2025年全球能源安全情景报告

2025能源安全情景 能源与人工智能 shell.com/scenarios 目录 人工智能的兴起3人工智能与能源系统的演变3关键观察结果5新世纪的全新方向7全球形势复杂多变7技术趋势8国家应对原型10三个安全场景12人工智能与经济增长13三个安全场景：激增16三个安全场景：群岛19三个安全场景：地平线20 能源系统变化21能源需求23未来石油需求25天然气的未来26液化天然气在三种情景下27低碳燃料28可再生能源的兴起33电力在最终能源中的应用34核复兴？35 人工智能的兴起 当壳牌公司发布能源安全情景2023年3月，全球关注的焦点是高能源价格，欧洲大部分地区的电价创历史新高。 人工智能与能源系统的演变 人工智能的影响正在许多领域感受到，但在接下来的20到30年内，它可能会对能源系统带来重大变革。 •随着量子优势的出现（量子计算系统解决超出经典算法范畴的问题），材料科学、电化学、生物技术和核工程领域的进步可能加速电气化和储能，引入新的可持续燃料工艺，并将安全模块化核反应堆应用于各种固定和移动应用。 •模块（如太阳能光伏板、电池和热泵）的能源系统生产可能会随着人工智能技术的进步而加速，因为人工智能能够提高制造效率，并实现更复杂组件的装配线生产。 ChatGPT当时仅有四个月大，虽然它仅仅是人工智能（AI）冰山一角，但它无疑在提高公众对新技术浪潮的认识方面起到了颠覆性的作用。 •自主系统正出现在车辆中。当车辆开始在受控交通环境中以更大规模自主运行时，系统效率可能相当高，这可能会激发电动汽车（EVs）的更快采用。 面对人工智能兴起对能源系统可能产生的影响的问题，我们再次运用情景分析。在壳牌公司，情景分析在构建关于能源系统、技术、地缘政治和社会趋势的背景和加深理解方面发挥着关键作用。情景是对世界在假设条件下可能如何演变的一种探索。 •大型能源基础设施项目可能因应用新的人工智能工具而加速进行。 •管理型电动汽车系统允许车辆中固有的电池存储为电网储存和灵活性需求作出贡献，加快走向仅使用可再生能源的电力系统之旅。 •人工智能和其支持的数据系统将需要大规模不间断电源供应，因此总体电力需求将增加，即使在此过程中实现了其他效率提升。 创建情景的过程涉及到考虑不同的可能未来，其中一些可能看似不太可能，甚至令人惊讶。壳牌生产情景的价值在于帮助高级管理层思考业务可能面临的长期挑战。通过这种方式，情景可能影响公司的战略——作为众多输入之一。但是，情景并不是壳牌战略或商业计划的表述。壳牌情景基于数据，使用模型构建，并包含相关领域的领先专家的见解。 •电力系统管理，无论是通过智能响应在家庭和工厂中平衡供应和需求，还是有利于具备电网电池储存的可再生能源系统，都将更有利。特定位置的解决方案更容易实现，同时长距离电力互联互通的使用也更为普遍。 所以，我们来到2025能源安全情景, 我们已重新构想了我们从2023年开始的两种未来能源情景，现称为群岛并列符号“and”在中文中没有对应的翻译，因此保留原文：地平线（之前为Sky 2050），在当今世界正广泛使用AI的背 景下。我们还增加了一个第三种情景，激增该报告深入探讨了由人工智能催化的生产力提升所引发的新的经济增长浪潮的前景。 最终，对于所有读者，这些情景分析旨在帮助做出更好的决策。它们拓展思路，开阔视野并探索假设。我们希望这一系列的基于人工智能的情景分析能够确切地做到这一点。 关键观察 •在当前的趋势下，新技术有望在2050年将能源系统的碳强度减少一半。生物燃料、碳捕捉和封存（CCS）以及天然和工程化的碳去除将降低或抵消化石燃料的排放。可再生和核能与电力的结合将实现许多能源服务的去碳化。 •天然气总需求可能增长至2040年代，每年约达4,500亿立方米（bcm），其中每年7亿吨（或952 bcm）为液化天然气（LNG）。天然气被用于提供工业热能、发电燃料和建筑供暖，并在帮助世界摆脱煤炭中扮演着重要角色。 •政治和社会紧张局势在今天显而易见，因为各国努力实现经济增长新时代，确保能源安全并应对气候变化。 •人工智能技术预示着社会变革。许多新兴技术正在改变能源格局，包括电动交通、感应炉和热泵等家用电器，以及电力加热的工业窑炉和锅炉，以及全球数据中心数量的快速增长。 •生物燃料约占全球液体燃料市场的4%。到2050年，其产量可能增加三倍，特别是在高级转化技术取得进步的情况下。低碳氢也将增长，但仅限于无法电气化的区域。CCS到2050年可能成为每年数十亿吨的行业。在自然和工程碳去除的规模增长将对于在本世纪后半期实现净零排放至关重要。因此，土地管理，重点关注自然碳库和生物多样性，将变得非常重要。 •石油和天然气投资目前约为每年6000亿美元，这种投资在未来几十年内将不断进行，因为其年耗损率大约为5%，这个比例远高于预期年需求下降的1-2%。然而，只有那些在成本、风险和碳排放强度方面最具竞争力的资源才能吸引资金。 •能源服务的需求（使用能源所带来的实际利益、便利或商品）将随着全球人口的增长和生活水平的提高而持续增加。在未来25年内，世界上大约三分之一的人口将拥抱更高收入的生活方式，例如购买他们的第一辆车或第一次乘坐飞机。 •能源系统建设正从在野外构建的大型定制项目转向在生产线生产的模块化单元。这将加速太阳能光伏、风力涡轮机、电网电池、热泵、氢电解器等的应用，可能还包括小型模块化核反应堆的应用。CO2 •本报告中的情景表明，到2050年，一次能源需求可能比2024年高出近四分之一，具体取决于经济增长率、能源效率的提高以及电气化的速度。 未来直接空气捕获装置。 •石油需求预计将在2030年代初增长3-5百万桶/天，在此之后，随着石油燃料在运输（尤其是在长途公路运输、航空和海运中）保持价格实惠和方便，将出现长期但缓慢的下降。预计石化产品的使用将持续到21世纪。 •能源转型中存在足够的动力，表明化石燃料的使用将在2035年之前达到顶峰，之后将开始下降。这些情景表明，世界将实现净零排放。CO排放量，但时间不确定。2未来气温升高超过2-2.5°C的情况似乎不太可能。 •电力化在各行业均呈增长趋势。在一些市场中，电动汽车的销量正在快速增长，家用加热泵也是如此。然而，实现全面转型将需要时间 - 目前（在2025年），世界上有15亿辆车，其中约有7000万辆是电动车，欧洲还有超过9000万台仍在运行的燃气锅炉。 •可再生能源的快速增长将持续。在低纬度国家，太阳能光伏与电池结合将满足大部分电力需求；在北纬地区，风力发电也将起到重要作用。天然气和液化天然气将在电力生产中逐渐从基础负荷转变为备用燃料，或在能源密集型工业和数据中心支持不间断需求。 •核能仍然是全球电力混合能源的一部分，但鉴于老旧机组退役，短期内可能不会出现净增长。从长远来看，随着新技术的出现，核能再次增长，并填补了如船舶等新的角色。 •到本世纪末，若专注于碳移除技术和实践，世界可能实现低于1.5°C的升温。但是，可能的情景表明，短期内可能接近超过这一目标，并且2024年被欧洲哥白尼观测机构确认为第一个突破1.5°C的单一年份。 21世纪的新方向 全球形势复杂多变 技术行业正竞相开发新的AI服务和商业模式。例如，在2025年的洛杉矶使用叫车应用可能意味着一辆自动驾驶的电动汽车出现，由自主人工智能（AI）系统引导。随着可再生能源的广泛部署和使用电网电池，加利福尼亚的CO排放量自那以来下降了近三分之一。2 在深圳，中国，所有公共交通和出租车都为电动汽车，而这个国家是世界上最大的电动汽车生产国。该城市拥有10万个电动汽车充电点。深圳及其周边的广东省是全球工业巨头，温室气体排放量持续上升。安全主要从经济增长和不受限制地进入全球市场两个方面来衡量。 在波兰，燃煤发电占电力组合的一半至三分之二，道路上电动汽车数量少于10万辆。鉴于与乌克兰的邻近，安全问题至关重要，近年来国防开支急剧上升。波兰受到严格的欧盟温室气体排放目标和法规的约束。 2005年，尽管如此，随着美国经济的增长和创新，仍然存在潜在的上行压力。此外，在美国，非法移民和最近的通货膨胀压力都导致了政治变革。 在巴西，街道上只有有限的电动汽车，但该国在全球范围内拥有最低的能源碳足迹。甘蔗乙醇用于汽车，生物质能用于工业，水力发电为家庭和企业提供电力。随着国家寻求增长，经济安全至关重要。 经济增长、全球温室气体排放、边境安全和科技发展是2020年下半年关键议题。一个明显的趋势是各国在经济、军事或贸易领域的竞争日益加剧。 技术趋势 科技公司正在争夺在人工智能新兴时代的霸权地位，许多政府发现自己失去对这些技术的控制速度比它们出现得还要快。人工智能正成为21世纪社会的重要塑造者，包括其对能源系统、商业如何应对以及技术如何影响我们日常生活直接和间接的影响。虽然在某些领域变化的速度可能看起来非常快，但实际上，广泛的变革需要数十年时间。苹果自成立以来已近六十年，而亚马逊也已经进入第四个十年。 能源系统需要大量投资于基础设施，因此改变需要时间。汽车的使用寿命大约为15年，飞机为25至40年，工厂和住宅可以在没有太大变化的情况下运转数十年。支撑能源系统的商业模式也根深蒂固，从可能保护某些国家煤矿工人的劳动实践，到支持商业航空业的燃料安全标准。 虽然能源行业受到新进入者和新技术的挑战，但现有地位是系统固有的特征。但现有地位可能不会扩展到发展中国家的新市场。在这些市场中，新模式和新技术可能成为能源系统的基础元素，因为各国试图跳过基于化石的经济发展路径。 历史上，能源系统经历了多次变革的浪潮。通常，一项技术从首次出现到成为主流，再到系统范围内被采纳，其间大约有15-25年的时间跨度。但这一时间表正在受到挑战。 信息技术的采用时间线是新能源系统的二分之一。随着人工智能技术融入能源系统，可能会引发更快的变革。当科技公司采用大规模模块化生产能源系统组件，例如太阳能光伏和电池时，变革的迹象已经明显，但是否会带来更广泛的颠覆？ 技术时间表 国家应对典型模式 四个不同的原型响应于安全、气候、经济增长和技术压力现在可见，这基于脆弱国家对于安全失败的敏感度和他们如何管理经济波动： 创新取胜。这些国家，如美国和主要资源国如中东国家，都常常在能源和其他资源上自给自足，因此并不易受影响。 四个正在演变的能源转型原型，每个原型都有不同的脱碳速度。 向供应失败，但他们的政治体系尤其容易受到经济波动的影响，如能源价格波动和通货膨胀。他们在短期内并不感到如此威胁，但为了长期的解决方案，他们大力投资于创新和基础设施。这些国家竞争激烈，决心保护他们的经济地位。 绿色发展梦想在欧洲联盟，这可以观察到。欧盟的财富使其相对能够应对经济波动，但其依赖进口的能源体系造成 脆弱性，例如在俄罗斯入侵乌克兰之后。这些国家可能通过立法手段寻求安全。在能源领域，这导致了能源使用量的减少、能源效率的提高以及持续尝试迅速且完全转向可再生能源。对于数字技术，通过法律渠道的保护主义和加强监管已经出现，这可能会使该地区失去一个主要的技术产业。 长城变革主要适用于中国。中国经济的规模、其庞大的煤炭储备以及其对自身能源供应进行的投资规模， 制造能力和基础设施为全球经济波动和安全威胁提供了一定的韧性。它旨在利用其制造优势，构建其在领先国家和低碳能源强国中的地位。 冲浪者,是可能面临众多经济和发展挑战的国家，这使得它们既易受经济波动的影响，也易受供应安全威胁。但它们是 他们迅速采用新技术，一旦价格合理，并寻求与其他人的合作，试图利用其他原型国家集团行动所创造的机会。他们分为： 新兴冲浪者，例如印度，这些国家擅长政治定位，并渴望跨越传统的 发展途径。 上升的冲浪者这些国家包括世界上最不发达的经济体。这些国家更专注于建立基本基础设施，例如扩大对现代能源来源的获取以及提供良好生活的基本需求。 三种安全场景 随着安全思维占据主导地位，全球竞争格局变得更加激烈，国家利益在政治议程中占据优先地位。