全球能源与气候模型文档 - 2023 国际能源机构IEA 检查全光谱能源问题 ， 包括石油 ， 天然气和煤炭的供需 ， 可再生能源技术 ， 电力市场 ， 能源效率 ， 能源获取 ， 需求方管理等等。通过其工作 ， IEA 倡导将提高能源可靠性 ， 可负担性和可持续性的政策31成员国,13 协会国家和超越。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. orgIEA 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蒂尔基耶共和国英国美国欧盟委员会还参与了 IEA 的工作IEA 协会国家 ：阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚肯尼亚摩洛哥塞内加尔新加坡南非泰国乌克兰 1模型和场景概述 51.1GEC 模型方案 61.22023 年的若干发展 91.3GEC 模型概述 122交叉投入和假设 172.1人口假设 172.2宏观经济假设 182.3价格 192.4政策 222.5技术经济投入 233最终用途部门 253.1行业 253.2运输 303.3建筑物 393.4每小时电力需求和需求侧响应 424发电和产热 454.1发电 454.2价值调整后的电力平衡成本 504.3输配电网络 534.4每小时模型 574.5小型和离网电力系统 594.6可再生能源和热电联产模块 594.7发电中的氢和氨 614.8公用事业规模的电池存储器 615其他能源转换 635.1炼油和贸易 635.2煤制液, 气体制液, 煤制气 645.3氢的生产和供应 645.4生物燃料生产 676能源供应 716.1滑油 716.2天然气 756.3煤炭 766.4Bioenergy 77Table ofContents1目录IEA. CC BY 4.0 。 7关键矿物 817.1需求 827.2供应需求 828排放 838.1CO2排放 838.2甲烷排放量 838.3其他非 CO2温室气体排放 848.4空气污染 848.5全球温度影响 849能源和 CO2分解 8510投资 8710.1燃料供应和电力部门的投资 8710.2需求侧投资 8910.3投资融资 9011能源接入 9311.1现代能源接入的定义 9311.2现代能源准入展望 9412就业 9512.1就业的定义和范围 9512.2估计当前就业人数 9712.3就业展望 9813政府在清洁能源和能源负担能力方面的支出 9913.1策略识别和收集 9913.2评估对整体清洁能源投资的影响 100附件 A ： 术语 103定义 103区域和国家集团 111首字母缩略词 114附件 B ： 参考资料 1192国际能源署 |全球能源和气候模型文档IEA. CC BY 4.0 。 数字列表图 1.1⊳全球能源和气候模型概述 13图 2.1⊳零售电力最终用途价格的组成部分 21图 3.1⊳需求模块的总体结构 25图 3.2⊳按行业最终用途子行业划分的主要技术类别 26图 3.3⊳行业部门模型内部模块结构和关键数据流 27图 3.4⊳运输需求模块 32 的结构图 3.5⊳车辆类型 33 的报废曲线和里程衰减示意图图 3.6⊳乘用车 - 轻型汽车成本模型 34 的作用图 3.7⊳公路货运的效率成本曲线图示 35图 3.8⊳加油基础设施成本曲线 （ 说明性 ） 36图 3.9⊳建筑物结构需求模块 39图 3.10⊳按建筑物的最终用途子部门划分的主要技术类别 41图 3.11⊳每小时负荷曲线评估的热敏感性分析 43图 3.12⊳欧盟 2 月份一个工作日按部门划分的说明性负荷曲线与 ENTSO - E 观测到的负荷曲线相比2014..........44图 4.1⊳发电模块 45 的结构图 4.2⊳显示四个需求段的负荷持续时间曲线 47图 4.3⊳发电模块 48 中的示例优值顺序及其与需求的交叉图 4.4⊳示例电力需求和剩余负荷 49图 4.5⊳示例性电力需求和剩余负荷 50图 4.6⊳从 LCOE 到价值调整后的 LCOE 51图 4.7⊳按人均 GDP 计算的每单位电力需求增长的电网扩展 54图 5.1⊳炼油和国际贸易模块示意图 63图 5.2⊳商业氢气供应模块 65 的示意图图 5.3⊳液体生物燃料模型示意图 68图 6.1⊳供油模块 73 的结构图 6.2⊳目前生产的常规油田的产量演变逐场数据库和 GEC 模型 75图 6.3⊳生物质供应潜力示意图 77图 A.1⊳GEC 模型区域分组 112表列表表 1.1⊳GEC 模型 2023 情景的定义和目标 6表 2.1⊳按区域分列的人口假设 17Table 2.2⊳按地区和情景划分的实际 GDP 平均增长假设 18表 2.3⊳按情景划分的化石燃料价格 19表 2.4⊳CO2按方案 20 划分的选定地区的电力、工业和能源生产价格表 2.5⊳按方案 24 划分的选定技术的资本成本表 6.1⊳2021 年底剩余技术上可开采的化石燃料资源 76表 7.1⊳范围内的关键矿物 81表 10.1⊳燃料供应投资中包括的子行业和资产 88Table ofContents3IEA. CC BY 4.0 。 表 10.2⊳电力部门投资中包括的子部门和资产 89表 10.3⊳包括在最终用途能源投资中的子行业和资产 90表 12.4⊳按相关教育水平和职业划分的就业估计技能水平 96框列表方框 1.1⊳到 2050 年净零排放的能源和可持续发展的综合方法方案 8方框 4.1⊳可再生能源的长期潜力 60方框 6.1⊳GEC 模型与 IEA 中期石油的方法论差异市场报告...........................................................................................................................................................72方框 6.2⊳说明油气田产量下降的方法 744国际能源署 |全球能源和气候模型文档IEA. CC BY 4.0 。 模型和场景概述自 1993 年以来，IEA 使用一系列不断发展的详细，世界领先的建模工具提供了中长期能源预测。首先，开发了世界能源模型 （ WEM ） - 一种旨在复制能源市场功能的大规模模拟模型。十年后，能源技术展望 （ ETP ） 模型 - 一种技术丰富的自下而上模型 - 被开发出来，与 WEM 并行使用。2021 年，IEA 首次采用了一种新的混合建模方法，依靠两种模型的优势，开发了世界上第一个关于如何在净零 CO 下过渡到能源系统的综合研究。2到 2050 年的排放量 ； 这项分析在 2023 年进行了更新。在过去的两年中 ， IEA 致力于开发一个新的综合建模框架 ： IEA 的全球能源与气候 （ GEC ） 模型。该模型现在是用于在 IEA 的出版物中生成详细的部门和地区长期情景的主要工具。GEC 模型汇集了 WEM 和 ETP 模型的独特建模功能。其结果是一个大规模的，自下而上的部分优化建模框架，允许在能源市场，技术趋势，政策战略和整个能源部门的投资方面具有独特的分析能力，这对于实现气候目标至关重要。IEA 的 GEC 模型涵盖了 29 个地区，可以汇总到世界级的结果，并通过专门的自下而上建模覆盖了整个能源系统的所有部门 ：最终能源需求， 涵盖工业 ， 运输 ， 建筑 ， 农业和其他非能源使用。这是由能源服务和材料需求的详细建模驱动的。能源转型， 包括发电和制热 ， 炼油厂 ， 生物燃料 ， 氢和氢基燃料的生产以及其他与能源相关的过程 ， 以及相关的传输和分配系统 ， 存储和贸易。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 模型是涵盖整个全球能源系统的高度数据密集型模型。有关能源供应，转换和需求以及能源价格的许多数据都是从 IEA 自己的能源和经济统计数据库 （ http ： / / www 。iea.org / statistics) 。它还利用了与其他机构合作以及广泛外部来源的数据，这些数据见本文件相关章节。全球经济共同体模式的发展得益于国际能源机构内外的专家审查，国际能源机构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 ：包括预测范围内按部门和燃料分列的需求趋势、供应可用性和制约因素、国际贸易和能源平衡。能源使用对环境的影响 ：包括 CO2燃料燃烧、工业过程和燃烧产生的排放 ； 甲烷 (CH4) 化石燃料运营产生的排放 ； CH4和一氧化二氮 (N2O) 最终能源需求和能源转化产生的排放、当地空气污染物和温度结果。 政策行动和技术变革的影响 ：包括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。 能源领域的投资 ：包括燃料和技术供应链的投资要求 ， 以满足预计的能源需求和需求方的投资要求。 现代能源获取评估 ：包括获得电力和清洁烹饪的趋势 ， 以及相关的额外能源需求和投资 ， 以及温室气体排放的变化。 能源就业 ：包括能源部门的发展对每种情况下就业的影响。Section 1| 型号和型号概述场景5Section 1IEA. CC BY 4.0 。 1.1GEC 模型方案IEA 的中长期展望出版物 — — 包括《世界能源展望》 (WEO) 和《能源技术展望》 (ETP) — — 使用基于 GEC 模型的情景方法来研究未来的能源趋势。GEC 模型用于探索多个场景，每个场景都建立在关于能源系统如何随时间演变的一组不同的基本假设之上。通过比较它们，读者可以评估是什么驱动了各种结果，以及沿途的机会和陷阱。这些情景不是预测，也不包含关于长期未来可能持有的单一观点。相反，这些情景试图使读者能够比较未来的不同版本，以及产生它们的杠杆和行动，并获得对全球能源未来的见解。《世界能源展望》、《能源技术展望》及其相关报告探讨了三种情景的不同方面，所有这些情景都经过全面更新，以包括最新的能源市场和成本数据。到 2050 年的净零排放情景 （ NZE 情景 ） 是规范的，因为它旨在实现特定的成果 - 到 2050 年能源部门的净零排放，而无需其他部门的抵消。排放轨迹与将 2100 年的温度上升保持在 1.5 ° C 以下 （ 至少有 50 ％ 的可能性 ），并具有有限的超调，到 2030 年普遍获得现代能源服务以及空气质量的重大改善 - 并显示出达到这些目标的途径。宣布的承诺方案 （ APS ） 和规定的政策方案 （ STEPS ） 是探索性的，因为它们定义了一系列起始条件，例如政策和目标，并根据反映市场动态的能源系统模型表示来查看它们的领先位置和技术进步。表 1.1⊳定义和目标GEC 模型 2023场景2050 年净零排放情景 (NZE 情景)宣布承诺方案 (APS)国家政策方案 (步骤)Definitions 一个场景 ， 它设置了一个全球能源部门实现净零 CO 的途径2到 2050 年的排放量。它不依赖于能源部门以外的减排来实现其目标。到 2030 年实现了普遍获得电力和清洁烹饪。该方案在 2023 年完全更新。该方案假设到 2023 年 8 月底 ， 世界各国政府和行业做出的所有气候承诺 ， 包括国家自主贡献 （ NDC ） 和长期净零目标 ， 以及获得电力和清洁烹饪的目标 ， 将按时足额实现。该方案反映了当前的政策设置 ， 该政策设置基于对 2023 年 8 月底之前实施的与能源有关的政策以及正在制定的政策的部门和国家评估。该方案还考虑到当前计划的清洁能源技术制造能力。Objectives展示各种行为者在主要部门的需求 ， 以及世界何时实现净零能源相关和工业过程 CO2到 2050 年排放 ， 同时满足其他