2021年全球能源转型面临挑战——基于《bp世界能源统计年鉴(2022)》

李洪言 张景谦 陈健斌 陈文航 赵 源 林名桢 李 雷 张 昕 代晓东

1. 山东石油化工学院石油工程学院, 山东 东营 257061;2. 山东省黄河三角洲可持续发展研究院, 山东 东营 257061;3. 中国石油集团测井有限公司天津分公司, 天津 300280

0 前言

2021年,随着世界各地区在2019年新冠肺炎疫情中经济的恢复,化石能源、可再生能源、水电和核能的产量和消费等情况发生了转变,一次能源储量变化不大,各类能源产量、消费量均有增加,除极少数地区的产量、消费量年均增长率为负值外,大部分地区的年均增长率由负值变为正值[1-2]。基于《bp世界能源统计年鉴(2022)》对全球能源情况进行整理分析,以期对未来全球能源发展趋势提供参考。

1 全球一次能源消费量大幅增长

2021年,随着世界各地区的限制放松和经济活动的复苏,全球一次能源消费量大幅增长,一次能源消费量为595.15 EJ,与上年(2020年,下同)564.01 EJ相比增加了31.14 EJ,年均消费量上涨5.8%,创造了史上最大增幅,2011—2021年间的年增长率仅为1.3%,这意味着新冠肺炎疫情防控常态化中一次能源消费量开始增加,其主要原因是由于新兴经济的推动和可再生能源的驱动。

从能源消费量种类看:2021年石油、天然气和煤炭能源消费量(489.66 EJ)占总消费量的82.3%,与上年(463.68 EJ)相比增加了25.98 EJ。虽然化石能源的消费量增加了,但石化能源消费量在一次能源消费量中的比例下降了,其中石油消费量比上年增加了10.04 EJ,达到了184.21 EJ,年均消费量上升了3.41%,在一次能源消费量中占比超1/3,可见石油在一次能源消费量结构中仍占据最大份额;天然气消费量比上年增加了6.91 EJ,达到了145.35 EJ,在一次能源消费量中占比超1/5;煤炭为2021年第二大能源消费量的化石能源,消费量比上年增加了9.03 EJ,达到了160.10 EJ(占比为27%);核能消费量比上年增加了0.87 EJ,达到了25.31 EJ(占比为4%);水电消费量比上年减少了0.83 EJ,达到40.26 EJ(占比为7%),是2021年所有燃料种类中唯一消费量出现负增长的燃料;可再生能源消费量为39.91 EJ(占比为7%),与水电消费量占比基本相同,见图1。

图1 2020年与2021年全球一次能源消费量占比图Fig.1 Share of world primary energy consumption in 2020 and 2021

在后疫情时代背景下,2021年各国政府出台了经济复苏政策,使石油、天然气、煤炭和可再生资源的消费量均有所上升,预计2023年将达到新冠肺炎疫情大流行前的水平;水电消费量比上年虽然有所降低,但是基于当前经济发展、新冠肺炎疫情、不稳定的国际形势下,实现绿色转型发展、节能发展是必然要求[3-8]。

从地区看:2021年与上年相比,所有地区一次能源消费量都有所上升,见表1。独联体和中南美洲上升幅度最大,分别上涨了7.1%和6.3%;上升幅度最小的是亚太,上涨了2.1%。其主要原因是由于在后疫情时代经济复苏的驱动下,世界各国和地区都开始发展经济,促使能源消费量有所增加[9-12]。

表1 2021年全球一次能源消费量表

2 石油产量和消费量

2.1 石油产量总体增加

2021年全球石油产量89 877.7 万桶/d,比上年增加了1 383.3 万桶/d,年均增长率为1.6%,其中超过3/4的产量增加来自欧佩克组织。虽然全球石油总产量增加了,但也有一些地区石油产量在减少,石油产量减少最多的地区是欧洲,产量比上年减少了17.7 万桶/d,年均下降4.9%;亚太和中南美洲石油产量比上年分别减产0.93 万桶/d和0.16 万桶/d,见图2。分析主要原因是后疫情时代,全球各国生产活动还未恢复至新冠肺炎疫情前的水平[13-14]。

图2 2020年与2021年全球主要地区石油产量占比图Fig.2 Share of world oil production by major regions in 2020 and 2021

从国家看：2021年,石油产量增加较多的国家有美国和俄罗斯。其中,美国石油产量1 658.5 万桶/d,比上年增加了12.7 万桶/d,年均增长率为0.8%;俄罗斯石油产量1 094.4 万桶/d,比上年增加了27.7 万桶/d;另外,中国作为新冠肺炎疫情后经济复苏最早的国家,2021年石油产量比上年增加了9.3 万桶/d,达到了399.4 万桶/d,年均增长率为2.4%。与上年相比,石油产量增幅最大的国家有利比亚、叙利亚和突尼斯,增幅分别为198.4%、123.2%和21.3%。与上年相比,石油产量减少较多的国家有尼日利亚、英国、安哥拉、沙特阿拉伯,尼日利亚石油产量为162.6 万桶/d,比上年(182.8 万桶/d)减少了20.2 万桶/d;英国石油产量为87.4 万桶/d,比上年(104.9 万桶/d)减少了17.5 万桶/d;安哥拉石油产量为116.4 万桶/d,比上年(131.8 万桶/d)减少了15.4 万桶/d;沙特阿拉伯石油产量为1 095.4 万桶/d,比上年(1 103.9 万桶/d)减少了8.5 万桶/d;同时,英国、安哥拉和尼日利亚石油产量降幅也较大,与上年相比,降幅分别为16.6%、11.6%和11.1%。

受2022年俄乌冲突影响,美国多次向沙特阿拉伯、科威特等欧佩克国家施压,要求增加石油产量，防止美国国内原油价格和汽油价格的上涨。因此,未来全球石油产量具有许多不确定性[3-4]。

2.2 石油消费量小幅增加

2021年,世界主要地区石油消费量为9 408.8 万桶/d,比上年增加了534.2 万桶/d,大部分消费量增长来自汽油和柴油/瓦斯油。

分地区看：所有地区石油消费量均在增加,中南美洲石油消费量增加最多,比上年增加了522 万桶/d,同比需求上升了10.2%;亚太作为石油消费量最多的地区,石油消费量比上年增加了168.9 万桶/d,达到了3 580.6 万桶/d,需求上升了4.9%,见图3;由于非经合组织能源消费量的增长,预计2023年世界主要地区石油的消费总量将恢复至2019年的水平[2]。

图3 2020年与2021年全球主要地区石油消费量占比图Fig.3 Share of oil consumption by major regions of the world in 2020 and 2021

2021年全球石油消费量最多的国家是美国,石油消费量比上年增加了150.1 万桶/d,达到了1 868.4 万桶/d,年均增长率为8.7%;其次是中国,2021年石油消费量比上年增加了101 万桶/d,达到了1 668.6 万桶/d,年均增长率为9.4%。石油消费量下降的国家有德国、哈萨克斯坦和印度,分别比上年减少了0.4 万桶/d、2.5 万桶/d和17.6 万桶/d。

炼油厂产能方面,全球炼油厂产能开始回升,炼油总产能为7 922.9 万桶/d,年均增长率为4.8%,炼油产能比上年增长363.8万桶/d;中南美洲和中东年均增长率最高,分别为8.8%和9.8%;亚太依旧是炼油产能最多的地区,2021年炼油产能为2 958.7 万桶/d,比上年增长了95.2 万桶/d;但是受经合组织大幅减产的影响,2021年经合组织炼油厂产能比上年下降近50 万桶/d,是1998年以来的最低水平。

3 天然气产量和消费量

3.1 天然气产量下降

2021年全球天然气产量4 036.9×109m3,年均增长率下降了4.8%。从地区看：中南美洲和欧洲的天然气产量减少,与上年相比分别减少了2.0×109m3和8.3×109m3,其他地区天然气产量皆出现增长;非洲是天然气产量增加最多的地区,2021年天然气产量比上年增加了26.3×109m3,达到了257.5×109m3,年均增长率为11.7%;独联体和中东紧随其后,与上年相比天然气产量分别增加了84.1×109m3和27.1×109m3,产量分别达到了896.0×109m3和714.9×109m3,年均增长率分别为10.9%和4.2%,见图4。

图4 2020年与2021年全球主要地区天然气产量占比图Fig.4 Share of natural gas production by major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看:2021年天然气产量最多的国家是美国,比上年增加20.3×109m3,产量达到了934.2×109m3(占比23%),年均增长率为2.4%;其次是俄罗斯天然气产量比上年增加65×109m3,达到了701.7×109m3,年均增长率为10.4%;伊朗天然气产量比上年增加7.2×109m3,达到了256.7×109m3,年均增长率为3.1%;中国2021年的天然气产量比上年增加15.2×109m3,达到了209.2×109m3,年复合增长率为8.1%;欧盟2021年的天然气产量44.0×109m3,比上年减少3.2×109m3,年均增长率下降了7.7%。

3.2 天然气消费量呈上升趋势

2021年全球天然气消费量比上年增加了191.9×109m3,达到了4 037.5×109m3,年均增长率为5.8%。从地区来看：所有地区天然气消费量都在增长,独联体和中南美洲天然气消费量增幅最大,年均增长率分别为11.4%和11.3%。独联体天然气消费量增长了60.7×109m3,达到了610.8×109m3;中南美洲天然气消费量增长了16.1×109m3,达到了163.3×109m3。天然气消费量增长最少的地区是北美洲(1 034.1×109m3),仅比上年增长了5.2 m3,见图5。

图5 2020年与2021年全球主要地区天然气消费量占比图Fig.5 Share of natural gas consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看：2021年大部分国家的天然气消费量开始增长,其中美国作为天然气消费量最多的国家,天然气消费量为826.7×109m3(占比20.5%),但比上年减少了5.4×109m3,年均增长率为-0.4%;其次俄罗斯天然气消费量比上年增加了41.6×109m3,达到了474.6×109m3,年均增长率为12.4%。全球少数国家天然气消费量下降,其中哈萨克斯坦(15.1×109m3)和伊拉克(17.1×109m3)的降幅最大。

4 煤炭产量和消费量

4.1 煤炭产量上升

2021年,全球煤炭总产量比上年增加了8.93 EJ,达到了167.58 EJ,年均增长率为-5.2%,除非洲煤炭产量减少了0.17 EJ,达到6.04 EJ,年均增长率为-2.4%外,其他地区煤炭产量都在增加;中南美洲(1.85 EJ)和北美洲(12.97 EJ)煤炭产量上涨幅度最大,年均增长率为13.9%和8.9%,见图6。

图6 2020年与2021年全球主要地区煤炭产量占比图Fig.6 Share of coal production in major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看：大部分国家煤炭产量都有所增加,中国作为煤炭产量最多的国家,2021年产量比上年增加了5.15 EJ,达到了85.15 EJ,占全球煤炭总产量的50.8%,年均增长率为6.0%,占新增消费量的57.7%;印度尼西亚煤炭产量比2020年增加了1.24 EJ,达到了13.47 EJ,年均增长率为9.2%;印度产量比上年增加了0.94 EJ,达到了13.47 EJ,年均增长率为6.9%。另外,煤炭产量下降的国家有墨西哥(0.18 EJ),年均增长率为-3.7%;英国(0.54 EJ)年均增长率为-36.8%;蒙古(0.62 EJ)年均增长率为-24.8%[15]。

4.2 煤炭消费量上升

2021年全球煤炭消费量和产量相当,全球煤炭消费量比上年增加了9.03 EJ,达到了160.10 EJ,年均增长率为6.3%,煤炭消费量略高于2014年以来的最高水平。从地区看：除中东煤炭消费量(0.34 EJ)比上年(0.36 EJ)减少了0.02 EJ,年均增长率下降6.6%外,其他地区煤炭消费量均呈上升趋势,特别是欧洲和北美洲,经历了近10年的煤炭消费量连续下降后,2021年都呈现了增长,涨幅分别为5.9%和13.5%;中南美洲煤炭消费量也呈现11.4%的涨幅,见图7。

图7 2020年与2021年全球主要地区煤炭消费量占比图Fig.7 Share of coal consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看：2021年大多数国家煤炭消费量增加,中国作为煤炭消费量最多的国家,2021年煤炭消费量比上年增加了3.7 EJ,达到了87.99 EJ,占全球煤炭总消费量的52.5%,年均增长率为4.9%;印度煤炭消费量比上年增加了2.69 EJ,达到了20.09 EJ,年均增长率为15.8%;美国煤炭消费量比上年增加了1.37 EJ,达到了10.57 EJ,年均增长率为15.2%。中国和印度煤炭产量的增长主要是由各自国内煤炭消费的。煤炭消费量比上年下降的国家有墨西哥(0.23 EJ),年均增长率为-3.0%;加拿大(0.48 EJ)年均增长率为-8.4%;马来西亚(0.89 EJ)年均增长率为-9.0%。

5 可再生能源、核能和水电消费量

5.1 可再生能源消费量增长迅速

2021年,全球可再生能源消费量比上年增长了5.11 EJ,达到了39.91 EJ,年均增长率为15%。从地区看：可再生能源消费量最多的地区是亚太,为17.22 EJ,可再生能源消费量占全球可再生能源消费量的43.16%;其次是欧洲(10.14 EJ)和北美洲(8.44 EJ),可再生能源消费量占比分别为25.41%和21.15%,见图8。

图8 2020年与2021年全球主要地区可再生能源消费量占比图Fig.8 Share of renewable energy consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看：大多数国家的可再生能源消费量都在增加,增加最多的是中国,可再生能源消费量为11.64 EJ(占比9.17%);其次是美国,可再生能源消费量7.48 EJ(占比18.7%)。可再生能源消费量年均增长率增长较快的国家有智利(27.3%)、中国(33.1%)和越南(134.4%)。碳中和、新能源是国际能源发展的大趋势,随着世界能源格局调整,可再生能源消费是应对气候变化、实现碳减排、走上碳中和净零排放道路的关键[10-11]。

5.2 核能消费量增加

2021年世界主要地区核能消费量比上年增加了0.85 EJ,达到了25.31 EJ,年均增长率为3.8%。从地区看：核能消费量最多的地区是北美(8.34 EJ),占世界主要地区核能消费量的32.95%,其次为欧洲(7.98 EJ)和亚太(5.94 EJ),分别占世界主要地区核能消费量的31.53%和25.52%,见图9。

图9 2020年与2021年全球主要地区核能消费量占比图Fig.9 Share of nuclear energy consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看：2021年,美国作为核能消费量最多的国家,消费量为7.40 EJ,占全球核能消费量的29.2%;其次是中国,核能消费量为3.93 EJ,占全球核能消费量的15.5%;部分国家核能消费量年均增长率大幅下降,南非核能消费量年均增长率为-25.3%,伊朗核能消费量年均增长率为-44.2%。

5.3 水电消费量下降

2021年,全球水电消费量为40.26 EJ,比上年(41.09 EJ)下降了0.83 EJ。从地区看：亚太水电消费量最多(17.44 EJ),占全球水电消费量的43.32%;其次是北美洲(6.32 EJ)和中南美洲(6.22 EJ),分别占全球水电消费量的15.75%和15.45%[16-18],见图10。

图10 2020年与2021年全球主要地区水电消费量占比图Fig.10 Share of hydropower consumption in major regions of the world in 2020 and 2021

从国家看：水电消费量最多的国家是中国(12.55 EJ),占全球水电消费量的31.17%,其次是加拿大(3.59 EJ)和巴西(3.42 EJ),分别占全球水电消费量的8.91%和8.49%。美国水电消费量比上年减少了0.24 EJ,降幅较大。

6 发电量增长速度较快

2021年全球发电量比上年增加1 577 TW·h,达到了26 466.3 TW·h,年均增长率为6.2%。从地区看：亚太发电量最多,为13 994.4 TW·h,占全球发电量的49.16%,其次为北美洲(5 383.5 TW·h)和中东地区(4 032.5 TW·h),分别占全球发电量的18.91%和14.17%[16],见图11。

图11 2020年与2021年全球主要地区发电量占比图Fig.11 Share of power generation in major regions of the world in 2020 and 2021

从发电能源看：2021年全球发电量最多的燃料仍然是煤炭,发电量为10 244.0 TW·h,占全球主要地区发电量份额的35.98%,其次是天然气和水电,发电量分别为6 268.1 TW·h和4 273.8 TW·h,分别占全球主要地区发电量份额的22.8%和15.01%。除了水电发电量减少了72.5 TW·h外,其余能源发电量都在增加,石油发电量增加了58.6 TW·h,达到了720.3 TW·h;核能发电量增加了106.3 TW·h,达到了2 800.3 TW·h,年均增长率为3.8%;可再生能源发电量增加了510.6 TW·h,达到了3 657.2 TW·h,年均增长率为14%,增长迅速,占全球主要地区发电量份额的12.8%,超过核能对发电量的贡献。

从地区能源种类看：2021年发电量最多的是北美洲5 383.5 TW·h,占全球发电量的18.9%,其次是欧洲4 032.5 TW·h,占全球发电量的14.1%,北美洲主要是以天然气发电为主,欧洲主要以可持续能源发电为主;中南美洲以水电发电为主,发电量为660.1 TW·h;独联体、中东、非洲都以天然气发电为主,发电量分别为686.4 TW·h、929.7 TW·h和355.6 TW·h;亚太发电以煤炭为主,发电量为7 965.6 TW·h,占该地区能源发电总量的56.6%,占全球煤炭发电总量的77.75%,见表2。

表2 2021年全球主要地区不同能源发电量表

2021年,世界主要地区发电量最多的国家是中国,发电总量为8 825.2 TW·h,占全球发电量份额的31%。中国仍以煤炭发电为主,煤炭发电量为5 468 TW·h(占比61.9%);其次是可再生能源发电,发电量增加了791 TW·h,达到了1 664.6 TW·h(占比18.8%);核能发电量与上年相比增加了37.7 TW·h,达到了435.3 TW·h,年均增长率为8.6%,增幅较大;水电发电量作为唯一的负增长,比上年减少了21.2 TW·h,年均增长率为-1.4%,是2015年以来的首次下降,见表3。

表3 2020年与2021年中国不同能源发电量表

7 碳排放量上升

2021年因世界各地经济逐渐从新冠肺炎疫情中复苏,能源消费量增加,直接带来了全球碳排放量的增加。2021年世界各地区碳排放量比上年增加了1 805.4×106t,达到了33 884×106t,年均增长率为5.9%,接近2019年的水平。从地区看：碳排放量最多的是亚太(17 734.6×106t),占全球的52.34%,其次是北美洲和欧洲,碳排放量分别为5 602.2×106t和3 793.7×106t,分别占全球碳排放量的16.53%和11.20%,见图12。从国家看：碳排放量最多的国家依然是中国(10 866.8×106t),占全球碳排放量的32.07%,其次是美国(4 701.1×106t)和印度(2 552.6×106t),分别占全球碳排放量的13.87%和7.53%。

图12 2020年与2021年全球主要地区碳排放量占比图Fig.12 Share of carbon emissions of major regions in the world in 2020 and 2021

在2021年随着经济发展的恢复,全球能源消费量和碳排放量已经开始增加,可见,虽然在碳中和时代背景下,各国依然非常注重经济的发展,因此寻求绿色发展路径是同时满足经济发展和碳中和的最优方案。全球大多数国家都在倡导低碳,全球主要经济体也纷纷将经济发展和能源的绿色转型作为寻求经济增长、应对气候变化和实现能源安全的重要途径[17-21]。

8 结论

随着世界经济的恢复,全能源需求逐渐增加。全球一次能源消费年均增长率为5.8%;石油产量年均增长率为1.6%,天然气产量年均增长率为4.8%,煤炭产量年均增长率为5.9%;石油、天然气和煤炭消费量年均增长率都超5%;全球总发电量年均增长率为6.2%,碳排放量年均增长率为5.9%,可再生能源产量年均增长率为15%。可见,可再生能源变得越来越重要,全球在能源绿色发展中有所进步。

2022年的俄乌冲突造成世界能源市场强烈震荡,能源安全保障得到空前高度重视,使得能源市场的不确定性进一步加剧,向清洁能源转型面临挑战。此外,为保障能源安全,世界能源转型也是实现国家和区域能源安全的必然选择,是推动世界经济发展和经济增长的新动力。中国作为全球能源大国,在能源转型和碳达峰、碳中和目标背景下,需要清洁、低碳的能源体系,为国家更好实现碳中和目标奠定基础。