2040年世界能源展望——埃克森美孚2018版预测报告解读

曹 勇

（中国石油化工集团公司经济技术研究院，北京100029）

2018年2月，埃克森美孚发布最新版《2040年能源展望报告》，报告分析了约100个国家或地区、15个需求领域和20种能源类型，除研究能源长期发展趋势外，还回应了2017年公司股东对技术进步和全球气候变化政策可能产生影响的关切，研究了全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃以内情景对油气行业的影响，进行了电动汽车渗透率和可再生电力快速发展的敏感性分析。

1 全球能源需求展望

在经济繁荣和民众生活水平提高推动下，2040年全球一次能源需求将比2016年增长23%，从552千万亿Btu（约合139亿吨油当量）增至681千万亿Btu（171亿吨油当量）。预测期内（2016-2040年，下同），全球GDP将从77万亿美元（2010美元不变价，下同）增至150万亿美元，能源消费增速（0.9%）低于全球GDP增速（2.8%），带来能源强度的持续降低。

预测期内，全球人口将从2016年的74亿增至2040年的92亿。全球GDP总量接近翻番，其中，OECD增长约60%，非OECD增长约165%，占全球经济的比重将从目前的36.1%增至2040年的48.8%；全球中等收入群体到2030年将增长80%，从目前的30亿人增至50亿人以上，增长主要来自非OECD地区。上述因素将推动民用、商用、运输和工业四大终端部门能源需求保持增长。

能源需求增量集中在非OECD地区。2016-2040年的全球能源需求增量中，处于第一梯队的中国和印度合计将占到46.2%。这期间，OECD能源需求将减少2.6%，非OECD能源需求将增长40.2%。到2040年，OECD在全球一次能源消费中所占比重将从2016年的39.5%降至31.2%，非OECD比重将从60.5%增至68.8%。

2040年，化石能源（石油、天然气和煤炭）仍将占据全球能源需求的76.9%，占预测期能源需求增量的60.9%；核能和可再生能源所占比重将从2016年的19.4%增至23.1%，占预测期能源需求增量的39.1%，风能和太阳能在全球一次能源中所占比重将有所增加。2000-2040年全球一次能源需求构成见表1。

表1 全球一次能源需求构成 千万亿Btu

石油是目前全球第一大能源。到2040年，全球石油需求将比2016年增长18.9%，年均增长0.7%，石油在一次能源中所占比重将从2016年的32.1%降至31.0%，但仍保持领先地位。

煤炭是全球第二大能源。到2040年，全球煤炭需求将比2016年减少2.2%，年均减少0.1%，煤炭在一次能源中所占比重将从2016年的25.5%降至20.2%。这期间，全球煤炭需求将在2025年左右达到峰值，然后开始下滑，在碳减排政策驱动下，工业和发电领域的煤炭需求将逐步减少。

天然气是全球第三大能源。到2040年，全球天然气需求将比2016年大幅增长37.7%，年均增长1.3%，是未来需求增速最快的化石能源，在一次能源中的比重将从2016年的23.1%增至25.7%。未来7年左右，天然气将超越煤炭成为全球第二大能源。

碳排放：从2016-2040年，全球GDP规模接近翻番，同期CO2排放量将增长约11%，从327亿吨增至363亿吨；欧洲和北美洲CO2排放量将减少15%。全球CO2排放量将在2040年前达到峰值，中国将在2030年左右达到峰值。预测期内，不包括北美洲、欧洲和中国，全球其他地区CO2排放量将增长35%，2040年占全球排放量的比重将超过50%。

2 全球油气供应展望

2.1 液体能源产量将增长20%，增量主要来自技术驱动型供给

到2040年，全球液体能源（包括原油、凝析油、致密油和生物燃料等）产量将比2016年增长约20%（见图1），供应增量主要来自技术驱动型供给，包括天然气液（NGL）、致密油、深水油田、油砂以及生物燃料。到2040年，来自常规石油资源的石油产量占总产量的比重仍在50%以上。

图1 全球液体能源分类型供应量

分地区石油供应：随着页岩油产量增长，北美洲将成原油净出口地区，拉美出口增长则主要来自深水产量、油砂以及致密油。中东以及俄罗斯/里海将继续作为主要石油出口地区，非洲将逐步从净出口地区转为净进口地区。欧洲仍将保持净进口地位，但石油需求和产量均将出现萎缩。亚太地区原油进口量占需求的比重将在2040年增至80%。全球分地区液体能源供应情况见图2（彩柱为供应量，黑点为需求量）。

图2 全球分地区液体能源供应情况

持续保持对石油工业的投资，对确保全球石油供应至关重要。预测期内，超80%的新增石油供应能力将用于确保补偿石油产量的自然衰减。据国际能源署（IEA）估计，为保障石油供应，2017-2040年上游石油工业每年约需投入4000亿美元。未来，技术进步将继续提高传统石油资源储量，并带来新的非常规石油资源储量。全球仅不到1/4的石油资源已被开采，按目前需求水平估计，石油资源仍可供人类使用约150年。

2.2 天然气产量将增长40%，增量主要来自非常规天然气

到2040年，全球天然气需求将比2016年增长近40%，这一增速几乎是石油的近一倍。过去十年，水平井和压裂技术的重大进步使得非常规天然气资源量和产量均显著提高，改变了全球天然气供应格局。预测期内，全球非常规天然气仍将发挥重要作用，其产量将占到同期天然气供应增量的一半以上。全球天然气资源非常丰富，仅不到15%的天然气可采资源量已被开采，剩余资源量按当前需求情况可供人类使用超过200年。目前，约45%的剩余天然气资源量来自非常规资源，如页岩气、致密气和煤层气等。

分地区看，除俄罗斯/里海，世界其他主要地区天然气占一次能源消费的比重均保持增长态势。从2016-2040年，预计全球能源需求增量的37.2%将由天然气满足。推动天然气需求增长的因素很多，关键一点是其碳排放水平相对较低，特别是在发电领域，同样装机容量条件下，天然气发电的碳排放量比煤炭发电减少60%。

贸易格局：全球贸易仍将在满足天然气供应方面发挥关键作用。非常规天然气产量的增长以及LNG贸易规模的扩大将重塑天然气供应格局，在这两个方面，北美洲将表现抢眼。俄罗斯/里海仍将是全球重要的出口地区，中东和非洲的需求和出口量均将保持增长，拉美地区的需求增速则将超越产量增速。由于本地天然气产量无法满足需求，欧洲和亚太的天然气消费仍将依赖进口贸易。全球分地区天然气供应情况见图3（彩柱为供应量，黑点为总产量）。

从2016-2040年，全球天然气需求增量的约1/3将通过LNG贸易实现，出口增量主要来自澳大利亚、卡塔尔、美国和东非，美国将依赖低成本非常规天然气加大LNG出口力度。欧洲和亚太两大LNG进口地区的2040年LNG进口量约占全球的95%，2016年这一比重为85%。欧洲主要通过进口LNG实现进口渠道多元化，中国和印度则通过增大天然气消费控制煤炭消费，提高空气质量。

图3 全球分地区天然气供应情况

2.3 应对全球2℃温控目标情景给油气工业带来的挑战

2015年12月第21届联合国气候变化大会通过的《巴黎协定》提出，到2100年将全球平均气温较工业化前水平的升高幅度控制在2℃以内。为实现这一目标，需加快推动全球能源的清洁化进程，大幅削减化石能源消费产生的温室气体排放。在能源技术进步推动和碳减排政策强力约束下，2℃情景发展路径将体现能源结构快速变革的典型特征，多家研究机构提出分析模型的共同点是，到本世纪末全球与能源行业相关CO2增量排放趋于零或负值。为达成2℃情景碳减排目标，需对全球经济活动、能源供需及人类活动进行碳足迹约束，不断降低碳排放强度，通过碳捕集与封存等技术显著降低能源消费的碳排放量，不过这些碳减排技术的部署还需具备一定的经济性。

埃克森美孚2018版报告研究了2℃情景给油气工业带来的挑战及该情景下的油气供应情况。到2040年，预计全球液体能源（石油）需求将从2016年的9500万桶/日降至7800万桶/日（预测均值，较基准情景2040年预测值11500万桶/日下调高达32%），低限和高限值分别为5300万桶/日和10300万桶/日；天然气年需求将从目前的3.6万亿立方米增至4.6万亿立方米（较基准情景2040年预测值4.9万亿立方米下调近7%），低限和高限值分别为2.7万亿和6.4万亿立方米。即便2℃情景下，油气工业仍需通过投资确保供应，IEA新政策情景预计，2017-2040年全球油气工业需累计投入21万亿美元，其中上游领域需投入15万亿美元，包括石油上游领域的10万亿美元。2℃情景液体能源和天然气供应分析分别见图4和图5。

图42 ℃情景液体能源供应分析

图52 ℃情景天然气供应分析

3 全球分部门能源需求

埃克森美孚2018版能源展望报告重点分析了到2040年运输、民用、商用和工业部门的能源需求变化情况，这部分研究是油气供应预测分析的基础。

3.1 运输部门能源需求将增长约30%，油气仍将贡献需求增量的近九成

目前，运输部门能源消费约占全球一次能源消费的19.7%。从2016-2040年，全球运输部门能源需求将增长近30%，全部来自非OECD地区；OECD运输部门能源需求将减少约2.4%，主要是发达经济体步入发展成熟期、人口增长平缓、先进技术推广应用进一步提高了燃油效率。预计2016-2040年，石油和天然气将满足运输部门能源需求增量的86.3%，该部门能源需求增量预计可占液体燃料需求增量的60%。

预测期内，全球轿车、SUV和轻型卡车总行驶里程将增长约60%，到2040年增至约14万亿英里。不过，全球轻型车液体燃料需求将基本持平，主要受汽车燃油经济性提高以及电动汽车保有量显著增长所制约。预计新车（包括SUV和轻型卡车）平均燃油经济性将从2016年的30英里/加仑（相当于7.8 L/100 km）升至50英里/加仑（4.7 L/100 km）。全球运输部门分领域能源需求见图6。

图6 全球运输部门分领域能源需求

个人出行（车辆行驶里程）和商业运输服务规模与GDP增速密切相关，在非OECD地区，经济增长会促进所有运输服务领域的需求增长。近年来随着燃油经济性的提高，运输部门能源需求出现了与经济增长脱钩的趋势。未来，燃油效率显著提升将使所有运输领域能源需求与运输服务规模增长脱钩。

非OECD地区经济和人口增长为该地区带来了巨大的商业运输服务需求。亚太地区引领商业运输能源需求增长，约占该领域能源需求增量的40%。燃油效率、发动机设计、空气动力学、车身设计以及出行模式的改变将会显著降低能源需求增长。不过，电动化趋势在多数商业运输领域的发展缓慢，主要受制于前期购置成本、里程限制、有效负载以及基础设施配套情况。

全球收入水平增长将推动个人出行需求增长，拉动对汽车和摩托车的需求。在亚太，摩托车可提供更低的出行成本，每千人拥有量相对较高。未来，非OECD地区千人汽车保有量将增长较快，亚太居领先地位。OECD地区尽管汽车保有量仍有一定增长，但千人汽车保有量预计仅增长10%。不过，传统汽车燃油效率的不断提升，以及新能源汽车保有量比重的增加，将制约全球轻型车能源需求的增速。

当前全球电动汽车保有量约200万辆，仅占全部汽车保有量的0.2%。近年来，许多国家和汽车制造商宣布未来计划仅销售电动汽车（包括混合动力、插电式混合动力和纯电动汽车）。动力电池成本不断降低，在售车型增加，以及政府政策扶持，都将推动电动汽车保有量快速增长。

2018版报告基准情景预测，到2040年全球电动汽车保有量为1.6亿辆（见图7）。由于未来动力电池成本和政府扶持政策力度存在一定不确定性，不同机构对燃油经济性和电动汽车规模的预期值存在较大差异（见图8的绿色部分）。通常，如果2040年全球汽车保有量规模保持不变，每增加1亿辆电动汽车，将导致石油需求减少约120万桶/日；如果届时全球轻型车实现全电动化，则石油需求总量将基本与2013年的持平。

图7 全球电动汽车保有量

图8 不同机构预测全球轻型车石油需求

3.2 民用/商用部门能源需求将增长22.4%，电力将几乎贡献全部增量

目前，民用/商用部门能源消费约占全球一次能源消费的21.1%。到2040年，全球民用/商用能源需求将比2016年增长22.4%，90%增量将由电力来满足，在非OECD经济体发展带动下，全球家庭用电量将比2016年增长约30%。节能建筑、现代电器、先进材料和政策因素将推动该领域能效不断提升。

居民生活水平和城镇化率的提高将拉动民用/商用能源需求增长。分能源类型看，预测期内，该领域电力需求将增长69.9%，其增量约占需求增量的95.3%，到2040年电力所占比重将达42.5%；天然气需求将增长18.3%，到2040年天然气所占比重将达19.7%；石油需求将出现下滑，不过LPG需求会因替代生物质作烹饪燃料有所增长。非OECD经济体更多转向现代能源后，该部门生物质消费量将在预测期内出现峰值。预计到2040年，民用电力需求将增长75%，非OECD地区将增长近150%；全球每户家庭用电量将增长近30%，非OECD地区将增长70%，不过受能效提高抑制，OECD每户家庭用电量将持平甚至下滑。

3.3 工业领域能源需求将增长约22.1%，油气将贡献需求增量的近七成

目前，工业领域能源消费约占全球一次能源消费的37.1%。到2040年，工业领域能源需求将比2016年增长22.1%，新兴市场增长尤为明显，增量主要来自重工业和化学工业。预测期内，化学工业是该部门能源需求增速最快的子行业，部分地区塑料和其他石化产品需求增速将超越GDP增速。工业部门整体能源需求年均增速为0.8%。技术进步以及能效提升，将继续帮助降低该领域能源需求的增速，节省燃料和减少碳排放，预计该领域对清洁燃料和动力（包括电力和天然气）的需求将不断提升。

4 全球电力需求展望

4.1 2040年全球电力需求将比2016年增长59.6%

电力属二次能源，目前电力供应约占全球能源需求的37.4%，未来技术进步将使这一比重逐步提高，到预测期末将达40.1%。到2040年，全球电力需求将比2016年增长59.6%，这一增幅是整个能源需求增幅的2.5倍；煤炭将为全球提供不到30%的电力，与2016年40%的份额相比明显下滑，发电用能源将更多转向低碳能源。

预测期内，在碳减排政策和发电成本快速下降推动下，风光发电将出现迅猛增长，到2040年占全球发电量的比重将从2016年的5%快速增至17%，北美洲和欧洲的风光发电比重均将超过20%；在OECD地区、中国以及其他天然气资源国，天然气发电将有显著增长；核电也将保持增长，其增量的一半以上将来自中国；为控制空气质量和实现能源多元化，亚太地区可再生能源发电将保持快速增长，不过随着电力需求增长，在煤电经济性和包容性政策支持下，部分国家的煤炭发电规模还将保持扩张。

4.2 电动汽车发展对油气行业影响敏感性分析

电动汽车发展不仅影响电力行业用电需求，还会对油气行业产生重大影响。埃克森美孚2018版能源展望报告在基准情景以外，专门就电动汽车发展对油气行业的影响进行了敏感性分析。

2040年轻型车全电动化假设：电动汽车发展的不确定性来自政府相关政策执行力度以及不同技术路线电动汽车的市场渗透力，这将对轻型车运输领域能源需求产生重大影响。为评估上述不确定因素的影响力，报告假定全球轻型车在2040年实现全电动化，为实现这一目标，需在2025年就实现轻型车新车销售的全电动化，同时将动力电池产能提升到目前水平的50倍以上。预计2025年全球电动汽车年销售量1.1亿辆，2040年达1.4亿辆，约为2016年销量的100倍以上。

在上述假设条件下，2040年全球轻型车交通运输用液体能源需求将被电力需求所取代，届时液体能源（主要是石油）需求将基本与2013年持平，来自化学品和商业运输的液体需求增长将部分抵消轻型车领域液体需求被替代的影响。2040年后，随着化学品和商业运输需求增加，全球液体能源需求将恢复增长。全球分领域液体能源对2040年轻型车全电动化的敏感性分析见图9。

与此同时，基于2040年轻型车全电动化的情景假设，当年全球电力需求将比基准情景预测值增长约15%，如果届时发电能源结构保持不变，则发电用天然气需求将比报告基准情景增加约20%。从CO2排放看，2040年全球轻型车实现全电动化后，将使全球CO2排放量减少5%，但受用电量增长带动，发电部门CO2排放将增长约15%，因为届时煤电仍将占有一定地位。

图9 全球分领域液体能源对2040年轻型车全电动化的敏感性分析

5 2040年中国能源预测

中国经济增长和人民生活水平提高将继续带动能源消费增长。预计2040年中国能源消费量将增长24.6%，从2016年的118千万亿Btu（约合29.7亿吨油当量）增至147千万亿Btu（37亿吨油当量），占全球的21.6%。

2040年中国经济社会发展概况：①中国GDP将从2016年的9.45万亿美元（2010年美元不变价，下同）增至28.9万亿美元，占全球的比重将达19.2%，略超美国（28.7万亿美元）；中国人均GDP估计将超过4万美元（PPP$），达到目前水平的3倍多，接近欧洲2030年的水平。②2030年后中国人口将逐步减少。在此之前，中国劳动适龄人口已过峰值，老龄化人口比重快速增长，2025年印度将超过中国成为全球第一人口大国。

碳排放和能源强度：到2040年，中国CO2排放量将从2016年的86.9亿吨增至89.1亿吨，期间将在2030年达到峰值约92.7亿吨，能源强度将从2016年的12.5英热单位/美元降至2040年的5.1千英热单位/美元，降幅达59%。中国发展进入新阶段后，经济增长重心将从重工业转向服务业和轻型制造业。中国的大气污染防治行动将推动工业和发电领域控制并逐步减少煤炭消费，转向清洁低碳能源，天然气发展将迎来机遇。