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聚焦“一带一路” 2023 世界能源 可持续性评价报告 作者鲁玺 赵琦 张贤 二零二三年十月 2023 世界能源可持续性评价报告 作者 鲁 玺 清华大学环境学院 清华大学碳中和研究院 赵 琦 清华大学环境学院 张 贤 中国 21 世纪议程管理中心 顾问委员会 按姓氏笔画排序 马蔚华 联合国可持续发展影响力目标指导委员会 张建宇 “一带一路”绿色发展国际研究院 杨 斌 清华大学经济管理学院 贺克斌 清华大学环境学院 清华大学碳中和研究院 涂瑞和 联合国环境规划署 徐华清 国家应对气候变化战略研究和国际合作中心 黄 晶 中国 21 世纪议程管理中心 专家委员会 按姓氏笔画排序 王 灿 清华大学环境学院 王 克 中国人民大学环境学院 刘 毅 清华大学环境学院 吴 刚 国家自然科学基金委员会 李金惠 清华大学环境学院 杨 秀 清华大学气候变化与可持续发展研究院 钱小军 清华大学经济管理学院 柴麒敏 国家气候战略中心战略规划部 引用方式 文中部分图片来自 https//pixabay.com http//www.unsplash.com 2023 世界能源可持续性评价报告聚焦“一带一路” 2023 世界能源可持续性评价报告 聚焦“一带一路” 执行摘要 5 第 1 章 引言 . 11 第 2 章 构建能源可持续性评价体系 . 14 2.1 定义能源可持续性概念 15 2.2 选取和筛选指标 . 16 2.3 指标数据的收集与处理 17 2.4 确定指标权重 18 第 3 章 世界能源可持续性评价结果 . 19 3.1 世界能源可持续性现状(2020) . 20 3.2 2011-2020 世界能源可持续性变化 . 25 3.3 未来世界能源可持续性变化趋势 . 29 第 4 章 各地区能源可持续性评价结果 30 4.1 撒哈拉以南非洲 . 31 4.2 南亚 . 37 4.3 中东与北非 44 4.4 东亚与太平洋 50 4.5 欧洲与中亚 57 目 录 contents 4.6 拉丁美洲 . 63 4.7 北美 . 69 第 5 章 “一带一路”沿线国家能源可持续性评价 74 5.1“一带一路”能源可持续性现状 . 75 5.2 2011-2020“一带一路”能源可持续性发展趋势 79 5.3“一带一路”能源发展重点国家与地区分析 . 82 第 6 章 结果与讨论 86 6.1 主要结果 . 87 6.2 讨论 . 90 6.3 研究展望 . 93 附录 . 95 A 地区与国家列表 95 B 方法学详解 96 C 不确定性分析结果 . 99 D 能源可持续性评价指标与 SDG7 原指标对比 . 100 E 能源可持续性 2030 目标值的设定 . 101 参考文献 102 东亚与太平洋 (EAP, East Asia and Pacific 欧洲与中亚(EUCA, Europe and Central Asia 拉丁美洲(LAC,Latin America and Caribbean 中东与北非(MENA,Middle East and North Africa) 北美(NA,North America 南亚(SA,South Asia 撒哈拉以南非洲(Sub-Saharan Africa 可及性 清洁度 能源效率 可支付性 可靠性 世界能源可持续性评价报告 聚焦“一带一路” 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 5 第1 章 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 执行摘要 执行 摘要 能源系统的可持续发展,即“确保人人获得 负担得起的、可靠和可持续的现代能源”是联合 国2030 年可持续发展议程提出的可持续发展 目标之一,同时更是气候变化、消除贫困、经济 增长等一系列国际发展议题的重要支柱。对能源 可持续性的评价与表征是制定相关政策的重要依 据,而当前的研究在科学性、时空范围和结果探 究等方面尚存在着一定不足,无法全面有效地支 撑全球能源可持续发展的实现。 针对上述研究存在的不足,清华大学环境学 院鲁玺课题组在清华大学碳中和研究院和 Inditex 可持续发展基金的支持下,于2020年起开始了 全球能源可持续性评价项目的研究工作,并汇总 相关成果编撰2023世界能源可持续性评价报 告聚焦“一带一路”。本研究旨在建立一 个兼具数据全面性和方法科学性的能源可持续性 评价体系,并据此揭示全球各个国家与地区,特 别是“一带一路”沿线国家(以下简称“一带一路” 国家)能源系统可持续性的时空分布特征,进而 基于分析结果为处在不同地理区域、不同发展阶 段的国家提供能源战略方面的政策建议,助力可 持续发展目标的实现和“绿色一带一路”发展愿 景的达成。该报告将于2030年前按年度持续更新, 以追踪全球 SDG7 实现进度。 报告以全球 140 个国家 2011-2020 年间的 各项能源可持续性指标数据所构成的数据库为基 础,利用综合评价方法学理论,围绕着“能源可 持续性”的概念构建了包括可及性、清洁度、效率、 能源可持续性维度 指标 可及性 农村电力普及率() 城镇电力普及率() 清洁炊事燃料普及率() 电气化率() 清洁度 可再生能源占比() 空气污染物排放强度(g/MJ CO 2 排放强度(g/MJ 能源效率 单位 GDP 能源强度 MJ/ 能源分配效率() 可支付性 电力消费占收入的比例() 可靠性 月均停电次数 能源自给率() 6 支付性和可靠性 5 个维度、12 个指标的能源可持 续性评价体系(如下表),并根据评价结果,分 析了全球和各个地区能源可持续性各维度的时空 特征,针对以新兴经济体为主的“一带一路”地 区开展了专题探究,以此为基础提出了能源可持 续发展方面的政策建议。 世界能源可持续性评价结果 世界各个地区的能源可持续性得分呈现出了 明显的地区差异,各地区的得分与其经济发展水 平显著相关(R 2 0.60***),地区得分从低到高 的排序分别为撒哈拉以南非洲(51.9 分)、南亚 (61.6 分)、中东与北非(66.3 分)、东亚与太 平洋(67.0 分)、欧洲与中亚(71.1 分)、拉丁 美洲(73.7 分)、北美(74.6 分)。得分最高的 5 个国家分别为冰岛(96.8 分 、挪威(91.2 分)、 瑞典(86.4 分)、芬兰(81.9 分)、乌拉圭(81.8 分),得分最低的5个国家分别为贝宁(42.6分)、 布基纳法索(41.8 分)、尼日尔(41.7 分)、刚 果(金)(40.7 分)、乍得(40.1 分)。 各地区能源可持续性的分维度特征既有共性 又有个性。共性体现在能源清洁度对世界各个地区 而言都是掣肘SDG7实现的重要因素,而低清洁 度的主要原因是可再生能源比例较低(全球比例为 11.5)。个性则包括以下方面对撒哈拉以南地 区来说,能源需求的满足,包括可及性和可支付性 是能源可持续性的最大短板;南亚、中东与北非和 东亚三个中等水平地区的共性问题表现为能源清 洁度过低,但具体原因各不相同,南亚、中东与北 非以及东亚地区最大的问题分别出现在污染物排 放强度、可再生能源比例以及碳排放强度三个指标 上,对南亚地区,能源可靠性同样构成了限制 SDG7 实现的重要因素;欧洲和美洲地区的能源可 持续性表现较好,目前实现 SDG7 的瓶颈在于能源 清洁性的提升速度能否进一步加快,且欧洲在能源 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 7 第1 章 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 执行摘要 可靠性(能源安全)方面也存在着一定问题。 2011-2020 年间,全球和各地区的能源 可持续性均呈现上升趋势,全球平均分由 2011 年的 60.9 分上升到了 2020 年的 65.0 分,但各地区上升幅度各不相同,南亚和东 亚分别贡献了全球能源可持续性增长中的 48.5 和 32.4,是拉动全球能源可持续性 增长的主要动力,而其他地区的增长较为缓 慢,大部分国家的增长幅度低于世界平均值。 从维度上来说,全球能源可持续性上升的主 要动力来自于南亚、东亚和撒哈拉以南非洲 国家的可及性增长(贡献了全球能源可持续 性增长中的 73.6),东亚、欧洲和北美等 地区的清洁性提升也有一定贡献(25.5); 但与此同时,部分地区分维度的能源可持续 性出现了下降,特别是除北美外的各地区的 能源可靠性(能源安全)都有所下滑。 为将全球能源可持续发展的进展与 SDG7 设定的 2030 目标直接对比,研究根 据一系列设定计算出了达到 2030 目标对应 的能源可持续性分数(77.4分)。结合 2030 目标来看,2011-2020 世界能源可持 续性上升的幅度和速度并不理想,年均增长 率仅有 0.7。如果保持 2011-2020 阶段 的增速,2030 年世界能源可持续性得分仅 能达到 SDG7 目标值的 90.3,而实现 SDG7 目标需要 2021-2030 阶段的能源可 持续性以原增速 2.4 倍的速度上升。 “一带一路”能源可持续性评价 以发展中国家为主、占全球人口 44 各地区能源可持续性评价结果 撒哈拉以南非洲 撒哈拉以南非洲的能源可持续性得分(51.9) 是各个地区中最低的,能源可及性(特别是农村 电力普及率和清洁炊事燃料普及率)和可支付性 两个维度显著落后于世界平均水平; 撒哈拉以南非洲国家在 2011-2020 年间能源 可持续性上升了 3.6,主要来自能源可及性的提 升,而能源清洁度和可靠性则出现了下滑; 南亚 南亚地区2020的能源可持续性得分为 61.6,仅高于撒哈拉以南非洲地区;除了较低的 能源清洁度外,南亚在能源可靠性(特别是平均 停电次数)和能源效率两个维度上与世界平均水 平尚有一定差距; 南亚地区在 2011-2020 年间能源可持续性上 升幅度最大,达到了 15.6,主要来自能源可及 性的提升,能源清洁度、能源效率和可支付性也 有一定增长,但可靠性出现了下降; 中东与北非 中东与北非地区 2020 的能源可持续性得分 为 66.3,在各地区中排名第 5;地区的能源清洁 度明显落后于其他地区,可再生能源比例仅有 1.0,严重依赖化石能源; 中东与北非地区在2011-2020年间能源可 持续性上升幅度仅有 1.4,是各地区中增长最慢 的;能源可持续性上升主要来自能源可及性的提 升,而能源效率、可支付性和可靠性都出现了下降; 8 的“一带一路”国家在能源可持续性水平(64.6 分)上接近世界平均水平(65.0分),但与代 表着发达国家的OECD国家(73.3分)仍然存 在差距。“一带一路”国家在能源可及性、清洁 度和能源效率上显著低于OECD国家,分别只 达到了 OECD 国家得分的 87.0、81.3 和 83.9;其中可及性中的清洁炊事燃料普及率和 电气化率、清洁度中的可再生能源比例和空气污 染物排放强度以及能源效率中的单位 GDP 能源 强度,是“一带一路”与OECD国家差距最大 的指标。 2011-2020 年“一带一路”国家能源可持续 性快速增长,增长幅度达到8.2,高于OECD 国家(3.0)以及世界平均水平(6.8)。从 历年的增速来看,以2015年推动共建丝绸之 路经济带和 21 世纪海上丝绸之路的愿景与行动 正式发布为关键节点,2015-2020 年“一带一路” 国家的能源可持续性增速(0.8-1.0)相比于 2012-2014年的增速(0.6-0.7)有明显提升。 东亚与太平洋 东亚与太平洋地区 2020 的能源可持续性 得分为 67.0,在各地区中排名第 4;地区的能 源清洁度较低,特别是空气污染物和 CO 2 的排 放强度表现较差; 东亚与太平洋地区在 2011-2020 年间能源 可持续性上升幅度为 6.9,主要来自能源可及 性(特别是清洁炊事燃料普及)和能源清洁度(可 再生能源比例)的提升,而能源可靠性由于化 石能源进口比例的上升而出现了一定下降; 欧洲与中亚 欧洲与中亚地区 2020 的能源可持续性得 分为 71.1,在各地区中排名第 3;能源清洁转 型是欧洲地区能源发展的主题,但除此之外, 能源可靠性较低反映出的能源安全问题也值得 重视; 欧洲与中亚地区在2011-2020年间能源 可持续性上升幅度仅为 1.89,主要来自可再 生能源比例提高带来的能源清洁度的提升;但 能源可及性和可靠性则出现了一定下降; 拉丁美洲 拉丁美洲地区 2020 的能源可持续性得分 为 73.7,在各地区中排名第 2;拉丁美洲拥有 各地区中最高的能源清洁度得分,主要得益于 其可再生能源禀赋优势; 拉丁美洲地区在2011-2020年间能源可 持续性上升幅度为3.4,主要来自能源可及 性和清洁度的提升,但其他三个维度的得分则 有所下降; 北美 北美地区2020的能源可持续性得分 (74.6)是各地区中最高的,在能源可及性、 能源效率、能源可支付性和能源可靠性 4 个维 度上均为各地区中的最高分,在能源清洁度上, 北美在各地区中排名第 3,仅低于拉丁美洲地 区以及欧洲与中亚地区; 北美地区在2011-2020年间能源可持续 性上升幅度为 3.24,主要贡献来自能源清洁 度和可靠性(页岩气革命带来的能源自给率上 升)的上升。 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 9 第1 章 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 执行摘要 “一带一路”国家的能源可持续性增长主要来自 于可及性的提升,贡献了提升总量的 89.2,特 别是农村电力普及率和清洁炊事燃料普及率,分 别上升了22.6和17.3;能源清洁度和能源 效率提升也有一定贡献。可支付性和可靠性则出 现了下降,特别是能源自给率出现明显下滑。 “一带一路”内部各国的 2020 年能源可持 续性同样有着较大差异,中东欧国家领先于其他 国家,而东南亚和南亚国家能源可持续性相对较 低。“一带一路”国家中,得分位于前列的国家 包括拉脱维亚(78.6分)、阿尔巴尼亚(77.8分)、 塔吉克斯坦(77.2 分)、爱沙尼亚(75.6 分)、 克罗地亚(75.4分)等,而得分较低的国家则 包括巴基斯坦(53.1 分)、孟加拉国(54.9 分)、 伊拉克(56.8分)、缅甸(57.6分)和蒙古(57.7 分)。从2011-2020年的能源可持续性发展来看, 大部分“一带一路”国家的能源可持续性有所增 长,印度、柬埔寨、蒙古等部分东南亚和南亚国 家的发展最为迅速;但与此同时,部分“一带一 路”国家的能源可持续性出现了下滑,包括塔吉 克斯坦、伊拉克、老挝等,其共同特点是化石能 源消耗量的突增使能源清洁度大幅下跌,反映出 了部分国家依赖化石能源的能源发展模式对其能 源可持续性造成的负面影响。 讨论 能源系统的加速转型与协同发展 研究结论表明,现有的能源发展路径和能源 转型政策并不足以满足 SDG7,特别是能源清洁 度相关的目标,因此,抓住 2030 年前的最后窗 口期,综合利用行政命令、财税、金融等政策工 具,加大对清洁能源的支持,是全球实现 SDG7 的必由之路。与此同时,推进能源的清洁转型也 要充分考虑与能源可持续性其他维度的协同发 展。清洁转型会创造多维度协同发展的机遇,如 通过清洁能源解决能源贫困问题和能源安全问 题,但清洁转型也会在其他维度带来潜在的挑战, 这些挑战包括清洁能源大规模发展可能带来的材 料短缺问题,电网波动问题以及能源可支付性问 题等。本研究的结果表明,片面关注能源发展的 单一维度所导致的能源可持续性其他维度上的倒 退,会削弱甚至抵消这一维度上的发展成果,例 如“一带一路”中的越南、老挝和伊拉克等国, 2011-2020年间可及性虽有上升,但清洁度和 可靠性方面的倒退使得整体的能源可持续性不增 反降。因此,对于各级政策制定者,应充分考虑 清洁发展与能源可持续性其他维度协同发展的机 遇与挑战,并将其明确纳入到清洁发展的战略规 划文件中。 各类国家能源战略的侧重点 对于低收入国家来说,能源可及性的不足严 重限制了其能源可持续性的表现。例如,在撒哈 拉非洲以南地区,2020年仍有7.5亿人无法用电, 26亿人未能使用清洁的炊事燃料能源 [1] ,使得 能源可及性成为最大短板。因此,低收入国家的 能源战略应将能源贫困的解决列为重点。当前, 可再生能源中的陆上风电与光伏在技术和经济性 上已达到成熟水平,而越来越多的政府和金融机 构承诺不再投资化石能源项目,在这一背景下, 可再生能源应成为解决低收入国家能源贫困问题 的主要手段。中等发达国家在过去十年间新增了 大量以化石能源为主的能源基础设施,这些能源 基础设施对清洁度、效率和可靠性的影响在本研 10 究中得到了直观体现,同时这些高碳能源基础设 施还会带来大量的锁定碳排放,阻碍能源系统的 低碳发展。因此,现有能源基础设施的升级改造 和有序淘汰将与清洁能源的发展一道成为中等发 达国家推进能源可持续发展的重要抓手。对于能 源可持续性较为领先的高收入国家,特别是在 2022 年经历了能源危机的欧洲国家来说,提升 可再生能源比例,实现能源清洁转型是当前能源 发展的重点所在。在这一过程中,高收入国家应 重点关注清洁度提升与其他维度的协同发展,确 保能源可持续性的其他维度在清洁转型过程中同 样得到发展。 关键技术进步对能源可持续性的推动 能源可持续性指数的提高与关键技术的进步 密不可分。例如,2011 年以后全球能源清洁度 得分的提升,很大程度上要归功于风电和光伏产 业在组件效率、材料强度、生产优化等方面的技 术迭代,从而使得 2010 以后的风光平准化度电 成本快速下降到接近甚至低于化石能源的水平, 极大地促进了可再生能源的部署;北美能源可靠 性的逆势增长,源于水平钻井和水力压裂等多种 开采技术的进步,这使得页岩气和页岩油的开采 具备经济可行性,从而显著增加了北美的天然气 本地产量,使得美国由天然气净进口国变为净出 口国,大大缓解了其能源安全问题。因此,在当 前全球能源可持续性进步速度仍显不足的背景 下,推动储能、工业与交通电气化、碳捕集利用 与封存(CCUS)和氢能等能源关键技术的进步, 使其由示范性阶段快速进入商业化应用,将是在 2030 年前拉动全球特别是以“一带一路” 国家为代表的发展中国家摆脱化石能源依赖型的 发展模式,实现 SDG7 的关键所在。 全球及地区层面的国际合作 研究结果揭示了过去十年间全球能源可持续 性发展在地区和国家层面的不平衡性,这一问题 的解决需要世界各国在能源和气候领域开展更为 密切和实际的合作,包括治理体系、金融投资、 技术研发等各个方面的一致行动。在 2022 年 11 月联合国气候变化框架公约第 27 次缔约方 大会(COP27)达成的决议文件中,能源与气 候领域的国际合作得到了着重强调;决议中还包 括设立“损失与损害”基金的突破性协议,以及 对加速能源转型这一共识的重申,标志着能源与 气候领域国际合作取得的进展 [2] 。“一带一路” 是国际合作有力推动能源可持续性发展的另一个 例证,指数结果显示,自 2015 年“一带一路” 倡议正式提出后,“一带一路”国家的能源可持 续性发展速度显著加快,表明“一带一路”合作 的开展与各国能源可持续性进步间存在正向关 联。在这些成果的基础上,下一阶段的国际合作 应重点关注合作倡议的落地,如加大对可再生能 源项目的投资力度、促进发达国家对发展中国家 的技术分享与援助、以及设立国际清洁能源专项 基金等。 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 11 第1 章 执行摘要 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 01 引言 12 能源系统的可持续转型是全球可持续发展的 基础。在联合国2030 年可持续发展议程提 出 的 17 个 可 持 续 发 展 目 标(Sustainable Development Goals, SDGs)中,能源可持续发 展不仅是SDG7的主要内容,更是实现其他目标, 如 SDG1 消 除 贫 困、SDG6 水 与 卫 生、 SDG11可持续城市和 SDG13气候变化等的 重要支柱 [3, 4] 。以气候变化为例,政府间气候变 化专门委员会(IPCC)在其发布的第六次评估 报告中指出,当前的气候政策和减排行动并不足 以实现巴黎协定规定的“将本世纪末的全球 变暖控制在 2℃以内,并尽力实现 1.5℃”的目 标 [5] 。而化石能源的燃烧是温室气体主要的人为 排放源,其产生的碳排放占全球 2020 年人为碳 排放总量的 93.0 [6] ,现有能源基础设施的锁定 碳排放(即现有基础设施在未来的使用寿命中产 生的累积碳排放)更是已经对 1.5℃目标构成严 重威胁 [7] 。在此背景下,能源系统需要在未来几 十年中实现快速而有深度的转型,以支撑气候目 标乃至可持续发展议程整体的实现。 对能源可持续性的评价与表征是相关研究开 展和政策制定的重要依据。联合国制定的 SDG7 衡量指标体系中,仅包括了“电力普及率”“清 洁炊事普及率”“可再生能源比例”和“能源效 率”四个成果类指标。在这一基础上,学术界针 对能源可持续性评价开展了多方面的研究探索。 这些研究可被分为两类,第一类是研究机构定期 发布的指数报告,以世界能源理事会发布的“世 界能源三难指数”(World Energy Trilemma Index, WETI) [8] 以及世界经济论坛发布的“能 源转型指数”(Energy Transition Index, ETI) [9] 为代表。这一类研究选取的指标更为全面,且 囊括了全球大部分国家长时间段的数据结果, 但其在指标体系构建的方法学上缺少透明度和 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 13 第1 章 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 执行摘要 科学性 [10, 11] 。第二类研究则是发表于学术期刊上的能源可持续性指数研 究 [12-16] ,这一类研究在方法学上具备较强的科学性,但大部分是针对特定国家或 地区的研究,缺少全球范围的、长时间尺度的数据与结果,且大多数将重点放在指 标体系的建立过程上,缺乏对结果的深度解读。 针对上述研究存在的不足,清华大学环境学院鲁玺课题组在清华大学碳中和研 究院和 Inditex 可持续发展基金的支持下,于 2020 年开始了全球能源可持续性评 价项目的研究工作,旨在建立一个兼具数据全面性和方法科学性的能源可持续性评 价体系,并据此揭示全球各个国家与地区特别是“一带一路”国家能源系统可 持续性的时空分布特征及其不确定性,进而基于分析结果为处在不同地理区域、不 同发展阶段的国家提供能源战略方面的政策建议,助力可持续发展目标的实现和“绿 色一带一路”发展愿景的达成。研究结果以2023 世界能源可 持续性评价报告聚焦“一带一路”的形式发布。该报告将 于 2030 年前按年度持续更新,以追踪全球 SDG7 实现进度。 报告后五章的内容分为以下部分 第二章 介绍能源可持续性评价体系的构建过程,包括“能源可 持续性”的定义与范围,指标初选、筛选、数据获取和权重赋值 等构建指标体系的具体环节,最终建立的指标体系以及开展不确 定性分析的方法。 第三章 分析世界的能源可持续性现状,包括能源可持续性的总 分以及各个维度得分,并对地区差异进行分析解读;探究世界和 各个地区的能源可持续性在 2011-2020 年间的发展趋势以及其与 SDG7 2030 年目标的差距,并分析各个地区、各个维度对可持续 发展的贡献。 第四章 分地区探究能源可持续性得分的空间和时间分布特征, 包括现阶段地区能源可持续性在不同维度的特点、各维度在 2011-2020 年间的发展趋势、以及地区内重点国家的表现。 第五章 针对“一带一路”地区开展专题探究,包括“一带一路” 能源可持续性现状、能源可持续性发展趋势以及能源可持续发展 重点国家识别与分析。 第六章 基于以上研究结果,展开对研究的讨论与展望,包括研 究的政策内涵以及研究本身的潜在改进方向。 报告后五章的 内容分为以下 部分 14 02 构建能源可持 续性评价体系 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 15 第1 章 执行摘要 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 2.1 定义能源可持续性概念 联合国对 SDG7 的原文表述是“确保人人获得负担得起的、可靠和可持续 的现代能源”。根据这一表述,结合现有研究对能源可持续性概念的探讨,本研 究提炼出了衡量能源可持续性的 5 个维度,即 可及性确保尽可能多的人能够获取电力等现代能源的供应 清洁度减少能源的生产和使用对环境的影响 效率能源的单位投入应带来尽可能多的产出 可支付性能源消费支出的负担尽可能小 可靠性确保能源系统提供稳定可靠的能源供应 16 在综合评价研究中,评价指标的选取起着至 关重要的作用。综合评价的方法学研究指出 [17] , 指标的选取需要遵循的原则包括但不限于系统 性(评价指标应覆盖评价目标的所有重要方面), 科学性(指标应具有明确的定义,以及其在过往 的相关实践中得到过应用),可运算性(具有清 楚的计算 / 测定方法),相互独立性(指标间应 尽可能相互独立,避免信息的冗余),简约性(在 满足评价要求的前提下尽可能控制指标数量)等。 基于以上指标选取原则,以及 2.1 中定义的 能源可持续性的 5 个维度,研究初步选取了一批 指标,并进一步考虑了指标间的相关性以及指标 数据的可得性,对初选指标进行了筛选(初选指 标与筛选过程详见附录)。最终确定的指标体系 如表 2-1 所示 能源可持续性维度 指标 备注 可及性 农村人口的电力普及率() 城镇人口的电力普及率() 清洁炊事燃料的普及率() 终端能源消费的电气化率() 清洁度 终端能源消费中现代可再生能源占比() 排除了传统生物质能源 空气污染物排放强度(g/MJ 包括 SO 2 、NO X 、PM 2.5 三种污染物 CO 2 排放强度(g/MJ 能源效率 单位 GDP 的能源强度 MJ/ 能源分配效率() 指能源供应中分配、传输和运输损失所占比例 可支付性 电力消费占居民收入的比例() 假定人均年用电量为 1000kWh 可靠性 电力消费者经历的月均停电次数 能源自给率() 指能源供应中不来自于进口部分的比例 表 2-1 | 能源可持续性评价指标体系 2.2 选取和筛选指标 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 17 第1 章 执行摘要 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 2.3 指标数据的收集与处理 指标数据的来源包括国际能源署(IEA)的 世界能源平衡表、世界能源价格和能源温室气体 排放数据库,世界银行的世界发展指数数据库, 以及全球大气研究排放数据库(EDGAR)的污染 物排放数据库。其中,终端能源消费量、现代可 再生能源消费量、能源供应总量、能源进口量、 能源分配损失来自于 IEA 世界能源平衡表数据库, 电力价格来自于 IEA 世界能源价格数据库,CO 2 排放量来自于 IEA 能源温室气体排放数据库;人 口、GDP、人均收入、电力普及率、清洁炊事燃 料普及率和停电次数来自世界银行的世界发展指 数数据库;SO 2 、NO X 、PM 2.5 三种污染物的排放 量则来自于 EDGAR 污染物排放数据库。 本研究共收集了全球各大洲140个国家 2011-2020 各年度的数据。 为将各指标数据转化成可以相互对比的形 式,研究采用极值处理法对数据进行了标准化, 具体计算过程如下 效益型指标(即原始数值越高代表可持续性 越好的指标,如可再生能源占比) y ij x ij-minj x ij maxjxij-mtnjxij 成本型指标(即原始数值越低代表可持续性 越好的指标,如空气污染物排放强度) y ij max j x ij- x ij maxjxij-minjxij 其中, x ij 代表标准化前的数据, y ij 代表标准 化后的数据。 18 2.4 确定指标权重 权重是能源可持续性评价体系中各个指标、 维度重要程度的体现,因此权重系数的确定是综 合评价中的核心问题之一。权重系数的确定方法 可分为两类,包括功能驱动型(主观)赋权法和 差异驱动型(客观)赋权法。 在透明度较高的客观方法中,熵权法在样本 数据完整和指标间具有复杂联系时的表现最好 [18] 。 因此,本研究使用熵权法作为各维度权重确定的 主要方法。熵权法的基本原理是根据各项指标观 测值提供的信息量大小来确定指标权重,并借用 了信息论中“信息熵”的概念和计算方法,利用 信息熵来衡量各指标提供的信息量大小 [19] 。最终 确定的指标权重如表2-2(具体计算过程见附录) 所示。 能源可持续性维度 指标 指标权重 可及性(37.1) 农村人口的电力普及率() 9.2 城镇人口的电力普及率() 9.2 清洁炊事燃料的普及率() 9.2 终端能源消费的电气化率() 9.2 清洁度(34.9 终端能源消费中现代可再生能源占比() 17.4 空气污染物排放强度(g/MJ 8.7 CO 2 排放强度(g/MJ 8.7 能源效率(7.4) 单位 GDP 的能源强度 MJ/ 4.9 能源分配效率() 2.4 可支付性 9.3 电力消费占居民收入的比例() 9.3 可靠性 11.3 电力消费者经历的月均停电次数 5.6 能源自给率() 5.6 表 2-2 | 指标体系与权重赋值 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 19 第1 章 执行摘要 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 03 世界能源可持 续性评价结果 20 3.1 世界能源可持续性现状(2020) 全球各国的能源可持续性分布呈现出了显著 的区域差异(见图 3-1)。具体来说,在经济较 为发达的地区,包括欧洲、北美和大洋洲的大部 分国家,能源可持续性评价表现较好。欧洲与中 亚地区和北美地区的能源可持续性平均得分分别 达到了71.1分和74.6分。与之相反,经济发展 较为落后的地区,包括撒哈拉以南非洲、南亚和 东南亚的部分国家,在能源可持续性上处于明显 的落后位置,撒哈拉以南非洲和南亚的能源可持 续性平均得分仅有 51.9 和 61.6 分。经济发展处 于中等水平的地区则表现出了更加多样的结果。 一方面,以发展中国家为主体的拉丁美洲地区能 源可持续性平均得分为 73.7 分,仅次于北美地区 的得分,这主要得益于拉美国家较为清洁的能源 结构;另外一方面,中东与北非和东亚与太平洋 两个地区的得分为 66.3 分和 67.0 分,处于中等 水平。 能源可持续性的得分差异在国家层面得到了 进一步体现。得分最低的10个国家中,有9个 为撒哈拉以南非洲国家,得分最后一名的乍得仅 有40.1分;而在得分最高的10个国家中,有7 个国家来自欧洲与中亚地区(具体来说,其中有 5 个国家来自北欧地区),得分第一名的冰岛达 到了 96.8 分,是乍得得分的 2.4 倍(见图 3-2)。 美国、日本和中国则分别以 74.3、68.8 和 67.6 分位居 25、58 和 71 名(140 个国家的详细得分 图 3-1 | 世界能源可持续性总分(2020) 世界能源可持续性评价报告 | 聚焦“一带一路”| 21 第1 章 执行摘要 第2 章 第4 章 第5 章 第6 章 附录 第3 章 图 3-2 | 得分最高与最低的 10 个国家以及部分主要经济体 100 80 60 40 20 0 乍得刚果︵金︶尼日尔布基纳法索贝宁厄立特里亚海地毛里塔尼亚莫桑比克马里中国日本美国阿尔巴尼亚新西兰丹麦拉脱维亚巴西乌拉圭芬兰瑞典挪威冰岛 96.8 91.2 86.4 81.9 81.8 80.2 78.6 78.5 77.8 77.8 74.3 68.8 67.6 47.9 47.2 47.2 46.9 46.4 42.6 41.8 41.7 40.7 40.1 与排名见补充信息)。 图3-3展示了140个被评价国家能源可持 续性得分与经济水平(人均 GDP)的相关关系。 回归分析的结果显示,能源可持续性得分与经济 水平之间存在着显著的对数线性关系(p 0.001, R 2 0.60),人均 GDP 每翻 10 倍,能源可持续 性得分会增加 13.6 左右。从人口角度来看,覆盖 了全球大部分人口的发展中国家在能源可持续性 得分方面大多处于中下水平,人口超过 1 亿的国 家除美国外得分均低于 70,得分位于后 50 的 国家人口之和占到了总数的 72.4,而得分位于 前50的国家仅占人口的27.6,这也进一步 反映出了能源可持续性在地区和人口层面的不公 平性。 从具体各维度的得分来看,能源清洁度对世 界各个地区而言都是掣肘 SDG7 实现的重要因素, 各地区的能源清洁度得分在 35.4 与 54.2 之间, 远低于其他维度的水平(见图 3.4c),而能源清 洁度的世界平均得分仅有 41.8。其主要原因是能 源消费中可再生能源占比尚处在较低的水平(见 表 3-1),全球能源消费中仅有 11.5 属于可再 生能源。这也反映了能源低碳清洁转型这一议题 在能源可持续发展当中的重要性和紧迫性。 各地区的能源可持续性总分差异可以追溯到 其在各个维度乃至各个具体指标上的得分差异。 对于欠发达地区来说,能源需求问题,包括能源 的低可及性和低可支付性,是限制其能源可持续 性的最大短板。以撒哈拉以南非洲为例,撒哈拉 以南非洲地区的得分在其他维度上并未出现明显 劣势,但其在能源可及性和能源可支付性上的得 分仅为 34.2 分和 82.5 分,明显低于其他地区的 得分(见图 3.4b 和 e)。表 3-1 中显示,在电力 普及、清洁炊事燃料普及、电气化率和电力消费 占居民收入比例等隶属于可及性和可支付性的指 22 标上,撒哈拉以南非洲地区均居末列,特别是农 村人口电力普及率(28.7 分)和清洁炊事燃料普 及率(17.7 分),严重低于世界其他地区的水平, 反映出了撒哈拉以南非洲等欠发达地区目前仍面 临着缺乏现代能源供应的困境。 对于中等发达地区(南亚、中东与北非、东 亚与太平洋)来说,其呈现出的特点既有共性也 有个性。其共性问题表现为能源清洁度过低,中 东与北非、东亚与太平洋及南亚三个地区在能源 清洁度上的得分分列第 7、6、5 名,低于世界其 他地区(见图3-4c)。但聚焦到具体指标上可 以看到,导致能源清洁度过低的指标并不完全相 同。如表 3-1 所示,中东与北非地区对化石能源 的依赖程度最高,其可再生能源占比得分仅有 1.3 (可再生能源占比仅有 1);而南亚地区能源 清洁度过低的主要原因则是较高的空气污染物排 放强度,这一指标的得分(69.5 分)低于其他各 地区,说明南亚地区在能源系统的空气污染物排 放控制方面较为落后。值得注意的是,尽管东亚 与太平洋地区的可再生能源占比得分并不是最低, 其 CO 2 排放强度得分(42.0 分)却位居末尾,甚 至远低于化石能源比例极高的中东与北非地区 (54.7分)。这说明在提升可再生能源比例的同时, 优化现有的化石能源使用方式对于东亚与太平洋 地区的国家也是一个具有很大潜力的减排选项, 包括调整化石能源的能源结构、扩展碳捕集利用 与封存(CCUS)技术的应用等。此外,对于发 展较为落后的南亚地区来说,其在能源效率(74.8 分)和能源可靠性(65.8 分)方面也都位于全球 各地区中的最低值(图 3.4d 和 f),特别是能源 可靠性明显低于其他地区,体现在具体指标上则 为南亚地区拥有最低的月均停电次数得分(66.1 图 3-3 | 能源可持续性得分与经济水平(人均 GDP
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