能源产业研究报告：碳中和背景下我国能源结构展望

能源产业研究报告：碳中和背景下我国能源结构展望报告综述：全球能源消费：结构均衡，可再生能源发展迅速。根据《BP能源统计年鉴

2020》，

2019

年全球一次能源消费

139

亿吨油当量，同比+1.3%。石油、天然气、煤炭、

其他能源消费占比分别为

33%、24%、27%、16%，较为均衡。根据

BP预测，

未来全球能源消费结构将更加多元化，其中可再生能源增长最快。预计

2050

年化石能源消费占比由

2019

年

84%降至

40%，其中，石油、天然气、煤炭占

比分别降至

14%、21%、4%；非化石能源消费占比提升至

60%。我国能源消费总量：消费增速放缓。根据《BP能源统计年鉴

2020》，2019

年

我国一次能源消费量

33.84

亿吨油当量，同比+4.4%，居全球第一。随着我国

经济增速放缓以及能源利用效率提升，我们预计

2021-2030

年能源消费平均增

速降至

1.7%，2030

年一次能源消费量

40

亿吨油当量。

我国能源结构：煤炭占比下降，非化石能源、天然气快速发展。根据《BP能

源统计年鉴

2020》，2019

年我国一次能源消费中，煤炭、石油、天然气及其他

能源分别占比

58%、20%、8%、15%，我们预计

2030

年消费占比分别为

40%、

20%、15%、25%。天然气：减碳过程中重要的过渡能源。天然气单位热值二氧化碳排放量在化石

能源中最低，在碳中和背景下，我们预计

2021-2030

年天然气消费将维持较快

增长，预计到

2030

年消费量达到

6900

亿方，年均复合增速

7.8%，占一次能

源比例达

15%。石油：成品油需求逐步见顶，化工需求成主要增长动能。我们预计我国成品油

消费

2025

年见顶，化工品需求支撑原油消费增长，原油整体消费占一次能源

比例稳定在

20%左右，到

2030

年我国原油消费量约

8

亿吨。煤炭：控制消费总量，推进清洁利用。推进减量替代、清洁利用是煤炭消费未

来趋势。我们预计

2021-2030

煤炭消费占比将进一步下降，到

2030

年占比降

至

40%以下，年均复合增速-1.8%。1.

全球能源消费：增速放缓，清洁能源为未来方向一次能源（primaryenergy），又称天然能源，是指自然界取得未经改变或转变而直

接利用的能源。根据

BP能源统计的分类，一次能源主要包括石油、天然气、煤炭、其

他非化石能源（包括核能、水能，以及风能、热能、太阳能、生物质能和垃圾发电等可

再生资源）。1.1

消费稳定增长，亚太地区贡献主要增量全球一次能源消费量跟随经济发展稳步发展。经济增长与能源消耗密不可分，根据

《BP世界能源统计年鉴（2020）》，1965-2019

年，全球一次能源消费复合增速

2.5%，

与

GDP走势基本保持一致。2012

年以来，随着能源效率的提升，一次能源消费增速明

显低于

GDP增速（2012-2019年全球

GDP年均增速

2.8%，一次能源消费增速仅

1.5%）。

2019

年，全球

GDP增速为

2.4%，一次能源消费

139

亿吨油当量，同比增长

1.3%。近十年亚太地区能源增速较快，贡献主要增量。根据《BP世界能源统计年鉴

（2020）》，2019

年全球一次能源消费量

139

亿吨油当量，主要分布在亚太、北美、欧

洲地区，分别占比

44%、20%、14%。近十年（2010-2019

年），亚太地区一次能源消

费增长速度较快，年均复合增速

3.4%，远超过全球平均水平（1.9%），贡献全球主要

增量。1.2

消费结构：整体均衡，各地区差异较大石油、天然气、煤炭及其他能源四分天下。当前全球一次能源消费仍以化石能源为

主，2019

年石油、天然气、煤炭消费占比分别为

33%、24%、27%，非化石能源占比16%（其中核能、水能、其他可再生能源分别占比

4%、6%、5%）。分地区看，中东油

气资源丰富，98%的能源消费依赖石油、天然气，能源结构单一；北美、中南美、独联

体国家、非洲地区以油气资源为主，其他能源为辅；亚太地区煤炭资源丰富，煤炭消费

占比较大；欧洲能源结构相对最为均衡。石油消费占比下降，天然气等清洁能源快速发展。从

1979-2019

年的历史数据来

看，全球能源消费结构呈现出石油降、煤炭稳、清洁能源快速发展的趋势。其中，石油

消费占一次能源比例由

47%下降至

33%，煤炭消费占比稳定在

25%-28%，天然气消费

占比由

18%提高至

24%，非化石能源（如核能、水能、风能、热能、太阳能、生物质

能等）占比由

9%提高至

16%。分地区来看，除亚太地区煤炭占比提升明显外，其他地

区表现均与全球趋势一致。亚太地区由于印尼、菲律宾、马来西亚等国煤炭占比提升，

整体煤炭消费占比由

1979

年

40%提高至

47%。1.3

趋势：增速放缓，可再生能源发展迅速全球能源需求增速放缓，可再生能源快速发展。根据《BP世界能源展望

2020》，

全球能源需求增速放缓，预计

2018-2050

年平均增速

0.3%-0.7%，相比

1965

年以来年

均

2%以上的增速明显下降。从能源结构看，未来全球能源消费结构将更加多元化，其

中可再生能源是增长最快的能源。根据

BP中性预测，到

2050

年，化石能源消费占比

由

2019

年

84%降至

40%，其中，石油、天然气、煤炭占比分别降至

14%、21%、4%；

非化石能源消费占比提升至

60%，其中可再生能源（如风能、太阳能、地热等）增长较

快，由

2019

年

5%提升至

44%。2.

我国能源消费现状：煤炭仍占半壁江山2.1

能源消费全球第一，利用效率仍有提升空间我国一次能源消费量占全球

24%。2001

年以来，随着我国经济快速发展，我国能

源消费随之快速提升，2001-2019

年均复合增长率

6.6%，远远超过全球同期

2.1%的增

速。到

2019

年，我国一次能源消费量

33.84

亿吨油当量，占全球能源消费比例

24%，

较

2000

年提高

13

个百分点，位居全球首位。我国能源利用效率仍有较大提升空间。单位

GDP能耗（一次能源消费量/GDP）可

以用来衡量一个国家能源利用效率。2019

年，我国一次能源消费总量位居全球第一，

单位

GDP能耗

2.4

吨油当量/万美元，在全球前九大能源消费国中位居第三，能源利用

效率相对较低，我们认为主要原因在于：（1）与发达国家相比，我国第二产业占比较高，

第二产业比起一、三产业来说，单位能耗更高；（2）我国煤炭消费量占比较高，相比其

他能源而言，煤炭的能量转化效率较低；（3）国内能源利用技术以及装备水平相比发达

国家而言，仍存在一定差距。2.2

消费结构：化石能源为主，煤炭占比

58%富煤、贫油、少气的基本国情决定我国当前能源消费结构。从我国化石能源储量分

布看，煤炭、石油、天然气分别占比

88%、4%、8%，资源禀赋决定煤炭是我国历史上

最主要的能源。2019

年，在我国一次能源消费总量

33.84

亿吨油当量中，煤炭消费占

比

58%。其次，石油、天然气及其他非化石能源分别占比

20%、8%、15%。与全球主

要国家相比，我国煤炭消费占比较高，天然气消费占比远低于全球平均

24%的水平。煤炭消费占比逐步下降，天然气和非化石能源占比明显提升。1979-2019

年这四十

年间，我国石油消费相对稳定，由

23%微降至

20%（2005

年以来稳定在

17%-20%）；

煤炭消费占比由

72%降至

58%；天然气消费占比由

3%提高至

8%。非化石能源发展迅

速，占比由

3%提高至

15%，其中水电由

3%提高至

8%，核能由

0%提高至

2%，其他

可再生能源（如风能、太阳能、热能、生物质能等）占比由

0%提高至

5%。3.

我国能源展望：煤炭占比下降，清洁能源快速发展3.1

能源发展战略：优先发展非化石能源，清洁利用化石能源我国提出

2060

年前碳中和目标。根据国务院官网，2020

年

9

月

22

日，在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，提出“采取更加有力的政

策和措施，二氧化碳排放力争于

2030

年前达到峰值，努力争取

2060

年前实现碳中和”。

2020

年

12

月

12

日，在气候雄心峰会上发表题为《继往开来，开启全

球应对气候变化新征程》的重要讲话，进一步宣布，到

2030

年：（1）中国单位国内生

产总值二氧化碳排放将比

2005

年下降

65%以上；（2）非化石能源占一次能源消费比重

将达到

25%左右；（3）森林蓄积量将比

2005

年增加

60

亿立方米；（4）风电、太阳能

发电总装机容量将达到

12

亿千瓦以上。“十四五”是实现我国碳排放达峰的关键时期，

做好碳达峰、碳中和工作，成为中央经济工作会议确定的

2021

年八项重点任务之一。优先发展非化石能源，清洁利用化石能源。2020

年

12

月

21

日，国务院新闻办公

室发布《新时代的中国能源发展》白皮书，阐述我国推动能源革命的主要政策和重大举

措，贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略，即推动能源消费革命、供给革命、

技术革命、体制革命，加强国际合作。消费端，控制能源消费总量和强度，实现低碳结

构调整；供给端，优先发展非化石能源，清洁利用化石能源。3.2

总量：经济增速放缓，能源利用效率提升，能源消费增速放缓能源消费主要受经济增速以及能源利用效率影响。一次能源消费总量=GDP*单位

GDP能耗。其中，单位

GDP能耗为能源利用效率指标，其主要影响因素包括：（1）经

济产业结构，通常情况下，第二产业单位能耗高于第一、第三产业，其中重工业又较轻

工业高；（2）经济增长方式，粗放型经济相比集约型经济单位能耗更高；（3）能源消费

结构，同等标准量的不同能源热值利用程度不同，天然气热效率（有效输出能量与输入

能量之比）75%以上，石油热效率

65%左右，而煤炭的热效率仅

40%-60%，因此以煤炭为主要能源的国家单位

GDP能耗更高；（4）能源利用技术及装备水平，技术及装备

水平越高，能源转化效率越高，单位

GDP能耗越小。经济增速放缓，能源利用效率提升，一次能源消费增速放缓。2012

年以来，我国

经济增速放缓，GDP（不变价）增速由

7.9%下降至

6.1%。同时，第二产业占

GDP比

重下滑，由

45%降至

39%；煤炭消费占比下降，由

69%下降至

58%。产业及能源结构

调整推动我国能源效率提升，单位

GDP能耗由

3.88

吨油当量/万美元下降至

2.36

吨油

当量/万美元。经济增速放缓叠加能源效率提升，2012

年以来我国一次能源消费增速明

显放缓，近七年年均复合增速仅

2.75%。预计

2021-2030

年我国一次能源消费量增速进一步放缓。目前，我国经济进入新

常态，经济增速放缓，经济结构不断优化，新旧增长动力加快转换。同时在碳中和目标

下，国家加强控制能源消费总量和强度。在此背景下，我们假设

2021-2030

年我国

GDP增速逐步放缓，单位

GDP能耗持续下降，预计

2021-2030

年一次能源消费增速进一步

放缓，年均复合增速

1.7%。到

2030

年，预计我国一次能源消费总量

40

亿吨油当量。3.3

结构：煤炭占比下降，天然气及非化石能源占比提升煤炭消费下降，天然气等清洁能源快速发展。在碳达峰、碳中和目标下，未来我国

鼓励优先发展非化石能源，我们预计

2021-2030

年非化石能源消费年均增长

6.9%，到

2030

年占一次能源消费比例达

25%。而化石能源在未来十年仍将为我国主体能源，其

中天然气作为清洁能源，将作为我国从化石能源向非化石能源发展的重要过渡能源，我

们预计

2021-2030

年天然气消费年均增速

7.8%，到

2030

年占一次能源消费比例达

15%。此外，原油在化工需求支撑下，我们预计

2021-2030

年消费增速平均

1.7%，在

一次能源消费中占比维持

20%左右，相对稳定。煤炭消费下降，我们预计

2021-2030

年消费增速-1.8%，到

2030

年消费占比降至

40%以下。3.3.1

天然气：减碳过程中重要的过渡能源天然气碳排放量低，是我国从化石能源向非化石能源发展的重要过渡能源。天然气

单位热值二氧化碳排放量仅为

55.5

吨二氧化碳/TJ，在常用化石能源中最低，煤炭单位

热值下二氧化碳排放量是天然气的

1.60-1.77

倍，原油是天然气的

1.30

倍，因此控制碳

排放量是我国促进天然气消费的驱动力之一。“十三五”期间政策频发，促进天然气消费。在控制碳排放等因素驱动下，国家近

年来发布了多项政策，促进天然气消费。我们将这些政策划分为两类，一类是针对“量”，

要求天然气消费量要达到一定水平，并发展非常规气，促进产量增长；另一类是针对

“价”，在“管住中间、放开两端”的整体思路下，通过气价改革，降低终端气价，促

进天然气消费。2017

年国家发改委发布《加快推进天然气利用的意见》，提出到

2030

年，力争将天然气在一次能源消费中的占比提高到

15%左右。天然气产销维持较快增长。2020

年，我国天然气产量

1889

亿方（+8.8%），进口

量

1414

亿方（+5.3%），表观消费量

3250

亿方（+6.8%），在一次能源中消费占比

8.4%。

在天然气下游消费中，城市燃气、工业燃料为最主要的用途，分别占比

37%、35%，发

电、化工用气分别占比

18%、10%。在碳中和背景下，我们预计

2021-2030

年天然气

消费将维持较快增长，预计到

2030

年消费量达到

6900

亿方，年均复合增速

7.8%，占

一次能源比例达

15%，城市燃气和发电用气增长空间较大。3.3.2

石油：成品油需求逐步见顶，化工需求成主要增长动能我国原油进口依存度

70%以上。2020

年，我国原油产量

1.95

亿吨（+2.0%），进

口量

5.42

亿吨（+7.3%），表观消费量

7.37

亿吨（+5.9%）。原油进口依存度逐年提升，

到

2020

年达

74%。石油下游用途广泛，2018-2020

年化工轻油收率明显提升。石油经过炼制，下游广

泛应用于交通、工业燃料、化工原料等领域，影响衣食住行各个方面。按照炼油产生的

主要成分分类，石油产品主要包括成品油（汽油、柴油、煤油）、化工轻油（石脑油、

燃料油、液化气、润滑油等）及重油产品（焦炭、渣油、石蜡、沥青等）。其中成品油

主要用于汽车、柴油车、航空等交通领域，化工轻油主要用于进一步生产合成纤维、橡

胶、树脂等化工产品，重油产品主要用于道路建设、建筑建材、包装等。历史上，我国炼厂产品以成品油为主，2017

年以前成品油收率占比

60%以上。近

年来，以民营炼化项目为代表的炼化一体化项目逐步投产落地，化工轻油收率明显提升。

2020

年，受疫情影响，成品油需求下降，国内炼厂进一步压减成品油收率，化工轻油

占比进一步提升。2020

年，我国原油加工量

6.74

亿吨（同比+3.4%），成品油收率

49%，

其中汽油、柴油、煤油分别占比

20%、24%、6%；化工轻油收率提升至

42%，其他重

油组分占比

9%。我们预计

2021-2030

年，我国成品油消费逐步见顶回落，化工品需求支撑原油消

费增长，原油整体消费占一次能源比例稳定在

20%左右，到

2030

年我国原油消费量约

8

亿吨。我们预计国内成品油需求

2025

年见顶。2020

年，受疫情影响，我国成品油表观

消费量

2.89

亿吨，同比-6.93%。受经济增速逐步放缓、新能源车快速发展等因素影响，

我们预计

2025

年成品油需求接近

3.2

亿吨后见顶回落，到

2030

年成品油占原油需求

比例降至

44%。汽油：预计

2025

年需求见顶。2020

年受疫情影响，国内汽油表观消费量

1.16

亿

吨，同比-7.2%。近年来我国新能源车快速发展，2015-2020

年销量年均复合增速

45%，

2020

年新能源乘用车销量

120

万辆。我们预计

2021-2030

年，新能源乘用车销量维持

较快增长，到

2030

年销量占汽车销量

50%以上。随着新能源车不断发展，以及汽车油

耗不断下降，我们预计

2025

年汽油消费量见顶，2021-2030

年消费年均增速

0.3%。柴油负增长，航空煤油稳定增长。2018-2020

年，随着经济增速放缓，我国柴油消费连续三年负增长，2020

年，柴油表观消费量

1.39

亿吨，同比-4.7%。我们预计

2021-2030

年，柴油消费维持负增长，年均复合增速-2.4%。航空煤油方面，2020

年疫

情对航空业冲击较大，国内煤油需求大幅下滑，全年表观消费量

3318

万吨，同比-14.5%。

随着疫情逐步缓解，我们预计

2021-2030

年航空煤油需求维持稳定增长，年均复合增速

3.3%。化工品需求支撑原油消费。我国化工品生产仍有较大增长空间，2019

年乙烯当量、

PX进口依存度分别为

56%、51%。2019

年后，我国炼化进入新一轮扩产周期，以民

营炼化为代表的炼化一体化项目带动行业从燃油型炼厂转向化工原料型炼厂，化工品收

率明显提升，到

2030

年我