2025 年的能源十字路口：重新定义全球电力行业的 6 大趋势

总部位于巴黎的国际能源组织在其年度展望报告中指出，随着其他错综复杂、相互依存的现实继续重塑世界能源的未来，所有这些都将上演。报告突出强调了电力需求和供应动态的剧烈变化、电网现代化的迫切需求以及地缘政治紧张局势下供应链日益不稳定所带来的新不确定性。

1. 电力需求将猛增。电网能跟上吗？也许最大的不确定因素是电力需求的增长速度。国际能源署指出，自 2010 年以来，全球电力需求平均每年增长 2.7%——远远超过能源需求，这得益于家庭、商业建筑、交通和工业的电气化。

与往年一样，《世界气候变化展望 2024》探讨了三种主要情景：既定政策情景 (STEPS)，假设当今的政策设置将持续下去，并预计到 2100 年全球气温将上升 2.4 摄氏度（概率为 50%）；宣布的承诺情景 (APS)，假设所有政府的理想目标都将实现（并将变暖升幅限制在 1.7 摄氏度）；2050 年净零排放 (NZE) 情景，该情景描绘了一条到本世纪中叶实现二氧化碳净零排放的规范路径，与将变暖限制在 1.5 摄氏度相一致。值得注意的是，STEPS 展望考虑到了电动汽车 (EV) 的采用、可再生能源部署、液化天然气 (LNG) 需求、数据中心电力使用和效率改进等敏感因素。

在 STEPS 中，IEA 预测全球电力需求到 2050 年将增长近一倍，从 2023 年的 26,000 TWh 大幅增加 50,000 TWh。报告称，“仅从 2023 年到 2035 年，每年平均增长近 1,000 TWh，相当于每年在全球电力消耗中增加一个日本”。哪个行业将推动最大增长各不相同。虽然电动汽车的扩张可以提高交通运输的电气化率，但空间制冷和家用电器拥有量的增加更肯定会推动建筑行业的增长，不过这取决于以发展中经济体为中心的经济扩张，并与气候影响有关。与此同时，工业电气化可能由电力密集型清洁能源技术制造和依赖高温热量进行钢铁和水泥生产等工艺的能源密集型行业以及电解氢的需求推动。《世界能源展望 2024》指出，虽然钢铁、氨和炼油行业现场利用电力生产氢气可能会“大幅”增加需求，但其规模和时间“高度不确定，因为它们取决于不同氢气途径和用途的发展速度” 。

国际能源署承认，在短期内，数据中心和数字化等新兴行业将不可避免地带来全新的需求增长潜力，尽管它不愿做出具体的预测。“我们对不确定性的评估表明，到 2030 年的需求增长可能与 STEPS 相差 170 TWh，”它表示。这可能占“到 2030 年全球电力需求增长总量的相对较小份额，尽管该行业在主要数据中心市场的国家或地区层面将发挥更重要的作用，”它指出。

能源效率也是一个重要的调节因素。“敏感性分析表明，到 2035 年，新兴市场和发展中经济体的电器和制冷用电需求可能比 STEPS 高出约 340 TWh（5%）。相比之下，如果能更快地采用有效的效率标准，到 2035 年，这些终端用途的用电需求可能比 STEPS 低近 900 TWh，”报告称。

2. 能源安全越来越依赖电力。《世界能源展望 2024》特别对电力需求和峰值电力需求进行了区分，并强调峰值电力需求已成为能源安全的基石。“电力安全有两个核心要素：确保足够容量满足峰值需求的能力（充足性）以及管理需求和可再生能源供应波动的能力（灵活性），”它解释道。它警告称，在国际能源署的所有情景中，峰值需求预计将比整体电力需求增长更快，到 2035 年，新兴市场和发展中经济体的峰值需求增长速度可能将快 80%。

一个关键原因是可再生能源的增加增加了供需失衡的可能性，但随着越来越多的地区采用电力供暖和制冷，越来越多的终端用户使用电力，季节性变化也变得更加明显。虽然目前许多地区依赖天然气和煤电厂来提供可调度产能，但国际能源署表示，快速变化即将到来。

“电池对于可调度容量至关重要，到 2035 年，STEPS 将增加超过 1,700 GW 的电池容量，”它预测。此外，STEPS 预计“到 2030 年，电网投资将增加近 70%，以实现电网的现代化和扩展，电池存储投资将增加近三倍。”IEA 还预测，智能电表、动态电价和需求转移设备等需求响应解决方案将发挥越来越大的作用。与此同时，它表示，季节性灵活性将继续依赖水电、热电厂，甚至削减的可再生能源产量，而长期氢气存储将带来新的贡献。

3. 维持充足电力供应的压力越来越大。不过，目前，世界普遍仍然过度依赖化石燃料发电。从 2010 年到 2023 年，燃煤发电量猛增近 2,000 TWh（+23%），而天然气发电量增长超过 1,700 TWh（+36%），这得益于电力需求的增长超过了清洁能源的扩张。在印度和印度尼西亚等新兴经济体中，煤炭仍将是发电的支柱，根据 STEPS 情景，预计到 2030 年，化石燃料的使用量将保持在目前的水平附近。但总体而言，到 2030 年，全球燃煤发电量预计将下降 10% 以上，而天然气发电量将略有上升（+5%）。在所谓的“发达经济体”中，到 2050 年，煤炭使用量预计将下降 50%，天然气使用量将下降 15%。总体而言，不减排的化石燃料所占份额可能会从 2023 年的 60% 骤降至 2050 年的 19%。

与此同时，国际能源署乐观地认为，核电目前占全球发电量的 9%（2023 年为 2,765 TWh），在延长寿命、新建核电厂和现有反应堆恢复运行的推动下，核电发电量可能会增加。在 STEPs 计划下，到 2050 年，核电总发电量可能会大幅增加到 4,460 TWh（从 2023 年的 416 GW 容量增加到 2050 年的 647 GW）。然而，虽然在 APS 计划下，核电总发电量可能会增加一倍以上，达到 6,055 TWh，但到本世纪中叶，核电的份额仍将徘徊在 9% 左右。

根据《世界能源展望 2024》，可再生能源将占清洁能源增长的绝大部分。到 2030 年，可再生能源的产量预计将比 2023 年增加近一倍，从 9,029 TWh 增长至 17,577 TWh，主要由太阳能光伏 (PV) 和风能推动，这两个行业的复合年均增长率 (CAAGR) 分别为 22% 和 12%。仅太阳能光伏发电在总发电量中的份额就将从 2023 年的 5% 增加到 2030 年的 17%，到 2050 年将达到 37%，而风能发电量将从 2023 年的 8% 增长到 2050 年的 21%（图 2）。

然而，国际能源署强调，目前向清洁能源转型的步伐仍然不够。“如果电力行业要引领净零排放，就需要在 2035 年前将新的低排放方案推向市场，”它表示。这些方案包括小型模块化反应堆；碳捕获、利用和储存 (CCUS) 技术的部署；以及低排放氢气和氨的使用。“到 2035 年，采用 CCUS 技术的化石燃料以及低排放氢气和氨将开始对 NZE 情景产生影响：它们合计比 STEPS 中的多提供 1,100 TWh 的电力，使它们在 2035 年后能源脱碳方面发挥重要作用，”它表示。

4. 天然气需求上升，但长期作用尚不明朗。过去几年，天然气需求一直呈平稳增长态势，主要原因是电力需求增加、煤改气以及其作为风能和太阳能光伏整合的关键灵活性提供者的作用。尽管国际能源署列出了一系列可能改变其发展轨迹的不确定因素，但它总体上认为，天然气需求将持续增长至 2030 年代及以后。

一个关键原因是，2023 年，电力行业占全球天然气消费量的 40%。更高的电力需求——以及围绕需求增长的无数不确定性——仍然是一个重要因素。根据 STEPS，全球电力需求将在 2023 年至 2040 年间每年增长 2.9%。报告指出，虽然天然气发电可以在短期内帮助满足需求增长，但从长远来看，天然气发电利用可能存在不确定性。报告称：“在 STEPS 中，发达经济体天然气发电厂的平均容量系数从 2023 年的 36% 下降到 2030 年的 31% 和 2035 年的 26%。”“如果他们必须满足敏感性案例中更高的需求，那么燃气发电厂的平均容量系数仍会随着时间的推移而下降，但下降速度会有所放缓。”

目前，煤改气的技术潜力仍然巨大，高达 4500 亿立方米。如果天然气价格降到足够低，STEPS 预测中国、印度和东南亚将有另外 3000 亿立方米的天然气可供转换。国际能源署还特别指出，中东地区的油改气（该地区 2023 年的石油发电量约为 340 TWh）可能会引发天然气需求的另一次激增。可再生能源规模扩大的挑战，包括许可延迟、供应链中断以及风能和太阳能光伏的电网连接问题，尤其是在美国和欧盟，也可能加剧这一趋势。然而，相反，太阳能光伏部署的快速进展可能会抑制天然气的增长。

5. 供应链风险——清洁能源转型的致命弱点。除了燃料供应中断之外，《世界能源展望 2024》还表达了对供应链中持续存在的脆弱性的担忧，尤其是清洁能源技术。一个关键问题是制造能力在地理上高度集中。“由于其支持性的产业政策，中国在太阳能光伏、风能、热泵、电解器和电池组件方面拥有非常大比例的现有制造能力，”报告指出。“以电池为例，中国拥有全球近 90% 的电池阴极活性材料产能，通常是锂与镍、钴和锰的组合，或磷酸铁，以及 98% 的电池阳极活性材料产能，通常是石墨或硅掺杂石墨。”

风险还延伸至关键矿产，这些矿产的市场在 2023 年动荡不安。报告警告称：“预计 2023 年至 2035 年，精炼铜、锂和钴的供应增长中约有 50%-75% 将来自当今最大的生产商，电池级石墨供应和镍供应增长中约有 90% 也将来自这些生产商。”

正如国际能源署首席能源经济学家蒂姆·古尔德所解释的那样，许多电池金属（锂、镍、钴和石墨）的供应量在未来十年内都将“大幅增长”。然而，铜作为电力基础设施的基本金属，却面临着潜在的短缺。他说：“由于矿石质量下降，新项目不多，这意味着，随着需求的快速扩张，我们的需求（扣除回收量）与不同项目的预期供应量之间存在重大差距。”他说，虽然这些材料限制“并不意味着我们的预测无法实现”，但它们“向政策制定者和决策者发出了强烈的信号，即我们需要缩小这些差距”。为了降低风险，国际能源署强调创新，包括回收和替代技术开发，以及政策干预，例如通过补贴、税收抵免以及环境、社会和治理标准激励“负责任地采购材料”。

6. 中国如今已成为一个无可否认的有影响力的强国。最后，与之前的版本相比， 《2024 年世界能源展望》的专家们一再强调中国正在崛起成为全球能源市场的决定性力量。如今，中国已成为世界上电气化程度最高的经济体之一，原因有很多：制造业、工业和政策。例如，在过去十年中，为应对城市空气污染所做的努力已使使用电力取暖的人数翻了一番，”IEA 可持续发展、技术和展望主任 Laura Cozzi 表示。她表示，中国推动电气化将影响到每个人。“为什么？因为从现在到 2035 年，中国将需要大量的新增电力。我们预计中国系统新增的电力量将相当于美国目前的电力需求。中国做出的选择将对世界产生深远影响，尤其是对能源商品而言，”她表示。

中国在太阳能光伏和风能发电方面已经领先世界，目前在建的核反应堆有 30 座，是其他国家的 2.5 倍多。“我们的分析表明，中国在电力领域扩大太阳能、风能、核能和其他低碳技术的应用，将很快导致其煤炭使用量达到峰值，随后下降，”科齐说。她指出，中国目前占全球煤炭需求的一半以上。“这将大大减少全球煤炭需求，相当于中国以外目前的总需求。因此，了解中国的能源发展轨迹是全球大宗商品趋势的关键决定因素，”她说道。但与此同时，中国的电动汽车革命将在 2035 年前减少国内石油消费量 500 万桶/日，从而有助于全球石油需求达到预期峰值。

比罗尔认为，中国崛起成为核心参与者，凸显了“新能源市场环境”的重大转变，该环境预计将于 2025 年开始形成，其特点是竞争加剧和地缘政治紧张局势升级。在这些转变中，全球合作对于应对能源安全不断演变的挑战和气候变化不断升级的影响至关重要。“能源安全的定义正在演变，各国和全球决策者需要达成共识，”