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能源世界正被一套基本驅動因素重塑，我們稱之為“大轉型”。這些驅動因素為確定2040年的全球能源路徑提供了更廣闊的背景。
自世界能源理事會上次在2016年發佈其《世界能源展望》以來，我們經歷了三年相對較高的以碳為中心的能源需求，以及可再生能源發展的顯著加速。一種新的地緣戰略競爭格局正在形成，使多邊體系更加緊張，並對全球貿易產生影響。然而，變化最大的是變化的速度和波動性以及影響的不均勻性。領導層的分化和兩極分化，以及限制市場參與者投資許可的低經濟回報率，正成為管理成功能源轉型的最大風險之一。與此同時，能源行業的領導者們也面臨著挑戰，他們需要理解快速變化的創新格局和能源領域的創業精神。對能源系統創新和新出現的“日常擾動”現象的新關注，對能源部門內外的能源轉型領導人來說，既及時又相關。
2019年基於情景的更新對能源系統的影響包括：
1.所有第三世界的能源情景都已在所有地區得到了信號的驗證，被認為比以往任何時候都更相關。
2.全球一次能源需求的增長勢頭與2016年的情景模型保持一致，人均能源消費預計將在2020年達到峰值。
3.電氣化擴展到更多的用途和用戶，推動脫碳率；然而，難以減少的部門和非電氣化使用的問題仍然存在。
4.一場依賴於基礎設施的新的移動革命正在蓄勢待發，從長遠來看，它有可能顛覆整個能源格局。
5.提高能效對於管理工業、住宅和商業部門的能源需求，避免減緩氣候變化的勢頭至關重要。
6.在日益以消費者為中心的能源系統中，提供能源+服務的新機會正在出現。
7.基礎設施的創新和投資，以及積極的政策是確保可負擔得起的脫碳和社會公平的能源轉型的必要條件。
8.新的淨零碳技術途徑（包括氫）和碳減排機制（包括碳捕獲、使用和儲存（CCUS））出現，並在2040年開始規模化。
9.實現《巴黎協定》的目標仍然遙遙無期，2019年版的情景中提出的氣候變化目標無一達到《聯合國氣候變化框架公約》巴黎協定的2攝氏度目標。
向商業領袖和政策制定者提出的建議明確呼籲避免自滿和分散的行動，應對相互關聯的挑戰，並加強合作創新。
未來能源路徑的三種路徑
2016年，世界能源理事會（“理事會”）及其情景合作伙伴埃森哲戰略能源部門和保羅·謝勒研究所發表了一套新的世界能源情景，描述了能源轉型的3種不同的可能路徑。這些情景設定的時間範圍為2060年，重點是應對全球氣候變化的挑戰。
在過去3年裡，這個情景框架已經通過理事會廣泛的能源專家成員社區的投入和對能源領導人的年度調查得到了驗證。這些專家認為這三種情況比以往任何時候都更加相關。將成員的討論作為輸入為每個場景原型增加了有趣的細微差別。在這一輪談判中，該委員會制定了2040年的中期目標，重點關注更廣泛的破壞性創新對能源行業的影響。
2019年的情景總結如下：
•現代爵士樂情景。一個以市場為導向、數字化擾亂的世界，經濟增長速度更快、更不平衡。最近的跡象表明，這種創業式的未來可能會加速全球和地方範圍內清潔能源的獲取，同時帶來新的系統集成、網絡安全和數據隱私方面的挑戰。
•未完成交響樂情景。一個強大的、協調的、政策主導的世界，通過長期規劃和統一的全球行動來應對相互關聯的挑戰，包括不公平的獲取和負擔得起的脫碳。最近的跡象表明，地方一級應對氣候變化的行動主義和承諾有所加強，並將重點從減緩氣候變化擴大到更廣泛、社會包容性和經濟上負擔得起的可持續發展議程。
•硬搖滾情景。一個四分五裂的世界，內向型政策，增長緩慢，全球合作減少。最近出現的一些跡象，如民粹主義領導人的崛起以及國際合作前景的不確定性，都表明這種局面也正在演變成一個地區安全基礎更加穩固的故事，而不是徹底的分裂和“硬搖滾”。
重點更新的情景提供了對更廣泛和快速變化的創新景觀的新見解，這是在能源系統內外出現的，不僅包括新能源技術，還包括非能源技術創新和能源領域的新企業精神。這些場景將能源領導者的注意力轉向其他非技術創新，如新的消費者行為和創新的商業模式，這些創新會破壞現有的價值鏈，並可能重塑整個能源系統。
能源系統的影響
1.所有第三世界的能源情景都已在所有地區得到信號的驗證，並被認為比以往任何時候都更相關。
2019年的更新確定了2016年報告的3個情景路徑的總體方向。通過使用各種領導力調查和系統的水平掃描方法，在世界各地探測到了每個場景的信號。人們對硬搖滾情景的看法發生了顯著轉變，人們不再認為它是一種極端情況。關於有效的全球合作的前景，人們的看法分歧更大，這是未完成交響曲設想的情景。現代爵士樂情景產生了許多關於新的社會動態的問題，這些動態與日益加劇的不平等、活躍的消費者和有效的市場設計有關。
可再生能源轉化為各種形式的化學能源載體
2.全球一次能源需求的增長勢頭與2016年的情景模型保持一致，人均能源需求預計將在2020年達到峰值
人均一次能源需求的增長率在很大程度上取決於這種情況。“未完成的交響曲”情景中強有力的全球政策效應可以使一次能源需求在2040年達到近乎持平的水平，而現代爵士樂情景中技術驅動的效率提升則被強勁的GDP增長所壓倒，在此期間一次能源需求增長了13%。硬搖滾情景的碎片化和民族主義的方法導致了21%的增長，這仍然不到過去20年增長的一半。
到2040年，化石燃料將繼續提供全球超過三分之二的一次能源。煤炭的貢獻下降了，而天然氣的貢獻在所有情況下都在增長。在“現代爵士樂”和“未完成的交響樂”情景中，2025~2030年間石油需求達到頂峰，前一種情況之後會出現緩慢下降，後一種情況會在2040年迅速下降到2000年的需求水平。在硬搖滾情景中，到2040年，石油的需求將會上升，之後會有一個長期的平穩期。與2016年的預測相比，前兩種情況預計到2040年石油需求將顯著下降，但天然氣需求將相應上升。
創新在現代爵士樂情景中能走多遠？
創新在未完成交響樂情景中能走多遠？
創新在硬搖滾情景中能走多遠？
一次能源總量（百萬噸油當量/年）和人均一次能源（噸油當量/年）
一次能源總量（百萬噸油當量/年）和人均一次能源（噸油當量/年）
2020~2040年一次能源絕對增長，按地區劃分
一次能源，按來源劃分（百萬噸油當量/年）和最終能源，按需求部門劃分（百萬噸油當量/年）
來自運輸的最終能源消費（百萬噸油當量/年）
在區域層面上，中亞（包括印度）是一次能源需求增長的最大驅動力，而東亞（包括中國）則成功地在2040年之前抑制了除硬搖滾情景以外的所有情景下的增長。在所有情景中，歐洲和北美的一次能源需求將分別在20年代和30年代達到峰值。
3.電氣化擴展到更多的用途和用戶，推動脫碳率；然而，難以減少的部門和非電氣化使用的問題仍然存在。
由於供熱、製造業和移動出行都以電力為中心，2020~2040年，“現代爵士樂”和“未完成的交響樂”情景中電力需求增長最快，分別為45%和60%。到2040年，20~31%的能源系統將實現電氣化，更高的比例將在“未完成的交響曲”中實現。與我們2016年的報告相比，這標誌著電氣化的加速。雖然不斷增長的需求的大部分將繼續由化石燃料發電來滿足，但電力組合日益轉向可再生能源。
我們注意到，不同情景下的電氣化途徑有所不同，可再生能源佔總發電量的比例從2020年的26%上升到未完成的交響樂情景的43%和硬搖滾情景的33%，僅略低於2040年現代爵士樂情景的36%。
4.一場依賴於基礎設施的新的移動出行革命正在蓄勢待發，從長遠來看，它有可能顛覆整個能源格局。
交通運輸對能源的需求在很大程度上取決於這一情景，但在所有情況下，人口和GDP增長之間都存在動態張力，這種張力被效率的提高所抵消。電動汽車、內燃機汽車能效、拼車、無人駕駛汽車和新型交通工具的共同發展，已經從根本上重塑了個人交通需求。變化的速度取決於情景的功能，特別是取決於更廣泛的基礎設施開發，包括儲能。但是，考慮到資產的資本密集度和新的效率提高的餘地減少，這些新的發展對商業運輸能源需求的綜合影響按比例來說是較低的。因此，儘管新交通革命在滿足新的乘客交通需求方面的勢頭越來越大，但在所有這三種情況下，交通運輸的總體能源需求仍在繼續增長。
在“未完成的交響樂”和“現代爵士樂”情景中，技術、政策和消費者行為方面的新發展對運輸部門的能源消費量影響最大。這兩種情況的模型表明，到2040年，基於電動汽車的快速降價，增長有限，到2030年，電動汽車的銷售價格將與內燃機汽車持平。這一均價加速了電動汽車的普及，到2040年，電動汽車佔私家車裡程的比例將超過內燃機汽車。隨之而來的效率提高抵消了車輛總數的增加。由於更輕的材料、更高效的發動機、更嚴格的效率標準以及生物燃料和氫等替代燃料的使用，商業運輸（其他陸路運輸、海運和航空運輸）經歷了能源強度的降低。
根據這些變化，到2040年，“未完成的交響樂”和“現代爵士樂”總的運輸所消費的能源中，電力和氫氣佔了10~16%。
“硬搖滾情景”的顯著不同之處在於，全球在燃料和效率標準方面的政策協調力度較弱，技術轉讓有限，導致電動汽車和替代燃料的使用率大幅下降。結果，運輸行業的能源需求增長了28%，石油仍然是主要的燃料。
5.提高能效對於管理工業、住宅和商業部門的能源需求，避免減緩氣候變化的勢頭至關重要。
在“現代爵士樂”和“未完成的交響樂”情景中，2020~2040年，工業、住宅和商業部門推動了主要的一次能源需求增長。如果沒有的新能源效率解決方案的預期加速，這一數字將會高得多。
在“現代爵士樂”情景中，使用先進的數字解決方案有助於優化工業流程和最終產品設計，從而在減少浪費的同時最小化能源消費。在“未完成的交響樂”情景中，智慧電錶和分佈式發電與新型高效熱工建築材料相結合，顯著降低了建築的能耗強度；通過有效的政策和效率標準取得了額外的收益。
相比之下，“硬搖滾情景”的一次能源需求增長几乎是“未完成的交響曲情景”的兩倍，儘管在這段時間內，隨著能源效率的提高進展更加緩慢，GDP增長有所放緩。
6.在日益以消費者為中心的能源系統中，提供能源+服務的新機會正在出現。
在所有情況下，能源系統以消費者為中心的情況都在增加。這種增長在“現代爵士樂情景”中表現得最為突出，其在需求方面要求透明度和增值服務，並在成本、健康和環境方面提供共同的利益。一個積極的反饋循環正在形成，在這個循環中，更多的消費者參與會導致更好地瞭解消費者的能源需求，進而產生更多相關的服務，並增加對能源供應商的信任。
在“未完成的交響曲情景”中，各國政府及其公民聯合起來，支持社會公正、可負擔得起的深度脫碳途徑，並支持公私部門在一系列清潔能源技術上的投資，以二氧化碳減排對經濟增長的影響。消費者對社會負責的能源行為導致與能源需求脫節的經濟增長。到2040年，經濟能源強度將接近目前水平的一半。
7.基礎設施的創新、投資和積極的政策是確保可負擔得起的脫碳和社會公平的能源轉型的必要條件。
在所有情況下，能源基礎設施規劃和開發是決定脫碳深度（即範圍和規模）和可承受性的關鍵差異化因素，也是在能源轉型進展過程中決定新贏家和新輸家（即社會公正結果）之間的平衡。
需要在季節性儲存、清潔液體管道和新的港口基礎設施方面進行新的投資。投資將包括新建、退役、重新利用和管理擱淺資產。在超本地級別的其他投資將必須與新的業務模型一起出現，以使分佈式發電和能源按需隨時隨地為任何人提供服務。
單是滿足未來的電力需求，就需要增加26~90%的裝機，即累計裝機容量達到2~6太瓦。風能和太陽能將佔據這一增量的大部分，天然氣將佔約三分之一，而高達33%的煤電裝機或將被淘汰。總的來說，僅發電每年就需要大約6700-8900億美元的投資。為了能夠進行如此大規模的投資，將需要制訂和執行支助性政策，有時是違反既定的市場結構。考慮到挑戰的規模，基礎設施正迅速成為創新的新前沿。
8.新的淨零碳技術途徑（包括氫）和碳減排機制（包括碳定價和CCUS）出現，並在2040年開始規模化。
在“未完成的交響曲”中，用於交通和建築的氫生產以更快的速度增長，反映了這樣一個事實，即政府的合作和政策支持對於促進和擴大“P-X”的途徑來交易過剩的可再生能源至關重要。其增長率幾乎是“現代爵士樂情景”的兩倍，是“硬搖滾情景”的十倍。到2040年，新氫經濟將達到10.5EJ的年產能，相當於最終能源中氫的2.3%，新的氫經濟將在“未完成的交響曲”中度過一個重要的轉折點。
在碳減排機制（隱式和顯式碳定價方案）和發電系統中多種直接碳去除和碳捕獲技術方面繼續進行研究、開發和示範。最樂觀的估計是，到2040年，“未完成的交響曲”的裝機容量將達到158吉瓦。根據目前的技術和碳定價假設，到2050年，CCUS裝機為現有裝機容量的10%。至於CCUS在工業過程中的作用，它有潛力，但最好的情況是在21世紀30年代才廣泛應用。因此，CCUS需要在技術進步和政策支持兩個方面取得重大進展，才能發揮其作為全球脫碳主要槓桿的作用。
9.實現《巴黎協定》的目標仍然遙遙無期，2019年的氣候變化目標都沒有達到《聯合國氣候變化框架公約》巴黎協定的2攝氏度目標。
“未完成的交響曲情景”被認為是上述三種情景中最合理的“高脫碳”路徑，它的減排軌道將使全球氣溫上升（到2100年）略高於2攝氏度，比《巴黎協定》設定的目標日期晚10年左右。“現代爵士樂情景中”將全球氣溫升高的幅度限制在2.5攝氏度，而“硬搖滾情景”中的溫度則更高，為3攝氏度。由於最近的一些趨勢偏離了全球協調一致的應對氣候變化的方法，如果要實現遠低於2攝氏度的目標，能源領導者迫切需要扭轉這些趨勢。
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