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浅析能源效率指标2018:重点

2018-12-17 11:01
ERR能研微讯
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能源使用和效率:国际能源机构成员国关键发展趋势

能源效率是“第一燃料”:它是能源有效转化的关键,也是各国都拥有的丰富的能源资源。强有效的能源效率政策对于实现关键能源政策目标,获取能源效率“多重利益”(IEA,2014a)方面都至关重要:如减少能源账单,应对气候变化和空气污染,提高能源安全,增加能源获取。尽管如此,全球能源政策覆盖范围只有32%,仍有许多领域未触及,这些领域都可以规模扩大(IEA,2018,图1)。可靠的能源终端用途数据和指标反映了能源需求的驱动因素,是显示和监测能源效率政策有效性的关键。

图1 全球能源政策覆盖下的用能比例

能源效率指标2018:重点

资料来源:国际能源机构(IEA)2018年能源效率

本报告借鉴了以往版本的《能源效率指标-重点》,并对相关数据进行更新。国际能源机构收集了其成员国自2009年以来数据,基于这些数据,本文给出了能源使用的历史趋势,并给出各部门终端能源消耗的概貌。

全球能源消耗与经济发展呈现脱钩趋势

全球范围内能源消耗与经济发展已经脱钩。1990年至2016年间,全球国内生产总值(GDP)增长了一倍多,而一次能源供应总量(TPES)只增长了57%(图2)。

图2全球GDP和初级能源供应总量(TPES)趋势对比(1990=100)

能源效率指标2018:重点

每生产一单位GDP所消耗的能源总量,也称为经济的能源强度(TPES/GDP)。1990-2016年间全球范围内的经济能源强度下降了34%,但各区域之间存在很大差异(图3)。非经合组织的这种下降更为显著,例如,中国的经济能源强度下降超过一半(70%)。

图3 1990~2016年能源经济强度变化

能源效率指标2018:重点

资料来源:IEA,2018世界能源平衡数据库;GDP基于2010美元的购买力。

能源强度是能源效益指标吗?

经济能源强度通常用作衡量一个国家的能源效率——主要因为,总体而言,能源强度是能源供给服务端为测量所需提供的能源总量时采用的指标,而且这个指标在评估和比较各国用能时相对容易获得。

然而,能源强度相对较低的国家不一定具有高的能源效率。例如,气候温和的、以服务业为主的小国与气候寒冷的、以工业为基础的大国相比,即使后者更有效地使用能源,能源强度也会较高。同样,能源强度下降的趋势也不一定是由效率提升造成的,其他因素也对能源强度水平和发展趋势产生影响,这些因素包括:经济结构(高耗能产业的比例);地理特征(例如,较长的距离意味着对运输部门的更高需求);总体气候和天气条件(用于供暖或制冷的用能需求不同)以及汇率(IEA,2014)。

这就是为什么详细分析、研究能源使用发展趋势的驱动因素尤为重要。

IEA成员国能源终端用途与效率变化趋势

不同终端部门的能源使用和CO2排放:在IEA成员国中,2016年运输部门的终端能耗占总体耗能的36%,是所占比例最高的,其次是制造部门(23%)和居民用户(20%)(图4)。

图4 IEA成员国2016年各部门终端用能所占比例

能源效率指标2018:重点

仅客车的能源消耗就比整个居民用户消耗更高,再加上货运车辆,运输部门耗能产生的排放,几乎占了总终端用能排放的CO2总量的三分之一(图5)。美国、加拿大和澳大利亚一样,运输部门也是耗能最大的部门,这在很大程度上是因为这三个国家人均旅行距离较长、使用车型较大,所欲运输部门在总体耗能中处于最高地位。

图5 不同用能终端二氧化碳排放最高的十大部门

能源效率指标2018:重点

*客车包括汽车、运动型多功能车和个人卡车;其他指除前十个部门以外剩余部分。

在各国总耗能中,日本和韩国占比例最大的是主要由有色金属和化工产品构成的制造部门,欧洲国家则是居民用户占比最高,主要用于空间供暖和电器用能。

从排放角度看,几乎所有IEA成员国中,居民供暖和家用电器的排放量都比制造部门的任何次级行业排放量大(图5);在捷克共和国这样的国家中,住宅供暖是最大的终端排放部门。

居民用户:IEA成员国居民用户的能源消耗中,近一半用于住宅采暖(图6),其中欧洲国家(匈牙利75%,英国71%)所占比例最高,亚洲和大洋洲(日本26%,新西兰30%)所占比例最低。

随着IEA成员国的建筑物隔热性能提高、旧建筑物翻新以及供暖设备改进,空间供暖的能源效率已经提高。住宅采暖耗能强度——单位面积取暖消耗的能源——的变化反映了这种变化趋势。自2000年以来,葡萄牙、德国和爱尔兰的大部分地区的住宅采暖耗能强度降幅都超过35%。

气候温暖的国家这方面的降幅空间较低,因为这些国家保持舒适室温所需的平均能源较少。

图6 2016年底IEA居民用户能源消耗结构

能源效率指标2018:重点

图7 不同国家居民单层单位面积采暖耗能强度

能源效率指标2018:重点

工业和服务业:在IEA成员国中,制造部门中耗能最大的次级行业是黑色金属业和化学品行业(各占21%),其次是造纸和印刷业(13%)以及食品和烟草业(10%)。价值增长最大的是机械行业(37%),其次是运输设备(15%)和化工行业(14%)。

图8 2016年IEA成员国制造业能源消耗结构

能源效率指标2018:重点

图9 IEA成员国2016年制造业价值增长构成

能源效率指标2018:重点

制造部门内各行业能源消耗强度(每单位价值增长所需能源消耗)差别很大(图10)。其中,基础金属和非金属矿物是能源消耗强度最高的行业,而机械行业是能源消耗强度最低的行业。服务部门的能源消耗强度低于制造部门下所有行业的能源消耗强度。

图10 IEA成员国2016年强制造业和服务业能源消耗强度

能源效率指标2018:重点

一个国家的制造部门能耗强度取决于制造部门内各行业的所占比例。例如,芬兰等国制造部门的能源消耗强度非常高(图11),这是因为能耗强度非常高的造纸和印刷业在芬兰2016年制造业总能耗中占了大约57%。

图11 各国2000年至2016年制造业能耗强度

能源效率指标2018:重点

总体而言,大多数IEA成员国制造部门的能耗强度都随着时间的推移而下降。例如,2000-2016年间,由于化工行业和基本金属行业的能源效率提高,同时,机械等能耗强度相对较低的行业比重增加,美国制造部门的能耗强度下降了40%。

正如经济结构从制造业向服务业转变会影响总体能耗强度一样,随着时间推移,制造部门内部不同行业之间比例的变化,也显著影响着制造部门的总体能耗强度。因此,在分析能源效率时,识别和消除结构变化带来的影响至关重要。

交通运输部门:IEA成员国的交通运输方面的能源消耗以公路车辆耗能为主(89%),客车和公路货运耗能合计约占总耗能的86%,航运占7%,水运和铁路运输占4%左右(图12)。

图12 IEA成员国2016的交通运输能耗构成

能源效率指标2018:重点

*客车包括汽车、运动型多功能车和个人卡车

虽然柴油在客车能耗的比例从2000年的8%增加到2016年的15%,但在IEA各成员国中,汽油仍然是客车最主要的燃料。所有国家的公路货运主要能源都是柴油(图13)。

旅客运输能耗强度(每位乘客每公里消耗的能量)表示一位乘客移动一公里距离所需要消耗的能量。这个强度水平因国家而异,主要取决于出行方式(例如公路、航空、水运、铁路)、车辆类型(例如小轿车、公交车等)和平均利用率(每辆车的乘客数量),在许多国家,平均利用率在降低。

图13 公路运输能耗

能源效率指标2018:重点

*客车包括小轿车、运动型多功能车和个人卡车。

在美国这样的国家,客运的能耗强度特别高。这是因为美国出行使用客车(大部分是运动型多功能车、SUV)和国内航班的比例更高,而这种出行方式比使用公共汽车和火车的能耗强度更高。相反,在法国这样的国家,铁路运输相当普遍(图14)。

图14 2000年至2016年各国旅客运输能耗强度

能源效率指标2018:重点

大多数国家由于运输方式的改变和客车能耗效率的提高,旅客运输能耗强度一直在下降,例如瑞士的旅客运输能耗强度从2000到2016年下降了17%。然而,由于车辆占用率较低,改善带来的效果部分被抵消。

跨部门能源效率趋势:全球范围内,能源效率带来的影响正被所有部门的经济活动水平提高所掩盖,经济活动方式的变化意味着全球能源需求将继续增加。

然而,国际能源机构对数据进行分解并进一步分析,图11就显示了自2000年以来,所有部门因能源效率提高及经济活动变化带来的能源消耗减少,如何抵消了因经济活动增长和消费模式变化带来的能效消耗增长(图15)。

图15 IEA最终能源消耗的驱动因素

能源效率指标2018:重点

来源:IEA(2018)能源效率2018;能源效率指标数据库,2018

在IEA国家,多重因素正在推动能源使用的增长。在居民用能领域,人口增长、建筑面积和电器拥有量的增加,推动了能源使用量增长3%。类似地,低效率的运输模式,包括转向更耗能的运输模式,如使用SUV等大型客车,引起的能源消耗增长超过2%。

与人口增长、长途旅行、旅客和载货运输以及经济产值有关的耗能活动增加,造成国际能源机构成员国的能源需求增加了17%。

这些因素带来的能源消耗增长主要被经济结构变化所抵消,特别是经济活动从能源密集的制造业向非密集型制造业和服务业的转移。因经济结构变化引起的用能节约抵消了约25%的因活动增加带来的影响。

能源效率的提高是IEA成员国能源使用总量下降的最大驱动因素。对于国际能源机构成员国而言,能源效率的提高,对保持最终能源消耗总量(TFC)与2000年的水平相当至关重要。如果没有用能效率的提高,IEA成员国的TFC将增加16%(图16)。

图16 IEA节能效率估算

能源效率指标2018:重点

资料来源:引自IEA(2018)能源效率2018,基于IEA能源效率指标数据库,2018

自2000年以来,国际能源机构由于效率提高而节省的能源估计在2017年达到约21EJ,相当于德国、法国和英国的最终能耗总和。

运输部门能源效率的提高较慢,由于很少有IEA成员采用卡车燃油经济性标准(IEA,018)货这在物运输方面尤为突出。

翻译:ERR能研微讯团队

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