执行摘要 - IEA

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执 行 摘 要
引 言
能 源 领 域 正 面 临 一 系 列 严 峻 的 挑 战 。 从 现 在 到 2050 年 , 全 球 经 济 预 计 将 增 长
四 倍 , 而 像 中 国 和 印 度 这 样 的 发 展 中 国 家 , 预 计 增 速 将 接 近 十 倍 。 这 种 增 长 将
带 来 巨 大 的 经 济 效 益 , 会 使 人 民 生 活 水 平 得 到 巨 大 提 高 , 但 同 时 也 会 带 来 更 大
的 能 源 消 费 。 如 果 无 法 消 除 经 济 增 长 与 能 源 需 求 之 间 相 互 影 响 的 关 系 并 且 减 少
对 化 石 燃 料 的 需 求 , 那 么 自 然 资 源 和 环 境 必 将 无 法 承 受 所 面 临 的 巨 大 压 力 。
我 们 面 临 的 形 势 正 愈 加 严 峻 。 自 《 能 源 技 术 展 望 2006》 出 版 以 来 , 全 球 二 氧
化 碳 (CO 2 ) 排 放 量 和 石 油 需 求 量 的 稳 步 上 升 , 比 先 前 的 预 测 高 出 了 7%。 在
往 常 的 基 准 情 景 下 , 今 天 的 精 确 预 测 显 示 , 如 果 排 除 政 策 变 化 和 主 要 的 供 给 约
束 , 到 2050 年 , 石 油 需 求 将 增 长 70%, 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 量 将 增 长 130%。
根 据 联 合 国 政 府 间 气 候 变 化 专 门 委 员 会 (IPCC) 的 估 计 , 如 果 二 氧 化 碳
(CO 2 ) 排 放 量 增 长 达 到 上 述 比 率 , 全 球 平 均 气 温 将 升 高 6°C( 最 终 稳 定 水
平 ), 甚 至 更 高 , 这 将 对 我 们 生 活 的 方 方 面 造 成 重 大 影 响 , 对 自 然 环 境 造 成 不
可 逆 转 的 改 变 。
能 源 的 供 给 和 利 用 方 式 需 要 一 场 全 球 性 的 变 革 。 能 源 的 高 效 利 用 是 这 场 变 革
的 核 心 要 求 。 我 们 必 须 大 规 模 开 发 可 再 生 能 源 、 核 能 和 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 捕
获 和 储 存 技 术 (CCS), 大 力 发 展 无 碳 运 输 。 相 关 的 国 家 政 策 必 需 转 变 , 创 建
一 个 产 业 决 策 者 可 以 依 赖 的 高 水 平 的 长 期 稳 定 政 策 以 促 进 未 来 低 碳 技 术 的 发
展 是 尤 为 重 要 的 。 预 测 到 2050 年 , 全 球 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 量 中 来 自 于 经
合 组 织 成 员 国 的 排 放 量 有 望 少 于 三 分 之 一 , 主 要 经 济 体 之 间 空 前 紧 密 合 作 的
也 十 分 关 键 。
简 而 言 之 , 在 未 来 几 十 年 内 , 世 界 能 源 经 济 必 须 进 行 改 革 。 本 书 旨 在 说 明 如 何
进 行 改 革 。 它 对 现 有 的 和 先 进 的 清 洁 能 源 技 术 的 现 状 以 及 前 景 进 行 了 深 度 评
估 , 并 为 这 些 技 术 组 合 所 产 生 的 不 同 结 果 提 供 了 情 景 分 析 。《 能 源 技 术 展 望
2008》 也 指 出 了 我 们 相 信 能 做 出 巨 大 贡 献 的 17 项 技 术 的 全 球 发 展 方 向 , 同 时
展 示 了 释 放 其 完 全 潜 能 的 时 机 及 我 们 为 此 所 要 作 出 的 努 力 。
我 们 的 情 景 分 析 只 涉 及 与 能 源 有 关 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 , 这 类 排 放 量 占 到
了 人 为 温 室 气 体 排 放 量 的 绝 大 部 分 。 虽 然 最 终 对 气 候 变 化 的 影 响 主 要 取 决 于 与
能 源 相 关 的 排 放 量 的 多 少 , 但 在 一 定 程 度 上 , 也 与 其 它 排 放 量 能 否 同 样 地 减 少
有 关 。 本 书 涵 盖 了 对 另 外 一 种 重 要 的 温 室 气 体 —— 甲 烷 的 相 关 研 究 。
本 书 所 采 用 的 分 析 方 法 利 用 了 国 际 能 源 署 (IEA) 秘 书 处 的 模 型 分 析 研 究 以 及 国
际 能 源 署 (IEA) 国 际 能 源 技 术 合 作 网 络 中 心 所 提 供 的 专 门 技 术 。《 能 源 技 术 展
望 2008》 是 国 际 能 源 署 (IEA) 出 版 的 《 世 界 能 源 展 望 2007》 的 参 考 书 籍 , 采 取
相 同 的 基 准 情 景 推 至 2030 年 并 扩 展 到 2050 年 。 目 前 的 研 究 根 据 2007 年 11 月 在
曼 谷 公 布 的 政 府 间 气 候 变 化 专 门 委 员 会 第 四 届 评 估 报 告 为 参 考 , 发 展 并 推 进 了
《 能 源 技 术 展 望 2006》 的 相 关 研 究 。

执 行 摘 要
该 版 本 提 到 了 几 种 不 同 的 情 景 。《 能 源 技 术 展 望 2008》 的 “ACT 系 列 情
景 ” 显 示 了 如 何 让 全 球 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 量 在 2050 年 之 前 恢 复 到 现 在
的 水 平 。《 能 源 技 术 展 望 2008》 的 “BLUE 系 列 情 景 ” 把 到 2050 年 二 氧 化 碳
(CO 2 ) 排 放 量 减 少 50% 作 为 目 标 。 该 摘 要 仅 集 中 于 每 套 情 景 的 一 个 情 景 ,
即 “ACT Map” 和 “BLUE Map” 情 景 。
ACT 系 列 情 景
到 2050 年 应 用 现 有 的 或 正 在 开 发 中 的 先 进 技 术 能 够 将 全 球 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排
放 量 恢 复 到 现 在 水 平 。 预 计 其 排 放 顶 峰 在 2020 到 2030 年 间 。 该 ACT Map 情 景
意 味 着 广 泛 地 利 用 这 些 已 完 全 商 业 化 运 营 的 技 术 , 其 边 际 成 本 为 50 1 美 元 ( 每
减 少 排 放 一 吨 二 氧 化 碳 )。 这 一 努 力 对 一 些 与 能 源 相 关 的 活 动 影 响 深 远 。 相 对
一 个 未 安 装 碳 捕 获 和 碳 储 存 (CCS) 装 置 的 燃 煤 电 厂 , 新 电 厂 的 生 产 成 本 约 是
前 者 的 两 倍 。 该 成 本 是 两 年 前 的 《 能 源 技 术 展 望 2006》 中 预 测 费 用 的 两 倍 ,
主 要 源 于 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 趋 势 的 加 速 和 一 些 工 程 费 用 的 加 倍 上 涨 , 部 分
取 决 于 美 元 贬 值 。
完 成 该 任 务 不 但 艰 巨 而 且 花 费 巨 大 。 从 现 在 到 2050 年 , 能 源 领 域 的 额 外 投 资
估 计 将 达 到 17 万 亿 美 元 。 也 就 是 说 每 年 平 均 将 投 资 约 4000 亿 美 元 , 大 致 与 荷
兰 的 国 内 生 产 总 值 (GDP) 相 当 , 或 占 到 每 年 世 界 GDP 总 值 的 0.4%。
BLUE 系 列 情 景
到 2050 年 , 其 排 放 量 恢 复 到 2005 年 的 水 平 可 能 还 是 不 够 的 。 联 合 国 政 府 间 气 候
变 化 专 门 委 员 会 推 断 : 如 果 全 球 温 度 上 升 被 限 定 在 2°C 到 2.4°C 之 间 , 那 么
到 2050 年 其 温 室 气 体 排 放 量 必 须 降 至 50% 到 85%。 在 2007 年 的 海 利 根 达 姆 高 峰
论 坛 上 , 八 国 集 团 (G8) 领 导 人 同 意 慎 重 考 虑 全 球 50% 的 二 氧 化 碳 (CO 2 )
减 排 目 标 。
到 2050 年 , 全 球 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 量 减 少 50% 面 临 着 严 峻 的 挑 战 。 这 一 情
景 意 味 着 非 常 快 速 的 方 向 转 变 。 花 费 的 成 本 会 很 高 , 而 且 存 在 很 多 的 不 确 定
性 , 因 为 BLUE 系 列 情 景 所 要 求 应 用 的 技 术 依 然 处 于 发 展 阶 段 , 它 的 发 展 和 最
终 成 功 都 很 难 预 测 。 尽 管 ACT 系 列 情 景 要 求 苛 刻 , 但 BLUE 系 列 情 景 则 要 求 在
能 源 领 域 中 紧 急 实 施 空 前 的 、 意 义 深 远 的 新 政 策 。
基 于 对 关 键 技 术 发 展 的 乐 观 设 想 , 我 们 预 计 ,BLUE Map 情 景 需 要 所 有 相 关
技 术 的 应 用 , 包 括 在 完 全 商 业 化 运 营 时 , 每 减 排 一 吨 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 花 费
200 美 元 所 需 的 技 术 应 用 。 如 果 这 些 技 术 的 发 展 不 符 合 预 期 , 那 么 每 减 排 一
吨 所 花 费 的 成 本 可 能 增 加 到 500 美 元 。 因 此 , 从 边 际 角 度 上 看 ,BLUE Map 情
景 所 需 要 的 技 术 投 资 至 少 是 ACT Map 情 景 所 用 最 昂 贵 技 术 投 资 的 四 倍 。 但
BLUE Map 情 景 所 需 要 的 技 术 平 均 花 费 是 低 于 边 际 成 本 的 , 大 约 每 减 排 一 吨
二 氧 化 碳 (CO 2 ) 花 费 38 美 元 到 117 美 元 的 范 围 之 内 。 图 ES.1 显 示 : 二 氧 化 碳
( CO 2 ) 减 排 目 标 增 长 超 过 ACT Map 情 景 达 到 更 高 的 BLUE Map 情 景 要 求 的
水 平 上 时 , 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 的 减 排 边 际 成 本 如 何 增 长 。
1. 所 有 成 本 以 2005 年 实 际 美 元 计 。

执 行 摘 要
图 ES.1 u 2050 年 全 球 能 源 系 统 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 减 排 边 际 成 本
1 000
800
600
400
200
0
-200
500
BLUE Map
200
100
ACT Map
50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
到 2050 年 ,BLUE Map 情 景 额 外 需 要 的 投 资 约 45 万 亿 美 元 。 它 们 包 括 额 外 的 研
发 (R&D)、 没 有 市 场 竞 争 力 的 技 术 方 面 的 大 量 投 资 ( 甚 至 包 含 二 氧 化 碳 激 励
机 制 ) 以 及 低 碳 领 域 的 商 业 投 资 ( 二 氧 化 碳 激 励 机 制 所 影 响 到 的 )。 总 体 投 入
每 年 大 约 1.1 万 亿 美 元 , 这 和 现 在 意 大 利 的 GDP 总 值 大 体 相 当 , 或 者 说 从 现 在
到 2050 年 , 平 均 每 年 的 投 入 占 全 球 GDP 总 值 的 1.1%。 该 投 入 反 映 了 经 济 活 动
和 职 业 机 会 的 重 新 定 向 , 不 会 必 然 导 致 GDP 的 减 少 。 尽 管 对 全 球 GDP 产 生 影
响 是 必 然 的 , 但 是 具 体 影 响 情 况 很 难 预 测 , 而 且 超 出 了 我 们 的 分 析 范 围 。
投 资 收 益
ACT 和 BLUE 系 列 情 景 所 需 要 的 额 外 投 资 是 该 任 务 落 实 之 前 所 要 预 测 到 的 , 它
们 不 能 够 代 表 净 花 费 。 这 是 因 为 在 能 源 效 率 、 可 再 生 能 源 和 核 能 上 的 技 术 投
资 将 减 少 燃 料 需 求 量 。 在 ACT 和 BLUE 系 列 情 景 中 , 到 2050 年 , 预 计 的 总 的 煤
炭 、 石 油 和 天 然 气 的 未 折 现 燃 料 节 支 总 值 比 额 外 的 技 术 投 资 还 要 多 得 多 ( 以
基 准 价 格 为 这 些 燃 料 定 值 )。 如 果 我 们 以 3% 的 贴 现 率 计 算 , 在 ACT Map 情 景
中 , 燃 料 节 约 总 值 将 超 过 额 外 的 投 资 需 求 , 但 在 BLUE 系 列 情 景 中 并 不 是 这 种
状 况 。 如 果 以 10% 的 贴 现 率 推 算 , 不 论 在 ACT 还 是 BLUE 系 列 情 景 中 , 额 外 投
资 需 求 都 超 过 燃 料 节 约 总 值 。
当 然 , 一 些 投 资 是 十 分 符 合 成 本 效 益 的 , 特 别 是 在 能 源 效 率 方 面 的 投 资 。
相 反 ,BLUE 系 列 情 景 中 需 要 的 高 成 本 投 资 范 围 促 使 一 些 投 资 仅 在 二 氧 化 碳
(CO 2 ) 减 排 激 励 机 制 方 面 较 高 时 才 具 有 经 济 性 。 并 不 是 所 有 必 须 的 投 资 都 能
降 低 燃 料 成 本 , 比 如 碳 捕 获 和 碳 储 存 (CCS) 方 面 的 投 资 就 将 增 加 生 产 同 等
电 力 所 需 的 煤 炭 , 因 为 它 降 低 了 电 厂 发 电 效 率 。

执 行 摘 要
更 加 平 衡 的 石 油 市 场
除 了 产 生 的 环 境 效 益 外 ,ACT 和 BLUE 系 列 情 景 同 样 给 出 了 更 加 平 衡 的 石 油
市 场 展 望 。 在 ACT Map 情 景 中 , 石 油 需 求 继 续 增 长 。 从 现 在 到 2050 年 , 它 以
12% 的 增 长 率 增 长 , 该 比 率 大 大 低 于 基 准 增 长 率 。BLUE Map 情 景 同 样 展 示 了
一 个 更 加 不 同 的 市 场 ,2050 年 的 石 油 需 求 比 现 在 的 水 平 低 27%。 在 所 有 的 情 景
中 , 化 石 燃 料 的 供 应 在 未 来 几 十 年 内 都 需 要 巨 大 投 资 。
技 术 革 命
在 ACT 和 BLUE 系 列 情 景 中 , 首 先 列 出 了 在 建 筑 物 、 电 器 、 运 输 、 工 业 和 发
电 中 的 能 源 效 率 改 进 所 代 表 的 最 大 和 最 小 的 投 资 节 支 。 其 次 是 制 定 与 发 电 除
碳 化 相 关 的 措 施 。 可 以 通 过 联 合 可 再 生 能 源 、 核 能 和 在 化 石 燃 料 工 厂 中 使 用
CCS 等 综 合 措 施 来 达 到 目 标 。 不 论 其 最 终 的 目 标 , 在 这 些 领 域 的 行 动 都 是 迫
切 的 和 必 须 的 。 特 别 重 要 的 是 在 未 来 几 十 年 内 , 避 免 锁 定 应 用 低 效 率 技 术 。 在
BLUE Map 情 景 中 , 像 选 择 工 业 领 域 中 CCS 的 应 用 和 交 通 替 代 燃 料 等 高 成 本
投 入 都 是 必 须 的 。 图 表 ES.2 说 明 了 BLUE Map 情 景 中 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 减 排 来
源 与 基 准 情 景 的 比 较 。 政 策 制 定 者 应 该 谨 记 实 施 改 革 需 要 长 时 间 , 并 且 每 个 国
家 优 先 考 虑 的 事 项 根 据 各 国 国 情 的 差 异 而 变 化 。 减 少 能 源 领 域 的 甲 烷 排 放 量 ,
也 同 样 是 应 对 气 候 变 化 战 略 的 一 个 重 要 组 成 部 分 , 因 为 这 会 为 近 期 以 较 低 成 本
减 少 温 室 气 体 排 放 创 造 重 要 契 机 。
图 ES.2 u 《 世 界 能 源 展 望 2007》 中 450ppm 情 景 和 2005-2050 年 BLUE Map 情 景 对 比
70
60
50
40
30
20
10
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
建 筑 物 和 电 器
ACT 系 列 情 景 可 能 成 为 现 实 , 它 利 用 了 目 前 建 筑 物 和 电 器 方 面 广 泛 应 用 的 以
及 经 济 上 可 行 ( 在 生 命 周 期 成 本 的 基 础 上 ) 的 相 关 技 术 。 但 BLUE 系 列 情 景 要
求 的 是 更 新 更 快 的 技 术 , 在 一 些 案 例 中 , 至 少 在 最 初 推 广 期 , 相 对 于 高 二 氧
化 碳 (CO 2 ) 减 排 成 本 , 技 术 仅 仅 因 其 经 济 可 行 而 存 在 。 推 广 普 及 低 能 耗 的 建

执 行 摘 要
筑 , 甚 至 零 能 耗 的 节 能 建 筑 是 该 情 景 的 一 部 分 。 政 策 对 建 筑 物 和 电 器 能 效 标 准
的 影 响 是 巨 大 的 。 建 筑 外 表 组 合 材 料 、 热 泵 、 太 阳 能 热 利 用 、 高 效 电 器 以 及 节
能 灯 的 应 用 , 将 会 大 大 降 低 建 筑 能 耗 , 并 且 会 转 向 以 再 生 能 源 和 低 碳 电 力 作 为
燃 料 源 。 相 对 于 ACT Map 情 景 的 2.6 万 亿 美 元 投 资 ,BLUE Map 情 景 在 住 宅
和 服 务 部 门 建 筑 上 需 要 额 外 投 资 7.4 万 亿 美 元 。
电 力 行 业
在 ACT Map 情 景 或 者 BLUE Map 情 景 中 , 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 的 捕 获 和 储
存 (CCS) 对 于 电 力 和 工 业 上 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 节 支 都 是 最 重 要 的 单 一 新
技 术 。 在 两 种 情 景 中 , 它 分 别 占 到 了 总 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 节 支 的 14% 和 19%,
BLUE Map 情 景 包 含 了 针 对 工 业 和 燃 气 发 电 中 更 高 成 本 投 入 的 CCS 应 用 。 可
再 生 能 源 发 电 将 得 到 大 力 加 强 , 特 别 是 风 电 、 光 伏 发 电 、 太 阳 能 和 生 物 质 能 发
电 。 在 BLUE Map 情 景 中 , 到 2050 年 , 全 球 电 力 的 46% 来 源 于 可 再 生 能 源 。
与 基 准 情 景 相 比 ,BLUE Map 情 景 中 可 再 生 能 源 技 术 在 所 有 相 关 产 业 中 的 应
用 , 会 使 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 节 支 21%。 从 现 在 到 2050 年 , 按 每 年 32 吉 瓦 的 装 机
能 力 推 算 , 大 规 模 的 转 用 核 能 会 降 低 6% 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 。 这 两 种 技
术 在 基 准 情 景 技 术 中 都 扮 演 着 重 要 的 角 色 。BLUE Map 情 景 中 , 核 能 占 到 了
发 电 能 力 的 将 近 四 分 之 一 , 水 电 占 将 近 一 半 。 图 ES.3 说 明 了 每 种 情 景 所 需 要 的
年 发 电 能 力 增 长 率 。
图 ES.3 u 2005-2050 年 ACT Map 和 BLUE Map 情 景 年 均 电 力 领 域 投 资 需 求
CCS 燃 煤 电 厂
CCS 燃 气 电 厂
核 电
水 电
生 物 发 电 厂
陆 上 风 电
海 上 风 电
地 热 能
光 伏 发 电
太 阳 能 热 电
历 史 纪 录
11046
827
1831
889
172
594
2230
2371
5
79
17
354
4
531
235
11
12
69
21
282
ACT Map - BLUE Map
30-35 个 CCS 燃 煤 电 厂 (500MW)
1-20 个 CCS 燃 气 电 厂 (500MW)
25-32 个 核 电 站 (1000 MW)
加 拿 大 水 电 产 能 的 1/5
30-100 个 生 物 发 电 厂 (50MW)
2900-14000 个 风 力 涡 轮 机 (4MW)
775-3750 个 风 力 涡 轮 机 (4MW)
50-130 个 地 热 装 置 (100MW)
1.15-1.25 亿 平 方 米 的 太 阳 能 电 池 板
45-80 个 太 阳 能 热 电 厂 (250MW)
0 10 20 30 40 50 60
GW/ 年
现 年 均 增 长 率 ACT Map BLUE Map
本 书 考 虑 了 有 关 发 电 的 一 系 列 情 景 , 至 于 每 个 国 家 选 择 哪 种 确 切 的 CCS、 可
再 生 能 源 以 及 核 能 组 合 方 式 来 满 足 其 无 碳 发 电 目 标 , 他 们 自 身 有 相 当 程 度 的
灵 活 性 。 在 ACT Map 情 景 中 , 总 的 额 外 电 力 ( 不 计 输 配 投 资 ) 投 资 总 计 7 千
亿 美 元 , 在 BLUE Map 情 景 中 占 3.6 万 亿 美 元 。 这 些 投 资 金 额 是 结 合 每 单 元 产
能 的 较 高 资 本 支 出 和 电 力 产 量 下 降 ( 终 端 电 力 节 支 ) 五 分 之 一 的 结 果 。BLUE
系 列 情 景 中 , 早 期 大 量 的 资 本 设 备 被 报 废 , 同 时 在 一 些 燃 煤 电 厂 的 技 术 寿 命 终
结 之 前 , 有 三 分 之 一 不 适 合 CCS 的 设 备 被 淘 汰 。 它 对 于 大 量 依 靠 煤 炭 的 国 家
来 说 是 巨 大 的 一 步 , 但 也 是 需 要 谨 慎 管 理 的 必 然 阶 段 。

执 行 摘 要
交 通 运 输
在 ACT Map 情 景 中 , 通 过 对 主 要 的 传 统 交 通 工 具 提 升 效 率 和 增 加 混 合 动 力 车
等 方 法 可 以 使 运 输 行 业 中 的 能 源 和 排 放 量 得 到 节 支 。 在 低 碳 历 程 中 , 生 物 燃 料
扮 演 了 部 分 角 色 , 主 要 作 为 替 代 汽 油 的 燃 料 驱 动 汽 车 。 对 于 抑 制 大 重 型 交 通 工
具 发 展 趋 势 来 说 , 这 是 必 要 的 。
BLUE Map 情 景 对 于 交 通 运 输 领 域 更 具 挑 战 性 , 它 要 求 交 通 工 具 达 到 严 格 的
除 碳 标 准 , 这 是 对 内 燃 机 迄 今 为 止 成 本 最 高 的 改 造 。 在 可 持 续 的 作 物 种 植 范 围
内 , 低 碳 生 物 燃 料 有 望 在 BLUE Map 情 景 中 扮 演 重 要 角 色 。 陆 运 , 船 运 和 空
运 是 生 物 燃 料 的 主 要 使 用 者 , 其 它 一 些 非 碳 氢 化 合 物 的 选 择 很 可 能 对 于 这 些 运
输 方 式 是 昂 贵 的 。 同 时 , 电 力 电 池 和 氢 燃 料 成 为 小 汽 车 的 主 要 替 代 燃 料 , 在 这
个 阶 段 上 是 很 难 判 断 这 些 技 术 中 的 哪 个 或 者 哪 种 组 合 是 最 具 竞 争 力 的 。 基 于 对
技 术 发 展 和 减 少 成 本 方 面 , 乐 观 公 正 的 预 测 , 到 2050 年 , 电 力 和 燃 料 电 池 为
主 的 新 能 源 汽 车 的 费 用 比 传 统 能 源 汽 车 约 高 出 6500 美 元 。 在 BLUE Map 情 景
中 , 到 2050 年 , 将 近 十 亿 的 电 力 和 燃 料 电 池 汽 车 将 在 路 上 行 驶 。 交 通 方 面 的
投 资 是 几 个 情 景 中 最 大 的 单 一 领 域 投 资 。 交 通 领 域 的 附 加 投 资 在 BLUE Map 情
景 中 达 33 万 亿 美 元 , 在 ACT Map 情 景 中 达 17 万 亿 美 元 。
工 业
工 业 制 造 业 直 接 或 间 接 地 占 到 了 全 球 能 源 消 耗 和 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 总 量 的
三 分 之 一 以 上 。 钢 铁 和 水 泥 工 业 占 到 工 业 总 排 放 量 的 将 近 一 半 ; 化 学 和 石 化 工
业 也 是 较 大 的 排 放 来 源 。 近 几 年 来 , 由 于 需 要 控 制 能 源 成 本 , 重 工 业 在 能 效 改
进 中 创 下 良 好 记 录 。 未 来 的 效 率 提 升 幅 度 仍 有 巨 大 潜 力 。 特 别 是 对 于 现 在 能 源
强 度 较 低 的 工 业 , 在 更 高 效 的 动 力 驱 动 系 统 和 热 电 联 产 (CHP) 系 统 的 应 用
中 将 有 显 著 表 现 。 潜 力 同 样 存 在 于 各 种 产 业 的 技 术 革 新 以 及 CCS 的 应 用 。
较 大 幅 度 的 降 低 工 业 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 的 排 放 是 很 难 达 到 的 。 在 ACT Map 情
景 中 ,2050 年 , 与 能 源 相 关 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 排 放 量 比 2005 年 高 出 63%。 而
在 BLUE Map 情 景 中 , 这 一 比 例 却 比 今 天 的 水 平 还 低 22%, 这 在 很 大 程 度 上 应
归 因 于 能 源 强 度 集 中 的 大 工 厂 对 CCS 技 术 的 广 泛 应 用 。BLUE Map 情 景 中 , 每
年 直 接 和 间 接 减 排 大 约 10 吉 吨 (Gt) 的 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 具 有 重 大 意 义 。BLUE
Map 情 景 需 要 超 过 基 准 情 景 2.5 万 亿 美 元 的 额 外 投 资 以 升 级 钢 铁 、 水 泥 和 造 纸
等 工 业 装 备 来 增 加 CCS 的 应 用 。
能 效 趋 势
相 比 近 年 来 的 能 效 趋 势 , 大 幅 度 的 改 进 是 必 要 的 。 经 合 组 织 国 家 的 能 源 效 率
一 直 以 低 于 每 年 1% 的 比 率 改 进 。 近 一 段 时 间 内 , 在 20 世 纪 70 年 代 的 石 油 价 格
震 荡 之 后 , 该 比 率 急 剧 的 下 跌 。ACT Map 情 景 要 求 全 球 能 源 效 率 每 年 增 长
1.4%,BLUE Map 情 景 要 求 这 一 比 率 达 到 1.7%。 尽 管 这 一 百 分 比 的 差 别 似 乎 很
小 , 两 种 情 景 相 差 的 0.3 百 分 比 将 导 致 2050 年 15.44 亿 吨 油 当 量 的 额 外 终 端 能 源
节 支 , 占 到 了 今 天 世 界 总 能 耗 的 20%。

执 行 摘 要
研 究 、 开 发 和 演 示
BLUE 情 景 所 需 要 的 一 些 技 术 现 在 还 不 可 用 。 其 他 很 多 技 术 都 需 要 进 行 长 期
改 进 和 成 本 降 低 方 面 的 研 究 。 因 此 我 们 需 要 在 研 究 、 开 发 和 演 示 (RD&D) 方
面 加 大 努 力 。 但 是 相 对 于 上 个 世 纪 70 和 80 年 代 的 投 入 , 公 共 和 私 营 部 门 在 能
源 研 究 与 开 发 (RD&D) 上 的 投 入 已 经 降 低 , 现 在 稳 定 在 一 个 相 对 较 低 的 水 平
上 。 除 了 投 入 达 0.08% 的 日 本 以 外 , 许 多 经 合 组 织 国 家 的 花 费 少 于 GDP 总 值 的
0.03%。 私 营 的 能 源 部 门 在 研 究 与 开 发 (RD&D) 上 的 投 入 现 在 已 经 超 过 公 共
部 门 的 投 入 。 其 详 细 信 息 虽 然 很 难 确 定 , 独 立 的 研 究 表 明 公 共 部 门 的 研 究 和
开 发 (RD&D) 投 入 需 要 增 长 到 现 在 水 平 的 2 到 10 倍 。 我 们 不 能 设 定 一 个 确 定
的 目 标 , 但 是 不 论 是 在 推 进 新 技 术 发 展 和 减 少 已 有 的 花 费 方 面 , 研 究 和 开 发
(RD&D) 都 明 显 需 要 一 个 强 劲 的 推 动 力 。 长 远 的 、 高 效 的 低 成 本 解 决 方 案 对
决 定 性 技 术 如 光 伏 发 电 、 先 进 燃 煤 电 厂 、 先 进 生 物 燃 料 、 二 氧 化 碳 (CO 2 ) 捕
获 和 储 存 以 及 电 力 电 池 、 燃 料 电 池 和 氢 燃 料 生 产 等 发 展 有 重 大 影 响 。 即 使 能 引
发 大 的 增 长 , 研 究 和 开 发 (R&D) 的 投 入 仍 然 是 相 对 适 度 的 , 具 有 代 表 性 的 是
其 比 全 面 示 范 以 及 应 用 的 成 本 要 低 一 个 量 级 。 对 能 源 研 究 开 发 (RD&D) 的 良
好 引 导 是 对 资 金 的 有 效 利 用 。
新 技 术 的 大 规 模 示 范 同 样 需 要 政 府 的 支 持 , 以 降 低 第 一 阶 段 的 商 业 化 运 营 风
险 。 而 且 全 面 推 广 示 范 具 有 CCS 设 备 的 燃 煤 电 厂 是 非 常 迫 切 的 。
地 质 学 、 物 理 、 化 学 、 材 料 学 、 生 物 化 学 、 纳 米 技 术 和 应 用 数 学 等 基 础 科 学 研
究 能 够 在 关 键 性 的 领 域 引 发 技 术 突 破 。 加 强 基 础 科 学 研 究 以 及 技 术 人 员 的 基 础
科 学 培 训 具 有 重 大 意 义 。
科 技 利 用 以 及 教 育
大 多 数 新 兴 技 术 的 成 本 高 于 现 有 技 术 的 成 本 。 只 有 通 过 市 场 部 署 带 动 的 科 学 技
术 教 育 , 新 兴 技 术 的 成 本 才 得 以 降 低 , 产 品 才 能 适 应 市 场 的 需 求 。 政 府 必 须 加
强 科 技 利 用 计 划 。 太 阳 能 和 生 物 燃 料 等 第 二 代 可 再 生 能 源 就 是 具 有 巨 大 潜 力 的
新 兴 技 术 。 在 ACT Map 情 景 中 , 我 们 估 计 从 现 在 到 2050 年 间 , 开 展 新 技 术 的
应 用 需 要 2.8 万 亿 美 元 的 额 外 费 用 ( 高 于 市 场 价 值 )。 在 BLUE Map 情 景 中 ,
这 一 数 字 是 7 万 亿 美 元 。
监 管
制 约 新 技 术 的 利 用 并 不 总 是 经 济 因 素 。 克 服 这 些 妨 碍 因 素 的 最 有 效 政 策 措 施 通
常 是 精 心 设 计 的 规 定 和 标 准 。 建 筑 物 、 电 器 和 车 辆 能 效 方 面 的 严 格 规 定 , 在 所
有 的 情 景 中 都 不 可 或 缺 。 在 发 达 国 家 和 发 展 中 国 家 , 改 进 能 效 方 面 的 规 定 并 加
强 这 些 规 定 的 执 行 力 度 通 常 是 具 有 吸 引 力 、 成 本 效 益 高 的 政 策 方 案 , 并 且 可 以
立 即 付 诸 行 动 。BLUE 情 景 成 功 的 一 个 关 键 因 素 是 其 为 公 众 所 接 受 , 实 现 低 能 耗
和 零 能 耗 建 筑 所 要 求 的 标 准 , 以 及 减 少 汽 车 四 分 之 三 的 二 氧 化 碳 排 放 强 度 。

执 行 摘 要
激 励 机 制
私 营 部 门 投 资 是 , 而 且 将 一 直 是 技 术 利 用 和 技 术 传 播 的 首 要 推 动 力 。 国 际 能 源
署 (IEA) 已 经 就 BLUE 情 景 和 ACT 情 景 的 潜 在 影 响 与 来 自 30 个 主 要 国 际 能 源
公 司 的 首 席 技 术 官 进 行 了 讨 论 。 他 们 强 调 急 需 在 市 场 上 设 计 和 实 施 一 系 列 政 策
措 施 , 为 碳 减 排 创 造 明 确 可 预 测 的 长 效 经 济 激 励 机 制 。 只 有 以 此 为 依 据 , 企 业
才 能 够 承 担 所 需 的 巨 额 投 资 项 目 。
虽 然 意 识 到 在 某 种 程 度 上 这 是 《 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 》 背 景 下 协 商 的 主
题 , 但 这 一 分 析 的 意 图 不 是 为 了 明 确 将 来 需 要 什 么 机 制 。 至 于 ACT 情 景 , 我
们 做 出 估 计 : 需 要 完 善 这 些 机 制 , 以 发 挥 对 技 术 的 激 励 作 用 , 而 当 技 术 完 全 商
业 化 时 , 每 减 排 一 吨 二 氧 化 碳 的 边 际 成 本 为 50 美 元 。 至 于 BLUE 情 景 , 每 减 排
一 吨 二 氧 化 碳 的 边 际 成 本 至 少 是 200 美 元 。 如 果 关 键 技 术 的 进 展 令 人 失 望 , 这
一 数 字 可 能 就 高 达 500 美 元 。 在 全 球 所 有 主 要 经 济 体 内 部 , 的 确 需 要 通 过 各 种
各 样 的 政 策 措 施 来 实 施 这 一 激 励 机 制 。
对 于 所 有 技 术 并 非 一 定 要 一 刀 切 , 采 取 具 有 相 同 价 值 的 激 励 机 制 。 特 别 是 对
于 BLUE 情 景 而 言 , 制 订 有 针 对 性 的 计 划 可 能 适 合 代 价 最 昂 贵 的 科 学 技 术 。
到 2020 年 时 , 经 合 组 织 (OECD) 成 员 国 的 一 揽 子 措 施 ( 可 以 有 各 种 不 同 的
形 式 ) 需 要 到 位 ; 其 它 主 要 国 家 到 2030 年 时 也 需 要 出 台 这 些 一 揽 子 措 施 。
BLUE 情 景 所 设 定 的 期 限 则 要 紧 迫 得 多 。 为 了 取 得 充 分 的 效 果 , 平 稳 过 渡 , 必
须 早 早 就 确 立 对 目 标 和 激 励 机 制 的 预 期 。
公 共 舆 论
政 府 需 要 发 挥 舆 论 引 导 作 用 , 将 举 世 公 认 急 需 处 理 的 气 候 变 化 问 题 与 必 需 上 马
但 又 经 常 受 到 公 众 反 对 的 具 体 项 目 联 系 起 来 。 处 理 轻 重 缓 急 的 事 宜 必 须 有 重 大
改 变 ,ACT 情 景 和 BLUE 情 景 才 可 能 实 现 。 在 BLUE 情 景 中 , 这 种 改 变 则 是 迫
在 眉 睫 。
增 进 国 际 间 的 协 作
国 际 协 作 是 加 快 可 持 续 能 源 技 术 发 展 和 全 球 部 署 的 最 有 效 方 法 , 也 是 不 可 缺 少
的 方 法 。 开 展 国 际 协 作 所 需 要 的 网 络 已 经 存 在 。 国 际 能 源 署 (IEA) 本 身 更 是
建 立 了 最 全 面 的 网 络 , 供 全 球 各 地 成 千 上 万 的 能 源 技 术 专 家 开 展 项 目 协 调 。 国
际 协 作 网 络 的 重 要 例 子 还 有 : 欧 盟 能 源 技 术 计 划 、 亚 太 区 合 作 伙 伴 计 划 、 碳 收
集 领 导 人 论 坛 、 氢 能 经 济 国 际 合 作 伙 伴 计 划 、 第 四 代 核 能 系 统 国 际 论 坛 、 全 球
核 能 源 合 作 计 划 等 。 这 一 协 作 网 络 需 要 国 际 高 层 决 策 者 的 强 有 力 的 领 导 。
本 书 为 制 订 关 键 能 源 技 术 的 全 球 路 线 图 进 行 了 最 初 的 尝 试 。 我 们 已 经 为 能 效 、
发 电 和 运 输 确 定 了 17 项 关 键 技 术 。 这 些 关 键 技 术 在 能 源 技 术 革 命 中 居 于 核 心
地 位 。 书 中 对 发 挥 它 们 潜 力 所 需 要 采 取 的 行 动 进 行 了 描 述 。 它 们 是 针 对 各 项 技
术 的 , 并 且 在 某 种 程 度 上 取 决 于 它 们 目 前 的 发 展 状 态 。 这 种 路 线 图 对 各 个 部 门

执 行 摘 要
和 技 术 应 达 到 多 少 减 排 , 该 工 作 是 否 上 轨 能 够 提 供 特 别 有 用 的 指 导 。 国 际 制 导
的 、 更 完 善 的 路 线 图 , 将 各 个 主 要 经 济 体 的 能 源 技 术 项 目 聚 集 在 一 起 , 密 切 咨
询 产 业 界 , 从 而 可 能 形 成 更 为 密 切 的 国 际 协 作 中 心 ( 核 心 ), 引 领 全 球 能 源 技 术
革 命 取 得 胜 利 。 为 了 创 造 一 个 更 加 可 持 续 能 源 的 未 来 , 国 际 能 源 署 (IEA) 愿 意
向 这 一 努 力 提 供 支 持 。
表 格 ES.1 u
这 一 研 究 的 关 键 路 线 图
供 应 侧
需 求 侧
• CCS 化 石 燃 料 发 电 • 建 筑 物 和 电 器 的 能 效
• 核 电 厂 • 热 泵
• 向 岸 风 及 离 岸 风 能 利 用 • 太 阳 能 室 内 和 热 水 供 暖
• 生 物 质 高 度 气 化 发 电 (BIGCC) 和 共 同 燃 烧 • 运 输 中 的 能 效
• 光 伏 系 统 • 电 动 汽 车 和 插 电 式 汽 车
• 太 阳 能 热 电 厂 • 氢 (H2) 燃 料 电 池 汽 车
• 煤 炭 —IGCC( 整 体 煤 气 化 联 合 循 环 发 电 ) 系 统 • CCS: 工 业 、 氢 (H2) 与 燃 料 转 化
• 煤 炭 —USCSC( 超 临 界 发 电 ) • 工 业 马 达 系 统
• 第 二 代 生 物 燃 料
此 《 能 源 技 术 展 望 2008》 执 行 摘 要 原 文 用 英 语 发 表 。
虽 然 国 际 能 源 署 (IEA) 尽 力 确 保 中 文 译 文 忠 实 于 英 文 原 文 , 但 仍 难 免 略 有 差 异 。

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国 际 能 源 署 (INTERNATIONAL ENERGY AGENCY)
国 际 能 源 署 (IEA) 是 一 家 旨 在 实 施 国 际 能 源 计 划 的 自 治 机 构 , 它 于 1974 年 11 月 在 经 济 合 作 与
发 展 组 织 (OECD) 的 框 架 下 成 立 。 它 在 OECD 的 27 个 成 员 国 (OECD 的 成 员 国 共 有 30 个 )
之 间 开 展 广 泛 的 能 源 合 作 计 划 。IEA 的 基 本 宗 旨 包 括 :
• 维 护 和 改 进 旨 在 应 对 石 油 供 应 中 断 问 题 的 系 统 。
• 通 过 与 非 成 员 国 、 工 业 组 织 和 国 际 组 织 的 合 作 关 系 , 在 全 球 背 景 下 倡 导 合 理 的 能 源 政 策 。
• 运 营 一 个 关 于 国 际 石 油 市 场 的 长 期 信 息 系 统 。
• 通 过 发 展 替 代 性 能 源 和 提 高 能 源 的 使 用 效 率 , 改 善 全 球 能 源 供 需 结 构 。
• 倡 导 能 源 技 术 的 国 际 合 作 。
• 帮 助 实 现 环 保 政 策 和 能 源 政 策 的 整 合 。
* IEA 成 员 国 包 括 : 澳 大 利 亚 、 奥 地 利 、 比 利 时 、 加 拿 大 、 捷 克 共 和 国 、 丹 麦 、 芬 兰 、 法 国 、
德 国 、 希 腊 、 匈 牙 利 、 爱 尔 兰 、 意 大 利 、 日 本 、 韩 国 、 卢 森 堡 、 荷 兰 、 新 西 兰 、 挪 威 、 葡 萄 牙 、
斯 洛 伐 克 共 和 国 、 西 班 牙 、 瑞 典 、 瑞 士 、 土 耳 其 、 英 国 、 美 国 。 波 兰 预 计 将 在 2008 年 成 为 成 员
国 。 欧 洲 委 员 会 也 参 与 了 IEA 的 工 作 。
经 济 合 作 与 发 展 组 织 (OECD)
经 济 合 作 与 发 展 组 织 (OECD) 是 一 个 独 具 特 色 的 论 坛 , 三 十 个 国 家 借 助 这 个 平 台 共 同 致 力
于 解 决 全 球 化 所 带 来 的 经 济 、 社 会 与 环 境 的 挑 战 。OECD 还 是 以 下 领 域 的 前 沿 领 军 者 : 了 解
和 帮 助 政 府 应 对 新 的 发 展 机 会 与 问 题 , 例 如 公 司 治 理 、 信 息 经 济 与 人 口 老 龄 化 带 来 的 挑 战 。
OECD 提 供 了 一 个 良 好 的 平 台 , 使 各 国 政 府 可 以 比 较 政 策 经 验 , 探 讨 如 何 解 决 共 同 面 临 的 问
题 , 确 定 好 的 实 践 方 法 , 以 及 协 调 国 内 和 国 际 政 策 。
OECD 成 员 国 包 括 : 澳 大 利 亚 、 奥 地 利 、 比 利 时 、 加 拿 大 、 捷 克 共 和 国 、 丹 麦 、 芬 兰 、 法 国 、
德 国 、 希 腊 、 匈 牙 利 、 冰 岛 、 爱 尔 兰 、 意 大 利 、 日 本 、 韩 国 、 卢 森 堡 、 墨 西 哥 、 荷 兰 、 新 西
兰 、 挪 威 、 波 兰 、 葡 萄 牙 、 斯 洛 伐 克 共 和 国 、 西 班 牙 、 瑞 典 、 瑞 士 、 土 耳 其 、 英 国 和 美 国 。 此
外 , 欧 洲 委 员 会 也 参 与 OECD 的 工 作 。
© OECD/IEA, 2008
国 际 能 源 署 (IEA),
Head of Communication and Information Office,
9 rue de la Fédération, 75739 Paris Cedex 15, France.
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