国际能源署(IEA)：到2050年的能源情景与战略 - 研究报告（官方数据）－全球企业门户

世界能源并没有朝着预期的可持续能源方向发展。处于历史最高价格水平的石油价格使人们不得不关心长期的供需平衡问题。在过去十年间，二氧化碳的排放量已经增长了20%多。确实，若将来的情况正如“2005世界能源展望参考情景”中所提出的那样，在今后的25年里，二氧化碳的排放量以及石油的需求仍将持续快速增长。这已考虑了现有政策条件下能源节约和可预见的技术进步因素。预计到2030年后这些令人担忧的状况可能变的更糟。此研究的基准方案是到2050年，二氧化碳的排放量几乎是当前水平的2.5倍。日益激增的运输需求将不断增强石油供应压力。由于对煤炭发电的进一步依赖和用于运输的煤炭液化，世界经济发展中的碳排放强度将增加，尤其是拥有国内丰富煤炭资源经济快速发展的发展中国家。

但这种令人担忧的前景是可以改变的。快速发展的新技术情景—作为本书的中枢，显示通过采用已有技术或者发展中的技术可以将世界导向进一步持续发展的能源之路。该研究方案表明：如何使能源相关的二氧化碳排放水平在2050年降回目前水准，如何降低石油需求的增长。另外，方案亦提出到2050年通过采取能效措施电力需求可以比基准情景减少三分之一。液态燃料的节约量将相当于现今全球石油消耗的一半之多，可以抵销基准方案所预测的石油需求增长的56%。

快速发展的新技术情景所描述的重要变化基于如下几点：
· 交通运输、工业、建筑领域可取得显著的能效成果。
· 当电源结构向核电、可再生能源、天然气发电以及碳捕捉和碳封存转变时，电力供应中的脱碳问题就会日显重要。
· 生物燃料用于陆路运输的增长。

然而，即使在快速发展的新技术情景中，到2050年，化石燃料在世界能源的供应中仍占多数份额。2050年对石油、煤炭(除一个方案外)、天然气的需求大大高于现今对石油、煤炭、天然气的需求。而对传统能源的投资将因此依然是必须的。

在所有5个快速发展的新技术情景中，对能源服务的需求假设快速增长，尤其是在发展中国家。这些情景并未表明能源服务需求的增长在发达国家或发展中国家受到抑制。而且，这些情景表明，这样的需求是如何更加明智地通过更广泛的低碳政策来得到满足，其中的政策措施包括加大研发和示范力度(RD&D)、规划部署，以及可降低二氧化碳排放的经济刺激手段。五大快速发展的新技术情景都考虑了这些政策，其不同之处在于能效增加的快慢、主要技术(如碳封存和碳储存技术、可再生能源技术、核能技术)的成本怎样尽快降低以及这些技术多久可以广泛应用。第六个情景，即技术附加情景，则对可再生能源、核能发电技术的发展进度给出了更加乐观的预测，同时对先进的生物燃料和氢燃料电池在交通部门的运用也表示乐观的预测。

在快速发展的新技术情景中，为达到更可持续的能源发展前景的成本并非不均衡，但是他们要求公众和私人部门相当大的努力和投资。包括发展中国家在内，对于完全商业化的技术，没有一种碳减排技术可以以超过每减少一吨碳25美元的边际成本来转让。相比较而言，该成本比2006年前四个月的欧洲贸易计划中二氧化碳许可排放的平均价格要低。每吨25美元的二氧化碳价格加上每千瓦时0.02美元后可达到燃煤发电的成本，加上0.07美元/升(0.28美元/加仑)可到达汽油的成本。在所有技术中，二氧化碳减排的平均成本一旦完全商业化，那么价格将低于25美元。然而，在今后数十年间，研发、示范、规划部署许多商业化技术的附加过渡成本将极其可观。当需求下降可以使较昂贵的供应压力减小时，石油进口价格就会更低。成本的降低对于消费者而言并没有什么明显影响，因为主要被增加的低碳技术所平衡。

在今后的50年还存在很多的不确定因素。快速发展的新技术情景例举了一系列以假设为依据而得出的可能结果，至多至少，很乐观的认定通过技术，例如，发电环节的可再生能源、核能、碳捕捉与碳封存技术的运用，可达到降低成本的目的。但是，尽管所有都是不确定的，分析研究中得出的两个主要结论看起来却很有力。一是在未来的10-50年确实存在可以改变现状的技术；二是没有任何技术本身会发生彻底的变化。若一个或者更多的技术没有达到预期的进展，那么追求技术组合将会极大降低成本风险和潜在费用。

接下去对快速发展的新技术情景中已确认的可对今后可持续能源的技术组合起帮助作用的关键技术进行总结概括。

建筑业、工业、交通运输业的能效问题

能效的快速提高是不可或缺的。近期经济合作与发展组织成员国近期节能下降的局面必须扭转。这的确是可能的，在建筑、工业、交通运输部门仍有很大的空间采用更有效的节能技术。在非经合组织成员国家中，快速发展的经济为能效技术的投资提供极大的机会，其改善的潜能甚至更大。

在许多国家，新建筑物较已建建筑可节约70%多的效率。除了一些已有新技术还未商业化外，大部分技术已经商业化。现在建筑物窗户材料的绝热值是其原来的三倍。现代天然气和石油燃烧装置已经达到了95%的能源效率。现在节能型空调比十年前的空调能少用30-40%的能量。区域供热、热力泵、太阳能都可以节约能源。改善后的照明可以成本有效地节约30-60%的能源。冰箱、热水器、洗衣机、洗碗机的节能技术得到了极大的改善。在国际能源署的成员国中，备用电力(漏电)占了10%的住宅用电，而现有技术却可以大幅度的降低该种消耗。新技术，譬如，“SMART”测量、微型热电联合发电、燃料电池、太阳能光伏电池等都为能源服务开辟了新道路。

在工业领域存在降低能源需求、减少二氧化碳排放的巨大潜能。这可以通过以下各方面来实现；提高发动机、泵、锅炉、加热系统的效率；增加材料的循环利用；用新的更加先进的生产工艺和材料；提高材料使用效率。工业领域最大的二氧化碳排放源为钢铁工业，占26%；其他矿产品的生产，比如水泥、玻璃、陶瓷制品，占25%，化学制品和石化制品占18%。具有节能和降低二氧化碳排放的巨大潜能的新型尖端工业技术包括：可在一些石化工艺中替代蒸馏的先进薄膜、钢铁直接浇铸、石化工业使用生物原料来替代石油和天然气。

提高交通运输部门的能效特别重要，因为该部门消耗了大多数石油制品，并且各种污染物排放增长最快。常规汽油、柴油车效率有也可大大提高。有前景的技术包括：混合型汽车和先进的柴油发动机车辆。涡轮增压器、喷油器和先进的电子引擎控制都可消减燃料的消耗。新材料和更加紧凑的发动机将使得汽车更加轻便、更节约燃料。大量能效也可通过汽车设备获取，尤其是汽车的空调系统。有些实用性措施，比如确保轮胎正确充气，也可以得到很大的改观。

未来可持续能源的首要问题就是提高能效。在快速发展的新技术情景中，建筑业、工业和交通运输业能效要比基准方案中2050年的能效高17%-33%。依据快速发展的新技术情景，相对于基准方案，2050年节能占总二氧化碳减排的45-53%。在2050年前，相对于基准方案，一个情景的全球节能成效只有20%；同其他快速发展的新技术情景相比，二氧化碳的排放增长超过20%。

洁净煤和二氧化碳的捕捉与封存技术

二氧化碳的捕捉和封存工艺技术(碳捕捉与碳封存)能极大地减少来自发电、工业和综合性运输燃料生产所排放的二氧化碳。碳捕捉与碳封存可将煤炭、天然气环节的二氧化碳排放量降低到接近零。当然，碳捕捉与碳封存的成本是很高的，但到2030年其成本将低于25美元/吨。当二氧化碳的捕捉技术运用于提高石油回收环节时，其成本会越来越低甚至在某些方面可以忽略。然而，全球长期二氧化碳在石油回收环节的潜力相对于全球发电环节的排放是小的。

所有碳捕捉与碳封存有需求的单个技术都已得到证明，但现迫切需要对这一集成技术进行论证。特别是煤炭发电，提高电厂的效率可以有效限制利用碳捕捉与碳封存技术使煤电厂增加成本。更加高效的煤炭燃烧技术已经成熟或者有的处于发展的高级阶段。这些包括高温硫化床技术和煤炭蒸汽联合循环技术。

在快速发展的新技术情景中，利用碳捕捉与碳封存技术减少的二氧化碳排放量占降低的总二氧化碳量的20-28%，低于基准方案中到2050年前的估计。

洁净煤技术和碳捕捉与碳封存技术为拥有大量煤矿资源的经济快速发展中国家提供了非常重要的机遇，譬如中国、印度。在限制二氧化碳排放的全球活动中，碳捕捉与碳封存技术在提供低成本电力方面可以起到不可或缺的作用。这在某一情景中，碳捕捉与碳封存没有被作为选择的技术。在该情景中，全球煤炭需求几乎比包括碳捕捉与碳封存技术且二氧化碳排放为10-14%甚至更高的情景的煤炭需求几乎低30%。

天然气发电

在所有快速发展的新技术情景中，天然气在发电中所占的比重仍保持相当强劲势头，在2050年其所占比重由现在的23%上升至28%。这表明自2003年开始天然气发电将不止翻一番。充足的天然气存储可满足需求，但是很多因素将影响其实际有效性和价格。天然气在发电时所排放的二氧化碳只是煤炭发电所排放二氧化碳的一半。提高天然气发电厂的效率是成功的现代发电技术的范例之一。最新的联合循环天然气电厂可节能大约60%左右。该技术更大范围的推广使用可极大地降低二氧化碳排放量。为达到更高的效率，需要高度耐高温的新材料。

核能发电

核能是一种经过多代研发的零排放技术。在二十世纪九十年代开发了第三代，它在安全性、经济性，包括“被动安全”特性方面都有很大的进步。11个国家，包括拥有最大核能的经合组织成员国，共同加入了开发第四代核能发电的行列。现阻碍核能的进一步开发主要有3方面因素：巨额资金成本、公众对放射性核废物和核事故的反对态度，以及核武器的可能扩散。第四代核反应堆的发展目标就会涉及研究解决这些问题。假定这些关注的问题得到解决，那么增长的核能利用能够大大地降低二氧化碳的排放。在快速发展的新技术情景中，2050年核能占世界发电的16-19%，而核电的增长相对于基准方案占降低排放量的6-10%。在某一对核能持消积预测的情景中，核电在发电中所占的比重降至6.7%，同基准方案处于同一水平。在更加乐观的技术附加情景方案中，核能在2050年占发电比重的22.2%。

可再生能源发电

在快速发展的新技术情景中，到2050年前，例如水能、风能、太阳能以及生物质能等可再生能源的增长，可以降低发电带来的二氧化碳排放量的9%-16%。可再生能源在电源结构中所占的比重从现在的18%涨至2050年的34%之高。在比较不乐观的情景中认为，可再生能源技术成本的下降，其在发电中所占比重在2050年为23%。另一方面，在技术附加情景中则对可再生能源和核能技术表现出更加的乐观，可再生能源所占的比重到2050年前超过35%。

水能已在许多地区被广泛使用，是最便宜的发电资源。其具有可观的增加潜力，特别是小规模的水力发电。水电依然是所有快速发展的新技术情景中可再生能源发电的最大资源。

近年来，随着风能使用更大的翼板以及更先进的控制装置，陆上风能和海上风能的成本已急剧下降。地点决定成本，最佳的陆上地点，风力发电成本约0.04美元/千瓦时，已经可以同其他发电竞争。海上风力发电安装一般更加昂贵，尤其是深水区，但是有望在2030年后商业化。当风能在发电中占一很高比重时，则需更加完备的电网、并有备用电源或者存能系统以便调节可能的电源中断(由于风力发电引起的)。在快速发展的新技术情景中，风力发电假设快速增长。在大部分方案中，风能作为最重要的可再生能源仅次于水利发电，位居第二。

以生物质能发电方式被证明是一种很好的技术。在商业方面其可利用、可承受且作为合格燃料而言是颇具吸引力的。用小部分生物质能和燃煤电厂进行混合发电，并不需要对电厂进行重大改造，是非常经济的也可以降低二氧化碳的排放。

自二十世纪七十年代以来，高温地热资源的发电成本得到了极大的降低。地热的潜力是巨大的，但却是一种特定地点的资源，它只能在世界的某些地区获得并用于发电。低温地热资源可直接使用，例如区域供暖和地表蒸汽泵都得到广泛运用。研发和示范可进一步降低成本，增加地热发电的应用范围。

在适当位置运用太阳能光伏发电技术，则太阳能光伏发电技术可迅速增长。随着太阳能光伏发电技术推广应用和持续的研发，其成本已经下降。聚焦太阳能发电(CSP) 具有远大的发展前景。然而，所有快速发展的新技术情景估计到2050年前，太阳能(PV、CSP技术)发电在全球发电的比重仍将低于2%。

生物燃料和氢燃料电池在陆路运输中的问题

交通运输部门的无碳技术选择现已经被证明比在发电部门更具挑战性。取自植物原料的乙醇具有很好的燃烧质量，是非常有吸引力的燃料。它能同汽油达到最普通的混合比例(10%的乙醇90%的汽油)。巴西则以较小的车辆改造成功地引入了更高的混合比例。

巴西大量的乙醇取自甘蔗。在当前油价情况下，同汽油相比，它具有很强的竞争力。当今乙醇的生产主要是用淀粉和甘蔗，这在原料的利用方面受到了限制，但是新技术能充分利用木质纤维生物原料。这是当前能源技术研究的一个先锋领域。

在燃料电池汽车中的使用取自低碳或者无碳资源的氢，从长远来看，可切实使交通运输部门脱碳。但是制氢要求巨额的基础设施建设投资。另外，虽然近几年氢燃料电池技术有长足的进步，但仍然是非常昂贵的。在所有快速发展的新技术情景中估计交通运输部门生物燃料的使用可降低6%左右二氧化碳的排放。氢在其中所起的作用是很小的。而技术附加情景则认为在2050年氢的消费将超过300万吨油当量，可以减少约8亿吨的二氧化碳排放量，而受燃料效率的提高又可以减少约7亿吨的二氧化碳排放量，技术附加情景提出在2050年，氢和生物燃料占交通运输部门总的终端能源需求的35%，而快速发展的新技术情景则从大约13%起，基准方案为3%。这一情景使得在2050年对原油的需求可以回落到当今的水平。

超越2050年

如快速发展的新技术情景所示，2050年二氧化碳排放量回至当前水平，这将最终稳定大气中的二氧化碳含量。若要如此，那么2050年前需呈现的二氧化碳排放逐渐下降趋势则不得不持续至21世纪中叶。大致而言，快速发展的新技术情景展示了到2050年，电力生产中的脱碳问题是非常重要的。交通运输部门的脱碳问题是一个更加棘手的任务，需要在今后的几十年间来完成。技术附加情景中更具抱负的技术猜想，到2050年时，使得二氧化碳的排放降低16%，低于现有水平，这是可以实现的，但可能有风险。因为这种预测是依赖于技术进程平稳快速发展的基础上。技术附加情景也可能被认为只是提供一种更加强劲的发展趋势的想法，或者在世纪下半叶才有更多的把握。

实施快速发展新技术情景的政策涵义

需要通过巨大的国际努力和国际合作方可达到快速发展的新技术情景所期望的结果。公共和私人部门的支持将是根本的。发展中国家和发达国家之间、政府和工业界之间需要史无前例的合作。任务是紧迫的，它必须在新一代低效以及高碳能源基础设施建设之前进行。这需要数十年的努力来完成并且需要大量的投资，但回报是巨大的，不仅仅对于环境而言。更低的能源消耗，降低的空气污染和减少的二氧化碳排放将帮助解除有关能源供应和环境退化的限制从而促进经济的增长。

快速发展的新技术情景的实施要求变革发电方式，建筑房屋、办公室、工厂的方式，以及交通运输部门的技术。最后，私人部门必须实行所要求的变化。但是市场自身并不总能达到预期的结果。政府的重要任务是向创新的研发提供支持，帮助新技术跨越障碍。政府、工业界、消费者必须团结一致，共同努力。

能效是最优先考虑的问题

日益提高的能效经常是最便宜、最快捷、最环保的方法来满足世界的能源需求。改善的能效可降低能源供应方面的投资需求。许多能效措施已经是非常经济的，它们在其存在期通过降低能源成本为他们自己买单。但仍有重大的障碍需要攻克。消费者经常消息不灵通，在购买设备、房屋、汽车时，很少有人关注节能问题。甚至企业在业务经营决策时也是将节能问题列于低端。消费者从来不看是因为电冰箱生产商、电视生产商或者汽车生产商并没有充分利用已有技术对其产品进一步的节约能源，所以对能效而言还是有发展机会的。可利用大量的政策推广手段，包括公共信息活动、无约束力的指南、标签和目标、赢得公共领导选拔、有约束力的章程、标准以及金融或者其他财政刺激手段。政府应帮助工业界和消费者采纳和需求虽成本较低却有相同或者更好服务的先进技术。

关注研发项目是本质问题

急切需要稳定日渐降低的相关能源的研发预算，接着增加预算。私人部门越来越多的研发项目是很重要的。一些有远见的公司正渐渐增加他们的承诺，这种趋势需持续下去并且扩大。对于已商业化的技术，私人部门是最好的地方去规划继续研发来满足市场的需求。然而，政府资助的研究发展项目仍然是主要的，尤其是对于那些有前途的还未被商业化的技术。国际能源署成员国的政府研究发展项目的预算远低于二十世纪七十年代时石油价格震动时他们对石油价格所作出的反应投入，预算在过去的十年间保持平稳或者逐渐降低。若实施快速发展的新技术情景，则需对能源研究和发展项目的预算及规划部署进行评价。某些领域有巨大的潜能，包括高级生物燃料、氢和燃料电池、能源存储和先进的可再生能源。一些基础科学也有很有趣的领域，特别是生物技术、纳米技术和材料，从长远看，这些技术对能源发展有着深远的意义。

由研发向技术应用转变很关键

应用阶段比研发阶段需要更多的资源。有些已经在市场上的新技术若要大范围的推广则需要依托政府。许多可再生能源技术正处于这种状态。新技术若要成功走向完全商业化则需要搭建桥梁来跨过途中所遇到的“死亡之谷”。经验表明，当新技术的推广增加，那么它可以通过“技术学习”受益于成本降低。政府推广项目也可通过私营产业、为新技术创造预期未来市场来激励研发项目。现在特别迫切需求的是将先进的燃煤发电厂实施二氧化碳的捕捉和封存。假如完成该项任务，那么煤炭将在能源结构中继续扮演重要角色直到2050年，极大地降低了朝更加可持续未来能源发展方向过渡的成本。加速引进碳捕捉与碳封存技术的运用，到2015年前，至少在10个全方位综合型燃煤电厂引进碳捕捉与碳封存技术来作为示范。这些电厂每个将花费5-10亿美元。若政府加强其对碳捕捉与碳封存技术发展和推广的承诺并同私人部门密切合作的话，那么该项目肯定可以成功。拥有丰富煤炭资源的发展中国家的介入，比如，中国，对该项目是非常重要的。出发点相似，需将第四代核技术商业化。

政府需创建稳定的政策环境——促进选择低碳能源

即使完全商业化之后，新能源技术可能比那些要被替代的技术更贵。譬如，如果不是持续经济来刺激减少二氧化碳排放，那么碳捕捉与碳封存技术并不会有大的影响。快速发展的新技术情景包括广泛使用二氧化碳边际减排成本低于25美元/吨的技术；这不但可通过许多诸如国家或国际的贸易交易途径，而且可以利用国家的财政和管理行动。发达国家和发展中国家都需要努力。而且这种努力必须对高耗能工业进行全球性协调，以避免这些高耗能工厂重新落户在管理不严格的国家，从而实际上增加全球总的二氧化碳的排放。

需注意非经济型壁垒障碍

有许多其他非经济和技术障碍，这会延迟创新和新能源技术的市场推广。这些障碍可能采取多种形式，包括规划和许可规则、缺乏信息和教育、健康和安全规则，跨部门缺乏合作。要实现有前景的技术，所有这些都须引起注意。

发达国家和发展中国家需携手合作

到2050年，大多数世界能源将被发展中国家消耗掉。许多发展中国家正经历所有能源消耗部门的飞速增长。因而发展中国家也需考虑能源安全和降低二氧化碳排放政策。全球能源经济的重大变革应满足发展中国家公民对能源服务的合理期望，保证安全供应和可持续性。发达国家在帮助发展中国家技术发展过程中的跳跃式发展起重要作用。他们还可帮助发展中国家使用高效率的设备和通过技术转让、能力建设和合作研发和示范进行实践。快速发展的发展中国家为加速技术发展提供了机遇并降低了技术成本，例如节能设备。

This document was originally published in English. While the IEA has made every effort to ensure that this Chinese translation is true to the original English text，there may be some slight differences. More details，please access to： http://www.iea.org。

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