概述

由于人口和收入增长以及越来越多的终端用途电气化，全球电力需求在未来几十年将迅速增长。

为了对全球电力行业的政策制定、投资决策等有更深刻的认识，国际能源署对电力行业的发展进行了分析、预测和探讨，并设定了三种分析场景，分别是净零排放情景（这是一种规范性的情景设定，旨在实现特定的结果）、已宣布承诺情景和既定政策情景（这两种是探索性的情景，根据已有的政策和目标等设定起始条件，基于能源系统的模型表示，包括市场动态和技术进步等因素，来观察未来的发展趋势）。这三种情景为政策制定者和行业从业者提供不同的未来可能性，以便比较和分析产生不同结果的因素和行动。

到2050年，在既定政策情景中，全球电力需求较当前水平增长80%以上，在已宣布承诺场景增长120%，在净零排放场景中更是增长150%。新增电力需求主要通过低排放的发电来源来供给，例如可再生能源、核能、配有碳捕获装置的化石燃料来源、氢气和氨气，且在每种场景下都提高了它们在电力供应中的份额。未减排化石燃料发电的份额正急剧下降，从2022年到2050年，化石燃料发电机组总发电量在既定政策情景中下降超过三分之一，在已宣布承诺情景中下降四分之三，在净零排放情景中几乎下降100%。

电力需求

到2050年，全球电力需求增长主要是由新兴市场和发展中经济体驱动，在既定政策情景、已宣布承诺情景和净零排放情景中，这两个经济体的电力需求合计约占全球电力总需求量的四分之三。如今，中国是全球最大的电力消费国，在所有场景下，到2050年，中国电力需求平均每年增长2%以上，这意味着到2050年，中国的用电量是其他任何国家的两倍或更多。印度每年电力需求增长约5%，在所有情景下，到2050年其电力消费总量仅次于中国和美国。其他新兴市场和发展中经济体也因人口增长、经济发展和收入增加而出现强劲的电力需求增长。发达经济体总体的电力需求增速较低，在既定政策情景中的电力需求增速每年为1.4%，在净零排放情景中为2.4%。

在三种情景下，全球电力需求在所有行业都有所增长。到2050年，建筑行业仍然是既定政策情景和已宣布承诺情景中最大的电力消费行业，这是因为对电器、空间制冷和供暖以及水加热的需求持续增长，然而在净零排放情景下能源效率的提高抑制了其增长。在既定政策情景和已宣布承诺情景中，工业行业仍然是第二大电力用户，电动机占其电力需求的很大一部分，但在净零排放情景中工业行业成为最大用户。在既定政策情景下，到2050年，电动汽车用电量约占电力总需求增量的15%，在已宣布承诺情景和净零排放情景下，电动汽车用电量对电力总需求增量的贡献比例更高，因为在这些情景下电动汽车销售增长更快，并成为电力需求增长的关键驱动因素。在既定政策情景下，通过电解生产氢气的应用仍然有限，但在已宣布承诺情景中有很大幅度增长，在净零排放情景中更是如此。

电力供应

全球在应对当前能源危机时不仅强调解决能源安全问题，同时加速向清洁能源转型，特别是在电力行业。近期，包括中国、欧盟、印度、日本和美国在内的一些国家和地区出台的政策促进了可再生能源在主要市场的开发。主要市场的核电开发前景也有所改善，包括日本、韩国和美国在内的一些国家支持延长现有核反应堆的寿命，同时，加拿大、中国、英国、美国和几个欧盟成员国支持建设新的核反应堆。对于天然气在电力行业的使用，各国最近的政策发展各有不同：欧盟、韩国和日本正在努力减少天然气需求和对进口的依赖，而中国认为天然气将继续在发电方面发挥积极作用。虽然当前的全球能源危机导致燃煤发电量暂时上升，但那些计划逐步淘汰燃煤发电的国家仍会信守承诺，将继续淘汰燃煤发电机组。

在所有三种情景中，低碳排放来源的发电量都快速增长，从2022年到2050年，其总产量在既定政策情景下增长四倍，在已宣布承诺情景下增长到当前水平的5.5倍，在净零排放情景下增长七倍。因此，全球低排放能源发电的份额从2022年的39%，到2050年在既定政策情景下上升到约80%，在已宣布承诺情景下超过90%，在净零排放情景下接近100%。由此使得发达经济体、新兴市场和发展中经济体都能够减少对化石燃料的依赖。

可再生能源

2022年，可再生能源发电量占全球发电量的30%，到2030年，在既定政策情景中这一比例将逐步上升至近50%。水电是当今最大的低排放电力来源，占全球发电量的15%，但其每年的发电量差异很大，高昂的前期资金成本和有利地点开发的限制制约了水电能力的进一步增长。其他可再生能源如生物能源、地热、聚光太阳能和海洋能源也可以在发电中发挥一定作用，但太阳能光伏和风能是可再生能源快速实现能源供应脱碳的核心技术。在既定政策情景下，可再生能源装机容量到2030年增长2.4倍，在加速政策情景下增长2.7倍，在净零排放情景下增长三倍，其中近95%的增长来自太阳能光伏发电和风能发电。到2030年，太阳能光伏和风能发电量在全球总发电量中的份额将从12%上升到30%左右，这将使电力系统的灵活性成为电力安全的核心，并突显出加快许可和电网扩张的必要性。

核能

核能是当今世界第二大低排放电力来源，仅次于水电，但远远超过风能或太阳能光伏发电。在发达经济体中，核能是其低排放电力的最大来源。在日本福岛第一核电站事故后的十年里，政府对核电建设的部署放缓，但政策环境的变化正在为核能开发卷土重来创造机会。在既定政策情景下，全球核电装机容量从2022年的417GW增加到2050年的620GW，核电增长主要来自中国和其他新兴市场以及发展中经济体，而发达经济体则广泛延长现有核电机组使用寿命，并寻求建设新项目来抵消老旧核电机组的退役。在所有情景下，大型核反应堆仍然是核能的主要形式，但小型模块化反应堆的发展和各国对核能日益增长的兴趣提升了核能的长期发展潜力。到2050年，对核电开放的国家将通过延长老旧核电机组服役寿命和建设新的核电机组，使全球核电发电能力在已宣布承诺情景中提高到770GW，在净零排放情景中将远远超过900GW，此时全球核电能力将达到新的高度。

煤炭

煤炭仍是当今世界上最大的电力来源，占全球总发电量的36%，但在所有三种情景下，到2025年其地位将被可再生能源取代。到2030年，随着新的燃煤发电机组建设放缓，许多国家正在努力淘汰燃煤发电，燃煤发电机组的发电份额在既定政策情景中降至25%以下，在已宣布承诺情景中降至20%，在净零排放情景中降至15%。在既定政策情景中，中国的燃煤发电机组发电量将在2025年左右达到峰值，印度将在2030年后不久达到峰值。2030年以后，随着燃煤发电机组最大的用户，例如中国、印度、印度尼西亚和其他新兴市场及发展中经济体越来越多地寻找替代能源，未减排煤炭在发电中的使用将继续减少。

天然气

天然气在电力系统中的作用正在演变，并且因场景不同而有很大差异。如今，天然气发电机组提供了全球22%的电力以及灵活、可靠的供电服务，但在所有三种情景下，燃气发电都将在2030年前达到峰值。在既定政策场景中，其在总发电量中的份额到2030年将降至20%以下，到2050年接近10%，随着太阳能光伏发电和风能发电份额的增加，发达经济体的市场越来越依赖燃气发电机组的灵活性，而非通过扩大其规模进行发电。尽管2030年后中国和其他新兴市场及发展中经济体的燃气发电机组的发电绝对量会上升，但其在总发电量中的份额会逐渐下降。在净零排放情景中，发电方式转型发生得更快，导致天然气发电份额从2022年到2050年减少一半，到2050年在净零排放情景中的份额接近为零。

CCUS

配备碳捕集、利用与封存（CCUS）的燃煤和燃气发电厂以及混燃氢气和氨气的发电厂主要在2030年后贡献低排放电力。其在既定政策情景中取得的进展有限，但在已宣布承诺情景和在净零排放情景中进度加快。到2050年，在已宣布承诺情景中低排放方式的发电量将超过1500TWh，在净零排放情景中，这一数字将超过2100TWh，相当于当今全球风力发电总量。除了重新调整燃煤电厂用途以注重灵活性和提前淘汰燃煤电厂外，改造现有的燃煤电厂，使其同时燃烧氨，这使继续运营的同时减少碳排放成为可能。

电力行业二氧化碳排放

2022年，全球电力行业二氧化碳排放量接近150亿吨（包括电力和热能生产），约占所有能源相关二氧化碳排放量的40%。在所有情景下，电力行业的二氧化碳排放量将在近期达到峰值，然后开始下降。主要市场的天气状况将影响二氧化碳减排的精确时间，例如，干旱可能会降低水电机组发电量，并暂时增加化石燃料在发电中的使用。到2030年，在既定政策情景中，全球电力行业的二氧化碳排放量将逐步减少约15%，在已宣布承诺情景中减少30%，在净零排放情景中减少45%。在净零排放情景中，发达经济体电力行业二氧化碳排放总量预计在2050年降至净零，中国为2040年，全球为2045年之前。这将使得电力行业成为全球第一个实现净零排放的行业。

电力行业投资

在所有情景下，对电力行业的总投资都会增加，以满足电力需求的增长、支持清洁能源的转型并维护供电安全。目前，对太阳能光伏和风能建设的投资比电网投资更多，但随着电网投资需求的增加，以及太阳能光伏和风能建设的预计成本下降，未来的投资需求将得到缓和。电网投资是连接数百万新客户和新的可再生能源、加强输电和配电以及实现供电系统现代化和数字化的关键。由于其灵活性和其对电网稳定性的保障，电池储能吸引了越来越多的投资；而近年来已经较低的对未减排化石燃料发电厂的投资下降到最低水平，并且主要集中在燃气发电厂以提供灵活性服务。在既定政策情景中，全球电力行业的投资从2018-2022年的年平均1.0万亿美元上升到2030年的1.4万亿美元，并维持该水平直至 2050年。在已宣布承诺情景中，对电力行业的投资到2030年将增加到1.8万亿美元；在实现净零排放情景中，投资将进一步增加到2.2万亿美元。