劉明亮，衛(wèi) 浩，蓋玉龍，呂 品

（1.航天長征化學(xué)工程股份有限公司，北京 101111；2.北京航天長征機(jī)械設(shè)備制造有限公司，北京 101111）

引 言

2015年12月12日，巴黎氣候大會(huì)通過了全球應(yīng)對(duì)氣候變化里程碑式的重要文件《巴黎協(xié)定》?！栋屠鑵f(xié)定》由《聯(lián)合國氣候變化框架公約》196個(gè)締約方共同簽署，主要內(nèi)容包括：各方將加強(qiáng)對(duì)氣候變化威脅的全球應(yīng)對(duì)，把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高幅度控制在2℃之內(nèi)，并為把溫升控制在1.5℃之內(nèi)而努力[1]。

2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上提出了我國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的“雙碳”目標(biāo)，這是我國為履行《巴黎協(xié)定》而做出的莊嚴(yán)承諾。

全球氣候變暖已被公認(rèn)為是全球最大的危機(jī)之一，CO2等溫室氣體排放則是導(dǎo)致全球變暖的主要原因。目前，我國能源消費(fèi)和CO2排放量均居世界第一。根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》（國發(fā)〔2015〕28號(hào)），由于我國仍處于工業(yè)化進(jìn)程中，與先進(jìn)國家相比還有較大差距，因此，與美國和歐盟發(fā)達(dá)國家相比，我國能源消費(fèi)總量在一定時(shí)期內(nèi)仍將持續(xù)增長，與此同時(shí)我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在化石能源占比較高等特點(diǎn)，CO2減排壓力巨大。

為實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和的“雙碳”目標(biāo)，展望2050年，我國的能源結(jié)構(gòu)與世界能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性的改變，世界即將進(jìn)入低碳能源時(shí)代。

1 中國、美國、歐盟及世界一次能源消費(fèi)

1.1 一次能源消費(fèi)總量及占比分析

2021年7月，BP公司發(fā)布了《bp世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2021年版）》報(bào)告[2]，根據(jù)該報(bào)告和過去BP公司各年度的世界能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，總結(jié)了我國和美國、歐盟及世界近20年的能源消費(fèi)總量及其占比，結(jié)果見圖1和圖2。

圖2 中國、美國、歐盟一次能源消費(fèi)占比

由圖1可知：從2001年至2019年，世界一次能源消費(fèi)總量從398.34 EJ增加至581.51 EJ，2020年受疫情的影響，世界一次能源消費(fèi)總量降至556.63 EJ。

圖1 中國、美國、歐盟及世界一次能源消費(fèi)總量

由圖1和圖2可知：美國一次能源消費(fèi)總量在2007年達(dá)到峰值96.97 EJ，從2008年至2019年呈現(xiàn)小幅波動(dòng)、總體下降的趨勢，2019年一次能源消費(fèi)總量為94.90 EJ，2020年受疫情的影響，美國一次能源消費(fèi)總量降至87.89 EJ，美國一次能源消費(fèi)總量占全球一次能源消費(fèi)總量的比例從2001年的23.32%下降至2020年的15.77%；歐盟一次能源消費(fèi)總量的趨勢與美國基本相同，但下降幅度更大，在2006年達(dá)到峰值67.85 EJ，2019年一次能源消費(fèi)總量為60.74 EJ，2020年受疫情的影響，歐盟一次能源消費(fèi)總量降至55.74 EJ，歐盟一次能源消費(fèi)總量的占比從2001年的16.46%下降至2020年的10.01%。

2001年，我國一次能源消費(fèi)總量為44.84 EJ，占世界一次能源消費(fèi)總量的11.26%；2005年，我國一次能源消費(fèi)總量為75.60 EJ，超過了歐盟的67.37 EJ，占世界一次能源消費(fèi)總量的16.56%；2009年，我國一次能源消費(fèi)總量為97.53 EJ，超過了美國的89.88 EJ，開始位居世界第一，在世界一次能源消費(fèi)總量中的占比也上升到20.24%。2020年，我國一次能源消費(fèi)總量為145.46 EJ（折合標(biāo)煤49.8億t），占世界一次能源消費(fèi)總量的26.13%。從增長速度來看，2001年至2011年年平均增速為9.7%，增長迅速，2012年至2020年年平均增速為2.9%，增速迅速下降，從一個(gè)側(cè)面反映出我國能耗強(qiáng)度隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步而逐步下降。

1.2 人均能源消費(fèi)量分析

雖然我國一次能源消費(fèi)總量位居世界第一，但從人均能源消費(fèi)的角度來看，美國和歐盟發(fā)達(dá)國家更高，根據(jù)《bp世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2021年版）》相關(guān)數(shù)據(jù)，得到中國、美國、歐盟及世界人均能源消費(fèi)情況見圖3。

圖3 中國、美國、歐盟及世界的人均能源消費(fèi)量

由圖3可知：世界人均能源消耗從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為75.4 GJ，較2018年下降0.1 GJ，開始出現(xiàn)下降的趨勢；2020年受疫情影響，世界人均能源消耗快速下降至71.4 GJ。

2001年至2008年，美國人均能源消耗超過300 GJ，是同期世界人均能源消耗的4～5倍；2009年至2019年，美國人均能源消耗從293.4 GJ下降至288.4 GJ，為同期世界人均能源消耗的3～4倍，2020年受疫情影響下降到265.2 GJ。歐盟在2006年人均能源消耗達(dá)到高點(diǎn)155.8 GJ，超過同期世界人均能源消耗的2倍；至2019年歐盟人均能源消耗為136.5 GJ，是同期世界人均能源消耗的1.8倍；2020年歐盟人均能源消耗則為125.2 GJ，是同期世界人均能源消耗的1.75倍。

我國人均能源消耗從2001年的34.5 GJ快速增加至2011年的81.8 GJ，平均增速超過了9%；從2012年的84.6 GJ增加至2020年的101.1 GJ，平均增速約為2.4%，增速大幅下降。目前，我國人均能源消耗超過了世界平均水平，但仍比美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家低許多，約為美國人均能耗的38%、歐盟人均能耗的80%。

從人均能源消耗角度而言，我國人均能源消耗量仍將繼續(xù)增加，一次能源消費(fèi)總量也將持續(xù)增加。按照目前增長速度，預(yù)計(jì)2030年我國人均能源消耗與歐盟持平。

1.3 一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析

與美國、歐盟及世界一次能源結(jié)構(gòu)相比，我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)具有原煤占比較高的特點(diǎn)，根據(jù)《bp世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2021年版）》相關(guān)數(shù)據(jù)，2020年中國、美國、歐盟及世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)見表1。

表1 2020年中國、美國、歐盟及世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)%

由表1可見，2020年，世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下：石油占31.21%、天然氣占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%。美國、歐盟能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油和天然氣占比高，美國兩者的占比超過了70%，歐盟超過了60%；煤炭占比低，美國的煤炭消費(fèi)占比為10.48%，歐盟為10.60%。

近年來，在深化能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、優(yōu)先發(fā)展非化石能源等一系列政策措施的大力推動(dòng)下，我國清潔能源繼續(xù)快速發(fā)展，清潔能源消費(fèi)占比進(jìn)一步提升，能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。2020年，我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下：石油占19.59%、天然氣占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%。

基于能源稟賦的特點(diǎn)，目前我國一次能源消費(fèi)中煤炭占比是世界平均水平的2倍多，是美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家的5倍多，未來，這一占比將隨著光伏、風(fēng)能等新能源的快速發(fā)展而呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。

2 能源消費(fèi)與CO2排放相關(guān)性分析

全球變暖已被公認(rèn)為是全球最大的危機(jī)之一，CO2等溫室氣體排放則是導(dǎo)致全球變暖的主要原因。根據(jù)《bp世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒（2021年版）》相關(guān)數(shù)據(jù)，2001年到2020年，中國、美國、歐盟和世界CO2排放情況見圖4。

圖4 中國、美國、歐盟及世界CO2排放情況

由圖4可知，全球CO2排放量從2001年的239.95億t增加至2019年的340.40億t，2020年世界一次能源消費(fèi)總量略有下降，CO2排放量也相應(yīng)下降為319.84億t。美國、歐盟、中國的排放情況如下：美國2001年CO2排放量為56.51億t，2007年CO2排放量達(dá)到頂峰約為58.84億t，2008年之后呈下降趨勢，2019年降至49.95億t，2020年排放量為44.32億t；歐盟2001年CO2排放量為35.71億t，2004年CO2排放量達(dá)到頂峰約為36.85億t，2005年之后呈下降趨勢，2019年降至29.36億t，2020年排放量為25.50億t；我國2001年CO2排放量為35.23億t，至2011年CO2排放量快速增加到88.23億t，2012年至2020年，CO2排放量從90.00億t增加至98.94億t，為世界最高。

2020年，美國、歐盟一次能源消費(fèi)總量世界占比分別為15.77%和10.01%，CO2排放量世界占比分別為13.9%和8.0%。與之相比，2020年，我國一次能源消費(fèi)總量世界占比為26.13%，CO2排放量世界占比為30.9%。這與能源結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，美國、歐盟一次能源結(jié)構(gòu)中低碳能源天然氣占比分別為34.12%和24.54%，而我國低碳能源天然氣占比為8.18%，高碳能源煤炭占比高達(dá)56.56%。

假設(shè)2020年我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與美國相似，則我國CO2排放量可由98.94億t降至73.4億t，降幅超過25%（2020年，美國一次能源消費(fèi)總量為87.89 EJ，CO2排放量為44.32億t，單位能源排放CO2為44.32/87.89=0.504；我國2020年一次能源消費(fèi)總量為145.46 EJ，按照美國單位能源排放CO2計(jì)算，CO2排放總量為73.35億t，降幅超過25%）?？梢?，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)是減少CO2排放的最重要措施，也是世界各國履行《巴黎協(xié)定》的重要途徑和手段之一。

3 2050年能源消費(fèi)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析展望

BP公司《bp世界能源展望（2020年版）》[3-4]提供了Rapid（快速轉(zhuǎn)型）、Net Zer o（凈零排放）和BAU（一切如常）三種情景，用來分析說明未來30年可能出現(xiàn)的多種結(jié)果，并展望了2050年世界能源消費(fèi)情況和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。Rapid情景：制定了一系列的政策措施，主要是明顯增加的碳價(jià)和更有針對(duì)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約70%，這與到2100年控制全球氣溫升幅較工業(yè)化前水平低于2℃的目標(biāo)是一致的；Net Zero情景：假定Rapid包含的一些政策措施導(dǎo)致在社會(huì)行為和偏好中的變化更加強(qiáng)化，從而加劇了碳排放的減少，到2050年全球由能源消耗所造成的碳排放降低超過95%，與控制全球氣溫升幅低于1.5℃的目標(biāo)是一致的；BAU情景：假定政府政策、技術(shù)和社會(huì)偏好在一定程度和速度上得到保證，碳排放高峰出現(xiàn)在21世紀(jì)20年代中期，盡管存在這個(gè)峰值，減少能源消耗導(dǎo)致的碳排放也還是有一點(diǎn)進(jìn)展的，則到2050年碳排放比2018年降低10%[3]。按照這三種情景模式，展望了2050年世界及中國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，見表2。

表2 2050年世界和中國一次能源結(jié)構(gòu)展望 EJ

由表2可知，2050年世界一次能源消費(fèi)總量緩慢增加，在Rapid和Net Zer o情景下，世界一次能源消費(fèi)總量為625 EJ，較BAU情景減少100 EJ，減少幅度為13.8%。Rapid情景下，世界一次能源結(jié)構(gòu)如下：石油占14.2%、天然氣占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，世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下：石油占6.7%、天然氣占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%。可見，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還可以看出，2050年，我國仍將是世界最大的一次能源消費(fèi)國家，能源消費(fèi)占比約為22%。在Rapid和Net Zer o情景下，我國一次能源消費(fèi)總量分別為142 EJ和146 EJ，較BAU情景下的一次能源消費(fèi)量有所減少。Rapid情景下，我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下：石油占9.2%、天然氣占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，我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如下：石油占4.8%、天然氣占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%。可見，2050年在Rapid和Net Zero情景下，我國的化石燃料尤其是煤炭消費(fèi)將大幅度下降，可再生能源將幾乎增加10倍。

需要指出的是，以上2050年世界及中國的能源消費(fèi)總量及消費(fèi)結(jié)構(gòu)展望，是BP公司根據(jù)Rapid、Net Zero和BAU三種“模型”情景得到的，而每種“模型”情景是做了許多理想化的“假設(shè)”的，考慮到能源的消費(fèi)及結(jié)構(gòu)涉及到資源稟賦、地緣政治、經(jīng)濟(jì)、國情等諸多因素的影響，筆者認(rèn)為，以上展望僅僅是一種“趨勢性”的展望。

2019年11月22日，能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)（Ener gy Transitions Commission,ETC）與落基山研究所（Rocky Mount ain Institute,RMI）聯(lián)合發(fā)布報(bào)告《中國2050：一個(gè)全面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化國家的零碳圖景》，認(rèn)為到2050年，我國將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的零碳電力，助力工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模脫碳，我國將進(jìn)入低碳能源時(shí)代[5]。未來，煤炭可能主要用于生產(chǎn)化學(xué)品、新材料等，總量大幅度下降是可期的。

4 結(jié) 論

根據(jù)BP公司發(fā)布的《2021年世界能源統(tǒng)計(jì)回顧》及BP公司的其他能源統(tǒng)計(jì)資料，近20年我國、美國、歐盟及世界一次能源消費(fèi)、CO2排放以及2050年能源結(jié)構(gòu)預(yù)測的主要結(jié)論如下。

4.1 2020年，我國一次能源消費(fèi)總量居世界第一，但其增長速度來從2001年至2011年的平均年增速9.7%降至2012年至2020年的平均年增速2.9%，從一個(gè)側(cè)面反映了我國能耗強(qiáng)度隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步而逐步下降。

4.2 2020年，我國人均能源消費(fèi)量超過了世界平均水平，但與美國和歐盟發(fā)達(dá)國家差距較大，約為美國人均能源消費(fèi)量的38%、歐盟人均能源消費(fèi)量的80%，我國人均能源消費(fèi)量仍將繼續(xù)增加，一次能源消費(fèi)總量也將持續(xù)增加。

4.3 2020年我國CO2排放量居世界第一，這與我國高碳能源占比較高密切相關(guān)，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)是減少CO2排放的重要措施。

4.4 通過Rapid、Net Zero和BAU三種情景模型預(yù)測，展望2050年，我國和世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中可再生能源占比都將大幅度提高，我國的煤炭消費(fèi)占比將大幅下降，全球?qū)⑦M(jìn)入低碳能源時(shí)代。