一、能源結構及能源強度現(xiàn)狀
1、能源結構：以煤為主、多樣化發(fā)展，受自給率約束
一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未經(jīng)加工轉換的能量資源(與由一次能源加工轉換而成的二次能源相對應)，可分為化石能源和低碳能源兩大類，具體包括石油、天然氣、煤炭、核電、水電、可再生能源1(光伏、風電、生物質能等)。
橫向對比2018年中國、美國、日本、歐盟和全球平均的一次能源結構，可見：(1)從化石能源的合計份額來看，中國與全球平均水平相當(為85%)，美國略低(為84%)，日本較高(為88%)，歐盟較低(僅為75%)。
(2)化石能源具體包括石油、天然氣、煤炭，由于我國的資源稟賦一直是“富煤缺油少氣”，因此我國化石能源大幅偏重于煤炭，直到2018年煤炭在我國一次能源中的占比仍然高達58%，而石油和天然氣僅分別占20%和7%。從全球平均水平來看，石油、天然氣、煤炭的占比更加均衡，分別為34%、24%、27%;美國、歐盟的化石能源都更加依賴于石油和天然氣，而煤炭占比僅分別為14%、13%。
(3)低碳能源包括核電、水電、可再生能源，中國的低碳能源以水電為主，水電份額(為8%)高于美、日、歐的水平(分別為3%、4%、5%);但中國的核能份額僅為2%，大幅低于美國、歐盟(分別為8%、11%)，日本在福島核事故后核電份額大幅下降，目前也僅為2%;可再生能源方面，歐盟和日本的份額較高(分別為9%、6%)，美國為5%，中國和全球平均水平一致(均為4%)。
2018年各國一次能源需求結構對比
數(shù)據(jù)來源：公開資料整理
智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國生物質能源行業(yè)市場專項調研及投資前景分析報告》數(shù)據(jù)顯示：從1965-2018年一次能源結構的變化來看，我國在能源結構的多樣性方面已經(jīng)取得一定改善，尤其是2010年以來化石能源的份額從92%下降到85%，其中煤炭份額更是從70%下降到58%。政策方面，2017年1月印發(fā)的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和2017年4月印發(fā)的《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》中，對能源消費總量、能源結構、單位能耗、能源自給率等方面均提出了發(fā)展目標，其中要求到2020年煤炭消費占比降至58%以下、非化石能源占比達到15%，這一目標已經(jīng)提前完成。
能源領域相關政策目標
數(shù)據(jù)來源：公開資料整理
從全球一次能源結構歷史變化來看，能源結構也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢，其中低碳能源的份額逐漸上升(尤其是風電、光伏等可再生能源份額上升)，而化石能源當中的天然氣份額也呈現(xiàn)上升趨勢。
主要國家和地區(qū)當中，美國自頁巖油(氣)革命后，成為石油輸出國家之一，能源消費結構中的油氣份額也繼續(xù)增加，煤炭份額近年來快速下降。日本則由于福島核事故導致能源結構發(fā)生重大改變，核能份額大幅下降，而化石能源份額逆向增加，煤炭份額也因此出現(xiàn)回升。歐盟的能源結構多樣化程度則更加領先，非化石能源份額已經(jīng)達到四分之一。
從美國、日本、歐盟等國家地區(qū)能源結構的歷史變化可以看出，能源結構呈現(xiàn)多樣化的趨勢，同時資源稟賦因技術進步可能出現(xiàn)變化、核事故等特殊事件的發(fā)生，也會造成能源結構發(fā)展的不確定性。
值得關注的是，我國在《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》等政策中也提出了能源自給率的目標，要求到2020年能源自給率保持在80%以上。我國的能源自給率自2000年下降至100%以下并繼續(xù)快速下降，到2016年已經(jīng)下降到79.8%，因此能源自給率成為能源結構變化的重要約束條件。考慮到近年來國際形勢的復雜性增加，能源安全的重要性也隨之上升。若煤炭在化石能源中的比例快速下降將導致能源自給率的進一步下降，進而影響到能源安全。因此，我們認為煤炭份額的下降速度可能放緩，需要依賴于核能、光伏、風電等非化石能源份額的逐步提升。
2、能源強度：持續(xù)下降但仍然偏高
隨著經(jīng)濟快速增長，我國一次能源消費總量也持續(xù)增加，對比一次能源消費總量增速和GDP增速可見，大多數(shù)年份的能源消費增速低于GDP增速，因此我國單位GDP能耗(能源強度)呈下降趨勢。
根據(jù)國家統(tǒng)計局口徑的數(shù)據(jù)，我國單位GDP能耗自2015年的0.662噸標煤/萬元下降至2018年的0.570噸標煤/萬元，降幅已達到13.85%。政策目標是到2020年，單位GDP能耗較2015年下降15%，而前三年我國單位能耗下降目標的完成進度已經(jīng)超過90%。
中國單位GDP能耗呈下降趨勢
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我國能源強度的下降主要由兩方面的因素驅動：(1)經(jīng)濟結構轉變，主要體現(xiàn)為二產(chǎn)占比下降、三產(chǎn)占比提高。國際能源署的《世界能源展望中國特別報告》中提到，中國服務行業(yè)每個增量的單位能耗比工業(yè)低13倍。對比2000年和2017年的GDP構成和能源消費總量構成可見，2000-2017年三產(chǎn)占比自39.8%提高到51.9%，增加了12.1pct;同時，三產(chǎn)耗能占比由14.2%增加至17.6%，僅僅增加了3.4pct。
(2)能效管理改善，尤其是高能耗行業(yè)的能耗下降。《世界能源展望中國特別報告》中提到，2000-2016年中國服務業(yè)的能源強度下降了27%，而工業(yè)則下降了31%。根據(jù)發(fā)改委2016年12月印發(fā)的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》，到2020年我國單位工業(yè)增加值能耗下降18%，各主要工業(yè)行業(yè)的能耗都將會有不同程度的下降。
我國主要工業(yè)行業(yè)“十三五”能耗目標
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橫向對比各國2017年的能源強度，我國較世界平均水平仍有差距。若采用匯率法，我國能源強度是世界平均水平的1.8倍，分別是美國的2.5倍、歐盟的3.3倍、日本的4.3倍，差距很大。若采用購買力平價法，我國的能源強度也是世界平均和美國的1.3倍，是歐盟和日本的1.7倍。因此，我國的能源強度還有充分的下降空間，預計將在經(jīng)濟結構繼續(xù)調整、能效管理繼續(xù)優(yōu)化的驅動下，長期持續(xù)下降。從美國經(jīng)驗來看，隨著三產(chǎn)占比的提升、主要產(chǎn)業(yè)能耗的下降，單位GDP能耗也呈現(xiàn)出長期下降的趨勢，且近年來的年均下降速度并未放緩。
美國能源強度及年均降幅(單位：toe/thousand2010USD)
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而美國在煤炭消費量步入下行周期后，雖然其出口煤價隨國際煤價而波動，但國內電廠煤價基本保持穩(wěn)定。
美國煤炭消費量及煤價
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3、終端用能結構：集中于工業(yè)，電力占比逐漸增加
以2018年美國能流圖為例，各類一次能源一部分直接進入終端部門消費，另一部分則用于發(fā)電，接著經(jīng)由電力的形式進入終端部門消費(與此同時產(chǎn)生能量耗損)。我們在此所探討的終端用能結構(TFC)，指的是終端部門(即工業(yè)、運輸、居民、商業(yè)等)間的能源消費結構，以及進入終端消費的能源種類構成(包括電力)。
美國能流圖(2018年)
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對比各國終端用能的部門構成，中國的能源消費大幅集中于工業(yè)，雖然工業(yè)耗能呈現(xiàn)出下降的趨勢，但仍然高于世界平均水平，也大幅高于美國、日本、歐盟等地。
此外，在終端消費的能源種類中，一次能源直接消費的比例有所下降，而通過電力進入終端消費的能源占比則從1990年的5.9%持續(xù)上升到2017年的23.9%。因此，終端能源消費的種類構成趨勢一方面是電力替代一次能源直接消費，另一方面發(fā)電的燃料結構也在多元化。
二、我國能源結構優(yōu)化研究展望
近年來在我國能源結構優(yōu)化方面已經(jīng)開展了大量的研究工作，成果主要集中在我國能源結構特點及問題、能源結構影響因素、能源結構優(yōu)化模型及建議對策等方面，但在能源結構優(yōu)化路徑及能源結構優(yōu)化效果評價方面研究較少，建議未來一段時間對以下幾個方面內容加強研究:
1)能源結構轉型路徑優(yōu)化研究。能源結構轉型是一個漫長而又龐大的系統(tǒng)工程，能源結構轉型的可能方式方法也很多，部分學者對美、德典型的能源結構轉型路徑作了分析比較，以期從中汲取經(jīng)驗教訓。但中國與兩國有著不同的社會制度、處于不同的發(fā)展階段、能源稟賦特征也不同。因此，結合我國以煤為主的能源結構現(xiàn)狀，開展我國能源結構轉型路徑優(yōu)化的研究已勢在必行，旨在為我國能源行業(yè)發(fā)展提供借鑒和參考，為我國能源結構轉型升級指明方向。
2)能源結構評價體系研究。許多專家學者從多個角度對我國能源結構的不合理性進行分析，但僅限于定性的探討，缺乏定量的科學評價。構建一套完整的能源結構評價指標體系，對我國能源結構現(xiàn)狀及優(yōu)化效果進行評價，對不同地區(qū)的能源結構進行水平比較，對能源優(yōu)化對策作出定量評估，對我國能源結構轉型升級具有重大指導意義。
3)區(qū)域經(jīng)濟能源結構研究?，F(xiàn)有能源結構問題的研究主要基于國家層面提出，而我國工業(yè)化和城市化程度存在較大差異，且能源品種分布不均，考慮區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，省級區(qū)域層面的能源結構研究相對較少。
4)基于碳交易的能源結構優(yōu)化研究。巴黎協(xié)定以來，關于低碳經(jīng)濟、碳約束下能源結構優(yōu)化的研究越來越多。2018年，全國碳排放權交易市場正式啟動，這是促進節(jié)節(jié)能減排、增強競爭力的制度機遇，也是一個能源結構綠色轉型的大好機遇。碳稅政策優(yōu)化我國能源產(chǎn)業(yè)結構問題研究對于促進能源結構優(yōu)化，加速可再生能源替代具有重大理論意義。
三、中國能源展望(至2040)
1、IEA新政策情景的假設與能源展望結果
國際能源署在進行世界能源展望時，對各國的經(jīng)濟增速、經(jīng)濟結構等進行一系列假設，并給出了直至2040年三種情景下的能源展望結果，其中新政策情景為其核心預測情景(新政策情景同時考慮當前已執(zhí)行政策以及宣布推出的新政策)，其主要經(jīng)濟假設如下：
IEA世界能源展望中關于中國及OECD國家經(jīng)濟增速的假設
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根據(jù)IEA新政策情景下的展望結果，我國一次能源需求總量在2040年之前持續(xù)增長，增速逐漸放緩;煤炭需求持續(xù)負增長，但降幅較?。?020-2025年、2025-2030年、2030-2035年、2035-2040年期間的年均降幅僅分別為-0.2%、-0.4%、-0.8%、-1.1%。至2040年，我國煤炭需求總量仍然基本穩(wěn)定，煤炭在我國能源結構中的主要地位并不改變。
新政策情景下中國一次能源需求總量增速及煤炭需求增速
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新政策情景下中國終端用能結構展望
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2、IEA新政策情景下的電力展望
根據(jù)IEA新政策情景下的展望結果，到2040年我國終端能源消費的種類構成中，電能占比持續(xù)上升，成為最主要的來源，電力在能源消費中的主導地位加強，也因此用電需求好于用能需求。
在新政策情景和當前政策情景下，即便考慮發(fā)電結構的調整，煤電直到2030年之前都維持正增長，到2030年后才逐漸下滑，因此電煤需求略好于煤炭整體需求。由于我國目前的燃煤電廠普遍建成年限較短、效率較高，因此存量的燃煤電廠基本可鎖定2030年之前的電煤需求，但新增裝機中的可再生能源比例明顯增加。
電力在終端能源消費中的占比將繼續(xù)提高
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IEA三種情景下的發(fā)電量展望
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IEA同時也展望了各類發(fā)電技術的成本對比，認為：(1)太陽能發(fā)電在2020年左右比新建和現(xiàn)役燃氣發(fā)電都便宜，在2030年比新建燃煤發(fā)電和陸上風電便宜。到2040年，太陽能發(fā)電成本也將低于在運燃煤電廠的成本，成為中國最便宜的發(fā)電方式。(2)陸上風電現(xiàn)在已經(jīng)比燃氣發(fā)電廠有成本優(yōu)勢;到2035年其平均成本將低于新建燃煤電廠的成本;到2040年將接近在運燃煤電廠的成本。值得注意的是，這一展望考慮了二氧化碳成本的逐漸上升，若二氧化碳的成本低于情景假設值，則新能源發(fā)電形成成本優(yōu)勢的時間或將延后。
3、其他情景下的能源展望對比
IEA對未來我國的能源發(fā)展路徑同時給出了三種情景，不同情景下假設的經(jīng)濟增速、人口增速等宏觀變量是一致的，區(qū)別在于：(1)當前政策情景：只考慮當前已執(zhí)行的政策，并作為新政策影響的評估基準;(2)新政策情景(即核心預測情景)：同時考慮當前已執(zhí)行政策以及宣布推出的新政策;(3)可持續(xù)發(fā)展情景：達到聯(lián)合國《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》中與能源相關目標措施下的情景。
IEA不同情景下的一次能源消費總量及煤炭需求量展望對比
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與IEA相似的是，BP也提供了四種情景下的中國能源展望，包括漸進轉型情景、更多能源情景、逆全球化情景、快速轉型情景，其中核心預測情景是漸進轉型情景。
對比BP的漸進轉型情景與IEA的新政策情景可見，IEA對于能源轉型的進度預期要弱于BP。對于未來煤炭需求增速，IEA預計2016-2040年CAGR為-0.57%，而BP預計2017-2040年CAGR為-1.3%;對應2040年能源結構中的煤炭占比，IEA的預測為45%，而BP預測僅為35%。
事實上，截至目前，我國一次能源消費增速和煤炭消費增速都是高于IEA和BP核心預測情景的。2018年，我國一次能源消費量增速高達4.3%，較2007-2017年的復合年均增速(為3.9%)繼續(xù)上升;2018年的能源強度僅僅下降了2.2%，低于2007-2017年的年均降幅(4%)。對于煤炭而言，2018年的煤炭消費增長0.9%(BP口徑)，繼續(xù)正增長。同時，目前水泥和粗鋼產(chǎn)量的下降較預測出現(xiàn)延遲。
IEA新政策情景與BP漸進轉型情景的各類能源需求增速對比
數(shù)據(jù)來源：公開資料整
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