国际能源结构转型趋势及典型路径比较分析

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2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年 (b) 美国
图 3 2000~2013 年 德 国Байду номын сангаас、美 国 与 能 源 相 关 的 碳 排 放 量 变 化
资 料 来 源 : 美 国 能 源 信 息 署 (EIA)
由于较高的能源对外依存度,德国能源生产结构与 消 费 结 构 差 别 很 大 。 在 两 国 2013 年 能 源 生 产 结 构 中 ( 见 图 2), 德 国 化 石 能 源 合 计 占 比 48.5% , 其 中 煤 炭 39.4% 、 天 然 气 6.8% 、 石 油 2.3% ; 而 美 国 化 石 能
源 仍 占 据 能 源 生 产 的 主 体 地 位 , 合 计 占 比 83.6% , 其 中 石 油 23.7%、天 然 气 33.3%、煤 炭 26.6%。 德 国 除了煤炭之外,可再生能源是产量排在第二位的能 源 品 种 , 占 比 为 31.4% ; 而 美 国 可 再 生 能 源 仅 占 比 6.4%。 核 能 是 德 国 产 量 第 三 的 能 源 ,占 比 20.1%;美 国 核 能 占 比 为 10.0%。
第 10 期
中外能源 SINO-GLOBAL ENERGY
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国际能源结构转型趋势及典型路径比较分析
董娟
( 神 华 科 学 技 术 研 究 院 有 限 责 任 公 司 , 北 京 102211)
摘 要 目前,德国和美国在能源结构转型上都已经取得了一定的成绩,不过两国选择的是两条不尽相同的典型路径。 德国
2.3 能源对外依存度变化趋势 德国国内能源资源相对贫乏, 大部分依赖进
口。 虽然德国可再生能源发展迅速,在能源消费结 构和生产结构中比重越来越大,但由于“去核化”和 减少煤炭使用,当前德国能源对外依存度改善并不 明 显 , 仍 在 60% 左 右 波 动 , 近 年 来 甚 至 有 继 续 走 高 的趋势。 相对而言,美国的能源结构转型对其能源 安 全 影 响 较 大 , 自 2005 年 美 国 能 源 对 外 依 存 度 逐 年 下 降 ( 见 图 4) ,2013 年 其 国 内 能 源 生 产 能 够 满 足 美 国 83.1% 的 能 源 需 求 , 能 源 自 给 率 上 升 至 近 20 年来的最高水平。 3 能源结构转型典型路径比较分析 3.1 德国可再生能源转型路径
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中外能源 SINO-GLOBAL ENERGY
2014年 第 19 卷
占 比 从 2000 年 的 85.9% 降 至 2013 年 的 82.7% , 其 中 天 然 气 略 有 增 加 , 从 21.5% 提 高 到 23.2% ; 石 油 占 比 逐 年 下 降 , 从 39.0% 减 少 到 34.5% ; 煤 炭 消 费 占 比 从 2000 年 的 25.5% 微 降 至 2013 年 的 25.0% , 由 于 德 国 计 划 减 少 煤 炭 的 使 用 , 因 此 2000~2009 年 间 煤 炭 消 费 量 及 其 占 比 逐 渐 减 少 ,2009 年 曾 下 降 至 23.3%,但 之 后 受 “去 核 化 ”、煤 炭 价 格 下 跌 以 及 欧 洲 碳价下降等因素影响,煤炭作为廉价、稳定的传统 能源,消费量又逐渐增加。 另外,德国核能消费占比 从 2000 年 的 11.5%减 少 到 2013 年 的 6.8%[1]。
核能 8.3%
可再生能源 5.3%
煤炭 20.1%
石油 36.7%
天 然 气 23.2%
天 然 气29.6%
(a) 德国
(b) 美国
图 1 2013 年 德 国 和 美 国 能 源 消 费 结 构
资 料 来 源 :BP Statistical Review of World Energy 2014
2.1.2 能源生产结构变化趋势 与美国相比, 德国化石能源的产量相对较低,
作 者 简 介 : 董 娟 , 工 程 师 ,2005 年 毕 业 于 北 京 大 学 化 学 与 分 子 工 程 学 院 应 用 化 学 专 业 ,2011 年 获 北 京 大 学 光 华 管 理 学 院 工 商 管 理专业硕士学位, 目前主要从事能源经济、 低碳经济方面的研 究 工 作 。 E-mail :dongjuan@shenhua.cc
本文以德国和美国为代表,选取两种典型能源
转型路径进行比较分析,旨在为我国能源结构转型 和能源行业发展提供借鉴和参考。 2 能源转型趋势 2.1 能源结构变化趋势 2.1.1 能源消费结构变化趋势
当前, 全球能源消费结构仍以化石能源为主, 在世界主要能源需求中,石油、煤炭和天然气等化 石 能 源 占 80%左 右 。 2013 年 ,德 国 化 石 能 源 消 费 占 能 源 消 费 总 量 的 82.7% , 仍 占 据 主 体 地 位 , 其 中 石 油 34.5% 、 天 然 气 23.2% 、 煤 炭 25.0% ; 美 国 亦 是 如 此 , 化 石 能 源 合 计 占 比 86.4% , 其 中 石 油 36.7% 、 天 然 气 29.6%、 煤 炭 20.1%。 德 国 可 再 生 能 源 消 费 占 据相对更多的份额,而核能应用相对更少(见图 1)。
更关注低碳清洁转型,其转型路径主要是发展可再生能源以及淘汰核能、逐步减少煤炭使用;从效果来看,德国可 再生能源占能源生产和消费结构的比重提高,碳排放量降低。 美国则在关注低碳清洁转型的同时,更加关注能源安 全,其转型路径既包括非常规油气的大规模开采,也关注可再生能源的前期研发;从效果来看,大大提高了美国的 能源安全保障,能源对外依存度逐年下降,并减少了碳排放量。 当然,两国在能源结构转型过程中也存在一些问题。 德国和美国的经验告诉我们,能源结构转型需要经历一个很长的过程,当前化石能源仍占据主体地位,而技术进步 是能源结构转型的根本保障。 我国一方面应加强新能源(包括非常规油气)和可再生能源的开发,加大对技术研发的 支持和投入力度;另一方面也要进一步加强化石能源,尤其是煤炭的清洁高效利用。 另外,应充分进行前瞻性的战 略规划和布局,处理好能源结构转型与经济增长、能源行业整体健康发展之间的平衡关系。
美 国 能 源 生 产 总 量 自 2005 年 开 始 呈 现 逐 渐 上 升 的 趋 势 。 从 能 源 生 产 结 构 变 化 来 看 ,2000 ~2013 年,美国可再生能源占能源生产结构的比重略有增 加 ,从 4.8%增 加 到 6.4%;虽 然 化 石 能 源 生 产 量 合 计 占 比 从 84.4% 下 降 到 83.6% , 但 其 中 天 然 气 、 石 油产量增长迅速,占能源生产结构的比重也分别从 2000 年 的 29.6% 和 20.8% 增 加 到 2013 年 的 33.3% 和 23.7% , 这 主 要 得 益 于 页 岩 气 、 页 岩 油 等 非 常 规
碳 排 放 量 /108t 碳 排 放 量 /108t
9.00 8.50
8.00 7.50 7.00 6.50
2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年 (a) 德国
62.00 60.00 58.00 56.00 54.00 52.00 50.00 48.00
油气的大规模开发, 而煤炭产量占比逐年下降,从 34.1% 减 少 到 26.6% ;核 能 占 比 略 有 减 少 , 从 10.7% 减 少 到 10.0%[1]。 2.2 与能源相关的碳排放量变化趋势
随着能源结构转型,德国和美国与能源相关的 碳排放量也明显下降, 但美国较之德国总体偏高。 德 国 自 2000 年 开 始 碳 排 放 量 呈 现 总 体 下 降 趋 势 , 2013 年 比 2000 年 下 降 11.1% ; 而 美 国 则 从 2007 年 才 开 始 出 现 总 体 下 降 趋 势 ,2013 年 比 2000 年 下 降 8.0%。 德国和美国碳排放量的变化都非逐年下降, 总体下降过程中都呈现小幅震荡。 近两年,德国于 2012 年 出 现 碳 排 放 量 小 幅 回 升 , 而 美 国 则 于 2013 年出现类似情况(见图 3),这与煤炭价格、尤其是褐 煤 价 格 较 低 有 一 定 关 系 。 德 国 于 2013 年 加 大 鼓 励 天然气发电及清洁煤发电替代原有传统煤电的力 度,在一定程度上抑制了本国碳排放量的增加。
第 10 期
董娟. 国际能源结构转型趋势及典型路径比较分析
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德 国 能 源 生 产 总 量 自 2006 年 起 总 体 呈 下 降 趋 势 。 从 能 源 生 产 结 构 变 化 来 看 ,2000~2013 年 ,德 国 可再生能源占能源生产结构的比重从 6.9%增加到 31.4%,增 幅 巨 大 ;化 石 能 源 生 产 量 占 比 从 61.4% 降 至 48.5%,其 中 煤 炭 从 46.5%减 少 到 39.4%,天 然 气 从 12.5%减 少 到 6.8%, 石 油 从 2.4% 减 少 到 2.3% ; 核 能 占 能 源 生 产 结 构 的 比 重 逐 年 下 降 , 从 31.6% 减 少 到 20.1%,而 且 最 终 将 停 止 使 用[1]。
核 能 20.1%
核 能 10.0%
可再生能源 6.4%
石油 2.3%
天然气 6.8%
可再生能源 31.4%
石油 23.7%
煤炭 26.6%
煤 炭 39.4%
天 然 气 33.3%
(a) 德国
(b) 美国
图 2 2013 年 德 国 和 美 国 能 源 生 产 结 构
资 料 来 源 :BP Statistical Review of World Energy 2014
美 国 自 2007 年 起 能 源 消 费 总 体 呈 下 降 趋 势 ,
核能 6.8%
可再生能源 10.6%
石油 34.5%
煤炭 25.0%
2000~2013 年 , 美 国 能 源 消 费 结 构 亦 发 生 了 较 大 的 变化。 可再生能源消费量略有增加,占比逐步增大, 从 2000 年 的 3.5%增 长 到 2013 年 的 5.3%。 化 石 能 源 合 计 占 比 从 2000 年 的 88.8% 下 降 到 2013 年 的 86.4%, 且 化 石 能 源 消 费 结 构 也 发 生 了 较 为 显 著 的 变 化 , 其 中 天 然 气 占 比 明 显 提 高 , 从 25.9% 增 加 到 29.6%,这 主 要 受 益 于 天 然 气 价 格 的 下 降 ;煤 炭 和 石 油 占 比 逐 年 下 降 , 煤 炭 从 24.6% 减 少 到 20.1% , 石 油 从 38.2% 减 少 到 36.7% 。 美 国 核 能 占 比 并 不 大 , 但 也 在 逐 年 增 加 ,2000 年 时 为 7.8% ,2013 年 增 加 到 8.3%[1]。
关键词 能源结构转型 低碳清洁 能源安全 可再生能源 非常规油气 技术进步
1 前言 能源作为重要的战略资源,其结构转型、生产
与消费方式的转变, 是影响社会发展的重要因素。 近年来, 在气候变化和能源安全等问题的推动下, 能源结构转型越来越引起关注。
世界上能源大国的能源结构转型趋势及路径, 对国内能源结构转型及能源行业发展具有重要的 借鉴意义。 能源结构的转变通常需要经历很长一段 时间,且与过去相比,当前寻找低碳清洁的替代能 源的难度要大得多,能源结构转型可能的方式方法 也很多。 目前,德国和美国在能源结构转型上都已 取得了一定的成绩,德国扩大可再生能源的使用并 逐步减少煤炭消费、淘汰核能,而美国则进行非常 规油气的大规模开采并加强可再生能源技术的研 发,这是国际能源结构转型探索中两种典型的转型 路径。 德国在能源低碳转型方面一直走在世界前 列,制定了具体且严格的温室气体减排和可再生能 源发展目标, 大力推广各种低碳能源技术应用,积 极倡导低碳化的能源转型。 美国能源独立的发展趋 势使得全球能源资源布局呈现新的局面,不仅强化 了本国能源安全,同时也促进了温室气体减排。
德 国 自 2006 年 起 能 源 消 费 总 体 呈 逐 渐 下 降 趋 势 ,2000~2013 年 ,德 国 能 源 消 费 结 构 发 生 了 较 大 变 化 。 可 再 生 能 源 占 比 逐 年 增 加 且 增 幅 较 大 ,从 2000 年 的 2.5%增 长 到 2013 年 的 10.6%。 化 石 能 源 合 计
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