第一,传统的矿物燃料仍将是世界较长一段时期内能源生产消费的主体。这是因为,世界能源需求在2020年将达到110-352亿吨标准煤,如此巨大的能源需求是任何一种新能源在短期内都无法满足的,而矿物燃料的资源目前看依然较为丰裕,价格也比较低廉。有人估计,矿物燃料按目前的开发利用强度和回收率,仍可供全世界100-200年。同时,矿物燃料开发利用的技术也比较成熟,并已经系统化和标准化。建立适合新能源发利用的新技术体系尚需较长一段时间。世界能源资源概况见表1所示。
表1 世界能源资源(世界能源委员会1992能源资源调查) 单位:10*15J
无烟煤 | 年限 | 烟煤 | 年限 | 石油 | 年限 | 天然气 | 年限 | 总储量 | |
标准量 | 19841141 | 4582845 | 209 | 5639794 | 45 | 5004802 | 52 | 34578702 | |
实物量 | 710897MT | 328284MT | 134697MT | 128.9万亿立方米 | |||||
比重% | 57.2 | 13.3 | 16.2 | 14.5 | 100 |
第二,能源开发利用所造成的环境问题日趋严重。目前,在许多发展中国家,城市大气污染已达到十分严重的程度,在欧洲和北美,出现了超越国界的大气污染,形成了广泛的环境酸化,上千个湖泊的湖水酸度达到了不能支持鱼类生存的程度,酸性气氛所造成的腐蚀损失,每年高达10亿美元。欧洲的部分土壤,其树根部100厘米深度内已经酸化。据较为保守的估计,欧洲仅材料腐蚀和鱼类损失,每年就达30亿美元,若计入庄稼、森林和人体健康受到的损害,每年将超过100亿美元。目前全球性的能源环境问题主要为:酸雨、臭氧层破坏、水资源污染、温室气体排放等。国际能源机构1997年11月公布了1995年全球二氧化碳排放调查,美国:23.7%,人均19.88吨,中国:13.6%,人均2.51吨,俄罗期:7.0%,人均10.44吨,日本:5.2%,人均9.17吨,总量为220亿吨。
第三,能源生产消费结构将出现多元化趋势,特别是可再生能源和核能将会发挥较大的作用。目前,可再生能源提供了世界所需能源的20%以上,其中14%是生物质能,6%是水能。预计今后水电和柴薪的消费量每年将增加10%。此外,核能也将成为发电最有希望的潜在能源之一。1997年,全球能源消费结构为,煤炭27%,天然气23%,石油40%,核能7%,水能3%。世界电力燃料构成为,煤炭36%,水能22%,核能17%,天然气16%,石油9%。据世界观察研究所的预测分析,未来的能源需求将具有如下特点:(1)化石燃料消耗将持续增长,1996年为81亿吨油当量,占世界商品能源的85%,石油消费增长2.3%,达33亿吨的历史水平,产量达70年代水平,预计2005-2015年期间,全球石油产量达最高之前,仍可增产20-30%;1996年世界煤炭消费增长1.8%,其中,欧洲煤炭消费持续下降,美国增长3.7%,中国增长4.5%;天然气消费增长4.5%,是1988年以来最高增速,预计其高速增长期将会到来,并在许多流域替代煤炭和石油。(2)地热发电增加,1996年将机容量增长5.5%,达7137MW,全球有250个地热电站,发电量占1%。(3)风力发电继续增长,1996年装机容量增长26%,达6070MW,为增长最快的能源。(4)光伏电池销售保持增长,1996年增长15.5%,美国为最大出口国,1997年美国发起“21世界建筑物”运动,预计2010年100万建筑将安装光伏电池,其未来的市场结构为:45%住宅、村庄、水泵系统供电,36%通讯及其他远程设施,14%联网发电,5%手表等小型产品供电。发展中国家20亿人口无电,市场潜力巨大,世行1997年提出一项光伏电池市场改造计划内,投资3000万美元用于其发展。
英国世界煤炭研究院对世界煤炭工业发展作了如下预测:1997年全球硬煤生产3775MT,预测2000年,其产量为4100MT,2010年为5000MT。国际能源机构的预测为:2010年全球煤炭发电比重达40%,2020年将达7000MT。
1992年,联合国工业发展组织、国际原子能机构、国际应用系统分析研究所和石油输出国组织在第15届世界能源委员会上对未来能源需求趋势作了如下预测,见下表。
世界未来能源需求预测(长期控CO2排放/不控制CO2排放)
年份 | 1990 | 2000 | 2010 | 2050 |
能源需求(亿吨油当量) | 80.45 | 85.7/93 | 98/111.6 | 181/210 |
能源供应(亿吨油当量) | ||||
石油 | 31.8 | 34/35 | 38/39 | 54/58 |
煤炭 | 22.58 | 22/26 | 27/32 | 40/50 |
天然气 | 15.96 | 18.7/20 | 20/25 | 50/61 |
水能、核能 | 10.06 | 11/12 | 13/15.1 | 37/41 |
所占比例% | ||||
石油 | 40 | 40/38 | 39/35 | 230/28 |
煤炭 | 28 | 25/28 | 28/29 | 22/24 |
天然气 | 20 | 22/21 | 21/22 | 28/29 |
水能、核能 | 12 | 13 | 13/14 | 20 |
CO2排放量(亿吨碳) | 65 | 71/77 | 80/110 | 130/150 |
世界能源大会(WEC)与国际应用系统分析研究所(IIASA)1995年则对21世纪世界能源发展做了如下预测,按高中低三个方案:(A)经济高速增长方案,(B)中等增长方案,(C)受生态限制增长方案。
世界人口将由1990年53亿,增至2050年101亿。世界生产总值,将由1990年20.9万亿美元,增至2050年(A)101.5万亿美元,(B)72.8万亿美元,(C)75.0万亿美元。能源技术改进可使能源强度平均每年(A)-1.0%,(B)-0.7%,(C)-1.4%。
世界一次能源需要,将由1990年90亿吨(油当量,下同),增至2050年(A)248亿吨,(B)196亿吨,(C)142亿吨;世界人均能源,由1990 年1.7吨,至2050年(A)2.5吨,(B)2.0吨,(C)1.4吨。
在世界1990年人口53亿人中,经济合作发展组织(OEC)国家有 9亿人,占17%;而其一次能源消费42亿吨,占世界 90亿吨的 46.7% ,人均能源达4.67吨,为世界平均数的2.7倍。发展中国家40亿人,占世界75.7%,而一次能源消费31亿吨,仅占世界的 34.4%,人均能源只有0.78吨,为世界平均数的46%。
预测2050年一次能源总量,(A)全世界248亿吨中,OECD 67亿吨,占27.0%,人均能源6.7吨;(B)全世界196亿吨中,OECD56亿吨,占28.6%,人均能源5.6吨;(C)全世界142亿吨中,OECD30亿吨,占21.1%,人均能源3.0亿吨。所占比重都有所减少。发展中国家2050年预测:(A)144亿吨,占世界58.1% ,人均能源1.69吨,(B)118亿吨,占60.2%,人均能源1.39吨;(C)96亿吨,占67.6%,人均1.13吨。所占比重和人均能源都有增力。
在世界2050年一次能源总量中,预测各种能源所占比例:(A)有三个方案:煤占32/24/9%,油占19/30/18%,气占22/24/31%,核能占 4/6/11%,可再和能源占23/16/30%。碳排放量150/120/90亿吨。(B)煤占21%,油占20%,气占23%,核能占14%,可再生能源占 22%。碳排放量100亿吨。(C)有两个方案,煤占11/10%,油占19/18%,气占27/24%,核能占4/12%,可再生能源占39/36%。碳排放量50/50亿吨。
世界电力消费2050年将增至1990年的2倍至3.5倍。发展中国家平均年增长率将达 2.7-3.2%,OECD国家平均年增长0.4-1.5%,前苏联和东中欧平均年增长0.5-1.7%。
世界总发电量将由1990年11.7万亿千瓦时,人均2307千瓦时,增至2050年23.5-38.0万亿千瓦时,人均2300-3800千瓦时。其中发展中国家将由1990年2.6万亿千瓦时,人均650千瓦时,增至2050年12-15万亿千瓦时,人均1400-1760千瓦。
由上述可见,发达国家由于价格影响和对环境问题的关注,能源的需求增长将可能减缓,有些国家和地区还有可能下降,新能源和可再生能源的开发将引起重视,并继续在降低能耗和利用替代能源上努力。发展中国家由于人口和经济增长迅速,能源需求量增长较快。预计到2050年,发展中国家的人口将有可能达到90亿,预计到那时的能源消费量将提高2-5倍,这将导致发展中国家在全球的总能耗份额由1990年的1/4增加到下个世纪中叶的大约2/3。如印度对石油产品的需求可能从1985年的3344万吨增加到7588万吨,增长1倍多。