2021年全球能源轉型面臨挑戰
——基于《bp世界能源統計年鑒(2022)》

李洪言 張景謙 陳健斌 陳文航 趙 源 林名楨 李 雷 張 昕 代曉東

1. 山東石油化工學院石油工程學院, 山東 東營 257061;2. 山東省黃河三角洲可持續發展研究院, 山東 東營 257061;3. 中國石油集團測井有限公司天津分公司, 天津 300280

0 前言

2021年,隨著世界各地區在2019年新冠肺炎疫情中經濟的恢復,化石能源、可再生能源、水電和核能的產量和消費等情況發生了轉變,一次能源儲量變化不大,各類能源產量、消費量均有增加,除極少數地區的產量、消費量年均增長率為負值外,大部分地區的年均增長率由負值變為正值[1-2]?；凇禸p世界能源統計年鑒(2022)》對全球能源情況進行整理分析,以期對未來全球能源發展趨勢提供參考。

1 全球一次能源消費量大幅增長

2021年,隨著世界各地區的限制放松和經濟活動的復蘇,全球一次能源消費量大幅增長,一次能源消費量為595.15 EJ,與上年(2020年,下同)564.01 EJ相比增加了31.14 EJ,年均消費量上漲5.8%,創造了史上最大增幅,2011—2021年間的年增長率僅為1.3%,這意味著新冠肺炎疫情防控常態化中一次能源消費量開始增加,其主要原因是由于新興經濟的推動和可再生能源的驅動。

從能源消費量種類看:2021年石油、天然氣和煤炭能源消費量(489.66 EJ)占總消費量的82.3%,與上年(463.68 EJ)相比增加了25.98 EJ。雖然化石能源的消費量增加了,但石化能源消費量在一次能源消費量中的比例下降了,其中石油消費量比上年增加了10.04 EJ,達到了184.21 EJ,年均消費量上升了3.41%,在一次能源消費量中占比超1/3,可見石油在一次能源消費量結構中仍占據最大份額;天然氣消費量比上年增加了6.91 EJ,達到了145.35 EJ,在一次能源消費量中占比超1/5;煤炭為2021年第二大能源消費量的化石能源,消費量比上年增加了9.03 EJ,達到了160.10 EJ(占比為27%);核能消費量比上年增加了0.87 EJ,達到了25.31 EJ(占比為4%);水電消費量比上年減少了0.83 EJ,達到40.26 EJ(占比為7%),是2021年所有燃料種類中唯一消費量出現負增長的燃料;可再生能源消費量為39.91 EJ(占比為7%),與水電消費量占比基本相同,見圖1。

圖1 2020年與2021年全球一次能源消費量占比圖Fig.1 Share of world primary energy consumption in 2020 and 2021

在后疫情時代背景下,2021年各國政府出臺了經濟復蘇政策,使石油、天然氣、煤炭和可再生資源的消費量均有所上升,預計2023年將達到新冠肺炎疫情大流行前的水平;水電消費量比上年雖然有所降低,但是基于當前經濟發展、新冠肺炎疫情、不穩定的國際形勢下,實現綠色轉型發展、節能發展是必然要求[3-8]。

從地區看:2021年與上年相比,所有地區一次能源消費量都有所上升,見表1。獨聯體和中南美洲上升幅度最大,分別上漲了7.1%和6.3%;上升幅度最小的是亞太,上漲了2.1%。其主要原因是由于在后疫情時代經濟復蘇的驅動下,世界各國和地區都開始發展經濟,促使能源消費量有所增加[9-12]。

表1 2021年全球一次能源消費量表

2 石油產量和消費量

2.1 石油產量總體增加

2021年全球石油產量89 877.7 萬桶/d,比上年增加了1 383.3 萬桶/d,年均增長率為1.6%,其中超過3/4的產量增加來自歐佩克組織。雖然全球石油總產量增加了,但也有一些地區石油產量在減少,石油產量減少最多的地區是歐洲,產量比上年減少了17.7 萬桶/d,年均下降4.9%;亞太和中南美洲石油產量比上年分別減產0.93 萬桶/d和0.16 萬桶/d,見圖2。分析主要原因是后疫情時代,全球各國生產活動還未恢復至新冠肺炎疫情前的水平[13-14]。

圖2 2020年與2021年全球主要地區石油產量占比圖Fig.2 Share of world oil production by major regions in 2020 and 2021

從國家看：2021年,石油產量增加較多的國家有美國和俄羅斯。其中,美國石油產量1 658.5 萬桶/d,比上年增加了12.7 萬桶/d,年均增長率為0.8%;俄羅斯石油產量1 094.4 萬桶/d,比上年增加了27.7 萬桶/d;另外,中國作為新冠肺炎疫情后經濟復蘇最早的國家,2021年石油產量比上年增加了9.3 萬桶/d,達到了399.4 萬桶/d,年均增長率為2.4%。與上年相比,石油產量增幅最大的國家有利比亞、敘利亞和突尼斯,增幅分別為198.4%、123.2%和21.3%。與上年相比,石油產量減少較多的國家有尼日利亞、英國、安哥拉、沙特阿拉伯,尼日利亞石油產量為162.6 萬桶/d,比上年(182.8 萬桶/d)減少了20.2 萬桶/d;英國石油產量為87.4 萬桶/d,比上年(104.9 萬桶/d)減少了17.5 萬桶/d;安哥拉石油產量為116.4 萬桶/d,比上年(131.8 萬桶/d)減少了15.4 萬桶/d;沙特阿拉伯石油產量為1 095.4 萬桶/d,比上年(1 103.9 萬桶/d)減少了8.5 萬桶/d;同時,英國、安哥拉和尼日利亞石油產量降幅也較大,與上年相比,降幅分別為16.6%、11.6%和11.1%。

受2022年俄烏沖突影響,美國多次向沙特阿拉伯、科威特等歐佩克國家施壓,要求增加石油產量，防止美國國內原油價格和汽油價格的上漲。因此,未來全球石油產量具有許多不確定性[3-4]。

2.2 石油消費量小幅增加

2021年,世界主要地區石油消費量為9 408.8 萬桶/d,比上年增加了534.2 萬桶/d,大部分消費量增長來自汽油和柴油/瓦斯油。

分地區看：所有地區石油消費量均在增加,中南美洲石油消費量增加最多,比上年增加了522 萬桶/d,同比需求上升了10.2%;亞太作為石油消費量最多的地區,石油消費量比上年增加了168.9 萬桶/d,達到了3 580.6 萬桶/d,需求上升了4.9%,見圖3;由于非經合組織能源消費量的增長,預計2023年世界主要地區石油的消費總量將恢復至2019年的水平[2]。

圖3 2020年與2021年全球主要地區石油消費量占比圖Fig.3 Share of oil consumption by major regions of the world in 2020 and 2021

2021年全球石油消費量最多的國家是美國,石油消費量比上年增加了150.1 萬桶/d,達到了1 868.4 萬桶/d,年均增長率為8.7%;其次是中國,2021年石油消費量比上年增加了101 萬桶/d,達到了1 668.6 萬桶/d,年均增長率為9.4%。石油消費量下降的國家有德國、哈薩克斯坦和印度,分別比上年減少了0.4 萬桶/d、2.5 萬桶/d和17.6 萬桶/d。

煉油廠產能方面,全球煉油廠產能開始回升,煉油總產能為7 922.9 萬桶/d,年均增長率為4.8%,煉油產能比上年增長363.8萬桶/d;中南美洲和中東年均增長率最高,分別為8.8%和9.8%;亞太依舊是煉油產能最多的地區,2021年煉油產能為2 958.7 萬桶/d,比上年增長了95.2 萬桶/d;但是受經合組織大幅減產的影響,2021年經合組織煉油廠產能比上年下降近50 萬桶/d,是1998年以來的最低水平。

3 天然氣產量和消費量

3.1 天然氣產量下降

2021年全球天然氣產量4 036.9×109m3,年均增長率下降了4.8%。從地區看：中南美洲和歐洲的天然氣產量減少,與上年相比分別減少了2.0×109m3和8.3×109m3,其他地區天然氣產量皆出現增長;非洲是天然氣產量增加最多的地區,2021年天然氣產量比上年增加了26.3×109m3,達到了257.5×109m3,年均增長率為11.7%;獨聯體和中東緊隨其后,與上年相比天然氣產量分別增加了84.1×109m3和27.1×109m3,產量分別達到了896.0×109m3和714.9×109m3,年均增長率分別為10.9%和4.2%,見圖4。

圖4 2020年與2021年全球主要地區天然氣產量占比圖Fig.4 Share of natural gas production by major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看:2021年天然氣產量最多的國家是美國,比上年增加20.3×109m3,產量達到了934.2×109m3(占比23%),年均增長率為2.4%;其次是俄羅斯天然氣產量比上年增加65×109m3,達到了701.7×109m3,年均增長率為10.4%;伊朗天然氣產量比上年增加7.2×109m3,達到了256.7×109m3,年均增長率為3.1%;中國2021年的天然氣產量比上年增加15.2×109m3,達到了209.2×109m3,年復合增長率為8.1%;歐盟2021年的天然氣產量44.0×109m3,比上年減少3.2×109m3,年均增長率下降了7.7%。

3.2 天然氣消費量呈上升趨勢

2021年全球天然氣消費量比上年增加了191.9×109m3,達到了4 037.5×109m3,年均增長率為5.8%。從地區來看：所有地區天然氣消費量都在增長,獨聯體和中南美洲天然氣消費量增幅最大,年均增長率分別為11.4%和11.3%。獨聯體天然氣消費量增長了60.7×109m3,達到了610.8×109m3;中南美洲天然氣消費量增長了16.1×109m3,達到了163.3×109m3。天然氣消費量增長最少的地區是北美洲(1 034.1×109m3),僅比上年增長了5.2 m3,見圖5。

圖5 2020年與2021年全球主要地區天然氣消費量占比圖Fig.5 Share of natural gas consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看：2021年大部分國家的天然氣消費量開始增長,其中美國作為天然氣消費量最多的國家,天然氣消費量為826.7×109m3(占比20.5%),但比上年減少了5.4×109m3,年均增長率為-0.4%;其次俄羅斯天然氣消費量比上年增加了41.6×109m3,達到了474.6×109m3,年均增長率為12.4%。全球少數國家天然氣消費量下降,其中哈薩克斯坦(15.1×109m3)和伊拉克(17.1×109m3)的降幅最大。

4 煤炭產量和消費量

4.1 煤炭產量上升

2021年,全球煤炭總產量比上年增加了8.93 EJ,達到了167.58 EJ,年均增長率為-5.2%,除非洲煤炭產量減少了0.17 EJ,達到6.04 EJ,年均增長率為-2.4%外,其他地區煤炭產量都在增加;中南美洲(1.85 EJ)和北美洲(12.97 EJ)煤炭產量上漲幅度最大,年均增長率為13.9%和8.9%,見圖6。

圖6 2020年與2021年全球主要地區煤炭產量占比圖Fig.6 Share of coal production in major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看：大部分國家煤炭產量都有所增加,中國作為煤炭產量最多的國家,2021年產量比上年增加了5.15 EJ,達到了85.15 EJ,占全球煤炭總產量的50.8%,年均增長率為6.0%,占新增消費量的57.7%;印度尼西亞煤炭產量比2020年增加了1.24 EJ,達到了13.47 EJ,年均增長率為9.2%;印度產量比上年增加了0.94 EJ,達到了13.47 EJ,年均增長率為6.9%。另外,煤炭產量下降的國家有墨西哥(0.18 EJ),年均增長率為-3.7%;英國(0.54 EJ)年均增長率為-36.8%;蒙古(0.62 EJ)年均增長率為-24.8%[15]。

4.2 煤炭消費量上升

2021年全球煤炭消費量和產量相當,全球煤炭消費量比上年增加了9.03 EJ,達到了160.10 EJ,年均增長率為6.3%,煤炭消費量略高于2014年以來的最高水平。從地區看：除中東煤炭消費量(0.34 EJ)比上年(0.36 EJ)減少了0.02 EJ,年均增長率下降6.6%外,其他地區煤炭消費量均呈上升趨勢,特別是歐洲和北美洲,經歷了近10年的煤炭消費量連續下降后,2021年都呈現了增長,漲幅分別為5.9%和13.5%;中南美洲煤炭消費量也呈現11.4%的漲幅,見圖7。

圖7 2020年與2021年全球主要地區煤炭消費量占比圖Fig.7 Share of coal consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看：2021年大多數國家煤炭消費量增加,中國作為煤炭消費量最多的國家,2021年煤炭消費量比上年增加了3.7 EJ,達到了87.99 EJ,占全球煤炭總消費量的52.5%,年均增長率為4.9%;印度煤炭消費量比上年增加了2.69 EJ,達到了20.09 EJ,年均增長率為15.8%;美國煤炭消費量比上年增加了1.37 EJ,達到了10.57 EJ,年均增長率為15.2%。中國和印度煤炭產量的增長主要是由各自國內煤炭消費的。煤炭消費量比上年下降的國家有墨西哥(0.23 EJ),年均增長率為-3.0%;加拿大(0.48 EJ)年均增長率為-8.4%;馬來西亞(0.89 EJ)年均增長率為-9.0%。

5 可再生能源、核能和水電消費量

5.1 可再生能源消費量增長迅速

2021年,全球可再生能源消費量比上年增長了5.11 EJ,達到了39.91 EJ,年均增長率為15%。從地區看：可再生能源消費量最多的地區是亞太,為17.22 EJ,可再生能源消費量占全球可再生能源消費量的43.16%;其次是歐洲(10.14 EJ)和北美洲(8.44 EJ),可再生能源消費量占比分別為25.41%和21.15%,見圖8。

圖8 2020年與2021年全球主要地區可再生能源消費量占比圖Fig.8 Share of renewable energy consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看：大多數國家的可再生能源消費量都在增加,增加最多的是中國,可再生能源消費量為11.64 EJ(占比9.17%);其次是美國,可再生能源消費量7.48 EJ(占比18.7%)?？稍偕茉聪M量年均增長率增長較快的國家有智利(27.3%)、中國(33.1%)和越南(134.4%)。碳中和、新能源是國際能源發展的大趨勢,隨著世界能源格局調整,可再生能源消費是應對氣候變化、實現碳減排、走上碳中和凈零排放道路的關鍵[10-11]。

5.2 核能消費量增加

2021年世界主要地區核能消費量比上年增加了0.85 EJ,達到了25.31 EJ,年均增長率為3.8%。從地區看：核能消費量最多的地區是北美(8.34 EJ),占世界主要地區核能消費量的32.95%,其次為歐洲(7.98 EJ)和亞太(5.94 EJ),分別占世界主要地區核能消費量的31.53%和25.52%,見圖9。

圖9 2020年與2021年全球主要地區核能消費量占比圖Fig.9 Share of nuclear energy consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看：2021年,美國作為核能消費量最多的國家,消費量為7.40 EJ,占全球核能消費量的29.2%;其次是中國,核能消費量為3.93 EJ,占全球核能消費量的15.5%;部分國家核能消費量年均增長率大幅下降,南非核能消費量年均增長率為-25.3%,伊朗核能消費量年均增長率為-44.2%。

5.3 水電消費量下降

2021年,全球水電消費量為40.26 EJ,比上年(41.09 EJ)下降了0.83 EJ。從地區看：亞太水電消費量最多(17.44 EJ),占全球水電消費量的43.32%;其次是北美洲(6.32 EJ)和中南美洲(6.22 EJ),分別占全球水電消費量的15.75%和15.45%[16-18],見圖10。

圖10 2020年與2021年全球主要地區水電消費量占比圖Fig.10 Share of hydropower consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

從國家看：水電消費量最多的國家是中國(12.55 EJ),占全球水電消費量的31.17%,其次是加拿大(3.59 EJ)和巴西(3.42 EJ),分別占全球水電消費量的8.91%和8.49%。美國水電消費量比上年減少了0.24 EJ,降幅較大。

6 發電量增長速度較快

2021年全球發電量比上年增加1 577 TW·h,達到了26 466.3 TW·h,年均增長率為6.2%。從地區看：亞太發電量最多,為13 994.4 TW·h,占全球發電量的49.16%,其次為北美洲(5 383.5 TW·h)和中東地區(4 032.5 TW·h),分別占全球發電量的18.91%和14.17%[16],見圖11。

圖11 2020年與2021年全球主要地區發電量占比圖Fig.11 Share of power generation in major regions of the world in 2020 and 2021

從發電能源看：2021年全球發電量最多的燃料仍然是煤炭,發電量為10 244.0 TW·h,占全球主要地區發電量份額的35.98%,其次是天然氣和水電,發電量分別為6 268.1 TW·h和4 273.8 TW·h,分別占全球主要地區發電量份額的22.8%和15.01%。除了水電發電量減少了72.5 TW·h外,其余能源發電量都在增加,石油發電量增加了58.6 TW·h,達到了720.3 TW·h;核能發電量增加了106.3 TW·h,達到了2 800.3 TW·h,年均增長率為3.8%;可再生能源發電量增加了510.6 TW·h,達到了3 657.2 TW·h,年均增長率為14%,增長迅速,占全球主要地區發電量份額的12.8%,超過核能對發電量的貢獻。

從地區能源種類看：2021年發電量最多的是北美洲5 383.5 TW·h,占全球發電量的18.9%,其次是歐洲4 032.5 TW·h,占全球發電量的14.1%,北美洲主要是以天然氣發電為主,歐洲主要以可持續能源發電為主;中南美洲以水電發電為主,發電量為660.1 TW·h;獨聯體、中東、非洲都以天然氣發電為主,發電量分別為686.4 TW·h、929.7 TW·h和355.6 TW·h;亞太發電以煤炭為主,發電量為7 965.6 TW·h,占該地區能源發電總量的56.6%,占全球煤炭發電總量的77.75%,見表2。

表2 2021年全球主要地區不同能源發電量表

2021年,世界主要地區發電量最多的國家是中國,發電總量為8 825.2 TW·h,占全球發電量份額的31%。中國仍以煤炭發電為主,煤炭發電量為5 468 TW·h(占比61.9%);其次是可再生能源發電,發電量增加了791 TW·h,達到了1 664.6 TW·h(占比18.8%);核能發電量與上年相比增加了37.7 TW·h,達到了435.3 TW·h,年均增長率為8.6%,增幅較大;水電發電量作為唯一的負增長,比上年減少了21.2 TW·h,年均增長率為-1.4%,是2015年以來的首次下降,見表3。

表3 2020年與2021年中國不同能源發電量表

7 碳排放量上升

2021年因世界各地經濟逐漸從新冠肺炎疫情中復蘇,能源消費量增加,直接帶來了全球碳排放量的增加。2021年世界各地區碳排放量比上年增加了1 805.4×106t,達到了33 884×106t,年均增長率為5.9%,接近2019年的水平。從地區看：碳排放量最多的是亞太(17 734.6×106t),占全球的52.34%,其次是北美洲和歐洲,碳排放量分別為5 602.2×106t和3 793.7×106t,分別占全球碳排放量的16.53%和11.20%,見圖12。從國家看：碳排放量最多的國家依然是中國(10 866.8×106t),占全球碳排放量的32.07%,其次是美國(4 701.1×106t)和印度(2 552.6×106t),分別占全球碳排放量的13.87%和7.53%。

圖12 2020年與2021年全球主要地區碳排放量占比圖Fig.12 Share of carbon emissions of major regions in the world in 2020 and 2021

在2021年隨著經濟發展的恢復,全球能源消費量和碳排放量已經開始增加,可見,雖然在碳中和時代背景下,各國依然非常注重經濟的發展,因此尋求綠色發展路徑是同時滿足經濟發展和碳中和的最優方案。全球大多數國家都在倡導低碳,全球主要經濟體也紛紛將經濟發展和能源的綠色轉型作為尋求經濟增長、應對氣候變化和實現能源安全的重要途徑[17-21]。

8 結論

隨著世界經濟的恢復,全能源需求逐漸增加。全球一次能源消費年均增長率為5.8%;石油產量年均增長率為1.6%,天然氣產量年均增長率為4.8%,煤炭產量年均增長率為5.9%;石油、天然氣和煤炭消費量年均增長率都超5%;全球總發電量年均增長率為6.2%,碳排放量年均增長率為5.9%,可再生能源產量年均增長率為15%?？梢?可再生能源變得越來越重要,全球在能源綠色發展中有所進步。

2022年的俄烏沖突造成世界能源市場強烈震蕩,能源安全保障得到空前高度重視,使得能源市場的不確定性進一步加劇,向清潔能源轉型面臨挑戰。此外,為保障能源安全,世界能源轉型也是實現國家和區域能源安全的必然選擇,是推動世界經濟發展和經濟增長的新動力。中國作為全球能源大國,在能源轉型和碳達峰、碳中和目標背景下,需要清潔、低碳的能源體系,為國家更好實現碳中和目標奠定基礎。