资额达到约7500亿美元,而从2030年到2050年,年投资额要提高到万亿美元以上。后期投资增加1倍是因为在新兴和发展中国家,伴随收入增加人们对汽车和其他消费类产品的需求也在增加。1. 不包括对煤、石油、天然气生产和运输的上游投资。
执行概要8另一方面,能源技术革命在为人们带来积极投资回报方面潜力巨大。举例来说,低碳经济使能源效率提高可以节省大量燃料,并且燃料需求降低致使然燃料价格下降。ETP 2010计算,BLUE Map情景下从2010年到2050年另外46万亿美元的投资需求会使累计燃料节约达到112万亿美元。在到2050年期间,即使投资和燃料节约以10%的贴现率贴现为现值,净节约总额还会达到8万亿美元。此外,能源革命提供了大量商业机会。前瞻性公司认识到在全球范围内广泛开发、应用新突破和新技术存在巨大潜力,并有可能利用机制促进在非经合组织国家投资(如用来换取碳信用额)。政府在制定稳定的政策框架方面要发挥重大的作用,并可为研发、示范和推广直接拨款,这一点已经说明。第二点是需要加强政府与投资界的对话,以增进了解并为其各自独特但互补的活动领域划定适当的界限。ETP 2010 也研究了低碳技术对经济、社会和环境造成的更广泛影响(称为“共同影响”,因为它们是相互联系的)。分析集中于比二氧化碳减排更迫在眉睫的政治和社会优先事项,尤其是在发展中国家,即:空气质量及其对人类健康的有关影响;水质量和可用性;土地使用问题。例如,利用低碳技术减少空气污染,产生了与能源有关的环境效益并降低了对当地居民健康的负面影响。 需要进一步的工作来完善此评估中的估算值,包括如何平衡潜在的共同利益并确保任何负面共同影响是可以理解、量化并可缓解的(如有可能)。评估地区、国家和地方各级的共同利益和潜在冲突同样重要,因为很多都将是根据具体情况确定的。各行业调查结果目前二氧化碳排放量的约84%和能源相关,所有温室气体排放量的65%可以归因于能源供应和能源使用。如果要使全球二氧化碳排放量减半,所有行业都必须大幅降低其二氧化碳强度。但是,这并不意味着每一行业都必须减排50%(见图ES3)。基线情景下每个行业都有不同的增长前景和不同的旨在降低排放量的低碳技术选择范围。 ETP2010详细研究了每个行业有助于实现成本最优低碳未来的潜力,包括所需的技术和政策。为促进所有行业现有技术和新技术的推广,一个关键讯息就是要迅速行动,考虑长期目标。如果没有长远眼光就会有风险——近期不适当的高资本投资可能会损害未来的减排目标,或在其正常生命周期来临之前被废弃。
执行概要9图3 基线情景和BLUE Map情景下全球CO2排放量60 50 40 30 2010020072030205020302050 BLUEMap要点:BLUE Map 情景暗示所有行业都需要深度减排。电力行业值得重申的是电力行业脱碳将是全球二氧化碳深度减排工作的中心。目前电力行业占据与能源相关的二氧化碳排放量的41%。基线情景显示,至2050年,由于对化石燃料的继续依赖,排放量将会是现在的两倍。相比之下,BLUE Map情景下,发电的碳排放强度会降低几乎90%(和2007年水平比较),同时,可再生能源发电占全球发电量的近一半,核能占略少于四分之一。另外一个关键变化是,由于二氧化碳捕集和封存技术的广泛应用,大部分仍在继续使用的化石燃料发电二氧化碳排放量会降低很多。需要重大的政策变化打破目前电力行业对化石燃料的依赖,这是一项具有重要意义的投资。BLUE Map情景需要万亿美元的投资(比基线情景所需的万亿美元多40%),其中超过一半用于新型发电厂。一个关键挑战是目前许多低碳替代方案较传统的化石燃料为基础的技术要昂贵很多。除了扩大研发和示范支持、创造市场机制来促进技术创新,政府应采取政策鼓励尽早关闭那些低效、污染严重的发电厂。所有低碳发电方案必须坚持下去:不包括显著增加该行业CO减排成本的方案。 2一些低碳发电技术向人们提出了独特挑战。例如,需要系统集成支持大量的可变可再生能源(诸如风能、太阳能光伏、径流式水电、波浪能和潮汐能)。此外,还迫切需要加速电力行业二氧化碳捕集和封存的示范,并制定全面的监管措施以保证大规模的商业应用。核电要求在放射性废料处置设施建设和运营方面要更上层楼。通过从化石燃料到电能的能源消耗转变,近零碳发电的实现为所有终端用能行业CO减排创造了机会。例如,从依靠柴油或汽油的内燃机汽车到电动2车和混合动力汽车,从化石燃料供热到高效热泵。 CO2
执行概要10一些迹象表明,发电行业的改变已经开始发生。可再生能源投资2008年达到历史新高,其中风能和太阳能领先,并在经济不景气的2009年保持相似水平。2009年,与其他发电技术相比,欧洲装机容量最多的是风电。在世界其他地区已经可以看到类似的发展:全球再生能源装机容量,中国现在排名第二,印度第五。也有证据表明,核电正处于复兴阶段。中国,印度和俄罗斯正在计划显著扩大核能容量。拥有核电厂的其他几个国家也在积极考虑开发新的核电容量,但今年来并无新项目启动。电力网络不断变化的需求和发电状况需要修改电力网络的设计、运营和部署,区域特色对确定网络配置日趋重要。虽然仍需要系统规模示范,智能电网(电力和热能储存技术相结合)的灵活性似乎可平衡变化的电力需求和发电量,优化高峰负荷和能源效率方案交付管理。智能电网有助于减少发电和电力使用产生的二氧化碳排放量。在发展中国家,智能电网将促进电力服务的扩展,并显示出可减少输配电损失的巨大潜力。工业近几十年来,工业能源效率提高,许多行业二氧化碳强度下降。然而,这一进展被全球工业生产增长大大抵销。工业行业的直接二氧化碳排放量占目前二氧化碳排放量的大约20%。实现二氧化碳大幅度减排要求广泛采用目前的最佳可得技术,并要求开发和推广一系列新技术,如二氧化碳捕集和封存技术、熔融还原技术、分离膜技术和黑液气化技术。许多能源密集型工业行业(如钢铁、水泥、化工和石化、纸浆和造纸)二氧化碳捕集和封存技术的成功应用代表着减少工业直接排放最重要的新技术选择。为了达到减排目标,工业行业二氧化碳捕集技术的大规模示范应和电力行业规划的示范项目应同时进行。生物质和废料替代燃料和原料代表着另一个重要选择,但由于资源十分有限,竞争可以抬高价格并使工业应用的吸引力降低。脱碳电力行业通过工业流程电气化将为降低二氧化碳强度提供新的机遇。需要清晰、稳定、长期的碳定价政策来刺激工业行业技术转型。目前形势下,只有发达国家的排放量受到限制,此种情形引起对竞争和碳泄漏的合理关注。一个全球排放交易系统最终可能是最有效的;同时,涉及具体能源密集型行业的国际协定可能是切实可行的第一步。需要政府干预来建立标准、奖励办法和实行监管改革,去除能源价格补贴应是补贴持续存在的国家的优先事项。建筑建筑行业直接产生的二氧化碳排放量占全球排放量10%;加上本行业电力使用产生的间接二氧化碳排放,这个份额达到将近30%。从能源角度来看,建筑物是由围护结构和保温、空间供暖和制冷系统、热水系统、照明系统、家电和消费类产品以及商用设备组成的复杂系统。
执行概要11大部分建筑寿命久远,这意味着目前全球超过一半的建筑在2050年会仍然存在。经合组织和经济转型国家建筑物退休率低且经济增长缓慢,意味着大部分能源和二氧化碳的节约潜力在于为现有楼宇改造和购买新技术。发展中国家新建筑将会迅速增多,有机会通过提高新建筑效率标准来确保相当快速而大幅的能源节约。落实目前可获得的低成本高效低碳可选方案对短期内实现具有成本效益的二氧化碳减排至关重要。这将换来时间来开发和应用不太成熟、目前较昂贵但可在长期会发挥重要作用的技术。对于空间供暖和水加热来说,这些技术包括高效热泵、太阳能热系统和使用氢燃料电池的热电联供系统。住宅行业需要克服的主要障碍是初始成本较高,消费者对技术的认识不足,分散激励和能源效率优先级低。克服这些障碍需要一套全面的政策,这些政策可能包括信息宣传、财政和金融激励措施和其他推广政策,以及最低能源性能标准。此类政策必须解决财政困难,发展工业能力并提高研发投资。服务行业需要政策以实现新建筑物外壳改善,同时也需要高效取暖、制冷和通风系统。鉴于(与住宅行业相比)其在总使用中所占份额更大,需要重大政策措施来提高照明和其他终端用能电器(如办公设备,信息技术设备和制冷设备)的能源使用效率。近年来显示了一些令人鼓舞的迹象,消费者倾向于使用可减少二氧化碳排放的新技术。2007/08年度,热泵销售在欧洲主要市场显示了双位数的增长。对太阳能热系统的需求也迅速增长,太阳能热系统可进行低温热冷却和/或取暖和水加热。交通运输交通运输行业目前占到能源相关的二氧化碳排放量的23%。考虑各种旅行方式都有增加,特别是轻型汽车和飞机,基线情景表明到2050年交通运输能源的使用会比当前增加一倍,相关二氧化碳排放量会是当前的2倍多。到2050年实现二氧化碳深度减排将依赖于通过提高能源效率减缓交通运输燃料使用的上升和增加低碳燃料份额。实现大量节约的另一个途径是鼓励旅客和运输商更多使用巴士和铁路而减少使用轻型汽车、卡车和飞机。尽管经合组织国家交通运输行业排放会比2007年的水平有绝对削减,但是对于非经合组织国家,人口和收入的强劲增长使交通运输行业达到绝对减排量极其困难。BLUE Map情景下,到2050年经合组织国家的排放量要比2007年少60%,而非经合组织国家从油井到车轮的排放量要比2007年高60%。通过提高内燃机效率、实现车用动力混合化、使用插电式混合动力电动汽车、电动汽车和燃料电池汽车来减少燃料使用和二氧化碳排放
执行概要12量,其前景看好。实际上BLUE Map情景下所有汽油和柴油汽车的增量效率提高都会带来汽车寿命期内的燃料节省。多数经合组织国家政府目前都具有严格的燃油经济性标准,世界各国许多政府也已经宣布要更广泛地使用电动汽车和插电式混合动力电动汽车。到2020年,这些承诺总计会使超过500万辆的电动汽车和插电式混合动力电动汽车上路。BLUE Map情景下,2050年生物燃料、电力和氢气总计会占交通运输行业使用燃料总量的50%,会替代汽油和柴油。由于电力和氢燃料的大量使用,轻型内燃机汽车对生物燃料的的需求2030年后开始下降。相比之下,至2050年期间,卡车、船只和航空使用的生物燃料迅速上升,取代了中间馏分石油燃料。可喜的是,各国政府正在推出交通运输行业二氧化碳减排政策,但还需要更多努力来增加研发、示范和推广经费,提高运输行业协作水平,特别是要更快的削减先进技术的成本。此外,要更加关注激励消费者采用脱离能源密集型、以化石燃料为主的交通运输系统所需的技术、生活方式。框 3 地域差异ETP 2010对对减少全球排放量意义重大的四个国家或地区的二氧化碳排放趋势和减排方案进行了更详细的分析:经合组织欧洲、美国、中国和印度。他们各自都面临独特的挑战,反映了当前和未来经济发展的水平和不同的自然资源(表现在能源结构中)赋存情况。因此,他们对于二氧化碳排放有着不同的出发点和未来发展轨迹,在基线情景和BLUE Map情景中都拥有不同的发展方式。虽然减排需要很多相同的技术选择,但是和应用相关的政策方案可能显著不同。基线情景下,印度二氧化碳排放量相对增加最大,到2050年要增长几乎五倍。中国二氧化碳排放量也显示出大幅增加,2007年至2050年期间几乎会是原来的3倍。美国显示出轻微增长,增幅1%,经合组织欧洲的排放下降8%。BLUE Map情景下,所有国家都比基线情景下表现出大幅度减少:2050年,美国排放量(相比2007年)减少81%,经合组织欧洲减少74%,中国减少3 0%,而印度增加10%。 BLUE Map情景也保障了这四个国家或地区的能源供应安全,特别是通过减少石油使用来实现。在美国和经合组织欧洲 ,2050年石油需求比2007年的水平低62%到512%(天然气需求呈现类似的降低)。在中国和印度,石油需求在BLUE Map情景下仍在增长,但到2050年比基线情景低51%-56%。在经合组织欧洲,电力行业到2050年需要几乎完全脱碳。超过50%的电力生产来自可再生能源,剩余电力生产多数来自核能和利用二氧化碳捕集和封存技术的化石燃料(精确的能源结构各个国家之间差别很大,这反映了当地的条件和机遇)。在工业行业,能源效率与二氧化碳捕集和封存是减排的主要手段。在建筑行业,提高采暖效率是最重要的能源节约措施,并可构成BLUE Map情景下该行业一半以上的减排量。其他缓解措施包括太阳能
执行概要13采暖、热泵、热电联产/集中供暖和提高电器效率。经合组织欧洲的运输量预计将保持相对稳定。交通运输行业二氧化碳深度减排可以通过使用高效汽车、向电力和生物燃料转变、以及在转向使用沼气和生物合成气后逐步采用天然气来实现。对于美国来说,能源效率和燃料转换将是所有终端用能行业中二氧化碳减排的重要措施。基础设施投资对支持向低碳经济的过渡至关重要,特别是对于国家电网和运输网络。现有的大部分发电资产到2050年将被替换,低碳技术,如风能、太阳能、生物质能和核能将会提供实质性的减排机会。许多能源密集型产业在依靠技术改进提高能源效率方面都具有广大空间。同样,轻型汽车的平均能源强度相对较高。到2030年新轻型汽车的燃油效率翻一番可以帮助减少排放。先进的汽车技术在轻型汽车、商业照明和中型卡车行业也会发挥重要作用。在建筑行业,空间制冷效率的提高和更加节能的电器为二氧化碳减排提供了最大的机会。由于煤炭的主导地位,中国必须大力投资洁净煤技术,如二氧化碳捕集和封存,提高煤炭在发电和工业(其占据中国能源使用和二氧化碳排放量最大份额)中的使用效率。还应优先考虑在能源密集型行业(如钢铁、水泥、化工)中提高能源效率、减少二氧化碳排放量的措施。中国交通运输行业在汽车销售、基础设施建设和新技术引进方面发展非常迅速。BLUE Map情景表明,大幅度减排将取决于交通工具电气化和电力行业的大幅度脱碳。对于印度,面临的挑战将是在二氧化碳排放量轻微增长的情况下实现经济快速发展——这意味着随着人口不断增长能源需求大幅度增加。电力需求将强劲增长,巨大的新增装机容量的需求为建立低碳电力系统创造了独特机遇。虽然印度有一些世界范围内堪称最高效率的工厂,同时小规模和低效率的工厂也占有很大的份额。因此,提高整体工业效率将是一个重大挑战。收入增长和工业生产增加将会对印度的交通运输提出更大的要求,使其必须促进公共交通和新型低碳汽车技术的发展。建筑行业对能源的需求也将强劲增长:空间制冷和电器效率的提高将对抑制能源消耗和排放量增长至关重要。总结需要一次真正全球性、综合性的能源技术革命来应对能源安全和气候变化的挑战,同时满足发展中国家日益增长的能源需求。ETP 2010表明公共和私营部门的关键机构正开始采取必要措施开发和推广大量不同的新型低碳技术。可以看出,世界的大部分地区所有重要的行业都在采取行动。显然,融资仍然是一个重大挑战,确定适当机制加速主要发展中国家低碳技术的推广也是一个重大挑战。一个相关的问题是多个机构预计会有严重的人才短缺,可能会很快成为各地区、各行业技术推广的主要障碍。考虑到地区形势和人力资源可用性,目前迫切需要正确评估所需技能并就如何满足这些需求提出建议。
执行概要14作为生活在一个不断变化的世界中的公民,我们随时都面临着某种程度的不确定性;随着能源生产者和消费者进入一个迅速变化的时期,不确定感很可能会被放大。ETP 2010提出的路线图和过渡路线目标是克服现有障碍,推动短期内和到2050年整个期间急需的研发、示范和推广项目。本文件中所含的广泛数据、预测和分析将给决策者提供详细的信息和思路,以支持自己国家或全球加速转变到一个更加安全、低碳的能源未来。 总之,ETP 2010传达的最重要的信息就是能源技术革命指日可待。实现这一点会增强所有能源行业利益相关者的能力,并需要大量的前期成本,但长期内这些将会被所得利益大大抵消。政府、投资者、世界各地的消费者需要进一步加强合作,采取果断措施发动和推动各自领域内的变革。
执行概要15本报告原文用英语撰写。尽管我们已经尽一切努力确保译文尽可能准确,但本译文和原文之间依然可能存在细微差异。
2能源o1技术展望0到2050年的能源情景与战略为应对能源安全和气候变化的挑战以及发展中世界日益增长的能源需求,有必要开展全球性的能源技术革命。这曾是ETP(《能源技术展望》)2008版的关键讯息。但这一根本转变是否正在发生?哪些关键技术可以发挥作用?成本和效益如何?我们需要什么样的政策?新出版的ETP2010(《能源技术展望2010》)探讨了此类问题以及许多其他问题,吸取了国际能源署(IEA)及其能源技术网络的广泛专业技能。ETP2010呈现了从现在到2050年的更新情景,这些情景展示了在关键行业和世界不同地区的最为重要的关键技术。报告强调了资金在实现变革方面的重要性,审查了不同情景对能源安全的影响,介绍了如何在主要发展中国家加速低碳技术的推广。报告展示了促进最重要的清洁技术推广和克服现有障碍的路线图及过渡路径。ETP2010数据翔实,预测广泛,分析深入,为决策者提供了加速向更加安全的低碳能源未来转变所需的翔实信息和真知灼见。