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HAS BEEN
PRODUCED IN
COLLABORATION
WITH:OMA AMO
INT
2011
能 源 报 告2050年, 100% 可再生能源大城市建筑局智库可持续能源服务与创新公司大城市建筑局世界自然
基金会
报告
世界自然基金会WWF
世界自然基金会是世界上最大、最有经验的独立自然资源
保护组织之一， 遍布100多个国家中的全球网络活跃着500多
万个支持者。
世界自然基金会的使命是，制止地球自然环境恶化，建设
人与自然和谐相处的未来。
通过保护世界生态多样性，确保
以可持续的方式使用可再生自然资源，倡导减少污染和浪费
性消费。
可持续能源服务与创新公司ECOFYS
该公司成立于1984年，其使命是让人人都能得到可持续
的能源供应。
Ecofys已经成为节能、可持续能源解决方案和
气候政策领域的领军者，在擅长领域特有的协同作用，是获
得这一成功的关键。
我们为客户提供智能、高效、实用和可
持续的解决方案。
大城市建筑局OMA
大城市建筑局是践行当代建筑、城市化和文化分析的一家
主要的国际合伙制公司。
大城市建筑局的建筑实践得益于公
司有一个以研究为主的智库（AMO），大城市建筑局把主要
精力放在建筑和总体规划上，而该局旗下的智库不仅致力于
建筑和城市化，还涉足于下述领域，如媒体、政治活动、社
会问题研究、能源、时尚、出版和图表设计。
世界自然基金会（WWF）
Avenue du Mont-Blanc
1196 Gland
Switzerland
可持续能源服务与创新公司（Ecofys）
P.O. Box 8408
3503 RK Utrecht
The Netherlands
大城市建筑局（OMA）
Heer Bokelweg 149
3032 AD Rotterdam
The Netherlands
www.oma.eu
此报告的问世与荷兰ENECO能源公司的大力支持是分不开的
ISBN 978-2-940443-26-0
封面图片：欧洲野外奇观/Inaki Relanzon/世界自然基金会（WWF）
编者：
总编： Stephan Singer
技术编辑：Jean-Philippe Denruyter
第一部分的主要作者：Barney Jeffries
第一部分的编辑团队：Owen Gibbons, Ellen Hendrix, Martin Hiller, Richard McLellan, Donald Pols
对下述审校人和撰稿人所做的贡献特致谢意：
Keith Allott, Jason Anderson, Bryn Baker, Jessica Battle, Esther Blom, Kellie Caught, Kirsty Clough, Keya Chatterjee, Thomas Duveau, Wendy Elliott, Magnus Emfel, Lynn Englum, Mariangiola Fabbri, Ian Gray, Bart Geneen, Inna Gritsevich, Johan van de Gronden, May Guerraoui, Piers Hart, Joerg Hartmann, Patrick Hofstetter, Richard Holland, Yanli Hou, Nora Ibrahim, Stefan Henningsson, Andrea Kaszewski, Sampsa Kiianmaa, Alexey Kokorin, Li Lifeng, Pete Lockley, Paul Maassen, Yosuke Masako, David McLaughlin, László Máthé, Elisabeth McLellan, Martin von Mirbach, Kevin Ogorzalek, Stuart Orr, Mireille Perrin, Duncan Pollard, Voahirana Randriambola, Georg Rast, Peter Roberntz, Rafael Senga, Shirish Sinha, Gerald Steindlegger, Rod Taylor, Ivan Valencia, Arianna Vitali, Heikki Willstedt, Mattias de Woul, Richard Worthington, Naoyuki Yamagishi
合作机构：
第二部分由可持续能源服务与创新公司负责编写:
主要作者：Yvonne Deng, Stijn Cornelissen, Sebastian Klaus
主要审稿人：Kees van der Leun, Bart Wesselink,
Kornelis Blok
(作者、审稿人和顾问专家的全部名单见第二部分91页。
)
大城市建筑局-智库工作团队的负责人：
合作方 Reinier de Graaf 和 同事Laura Baird
团队成员：Tanner Merkeley, Federico D’Amico
Vilhelm Christensen, Amelia McPhee, Tim Cheung,
Dicle Uzunyayla
翻译：高云鹏
3
WWF The Energy Report Page
100% 可再生能源
4
WWF The Energy Report Page
© Fritz Pölking / WWF 目
为未来可再生能源利用率达到100%而提出的10项建议 8
第一部分
导言 11
可再生能源的未来：为什么我们需要这样一个未来 13
我们得面对的能源现实 13
利用率100%是可能的 23
Ecofys情景分析简介 24
能源组合 29
面临的挑战 43
• 节能 44
• 电气化 51
• 公平 56
• 土地和海洋利用 60
•生活方式 66
• 金融 72
• 创新 78
• 未来掌握在你手中 84
第二部分
Ecofys能源情景分析 87
执行摘要 92
导言 103
方法107
需求 115
供应——可再生能源（不包括生物能源） 139
供应——可持续的生物能源157
投资和节省 192
政策考量 217
结论229
附录231
参考书目242
总词汇表252
5
WWF The Energy Report Page
图1：面向2050年世界的新视角。
地球GIS数据库：地球全图，2002 © AMO
6
WWF The Energy Report Page
“到2050年，可再生能源可
以满足我们所有的能源需求。
本报告表明,这样一个转变不仅
是可能的，而且也是经济可行的。
，这种方式提供的能源是
全人类都能够支付得起的，且
生产能源的方式也是全球经济
和地球所能承受的。
这种转变
会带来巨大的挑战，但我希望
本报告能鼓励各国政府和商界
正视这些挑战，同时勇敢地把
可再生能源经济变成现实。
没
有什么比我们具有创造可持续
未来的能力更重要的了。
”
世界自然基金会总干事
James P. Leape
7
WWF The Energy Report Page
8
WWF The Energy Report Page 2.
电网：通过电网和交易分享和交
换清洁能源，在不同地区使可持续能
源资源得到最佳利用。
3.
可获得性：消除能源贫困，提供清洁电
力，并推广可持续的做法，如向发展中国家的
人口提供节柴灶。
4.
资金：向可再生的、清洁的能源与高能效的产品和建筑投资。
5.
食物：杜绝食物浪费。
采用高效和可持续的方式生产食物，
以便为大自然、可持续林业和生物燃料生产留出土地。
通过饮食
获得维持健康所需的蛋白质是每个人都应具有的同等的权利——
为此，富人需要少吃些肉。
1.
清洁能源：仅提倡使用能效最高的产品。
开发现
有的和新的可再生能源资源，以便到2050年能够为全人
类提供足够的清洁能源。
为未来达到100%可再生能源而提出的10项建议
建议
第一部分:《能源报告》9
WWF The Energy Report Page 6.
物料：减少化、再利用、再循环——尽量
避免浪费，节约能源。
开发耐用材料，还要避免生产我们不需要的东西。
7.交通运输：要采用更多激励措施，鼓励公共运输的更广泛使用，减少人员和物资的运输距离。
在有条件的地方推进电气化。
支持开展海运和航运中用氢气和其
8.
技术：在国家、双边和多边层面上，出台促进能效和可再生能源研发的行动计划。
9.
可持续性：出台和实施严格的可持续性标准，确保可再生能源满足环境和发展目标。
10. 协议：支持具有前瞻性的气候和能源协议，为可再生能源和能效计划，提供全球指导和促进全球合作。
© Martin Harvey / WWF-Canon
© NASA “世界自然基金会
（WWF）有这样一
个愿景——即到本
世纪中叶，世界
100%的动力由可
再生能源提供。
”
10
WWF The Energy Report Page
到2050年，可再生能源使用率为100%
世界自然基金会有这样一个愿景——即到本世界中叶，全世界100%的能源由可再生能源提供。
如果我们不能实现这样一个转变，那么对于预测到的气候变化不断加剧的影响，我们就不可能避免。
但是到2050年，能够为地球上的每个人提供100%的可再生能源供应吗？世界自然基金会要求能源咨询公司Ecofys运用其专业知识对这一问题给出答案。
作为回应，Ecofys进行了这一既富有胆识又高瞻远瞩的情景分析。
该情景分析说明在未来40年间，获得近乎100%的可再生能源资源在技术上是可行的。
本报告的第二部分对该情景分析运用的所有假设、机遇、详细数据和引文出处，以及重要结论都做了一一介绍。
Ecofys情景分析提出了若干重大的问题和挑战，本《能源报告》探讨了最重大的政治、经济、环境和社会方面的选择和挑战，并鼓励在这些方面展开进一步的讨论。
我们怎样既能满足世界各国人民未来在能源、食物、纤维、水和其它物资方面的需求，又能避免其他问题，如在土地/水的可获得性和利用方面的冲突，某些地区对商品日益增长不可持续的消费；核废料；因地制宜多能互补的区域需求？
世界需要认真考虑实现可持续能源未来的转变到底需要什么，并对本报告中提出的两难问题找到解决的办法。
应对这些挑战，为当代和下一代的能源需求找到解决方案，是摆在我们面前最重大、最艰巨、
最紧迫的政治任务。
可再生能源电力可再生能源供热和燃料化石燃料和核能
大力开展终端节能和电气化
基准：
用可再生能源替代传统能源
仍剩余的化石燃料
可再生能源未来
第一部分:《能源报告》
11
WWF The Energy Report Page 图1：能源情景分析中能源供应的演变显示了重要的变化来源：Ecofys能源情景分析，2010年12月
“有14亿人口还
未用上可靠的
电力。
”
12
WWF The Energy Report Page
可再生能源未来：为什么我们需要这样的未来？
向可再生能源转换不仅仅是我们的最优选择，也是我们的唯一选择。
今天我们生产和使用能源的方式并不是可持续的。
我们的主要化石燃料资源——石油，煤和天然气——是有限的自然资源，我们正在快速将其耗尽，而且它们是气候变化的首要原因。
对最后剩余的“便宜”化石资源的角逐引发了多起自然环境灾难，最近发生在墨西哥湾英国石油公司（BP）漏油事件就是一例。
在发展中国家，对薪柴和其它生物质能的过度消耗导致了区域及当地的土地沙漠化，而这些资源的低效使用还带来了严重的室内污染，导致每年数十万人的死亡。
完全可持续的可再生能源电力供应，是保证所有人安全用能、避免环境灾难的唯一途径。
我们不得不面对的能源现状：
14亿人口还未用上可靠的电力1
当我们大多数人认为用能是理所当然的基本权利时，世界人口的五分之一尚未用上可靠的电力——这就大大降低了他们获得教育和谋生的机会。
随着能源价格的上涨，世界上的穷人还将继续被排除在外。
与此同时，27亿多人
还在依靠传统的生物能源(主要来自木材，农作物
残留物和动物粪便)作为
烹饪和取暖的主要燃料来
源2。
这种生物能源的获
取方式往往是不可持续的，导致了土壤侵蚀和洪
灾的风险加剧，对生物多
样性构成威胁，还增加了
温室气体的排放。
传统的
厨灶也是健康的大问题，
世界卫生组织估计每年约250万妇女和儿童因吸入
厨灶产生的有害烟尘3而
过早死亡。
随着许多发展
中国家城市化步伐的加快，城市中的空气质量也
将进一步恶化。
有限的并且日益昂贵
的化石燃料并不能真正
解决发展中国家的能源
问题，而可再生能源则
为生活质量的改变和改
善几十亿人口的经济境
况提供了可能性。
1. 国际能源署《世界能源展望2010年》 巴黎
2. 国际能源署《世界能源展望2010年》 巴黎
3.h t t p://w w w.i a e a.o r g/P u b l i c a t i o n s/ Magazines/Bulletin/Bull442/44204002429.
pdf
13 WWF The Energy Report Page
可再生能源未来
第一部分:《能源报告》© Cat Holloway / WWF-Canon
图2：世界原油生产
/docs/weo2010/key_graphs.pdf 石油和天然气快要耗尽
廉价的常规油气供应正在减少，然而我们的能源需求却在持续增长。
显然，我们不能无限期的持续依赖化石燃料。
未来的40年间，预计全球人口将超过90亿，“常规办法”是行不通的。
据国际能源署（IEA）4预测，2030年，来自已知的石油和天然气储量的产量约下降40%到60%。
然而，发达国家对能源的需求丝毫未减，而中国、印度和巴西等新兴经济体的能源需求也在迅速增长。
如果世界上每个人使用石油的水平都像沙特、新加坡或美国那样，那么用不了10年5，世界上已探明的石油储量就会被用光。
对化石燃料资源的争夺将成为国际争端和潜在冲突的导火索。
能源企业越来越想用非常规
石油和天然气能源填补缺口，比
如页岩气，英国石油公司“深
海地平线”的深海平台采油，或
者加拿大沥青砂。
但是这些能源
的成本之高是史无前例的——这
不仅仅是在经济层面。
许多能源
储量位于一些世界上最原始的地
区——例如热带雨林和北极——
这些区域对生物多样性和我们
赖以生存的生态循环，从淡水到
健康的大气，都是至关重要的。
开采这些能源既困难也危险，而
且一旦出了差错，会使企业，社
会和国家付出高昂的代价。
加工
和使用非常规化石能源
会产生大量的温室气体
和化学污染，对淡水资
源的需求也是不可持续
的，并且对生物多样性
和生态循环都带来了非
常严重的影响。
4. 国际能源署《世界能源展望2009年》 巴黎
5. 美国和加拿大的年人均石油消费量约为3吨，
沙特约为5吨，新加坡约为10吨。
2010年已探明
石油储量据估计为大约2050亿吨（BP世界能源
统计201）
*石油探明储量估计为13,490亿桶。
美国每天的
石油消费为1886万桶。
世界人口为69亿
“如果每个
人消费的能
源都达到新
加坡人和美
国人的平均
水平，那么
全球石油储
量会在九年
内耗尽。
14 WWF The Energy Report Page
地图2 非洲有油的地方：P. Hearn, Jr., T. Hare等人，全球GIS数据库：地球全图
15
WWF The Energy Report Page 化石燃料来源
油气正在耗尽
第一部分:《能源报告》
气候变化已成事实
即使化石燃料的供应是无穷无尽的，我们迫切转为可再生能源的另外一个刻不容缓的理由是：气候变化。
在全世界范围内，有几亿人已经受到缺水，农作物欠收，热带疾病，洪水以及极端天气现象的影响。
而且随着地球大气中温室气体浓度的不断增加，这种状况会更加严峻。
世界卫生组织估计，每年由于气候变化导致的死亡超过15万例6。
全球变暖威胁着地球生态系统脆弱的平衡，还有可能导致全球四分之一的物种面临灭绝7。
森林、珊瑚礁和其他生态系统的循环失衡会带来更巨大的经济隐患8，为适应气候变化而付出的代价是巨大的。
最近有报告显示，到2030年，全世界每年可能需要花费超过2000亿欧元来应对建筑防洪工事，为农业输送水，以及重建受气候变化9影响的基础设施。
为了避免出现灾难性的后果，与工业化以前的气温相比，我们必须把最终全球变暖的温度保持在低于1.5℃的水平。
要想有机会做到这一点，全球温室气体排放需要在未来五年内开始下降，而且到2050年，全球排放量至少需要减少80%（与1990年排放量相比），2050年以后减排的幅度还要更大。
全球能源行业是关键。
能源行业要对全球三分之二的温室气体排放负责，该行业排放量的增长比其他任何部门都要快。
煤是碳密集度最大的燃料，也是全球温室气体排放最大的单项来源。
只有抓住可再生能源，再加上力度大的节能措施，才是我们所需要的最佳的快速减排办法。
6.http://www.who.int/globalchange/news/fsclimandhealth/en/ index.html
7./nature/journal/v427/n6970/abs/ nature02121.html
8.如要了解气候变化对生态循环的影响，可查阅生态和生物多样性经济学。
（TEEB）《气候问题更新》2009年9月
9.Martin Parry, Nigel Arnell, Pam Berry, David Dodman, Samuel Fankhauser, Chris Hope, Sari Kovats, Robert Nicholls, David Satterthwaite, Richard Tiffin,
Tim Wheeler于2009年评估了适应气候变化的成本：UNFCCC述评和其它最近的估计，国际环境和发展学院和伦敦Grantham气候变化学院
16 WWF The Energy Report Page
气候变化已成事实
17
WWF The Energy Report Page 改变了的现实
第一部分:《能源报告》
© Yifei ZHANG / WWF-Canon
© Donald Miller / WWF-Canon “核能是不人道和
代价高昂的选择”
18
WWF The Energy Report Page
仍在运行的核反应堆
地图3：仍在运行的核反应堆P. Hearn, Jr., T. Hare等人，全球GIS数据库：地球全图，2002年
核废物带来的危险长达10,000年
对某些人来说，核电被看成是解决能源危机的办法之一。
核电既能做到低碳排放，又能大规模的生产电能，虽然铀开采和铀浓缩也需要消费大量的能源。
但是，我们不能逃避的现实是，核裂变所产生的危险废弃物在以后的几千年里，其毒性仍然是很高的，而且世界上没有哪个地方能安全地储存这些危险废弃物。
仅美国和德国就分别积攒了50,000吨和12,000吨没有安全处理的高辐射废弃物。
美国环境保护署认为，这些废弃物对公共健康的威胁至少在10000年以后才会显著降低。
同样需要担心的是，生产核能源所需的材料和技术也可以用于生产核武器。
在这个政局动荡的世界上，核扩散是非常危险的。
核电也不是一种简单的技术,它需要训练有素的高级人才，并仅能大规模生产，且需要不间断运行。
对于目前还无法用到电10的14亿人而言，这显然不是个可行的方法，因为他们大多住在脆弱国家的偏远地区。
核电也是个极其昂贵的选择。
在把数十亿资金投向新一代核电站建设之前，我们要问一问，是不是把这些资金用在其它可持续能源技术上会更好一些。
10.国际能源署，《世界能源展望》，2010年，巴黎
核废物危害长达10,000年
第一部分:《能源报告》
19
WWF The Energy Report Page
世界自然基金会(WWF)
的视角
气候变化会破坏像世界自然基金会这样的环境保护组织在过去50年中所做的一切。
北极熊也许会成为报上的头条新闻，但实际上没有哪一个物种会不受到气候变化的影响。
许多物种会灭绝，甚至是整个生态系统都可能会完全消失，如珊瑚礁、高山动植物的栖息地，如亚马逊的大片热带雨林。
即使许多植物和动物经过千百万年的演变已经适应了现在的环境，面对温度和降雨的微小变化仍然会很脆弱。
海水变暖和酸化会威胁到珊瑚礁和磷虾的生存，而它们是许多地区海洋食物链的基础。
像鲸鱼和大象这样的大型哺乳动物，也要去很远的地方找寻食物，离开世界自然基金会和其它机构千方百计要保卫的安全保护区。
作为人类生活交织网络的一部分，人类也将受到气候变化的后果的影响。
世界自然基金会的任务是保护居住在我们这个星球的宠大的生物体系，并建立一个健康繁荣的未来世界。
在这个世界中，人类与自然和谐共存。
不管有什么样的艰难选择和挑战，只有解决能源危机才能实现这一目标。
“我们预测，基于2050年气候变暖中间情景分析，在我们抽样的地区和类别中，有15-37%的物种会‘注定灭绝’”
* Thomas C.D.等人，2004年，气候变化导致的灭绝风险，《自然》第427卷，第8篇。
20 WWF The Energy Report Page
© Kevin Schafer / WWF-Canon 世界自然基金会（WWF）的视角
第一部分:《能源报告》
21
WWF The Energy Report Page。
