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麦肯锡报告：2050年全球温升在1.8 °C到2.6 °C之间

传播 媒体 智库 中欧碳中和 2024年09月22日

能源需求的增加以及化石燃料在能源系统中的持续作用意味着排放量可能在2025-2035年间继续上升。排放量的上升将导致到2050年全球温度从可持续转型情景（最好情形）的大约1.8°C，到持续现有势头情景（中间情形）的大约2.2°C，再到缓慢转型情景（最坏情形）的大约2.6°C。

全球能源需求预计将持续增长至2050年

全球能源需求的增长速度快于预期，加上更加严峻的地缘政治格局，意味着需求增长的演变可能会出现快速且意想不到的变化。预计到2050年，全球能源需求将增长11%（在持续势头情景中）至18%（在缓慢转型情景中）。这种增长的大部分将来自新兴经济体，那里不断增长的人口和不断壮大的中产阶级将导致能源需求增加。制造业从发达经济体向新兴经济体的转移将进一步将能源需求转移到这些新兴经济体。新兴经济体的发展，特别是东盟国家、印度和中东地区的发展至关重要，因为根据情景的不同，这些地区预计将推动2050年能源需求增长的66%至95%。这种增长的相当一部分预计将来自东盟国家，该地区作为关键能源需求中心的地位进一步重塑全球能源贸易流动格局，并增加东南亚的地缘政治重要性。

在发达经济体以及中国，总体需求预计将在短期至中期内趋于平稳。然而，有几股力量可能在不同的地区影响需求轨迹。在美国，工业复苏将通过电气化推动需求增长，而在欧洲，持续的去工业化将导致该地区的需求下降。世界如何满足预期的能源需求增长是能源转型的关键问题。可再生能源(RES)和新化石燃料的建设都将需要确保通过供应满足需求，核能在2050年之后的年份可能会发挥更大的作用。

随着新需求中心的出现，电力消耗的增长预计将加速

全球电气化正在加速，在2023年至2050年之间，电力消耗在较慢的能源转型情景中也会增加一倍以上，在更快的情景中几乎增加两倍。与此相比，同期总能源消耗增长高达21%。预计到2050年，电力将成为各情景下最大的能源来源，消费来自传统部门（例如建筑物的电气化）以及更新的行业（如数据中心、电动汽车和绿氢）。

在新的需求中，最引人注目的是人工智能(AI)的兴起以及相关的数据中心热潮。AI对未来能源需求的影响可能会因其许多应用以及其他技术的增长轨迹而有很大差异。研究估计，云解决方案、加密货币和AI的兴起可能导致数据中心到2050年占全球电力需求的2500至4500太瓦时(TWh)（占总电力需求的5%至9%）。数据中心主要由电力供电（包括备用发电机），并且需求恒定，这创造了对天然气或其他稳定能源来源的更大需求，以平衡可再生能源(RES)的间歇性。在持续势头情景下，运输部门的电力消耗可能每年增长约10%，这是由于电动汽车(EV)渗透率的提高所驱动的。预计到2050年，电池电动汽车(BEVs)将占全球乘用车销售的大部分，而目前这一比例为13%。

预计可再生能源将构成未来电力组合的主体

低碳能源预计将增长，根据情景的不同，到2050年占全球发电量的65%至80%，而目前这一比例为32%。平准化能源成本(LCOE)已经较低的技术，如太阳能、风能和储能系统，预计将继续增长，而那些成本较高的技术——包括氢能和其他可持续燃料，以及碳捕获、利用和储存(CCUS)——由于缺乏足够的需求和政策支持，很难实现强劲增长。由于成本预测较高，与之前的估计相比，氢能到2050年的增长预测已下调了10%至25%。

为了满足预期的能源需求并提高基于RES的电力系统的可行性，利益相关者需要考虑如何构建一个完全运行且可靠的基于可再生能源的能源系统。在这里，新兴经济体有机会从头开始构建一个基于可再生能源的系统，以满足其不断增长的能源需求，可能会跳过发达经济体因为现有能源系统对可再生能源所施加的限制。

需要克服的可再生能源建设挑战，包括电力定价和稳定性

尽管RES现在更便宜，且占能源组合的比例比以往任何时候都大，但在一些RES案例的经济可行性方面还需要做更多的工作。影响高比例可再生能源能源系统的一个挑战是电力定价。RES的相对较低边际成本意味着在一天中的某些时候，电力价格趋向于零，甚至出现负定价。对于新的RES安装，这可能会影响商业回报，要求电力供应商降低风险。在一些情景中，包括那些具有最具成本效益的脱碳路径的情景，分析显示，如果没有监管干预，新的RES建设将没有可行的商业回报。

政策和法规可以在确保低碳稳定能源来源的建设可行方面发挥作用，从而为最终用户提供负担得起的电力。此外，BESS和其他长时储能(LDES)技术可能在满足远离电网的需求以及平衡基于可再生能源的系统方面发挥重要作用。

化石燃料需求预计将减少，但在所有情景中，化石燃料预计将继续满足不断增长的能源需求

尽管全球RES建设方面取得了进展，但在某些领域，能源转型的速度比预期的要慢，关键的转型杠杆尚未成熟、可扩展或具有成本效益。这一点，加上可再生能源建设面临的限制和不断增长的能源需求，意味着仅靠可再生能源目前预计无法在所有自下而上的情景中满足世界未来的能源需求。因此，包括石油、天然气和煤炭在内的化石燃料预计将继续在全球能源系统中发挥作用，尽管作用较小，到2050年满足全球能源需求的40%至60%（具体取决于情景），而2023年为78%。分析显示，未来十年内对化石燃料的投资和资本流动预计将继续，以确保全球能源供应能够跟上需求增长。

这意味着2030年的未来化石燃料需求是一个为期十年的平台期，而不是峰值，其持续时间因情景而异。缩短这一平台期的持续时间将取决于几个因素，包括加速经济的电气化，特别是在运输（电动汽车采用）和更快的工业热泵部署方面，以及在难以减排的部门（如重型运输和其他工业部门）中增强生物和合成燃料的采用，以及加速电力部门的RES建设。能源系统不是一个零和游戏——分析显示，化石燃料和RES将共同构成可预见的未来能源组合的一部分，化石燃料预计将满足RES由于建设缓慢而无法满足的需求，并为基于可再生能源的能源系统提供稳定容量。

需要进行重大的电网建设以实现电气化，输配电投资需要增长三倍

加速全球能源转型的步伐将需要克服影响低碳技术持续发展的几个瓶颈。全球能源系统脆弱、缺乏冗余且高度复杂，这意味着如果这些瓶颈未得到解决，可能会产生重大影响。随着电气化的继续，需要进行重大的电网建设。电气化需要专门建造且有弹性的电网，能够连接新的RES并支持双向流动——需要建设大量的基础设施。实现所需的电网建设可能在许多地区具有挑战性，导致电网拥堵，并阻止新的RES项目连接到电网。实现电气化所需的电网建设需要大量资本。输配电(T&D)投资到2050年需要增长大约三倍，以弥补投资不足并适应间歇性RES。这将导致电网成本在客户平均交付电力成本中的份额增加。需求管理可以帮助缓解交付电力成本的增加。尽管如此，随着电网用可再生能源的比例增加而脱碳，平均发电成本预计将下降，降低系统的电力成本。