【德勤】新能源行业：全球能源转型及零碳发展白皮书.pdf

全球能源转型及零碳发展白皮书2021年9月 全球能源转型及零碳发展白皮书华为与德勤（中国）联合编写2021年9月 02Brochure / report title goes here | Section title goes here 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展 1第一节 气候变化与全球碳中和行动 2第二节 中国碳中和行动 5第三节 全球能源转型 7第四节 中国能源转型 10第五节 能源转型案例 12第六节 总结 15第二章 未来能源规划 16第一节 零碳智慧能源体系框架 17第二节 零碳智慧能源体系目标 18第三节 零碳智慧能源体系蓝图 19第四节 零碳智慧能源体系特征 21第五节 零碳智慧能源体系核心能力 22第六节 零碳智慧能源体系发展路径 24目录 03Brochure / report title goes here | Section title goes here 第三章 能源转型路径 26第一节 电力行业转型路径 27第二节 油气行业转型路径 29第三节 煤炭行业转型路径 31第四节 能源转型路径总结 32第四章 能源数字化支撑体系 33第一节 能源数字化转型内涵 34第二节 能源数字化转型能力框架 36第三节 案例：华为零碳智慧园区 42结束语 47参考文献 48项目组核心成员 49 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展1第一章 气候变化、能源转型与零碳发展 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展2第一节 气候变化与全球碳中和行动国家净零目标承诺性质美国2050年政策宣示中国2060年前政策宣示日本2050年政策宣示德国2045年法律规定印度 / /英国2050年法律规定法国2050年法律规定意大利2050年政策宣示巴西2050年政策宣示加拿大2050年政策宣示表1：全球GDP前10国家的气候承诺1850-2019年期间，人类总计排放约2.4万亿吨温室气体，地表温度较工业化前水平上升近1.1℃1，气候变化对环境、社会、经济的影响日益加剧，极端天气发生的频率增加，海平面加速上升，上百万物种濒临灭绝。为应对气候变化，2015年全球近两百个国家通过《巴黎协定》，明确减少温室气体排放，本世纪内控制温升在工业化前水平2℃以内，并力争1.5℃的气候共识，全球需在本世纪中叶前后实现温室气体净零排放。 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展3图1：全球各类能源碳排放量（单位:Mt）来源：国际能源署020004000600080001000012000140001600019851990199520002005201020152020煤炭石油天然气其他在本世纪中叶前后实现温室气体净零排放是实现《巴黎协定》目标的关键2。据政府间气候变化专门委员会（IPCC）数据，在本世纪控制温升1.5℃的情景下，2020年后全球碳排放总量需控制在5000亿吨二氧化碳当量以内1，而2019单年全球排放量已超500亿吨3，按照当前发展趋势，本世纪中叶将难以达成净零目标1，零碳转型亟需加速。近十年来，化石能源相关碳排持续增长，2019年占温室气体总量65%。纵览世界各经济体当前的气候行动，可再生能源规模化部署、工业制造业减排升级、交通运输业绿色转型、建筑能效提升和负碳技术开发利用成为零碳发展重点领域。 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展4图2：全球各部门碳排占比（2018年）来源：国际能源署2%1%1%电力/热力其他能源行业工业交通住宅商业及公共服务农业其他42%5%18%25%6%1. 可再生能源规模化部署2013年以来，全球可再生能源领域投资约为年均3000亿美元，太阳能和风能是最大投资热点；2020年，海上风能投资跃升至500亿美元左右，成为增速最快的领域4。中国、美国和欧洲投资规模全球领先5。2. 工业制造业减排升级化工、钢铁和水泥三大行业占全球工业部门碳排放总量的70%（2020年）6，三大行业正积极探索减排升级新方式，如整合价值链资源，推进废弃物转化利用；引进氢能冶金工艺，减少直接排放；利用碳捕集、利用与封存技术（CCUS），推进净零排放7。3. 交通运输业绿色转型2014年以来，以电能、燃料电池替代化石燃料的新能源交通产业蓬勃发展，2020年全球电动汽车保有量突破1000万辆，年增长率43%，同期燃料电池车增长率40%。铁路电气化、货运氢能利用、交通系统智慧升级正在成为全球趋势。4. 建筑能效提升2019年，73个国家制定了建筑能效标准，全球可持续/绿色建筑认证数量保持增长。各国通过应用新型墙体材料、增强建筑围护结构的热工性能、提高建筑用能设备电气化水平、采用高能效设备、提升建筑物用能系统运行效率等方式，优化建筑能效。5. 负碳技术开发利用全球范围内， CCUS的捕集规模在2010-2020年期间翻了三倍，2020年超4000万吨8。各国对CCUS、生物能源与碳捕集和封存（BECCS）、空气直接碳捕集（DAC）以及造林与再造林等生态类负碳技术日益重视。各国在推进气候行动的同时，均高度重视数字技术应用，支持能源、工业、交通和建筑等部门零碳转型。据世界经济论坛分析，到2030年，5G、物联网、人工智能、云等数字技术可以助力全球15%的碳减排9。 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展5第二节 中国碳中和行动来源：国际能源署图3：中国各部门碳排占比（2018年）2%1%1%电力/热力其他能源行业工业交通住宅商业及公共服务农业其他51%3%28%10%4%2020年，中国正式宣布“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的双碳气候目标。近四十年以来，中国经济高速发展伴随着资源高强度消耗、化石能源大量消费、污染物与碳排放迅速增长。自2010年起，中国发布多项政策，采取产业转型升级、能源结构调整、技术创新等多方面措施应对气候变化。2019年底，中国碳排放强度较2005年下降48%10，提前实现了2015年提出的碳排放强度下降40%-45%的目标。中国碳排放总量大且仍呈上升趋势，2020年，中国温室气体排放逾100亿吨，约占全球四分之一3，总量全球第一。其中能源、工业排放比重高，在保障经济稳步发展的前提下实现双碳目标，挑战严峻。中国以政策、金融和技术为支撑，从能源系统转型优化、工业系统转型升级、交通系统清洁化发展、建筑系统能效提升、负碳技术开发利用等方面开展碳中和行动。 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展6来源：德勤研究，政府文件及公开资料图4：中国系统性支持碳中和举措1. 能源系统转型优化2020年中国煤炭消费占一次能源消费的比重为57%，单位能源消费碳强度高于世界平均水平30%11，电力/热力行业煤炭依赖度高，碳排放占全国总量约二分之一。推动能源供给、消费、技术和体制革命，加强全方面国际合作，构建清洁安全高效的能源体系，建设以新能源为主体的新型电力系统是中国能源系统发展的主要方向。2. 工业系统转型升级中国单位GDP能耗是世界平均水平近1.5倍3，高能耗的工业制造业比重偏高，工业制造业碳排量仅次于电力/热力行业12。中国以碳强度控制为主、碳排放总量控制为辅，控制钢铁等高耗能产业扩张，淘汰落后产能，促进节能环保产业发展，加深工业互联网等新技术应用，建设绿色制造体系，推进工业制造业产业结构调整升级。3. 交通系统清洁化发展新能源汽车在中国高速发展，保有量全球领先，并计划到2035年实现纯电动汽车成为新车销售主流。推进新能源汽车产业发展，铁路电气化、水运液化天然气应用，优化调整运输结构，形成铁路、水运替代道路运输为主的货运中长距离运输格局助力交通系统绿色发展。此外，交通、能源与信息通信融合加深将加速交通系统减排。4. 建筑系统能效提升2015-2019年期间，中国累计建设节能建筑超198亿平方米，占城镇既有建筑面积比例56%10。该比例计划至2022年提升到70%。2021年新版《绿色债券支持项目目录》将绿色建筑、建筑节能等领域纳入支持范围；光伏屋顶、生物质供能等建筑供能改造，供暖、炊事电气化等措施进一步推广，助力全面提升建筑能效。5. 负碳技术开发利用中国CCUS技术目前整体处于工业示范阶段，煤炭、电力、化工等行业已经开展CCUS试点。伴随技术成本下降，应用规模扩大，未来将基本可以满足碳中和目标下6-21亿吨捕集量的需求13。同时，中国积极推进生态碳汇建设，森林面积30年保持增长，湿地、海洋等固碳作用日益受到重视。6. 政策、金融与技术支撑中国绿色金融体系建设自2016年后稳步发展，绿色债券发行量、绿色信贷存量全球领先。自双碳目标公布后，碳质押、碳回购等碳融资探索加速，中国碳市场2021年正式上线交易，发电行业成为首个纳入全国碳市场的行业，覆盖约45亿吨二氧化碳排放量，是全球规模最大的碳市场。碳市场的覆盖范围将逐步扩大到其他重点行业，通过发挥价格信号 的引导作用，鼓励企业开展节能减排。2021年下旬，中国发改委和国家能源局联合成立碳排放统计核算工作组，加快建立统一的碳排放统计核算体系，提升各地区、各行业碳排信息标准的一致性，为制定减排政策和各类主体采取减排行动提供依据。此外，中国已将数字化转型上升为国家战略，数字技术与实体经济正加深融合，智能电网、智能制造、智慧建筑、智能交通、智慧城市等发展助力构建绿色经济。 全球能源转型及零碳发展白皮书 | 第一章 气候变化、能源转型与零碳发展7第三节 全球能源转型一、对能源转型的理解能源转型是实现碳中和的关键因素。全球一半以上的温室气体排放来自能源行业，因此，能源行业是各国最为重视的减排领域，面临的减排任务艰巨。国际能源署发布的《2020能源技术展望》报告中显示，要实现全球经济与气候可持续发展，全球二氧化碳排放需在本世纪中叶前后实现净零排放，全球能源生产和消费模式需发生深刻变革14。能源转型主要包括两个方面内容 。一是实现能源结构调整，由化石能源向可再生能源转型，从能源生产、输送、转换和存储全面进行改造或者调整，形成新的能源体系，全面提升可再生能源利用率；二是加大电能替代及电气化改造力度，推行终端用能领域多能协同和能源综合梯级利用，推动各行业节能减排，提升能效水平。二、影响全球能源转型的因素未来能源格局将面临五类关键影响因素：1. 社会包括绿色发展和消费理念宣贯，社会公众对能源转型的理解及行动，消费者行为向绿色消费的转变程度，能源转型相关人才的储备； 2. 经济包括能源产业政策，能源投融资成本，能源资产组合，能源市场体系，能源价格及碳价格，碳资产及碳税；3. 政治包括能源安全及相关保障，各地地缘政治格局，全球关系，以及发展中国家向可再生能源的发展速度及程度；4. 环境包括温室气体排放水平，气候变化影响，生态环境保护程度，公众及决策者在气候变化方面的应对举措；5. 技术包括新能源开发与利用技术，化石能源清洁高效利用技术，节能减排技术，负碳技术，能源数字化转型技术。三、全球能源转型总体思路全球能源需求量与日俱增及气候变化影响日益加剧，给能源市场带来巨大压力，故需在全球加快开展能源转型的相关行动。基于对全球能源转型五类关键影响因素分析，我们将全球能源转型总体思路总结如下：1. 发展清洁能源根据国际可再生能源署（IRENA）数据统计，从2012年开始，全球每年清洁能源新增装机容量已经超过了各类化石能源新增装机容量的总和；2020年，全球新增清洁能源装机容量，已经是其他来源的四倍多15，但清洁能源总装机占比仍低于化石能源；全球范围内要实现能源转型，应继续推进清洁能源大规模开发利用，并不断降低清洁能源开发利用成本。2. 重视能源安全重视能源安全，包括国家能源供给安全和能源系统自身的安全。各国结合自身的资源禀赋推动传统化石能源向可再生能源转型，为能源自给和能源安全创造有利条件；可再生能源的间隙性、波动性、随机性等特点对能源网络运行、调度和控制提出更高要求，需建立源网荷...