(報告出品方/作者:東北證券,畢揚)
1. 傳統能源的分布1.1. 世界能源總體形勢
正如古話所言:“石油是工業的血液”,作為重要的基礎能源,石油已然是全世界工 業化國家最重要的能源儲備形勢。全球貨币格局從“布雷頓森林”體系到“石油— 美元”體系的轉變,背後實際上反映的是能源範式的轉型。
作為重要的戰略儲備資源,自二戰後,石油儲備逐漸成為各國争相競逐的對象。然 而,正如絕大多數自然資源的分布一樣,石油在世界各國的分布極為不均衡,少數 國家擁有了絕大部分的石油儲藏。其中,尤以中東和北美的潛在儲藏和開采能力為 突出。事實上,在美國完成了“頁岩油”技術革命後,就一躍成為了世界上最大的 産油國。 從人均儲備和生産能力看,中東和北美相對全球其他地區,同樣占據了不小的優勢。 這樣得天獨厚的資源分布,為其工業化發展或出口創彙提供了良好的基礎。
在原油之外,煤炭也是世界各國工業化體系中,重要的基礎能源形式。特别的,對 尚未完全實現工業化的發展中國家而言,煤炭具有價格低廉、存儲和運輸相對便捷、 使用方便等優點,是提升國家工業化水平不可或缺的能源供給來源。 從供需形勢看,中國毫無疑問的是全球煤炭大國,在生産和消費兩端都占據着重要 地位。近年來,随着“碳達峰”、“碳中和”目标的提出和推進,中國煤炭的消費水 平逐漸穩定。但是,“減碳”不是“減生産力”,保持煤價适度穩定有其積極意義, 因此煤炭生産仍然保持着一定水準。
和石油相似,天然氣的全球資源分布極度不均衡,各國的天然氣儲量天差地别。從 産出情況看,美國和俄羅斯是全球天然氣的主要供給方。從天然氣消費情況看,中 美是天然氣的主要使用國,也是近十年來天然氣消費增速保持較高水平的兩個大國。 各國天然氣用量的增長,與全球性的節能減排行動有關。作為煤炭的主要替代能源, 天然氣在全球能源綠色化進程中被廣泛用于工業采暖、生産性鍋爐和熱電廠機組, 在緩解能源短缺和降低煤電比例方面,發揮了重要的作用。
人均能源消耗水平是衡量一國工業化水平和居民生活質量的核心指标。從全球能源 的人均消耗使用情況看,發達國家的能源使用程度遠超發展中國家,尤以美歐為甚。 從全球能源結構看,石油、煤炭和天然氣是當之無愧的世界前三大能源供給來源。 同時,随着近年來技術進步,可再生能源比例持續上升,但相比傳統能源而言偏低。
從各經濟的資源禀賦看,千差萬别的能源結構決定了各國的工業化方式和“雙碳” 進程必然具有天然的差異性。例如,對中國而言,煤炭是我國主要的能源供應,因 此電力供應和未來的“雙碳”推進必須要立足以煤為主的基本國情。對美國而言, 天然氣在其能源結構中占比較高,因此其能源清潔化程度天然要高于其他國家。從 能源消費結構看,世界範圍内傳統能源的使用量或已進入拐點階段,與之相對的是 綠色能源逐漸在能源供應方面,承擔了更為吃重的角色。
1.2. 傳統能源與碳排放
傳統能源盡管在過去百年間的全球工業化進程中風光無限,但過度的開采和使用終 非長久之計。并且,傳統能源有其無法克服的天然缺陷:偏高的碳排放。
相比于早期工業化時代,二戰後全球氣溫的異常程度顯著擡升,并且中樞持續上移, 這與全球工業化所累計的溫室氣體不無關系。從氣溫偏離正常值區間的地域分布看, 北半球氣溫異動大于南半球,亞歐相比北美更為突出。
從二氧化碳的演化史看,曆史上絕大部分時期,二氧化碳的濃度呈現了周期性的變 化。然而,人類的工業化進程打破了這一曆史規律——在工業化大規模全球推行後, 世界範圍内的二氧化碳濃度以前所未有的速度快速拔升,并迅速突破曆史極值,且 至今未見拐點。
為了避免世界陷入溫室氣體排放困境,綠色能源的推廣和全球治理逐漸在各大經濟 體間達成共識。通過限制碳排放和能源結構改造,氣候壓力有望得到緩解。
然而,控制全球氣溫上行的任務依然是艱巨的,即便是為了微幅降低氣溫上升,全 球的碳減排壓力仍然是巨大的,所将付出的經濟成本也十分可觀。事實上,清潔能 源的推動和能源結構轉型,始終面臨着某種權衡——短期經濟成本和長期環境收益, 該如何選擇和如何平衡。 長期收益和短期成本的經濟決策本就是一個複雜的政策科學命題,再疊加全球各國 的工業化水平差異和能源自然禀賦差異,這一決策的難度又提升了好幾個數量級。 全球合作是必不可少的,但除此以外,一些強有力的監管措施、為了确保氣候目标 最終實現的制度安排以及合理可行的激勵政策,都必須及時落地。同時,“根據形勢 确定任務”這一原則不能丢棄,各經濟體應保持定期會晤,以确保有足夠的能力應 對氣候變化的新情況。
從發展經濟學的視角看,工業化是提升一國國力和經濟實力的重要方式。然而,工 業化也不可避免的帶來碳排放增長的問題。諸多實證研究表明,人均 GDP 的增長往 往意味着更高的人均碳排放,并且這一過程是不可逆的。事實上,更高的人均 GDP 通常意味着更好的人均資源占用,而現代生活中必不可少的電,其主要供給正是來 自于碳排放較高的化石能源。
2. 可再生能源的演進
2.1. 整體發展态勢
關于可再生能源的議題,從上世紀六十年代起就不斷的引發争議,支持者認為可再 生能源通常意味着資源的循環使用,因而具有更高的清潔度;反對者認為,可再生 能源僅僅是在使用環節實現了“清潔”,但生産乃至能源全生命周期的碳排放水平可 能并不低。從演化趨勢看,目前全球最重要的可再生能源是水力相關的能源供應。
從能源更叠的結構看,以美國為代表的發達經濟體在化石能源的消費方面,居于全 球領先地位。但與此同時,在新能源對傳統能源的替代方面,發達經濟體也走在世 界前列。從地域分布看,北美地區的新能源人均覆蓋使用程度較高。
作為能源轉換的主要形式,電力消費情況無疑是最值得關注的議題。從經濟體内部 電力建設情況看,人均 GDP 與通電比例呈現正相關關系,表明經濟水平的提升往往 會伴随居民生活的電氣化。從電力消費結構看,發達經濟體人均用電量較高,主要 能源供應來源較為多樣化,核電、水電和天然氣供電是重要的能源載體;對發展中 經濟體來說,供電的能源結構相對單一,且大多偏向于傳統能源。
新能源的安全性和清潔性,是其相對傳統能源的最大優勢,也是其被環保組織推崇 的重要原因。從安全性看,核能、水能、風能和光能的單位能源事故死亡率遠遠低 于以煤炭、石油為代表的傳統能源;從溫室氣體排放角度看,傳統能源的排放是新 能源的百倍以上。綜合安全和環保因素,發展新能源的迫切性和必要性得以驗證。(報告來源:未來智庫)
2.2. 水力能源的演化
水電是可再生能源中最為古老、曆史最為悠久的形式,也是目前全球各經濟體采用 率最高的清潔能源種類。從生産總量看,中國在水電建設和生産方面領先全球,年 生産水電超過 1200TWh,相比美國、法國等傳統發達國家具有顯著的優勢。同時, 在新興經濟體中,印度的水電建設也較為突出。 從人均消費使用水平看,中國由于廣大的人口基數,此前總量建設的優勢相對下降, 加拿大位居前列;南美多國因其自然條件有利于水利工程建設,人均資源相對較好。
從水力能源的使用率看,OECD 成員國的能源結構中,平均水力資源供能的占比約 在 5%~10%附近,非 OECD 國家的水能占比略高于 OECD 成員國;從發電結構看, 巴西和加拿大兩國對水電的依賴度較高,遠大于 OECD 成員國和一般發展中經濟體 的水電比例。一方面,這固然是資源禀賦決定能源格局的結果,且水電的循環利用 和清潔性确實優于傳統能源;但另一方面,水電建設隐含了季節性波動的調峰成本。
2.3. 風力能源的演化
作為新能源的核心之一,風能的建設利用,通常是衡量一國新能源技術水平和推進 程度的重要反映。從全球風能生産情況看,發達經濟體的風力資源建設普遍領先發 展中經濟體,但中國的風力能源建設水平與發達經濟體極為接近,且已經超過了美 國。從裝機容量看,中國的風能裝機容量在全球主要經濟體中一枝獨秀,大約是美 國的兩倍,充分顯示了中國在新能源建設的政策支持力度和優勢。今年 5 月 30 日, 國家發展改革委、國家能源局印發《關于促進新時代新能源高質量發展實施方案的 通知》,明确将風電項目由核準制調整為備案制,相關項目建設力度有望進一步提升。
風能由于運用方式環保且蘊能量較大,各國在清潔能源建設早期通常會給予風電較 為優惠的政策空間。然而,風能也存在自身缺陷:(1)土地占有率過高,且存在噪 音污染;(2)能量轉化過程不穩定且不可控;(3)對鳥類生态存在較大影響等。上 述因素限制了全球風電的進一步鋪開建設,即便是英國的風電占比也僅僅剛超過 20%。
2.4. 光能的演化
光能的建設和利用具有悠久的曆史,然而從裝機容量和生産力度的角度看,全球性 的光能建設熱潮從 2010 年後才徐徐展開。中國毫無疑問在光能的建設和利用方面 居于世界領先地位,光伏技術的深厚積累和強大的工業生産能力是中國占據相關賽 道全球領先的核心保障。
日本在光能建設方面起步較早,且因為日本自然資源禀賦較弱,因此能源供應的建 設不得不較早的從傳統能源向可再生能源轉型。從初級能源供應和電力供應結構看, 日本的光能供能占比分别超過 4%和 8%,居于全球領先地位。新興經濟體中,中國 和印度的光能供能比例較為接近,發電占比也較為相似。考慮到中印在火電建設領 域具有相似的路徑,而光能供能天然有不穩定性,這一結果并不意外。
2.5. 其他可再生能源
除水力、風能和光能之外,其他形式的可再生能源研發和建設進度也在逐漸鋪開, 較為具有代表性的是生物質能和地熱資源。由于這兩項新能源技術的應用難度較高, 且一定程度受自然環境制約,因此并未在全球大範圍運用,美歐是主要生産使用國。
3. 總結與展望
“世界潮流,浩浩湯湯”。正如人們對美好生活的向往般熱切,全球對更加可持續、 更加環保且更加廉價的能源的需求在不斷提高。同時,地緣政治的範式遷移,也讓 更多經濟體意識到能源安全“自主可控”的重要性,新能源發展成為多國重要議題。
“日月忽其不淹兮,春與秋其代序”。随着全球新一輪科技革命和産業變革蓬勃發展, 信息、能源和交通工具的變革成為世界工業轉型的重要方向。當前中國的新能源領 域既面臨重大機遇,也面臨技術、市場等諸多挑戰。如何深入推進政策協同、技術 創新等合作,積極融入全球價值鍊,将是曆史賦予中國制造業的核心命題。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
精選報告來源:【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站
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