全球化石能源需求或已在2019年达峰，但碳中和依然任重道远

BCG波士顿咨询 · 公众号 · · 2021-06-03 11:45

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导语

我们分析了未来十年不同情境下全球经济对煤炭、石油和天然气等化石能源的需求变化。模型结果指出，全球化石燃料需求可能在2019年就已经达到峰值。一方面，不断蔓延的新冠疫情降低了全球经济对化石能源的短期需求，尤其是煤炭和石油；另一方面，长期以来持续推进的能源转型不断降低全球经济对化石燃料的依赖。在化石燃料的需求增长终将结束的大背景下，新冠疫情的蔓延加速了这一进程。尽管如此，化石燃料需求达到峰值也并不值得欢庆。全球未来的碳排放轨迹在多数情境下仍与《巴黎协定》的2℃目标有很大差距，未来廉价的化石燃料也将给寻求加速低碳转型的企业和政府带来困难。

能源市场动荡的一年

新冠疫情一路碾压世界经济，带来了毁灭性的打击。国际劳工组织的数据显示，在短短数月之内，疫情给全球带来了数万亿美元的经济损失，同时摧毁了3亿多个全职工作岗位。国际货币基金组织（IMF）估算，2020年的疫情使全球GDP减少了3%至6%，约为2008—2009年金融危机期间的2至4倍。

在全球能源市场上，不同能源种类的需求受到了不同程度的影响（参阅图1）。其中，石油需求受到的打击尤其严重。在去年3月和4月，由于全球航空旅行陷入停滞，全球贸易放缓，多国政府采取措施限制公众活动——石油需求因此短暂下降了20%以上，相当于每天少用2,000万桶。同时，石油输出国组织（OPEC）和俄罗斯在产量配额问题上的争议加剧了供应过剩，导致全球油价因此直线下跌，美国油价甚至出现了有史以来首次短暂负增长。煤炭需求同样受到严重影响。疲软的经济活动使许多国家的电力消耗减少，燃煤电厂的负荷时间也在缩短。尽管天然气需求量也有所下降，但降幅并未超过全球GDP的整体下降水平。

与化石燃料相反，可再生能源的产量持续逆风增长。风能和太阳能的发展虽然未达到疫情前的预期水平，但国际能源署（IEA）估算，2020年全球风能和光伏发电量分别增长了10%和15%以上。而且，由于可再生能源的边际发电成本接近于零，这种增长将进一步挤压传统运营商。这种变化对未来能源市场的发展具有重大意义。一方面，经济复苏将推动整体能源需求增长；另一方面，全球经济能耗强度也将持续下降。再加上可再生能源的持续增长和交通电气化程度的提高，这些因素将导致化石燃料的需求复苏落后于全球GDP。

化石燃料需求峰值已过?

虽然世界各国正在逐步解除隔离，但我们尚不清楚疫情造成的经济损失将持续多久。对此，我们引用了国际货币基金组织（IMF）的三种情景进行分析（参阅图2）。其中，基线情景勾勒出了V型复苏的态势，即2021年全球GDP将超过2019年的水平。U型情景会有更长的复苏时间。这种情况可能会对能源市场造成严重的负面影响。而据IMF预测，最坏的情景——L型复苏所造成的危害将会更大。

为理解这种影响，我们模拟了美国、欧洲、中国、印度和世界其他地区对化石燃料（煤炭、石油和天然气）的需求，并在IMF发布的三种不同情景下进行了建模。随后，我们对所有主要经济部门过去的能源强度趋势进行保守估算，并根据IEA于2019年11月公布的既定政策情景（Stated Policies Scenario），假设了可再生能源和电气化的增长情况，由于新冠疫情可能导致增长放缓，我们因此做了相应调整（参阅专题“如何模拟新冠疫情对化石燃料造成的影响”）。

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如何模拟新冠疫情对化石燃料造成的影响

我们使用以下情景、假设和预测来模拟疫情对化石燃料需求所造成的影响。

经济情景

2020年4月以来，各地区未来GDP的发展情况基于国际货币基金组织（IMF）的三种情景预测：基线情景（V型）、2020年疫情持续更长情景（U型），以及2020年疫情持续更长且2021年新疫情再度暴发情景（L型）。新冠疫情爆发前的GDP预测以IMF 2019年10月的《世界经济展望》为基础。鉴于IMF 2020年4月的情景模型只模拟了2024年之前的情况，我们此次使用经济学人智库（Economist Intelligence Unit）2020年5月发布的2025年至2030年GDP增长率预测数据。

各国及各部门总能耗

为将不同的GDP情景转化为能源需求情景（按国家和部门分列的最终和一次能源消费），我们对中国、美国、欧盟、印度和世界其他国家的交通、发电和供热、建筑领域的能源强度趋势进行了保守外推。

我们根据IMF的历史GDP数据和国际能源署（IEA）的能源需求数据，按地区和部门建立模型。该模型在GDP能耗强度的历史发展趋势回溯测试中表现良好，即使在以往危机时期（如2000年和2008年）也是如此。

根据IEA于2020年4月发布的《2020年全球能源评估报告》，我们将新冠危机对2020年需求发展的影响调整为U型情景，该报告将IMF的“2020年疫情持续更长”情景作为其经济参考情景。我们以截至2020年5月的现有国家数据为基础，构建了2019年的基准年数据，如果有相关数据缺失，则从2018年的数据中进行推断。

行业化石燃料需求

为模拟各场景中化石燃料的需求，我们依据2019年11月IEA发布的既定政策情景（简称为IEA STEPS），对未来非化石能源技术发展进行假设，并根据新冠疫情可能的影响进行微调，具体针对各行各业的假设如下：

▪交通

所有的技术和燃料——特别是液体燃料（化石和生物质）、液化天然气和电力——将与GDP驱动的交通活动总体规模增长保持一致。

公路交通的技术结构变化将符合IEA STEPS的预测——例如，到2030年，电动出行将占能源总需求的1%左右。

航空和航运所需的国际船用燃料需求增长将与GDP发展速度保持一致。

▪发电和供热

2020和2021年，风能和光伏部署将比IEA STEPS预测数值减少50%，随后于2024年逐步恢复到IEA STEPS部署水平（约170吉瓦/年）。水力和核能将持续发展，与IEA STEP的预期一致。

随着需求量的下降和可再生能源发电能力的增加，煤炭、天然气和石油的化石能源发电将被挤出发电组合。除美国外，煤炭、天然气和石油的相对份额将与IEA STEPS所预测的具体情况相符。2019年，美国大力推进煤改气，因此美国的煤炭需求量在2030年之前不会反弹。

▪建筑

能源需求将继续延续过去20年的线性趋势，并根据IEA STEPS预测进行了校准。

如果IMF的V型预测成为现实，那么全球化石燃料需求很可能在2022年恢复并超越2019年水平，仅比全球GDP的恢复晚几个月（参阅图3）。这也与以往经济危机后的情况相符，即危机过后能源需求迅速反弹。但如果出现U型情景的话（2020年经济衰退加剧，2022年GDP复苏，随后回到历史增长轨迹），整体复苏将需要更长的时间。由于经济增长不足以抵消其它力量的影响，对化石燃料的需求直到2025年以后才会回升到2019年水平。但如果全球能源转型加速，化石能源的需求将永远无法恢复到2019年的水平。最后，如果在最坏的L型情景下，化石能源需求在十年内都不会复苏。

在这种情况下，并非所有能源需求都会遭受同样严重的打击。对煤炭而言，需求在危机前就已经持平。低于预期的电力需求增长和不断增加的可再生能源产能不太可能让煤炭需求恢复到危机前的水平。石油需求也将严重受损，主要受到运输和旅游增长放缓，以及汽车能效持续提高的影响（在航空领域，疫情期间提前退役的交通工具可能会加剧这一影响）。石油需求能否实现复苏将在很大程度上取决于交通运输领域的需求好转情况。与此同时，政府政策和市场经济正在推动很多国家电力行业的煤改气进程，我们预期天然气的需求将很快恢复至之前的增长轨迹。

化石燃料需求恢复的情况在不同地区也会有差异。在发达国家，大多数化石燃料的需求量已呈停滞或下降趋势。新冠危机更加速了这些趋势。而在中国和印度等新兴经济体，化石燃料需求更有可能恢复并实现增长，但增速仍将低于危机前的预期。

综合这些未来情景，化石燃料需求可能已经达到峰值。如果世界经济不能迅速从危机中复苏，并且持续推行能源转型的举措，那么全球化石燃料需求或在2019年就已经达到了峰值。

如果化石能源需求已经达峰，未来将会怎样？

如今，许多依赖化石燃料的能源企业正在遭受前所未有的短期需求和价格冲击。然而，疫情之后行业的发展趋势，将带来更大的长期影响。虽然我们预计需求的影响会因地区和能源类别而异（例如，天然气需求可能会持续增长），但整体上化石燃料企业的利润率将会持续承压，而投资者也将很快针对这些发展趋势的长期影响对化石燃料企业进行重新定价。

欧洲电力企业为未来可能的情况提供了一个鲜明的案例。在21世纪初风能和太阳能出现早期，传统电力企业丢失的市场份额很小。直到现在，许多欧洲国家仍通过燃烧煤炭来发电，而且很可能在未来10年内继续这种模式。然而，一旦金融市场意识到正在发生的结构性变化，欧洲电力企业在短短几年内就失去了巨大的市场价值（参阅图4）。

化石燃料的增长终究会结束，而新冠危机使这一进程加快了十多年，导致化石燃料需求可能在2019年已经达到峰值。如果这种情况被证实，那么将很有可能从根本上改变许多企业的经济地位和发展前景。这将增大传统商业模式的未来发展压力，加速能源行业的低碳转型。

全球化石能源需求或已在2019年达峰，但碳中和依然任重道远

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