全球能源系統(tǒng)將在接下來的數(shù)十年間經(jīng)歷快速發(fā)展和廣泛變革的過程，尤其是在發(fā)電，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和電力使用這三個(gè)方面。

該能源轉(zhuǎn)型展望模型的變化預(yù)測(cè)基于我們過去的理解和全球經(jīng)驗(yàn)。

10個(gè)展望區(qū)域的地區(qū)

在我們的展望預(yù)測(cè)期間會(huì)出現(xiàn)全球變革主題有：

終端能源需求增長放緩，—2030年將達(dá)到其峰值，約4700萬億焦/年，比2016年高出17%，到2050年會(huì)逐漸下降到4500萬億焦/年。這一趨勢(shì)是由于人口和生產(chǎn)力增長放緩，以及終端能源使用效率的提高(特別是在交通的電氣化方面)，以及由于熱效率相對(duì)較低，在化石燃料的能源組合中份額更少。

世界最終能源需求，按部門劃分

世界最終能源需求，按載體劃分

電力消費(fèi)增長加速—，從現(xiàn)在到2050年，其能源需求份額增加一倍以上達(dá)到45%。這是由于區(qū)域間和部門間的大規(guī)模電氣化所驅(qū)動(dòng)的能源需求，特別是電動(dòng)汽車。反過來，這也將帶來電力傳輸和配電系統(tǒng)的大規(guī)模擴(kuò)張。

全球一次能源供應(yīng)也將在二十一世紀(jì)三十年代初達(dá)到峰值—，并且不再受煤炭，石油和天然氣的支配。到2050年，能源供應(yīng)組合將在化石燃料和非化石燃料之間平均分配，將有更多可再生能源，石油和煤炭的數(shù)量將減少一半以上。

電力生產(chǎn)將由可再生能源主導(dǎo)—;包括光伏(PV)，陸上風(fēng)電，水電和海上風(fēng)電。這些可再生能源將占2050年全球電力生產(chǎn)的80%。其中大部分將是大規(guī)模的，即公用事業(yè)規(guī)模的光伏和海上風(fēng)電場(chǎng)。太陽能和風(fēng)能的不穩(wěn)定性需要通過多種附加選擇提供靈活性，包括存儲(chǔ)和需求方響應(yīng)等方面的提升。

世界發(fā)電量 按發(fā)電站類型劃分

世界電力裝機(jī)容量 按發(fā)電站類型劃分

全球能源系統(tǒng)的成本從運(yùn)營支出（主要是燃料）轉(zhuǎn)向資本支出—，盡管可再生能源具有高資本成本的特點(diǎn)以及電力網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模擴(kuò)張，但到2050年這一期間，總能源支出將大幅下降，只占據(jù)GDP的一小部分。

主要影響：

以上變革主題對(duì)能源價(jià)值鏈中的利益相關(guān)者、消費(fèi)者、政策制定者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)產(chǎn)生了若干重要影響。在此我們總結(jié)了其中一些內(nèi)容并會(huì)在本報(bào)告后面部分做更充分的討論。

涉及已有能源行業(yè)參與者的主要變化將會(huì)擴(kuò)散和深化

我們已經(jīng)看到石油巨頭的大量投資，例如電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)。他們中有些正在開始從“石油和天然氣”轉(zhuǎn)向“天然氣和石油”，最終到“能源”供應(yīng)商。在這個(gè)過程中，他們發(fā)現(xiàn)自己正在與現(xiàn)存的電力公司(電力網(wǎng)絡(luò)所有者和電力供應(yīng)商)競(jìng)爭，電力公司本身也在定義自己新的角色和尋求新的商業(yè)模式。這些趨勢(shì)將繼續(xù)下去。

值得注意的是，谷歌和亞馬遜等大型技術(shù)公司以及一些歷史悠久的工程公司正在開發(fā)新的商業(yè)模式，并考慮在能源供應(yīng)和使用方面的扮演新的角色。商業(yè)模式的變化可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品需求的顯著變化，從而導(dǎo)致能源需求的變化，因?yàn)橐恍┙?jīng)濟(jì)部門從所有者轉(zhuǎn)向服務(wù)“按使用付費(fèi)”模式。這其中主要的驅(qū)動(dòng)因素是：

—數(shù)字化提供的新可能性;

—大規(guī)模的能源需求電氣化;

—更大范圍的發(fā)電技術(shù)，主要是太陽能和風(fēng)能。他們有屋頂PV等不同規(guī)模。

傳統(tǒng)和新的電力系統(tǒng)架構(gòu)

具有可變性的可再生能源將成為影響市場(chǎng)、監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)的主要因素

太陽能和風(fēng)能的高比例將需要更多地利用市場(chǎng)機(jī)制，同時(shí)將引起許多國家電力市場(chǎng)的基礎(chǔ)變革，這些需要制度性的干預(yù)。

對(duì)于可再生能源來說，批發(fā)電價(jià)依賴時(shí)間的特性使可再生能源的收入存憂。這導(dǎo)致風(fēng)能和太陽能的平均價(jià)格會(huì)降低。

太陽能和風(fēng)能的可變性需要其他幾種選擇提供額外的“靈活性”。這包括存儲(chǔ)，需求方響應(yīng)和彼此間更強(qiáng)的互連能力。化石為燃料的發(fā)電機(jī)將達(dá)到其頂峰。可再生能源具有易受季節(jié)變化影響的特點(diǎn)，這對(duì)高緯度地區(qū)格外重要，特別是北歐，北美和大中華地區(qū)而言;在低緯度地區(qū)，可能存在不同的解決方案。基于市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)對(duì)于激勵(lì)創(chuàng)新和提供高效的靈活性選擇至關(guān)重要。

可用電池儲(chǔ)能總量 按區(qū)域劃分

電池儲(chǔ)能對(duì)電力部門的貢獻(xiàn)(歐洲)

該模型估算了應(yīng)對(duì)太陽能和風(fēng)能可變性所需的成本，但研究表明，這并不會(huì)嚴(yán)重限制可再生能源的增長。

可變可再生能源還鼓勵(lì)所謂的“部門整合“，即使用多余的可再生電力來生產(chǎn)氫氣或其他氣體或液體燃料，或用于供熱。這些方法都有助于更長的時(shí)間的存儲(chǔ)。

我們預(yù)見到大規(guī)模擴(kuò)張和傳輸自動(dòng)化和分銷網(wǎng)絡(luò)

這將由需求的電氣化以及風(fēng)能和太陽能的分散性所驅(qū)動(dòng)。比如，配電系統(tǒng)變壓器的安裝率將翻倍。

規(guī)劃和建設(shè)電網(wǎng)所涉及的時(shí)間范圍可能需要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在相當(dāng)大的不確定性下做出決策。監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要就風(fēng)險(xiǎn)的最佳分配和擱淺資產(chǎn)的相關(guān)成本做出決策。大型熱能發(fā)電機(jī)將面臨相當(dāng)大的不確定性。

農(nóng)村地區(qū)缺乏電網(wǎng)建設(shè)或者是建設(shè)薄弱，但他們可再生資源豐富，在這些地區(qū)，從家庭到村莊的“微電網(wǎng)”預(yù)計(jì)會(huì)增加;目前尚不清楚這些是否會(huì)最終超過傳統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè)。

在工業(yè)，商業(yè)和住宅市場(chǎng)上將有更多的“電表后端”的發(fā)電，以及需求方響應(yīng)的增加。系統(tǒng)運(yùn)營商的任務(wù)將變得更加復(fù)雜：但總體而言，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量傳輸可能較少，導(dǎo)致固定成本在總成本中占據(jù)更大的部分。

對(duì)電網(wǎng)的依賴增加需要足夠的運(yùn)行安全性。電網(wǎng)通常分布廣泛，需要服務(wù)大量的終點(diǎn)，并使用來自多個(gè)供應(yīng)商的設(shè)備，加上電網(wǎng)的添加或調(diào)整，電網(wǎng)可能是脆弱的。對(duì)此需要提高對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控和自動(dòng)化水平是，保證高水平的網(wǎng)絡(luò)安全。

電動(dòng)汽車的使用將迅速升級(jí)、改變消費(fèi)者對(duì)能源供應(yīng)的認(rèn)識(shí)

交通的電氣化將會(huì)加快，特別是私家車、“最后一英里”貨運(yùn)。電動(dòng)汽車的家庭充電方式可以由家庭主導(dǎo)，并可用于向能源供應(yīng)商和電網(wǎng)運(yùn)營商提供服務(wù)。電動(dòng)汽車充電的商業(yè)模式可能會(huì)不斷發(fā)展成為包含所有家庭電力供應(yīng)，包括“電表后端”的太陽能光伏和存儲(chǔ)。

電動(dòng)汽車的總量可提供靈活性優(yōu)勢(shì)，以幫助整合可再生能源產(chǎn)品。重要的是確定車主能從其中獲益多少。

P2G選項(xiàng)

“監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要就風(fēng)險(xiǎn)的最佳分配和擱淺資產(chǎn)的相關(guān)成本做出決策。”