全球能源与气候模型

全球能源和气候模型 文档 全球能源和气候模型 文档 国际能源机构 国际能源机构。由 国际能源署审查了全方位的能源问题，包括石油，天然气和煤炭供需，可再生能源技术，电力市场，能源效率，能源获取，需求侧管理等等。通过其工作，国际能源署倡导的政策将提高其31成员国,11协会国家和超越。 请注意，本出版物受到限制其使用和分发的特定限制。条款和条件可在线获取www.iea.org/t&c/ 本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权、国际边界和边界的划定以及任何领土、城市或地区的名称。 资料来源：国际能源机构。国际能源署网站：www.iea.org IEA成员国: 澳大利亚奥地利比利时加拿大捷克共和国丹麦爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰 意大利日本韩国立陶宛 卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙 瑞典瑞士土耳其共和国英国美国 欧盟委员会还参与国际能源署的工作 国际能源机构协会国家: 阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚摩洛哥新加坡南非泰国乌克兰 表的内容 1模型和场景5的概述 1.1通用电气模型场景6 1.2选择发展2022年10 1.3通用电气模型概述12 217横切输入和假设 2.1假设人口17 2.2宏观经济假设18 2.3价格19 2.4政策22 2.5技术经济输入23 3最终使用部门25 3.1行业25 3.2交通部门30 3.3建筑行业39 3.4每小时电力需求和需求侧响应42 4发电和热生产45 4.1发电45 4.250Value-adjusted逐步降低电力成本 4.3A.输配电网络53 4.4每小时56模型 4.5迷你-57和离网供电系统 4.6可再生能源和57综合供热供电模块 4.7氢和氨在发电59 4.8大规模储能电池存储60 5其他能源转换61 5.1炼油和贸易61 5.2煤制油、天然气液化、煤62 5.362氢气生产和供应 5.4生物燃料生产65 6能源供应69 6.1石油69 6.2天然气73 6.3煤炭74 6.4生物能源75 7关键矿物质79 7.1需求80 7.2供应需求80 8排放81 8.1有限公司2排放81 8.2Non-CO2温室气体81 8.3空气污染82 8.4全球温度影响82 8.5石油和天然气82甲烷排放模型 9投资89 9.1燃料供应和电力行业投资89 9.2需求方面的投资91 9.3融资投资92 9.493排放性能的投资 10能源有限公司2分解95 10.1方法论96 11能源获取97 11.1定义访问97现代能源 11.2现代能源前景98访问 12就业99 12.1定义和就业99的范围 12.2评估当前就业100 12.3就业前景101 13评估政府在清洁能源方面的支出和能源负担能力103 13.1政府支出政策识别与收集103 13.2评估对整体清洁能源投资的影响104 附件一:术语107 定义107 区域和国家分组114缩写118 附录B:121引用 数据列表图1.1⊳ 全球能源和气候模型的概述 13 图2.1⊳ 最终使用电力零售价格的组成部分 21 图3.1⊳ 需求模块的总体结构 25 图3.2⊳ 按工业最终用途分部门分列的主要技术类别 26 图3.3⊳ 行业部门模型内部模块结构和关键数据流 28 图3.4⊳ 交通部门的结构 32 图3.5⊳ 按车辆类型划分的报废曲线和里程衰减图示 33 图3.6⊳ passenger-LDV成本模型的作用 34 图3.7⊳ 公路货运效率成本曲线图示 35 图3.8⊳ 加油基础设施成本曲线（示意图） 36 图3.9⊳ 建筑行业的结构 39 图3.10⊳ 按建筑物最终用途分部门分列的主要技术类别 41 图3.11⊳ 欧盟2月份一个工作日按部门划分的负荷曲线说明性曲线与ENTSO-E观测到的荷载曲线相比2014 43 图4.1⊳ 发电模块的结构 45 图4.2⊳ 显示四个需求段的负载持续时间曲线 47 图4.3⊳ 示例优劣阶及其与发电模块中需求的交集 48 图4.4⊳ 电力需求和剩余负载的例子 49 图4.5⊳ 典型的电力需求和剩余负载 50 图4.6⊳ 超越平准化度电成本，转向价值调整后的平准化度电成本 51 图4.7⊳ 按人均GDP计算的单位电力需求增长的电网扩张情况 54 图5.1⊳ 炼油与国际贸易模块示意图 61 图5.2⊳ 商人氢供应模块的示意图 63 图6.1⊳ 石油供应的结构模块 71 图6.2⊳ 从逐个油田数据库和GEC看目前生产的常规油田产量的演变模型 73 图6.3⊳ 生物质供应潜力的示意图 75 图a.1⊳ 通用电气模型区域分组 115 名单表表1.1⊳ GEC模型2022情景的定义和目标 6 表2.1⊳ 按地区人口的假设 17 表2.2⊳ 按地区和情景分列的实际国内生产总值平均增长假设 18 表2.3⊳ 化石燃料价格的场景 19 表2.4⊳ 有限公司2按情景分列的选定区域的电力、工业和能源生产价格 20 表2.5⊳ 按方案划分的选定技术的资本成本 24 表6.1⊳ 剩余的技术可采化石燃料资源，2021年底 74 表7.1⊳ 关键矿物质范围 79 表8.1⊳ 美国的排放源类别和排放强度 83 表8.2⊳ 适用于美国排放强度的比例系数 83 表8.3⊳ 边际减排成本曲线中使用的设备特定排放源 84 表8.4⊳ 石油和天然气作业甲烷排放的减排方案 85 表9.1⊳ 燃料供应投资中包含的子行业和资产 90 表9.2⊳ 电力部门投资中包含的子行业和资产 91 表9.3⊳ 最终用途能源投资中包含的子行业和资产 92 列表框盒1.1⊳ 净零排放中的能源和可持续发展综合方法在2050年的场景 9 盒4.1⊳ 长期潜力的可再生能源 58 盒6.1⊳ GEC模型与中期石油市场报告相比方法的差异 70 盒6.2⊳ 解决油气田产量下降的方法 72 第一节 模型和场景的概述 自1993年以来，国际能源署使用一套不断发展的详细、世界领先的建模工具，提供中长期能源预测。首先，开发了世界能源模型（WEM）——一种旨在复制能源市场运作方式的大规模模拟模型。十年后，能源技术视角（ETP）模型-一种技术丰富的自下而上的模型-被开发出来，与WEM并行使用。2021年，国际能源署首次采用了一种新的混合建模方法，该方法依赖于两种模型的优势，开展了世界上第一个关于如何在净零二氧化碳排放下过渡到能源系统的全面研究2在2050年的排放。 从那时起，国际能源署一直致力于开发一个新的综合建模框架：国际能源署的全球能源和气候（GEC）模型。截至2022年 ，该模型是用于在国际能源署出版物中生成详细的逐个部门和逐个区域长期情景的主要工具。 GEC模型汇集了WEM和ETP模型的建模功能。其结果是一个大规模的自下而上的部分优化建模框架，允许在整个能源部门能源市场、技术趋势、政策战略和投资方面拥有一套独特的分析能力，这对于实现气候目标至关重要。IEA的GEC模型单独覆盖26个地区，可以汇总到世界级的结果和整个能源系统的所有部门，并具有专门的自下而上的建模： 最终能源需求，涵盖工业、交通、建筑、农业等非能源使用。这是由能源服务和材料需求的详细建模驱动的。 能量转换，包括发电和供热、炼油厂、生物燃料、氢和氢衍生燃料的生产和其他与能源相关的过程，以及相关的输配电系统、储存和贸易。 能源供应，包括化石燃料的勘探、开采和贸易，以及可再生能源的可用性。 GEC模型是一个覆盖整个全球能源系统的非常数据密集型的模型。关于能源供应、转型和需求以及能源价格的大部分数据都是从国际能源署自己的能源和经济统计数据库（http://www.iea.org/statistics）以及通过与其他机构的合作获得的。它还从广泛的外部来源获取数据，这些数据在本文档的相关章节中指出。GEC模型的开发得益于国际能源署内外的专家审查，国际能源署继续与国际建模界的同事密切合作。 GEC模型旨在分析能源系统的各个方面，包括： 全球和区域能源前景:其中包括需求趋势、供应供应和制约因素、国际贸易和按部门和预测范围内的燃料分列的能源平衡。 能源使用对环境的影响:这包括公司2燃料燃烧、工艺排放和燃除排放、石油和天然气部门以及煤炭开采的甲烷排放，瑞士4以及最终能源需求和能源转换当地空气污染物和温度结果的N2O排放。 政策行动和技术变革的影响：情景分析了一系列政策行动和技术发展对能源需求、供应、贸易、投资和排放的影响。 投资在能源领域:这包括燃料供应链中的投资要求，以满足预计的能源需求和需求方投资要求。 现代能源获取评估:其中包括获得电力和清洁烹饪设施的趋势，以及额外的能源需求、投资和一氧化碳2排放将增加能源的访问。 能源就业:这包括情景对各能源部门就业的影响 1.1通用电气模型场景 国际能源署的中长期展望出版物——《世界能源展望》（WEO）和《能源技术展望》（ETP）——使用情景方法，依靠GEC模型来研究未来的能源趋势。GEC模型用于探索各种情景，每种情景都建立在一组不同的基本假设之上，即能源系统如何应对当前的全球能源危机并随后发展。通过比较它们，读者能够评估是什么驱动了各种结果，以及在此过程中的机会和陷阱 。这些情景不是预测——GEC模型情景不包含关于长期未来可能发生的事情的单一观点。相反，这些情景试图做的是使读者能够比较未来的不同可能版本以及产生它们的杠杆和行动，目的是激发对全球能源未来的洞察力。 《世界经济展望-2022》和《ETP-2023》基于综合GEC建模周期，探讨了三种情景，所有这些情景都已全面更新，包括最新的能源市场和成本数据。2050年净零排放情景（NZE情景）是规范性的，因为它旨在实现特定结果-排放轨迹与将2100年温度上升保持在1.5°C以下（概率为50%）一致，普遍获得现代能源服务和空气质量的重大改善-并显示了实现这一目标的途径。宣布的承诺情景（APS）和既定政策情景（STEPS）是探索性的，因为它们定义了一组起始条件，例如政策和目标，然后根据能源系统的模型表示（包括市场动态和技术进步）查看它们的发展方向。 2022年GEC建模周期不包括可持续发展情景（SDS），这是以前版本中用于模拟“远低于2°C”路径以及其他可持续发展目标实现的另一种规范情景。APS的结果在某些方面与SDS的结果接近，特别是在温度结果方面。但它们是不同建模方法的产物，因此只要政策雄心不能完全涵盖所有SDS结果，APS就无法实现这些结果。 表1.1⊳的定义和目标2022年通用电气模型场景 零排放到2050年的场景 宣布承诺情况 规定政策的场景 定义 为全球能源行业实现净零一氧化碳 假设世界各国政府做出的所有气候 一种情景，它基于对现有政策以 铺平道路的情景2到2050年实现排 承诺，包括国家自主贡献（NDC） 及世界各国政府宣布的具体政策 放。它不依赖能源部门以外的减排 和长期净零目标，以及获得电力和 的逐个部门和国家评估而反映当 来实现其目标。到2030年，将实现 清洁烹饪的目标，都将按时全额实 前政策设置。 普遍获得电力和清洁烹饪。 现。 目标 显示所需要的 显示当前多近 提供一个基准 主要通过各种行业 承诺让世界走向 评估潜在的 演员,当,世界达到零能源和工业相关工艺有限公司2到2050年将碳排放量 限制全球的目标变暖到1.5°C,它突出了“野心差距”的需求要实现关闭 成就(和最近限制)发展能源和气候政策。 虽然会议其他能源相关的可持续发展 2015年在巴黎达成目标。它也显示了差距 发展目标等 当前目标和实现 宇宙能量的访问。 宇宙能量的访问。 这些情景强调了政府政策在决定全球能源系统未来方面的重要性：政府做出的决策是解释我们情景中结果差异的主要差异因素。但是，我们也考虑了其他因素和影响因素，特别是经济和人口背景、技术成本和学习、能源价格和负担能力、企业可持续发展承诺以及社会和行为因素。然而，虽然对已知技术不断变化的成本进行了详细建模，但我们并没有尝试和预测技术突破（例如核聚